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¿Cómo la tecnología de rayos X revela defectos ocultos en las uniones de soldadura PCB?

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2025-11-21      Origen:Sitio

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Inspección de juntas de soldadura por rayos X PCB


Los defectos ocultos en las uniones de soldadura se han convertido en la mayor amenaza invisible en la fabricación de productos electrónicos modernos.


A medida que los tamaños de los componentes se reducen al nivel 008004, el mundo interno de una placa de circuito se vuelve más complejo que un mechón de cabello.

Cuanto más precisa sea la electrónica, más fácil será que los problemas fatales se oculten donde no se puedan ver.

Estos 'defectos latentes' están provocando fallas de campo repetidas y difíciles de explicar en sectores de alta confiabilidad como el automotriz, médico, aeroespacial y 5G.


AOI no puede verlos.
Las TIC no pueden detectarlos.
La inspección manual no tiene ninguna posibilidad.


Sólo la inspección por rayos X de alta resolución puede revelar de forma no destructiva huecos, puentes, cabeza sobre almohada, humectación deficiente, relleno de soldadura insuficiente, problemas de unión de cables y otros defectos de nivel profundo, como una verdadera '透视' (vista transversal).

Actualmente es el único método de inspección capaz de proporcionar una evaluación verdaderamente confiable de la calidad de las uniones soldadas.


visión de rayos x


Comprensión de los defectos ocultos de las uniones de soldadura en los PCBs modernos


1. Defectos invisibles comunes: huecos, puentes, soldadura en frío y cabeza dentro de la almohada


Los problemas más peligrosos de los PCB modernos suelen ser completamente invisibles a simple vista.

Los huecos, los puentes, las uniones de soldadura en frío y los defectos de cabeza en almohada actúan como 'bombas de tiempo latentes', provocando fallas aleatorias.

En PCBs de alta densidad, estos problemas se vuelven inevitables.

Los paquetes BGA actuales presentan pasos tan pequeños como 0,35 mm.

Las almohadillas térmicas grandes en paquetes QFN y LGA aumentan el riesgo de defectos ocultos.

Los paquetes apilados como PoP y SiP multiplican drásticamente el número de uniones de soldadura.

Incluso los tableros hash para mineros de criptomonedas pueden contener miles de uniones de soldadura completamente invisibles.


Los riesgos aumentan en consecuencia:

  • La bola de soldadura tiene un vacío superior al 25 %.

  • Puente oculto debajo de las almohadillas térmicas QFN.

  • Defectos HiP (Head-in-Pillow) causados ​​por la deformación del paquete.

  • Juntas frías y mala humectación debido a acabados superficiales ENIG/OSP.

  • Llenado insuficiente del barril y grietas circunferenciales en las vías de PTH.

  • Grietas en la unión de cables o despegue de la unión dentro de paquetes de semiconductores.


Todos estos son defectos 'invisibles pero catastróficos' que pueden causar una falla total del dispositivo.


2. Por qué la AOI tradicional y las TIC no pueden detectar estos defectos ocultos


No importa cuán avanzado esté AOI, solo puede ver la superficie.

Incluso el 3D AOI más sofisticado puede analizar sólo los filetes de soldadura externos y la geometría de la superficie.

Los defectos reales se esconden debajo de los paquetes de componentes, dentro de las uniones soldadas y debajo de las almohadillas térmicas.

Las TIC pueden verificar la continuidad eléctrica pero no pueden detectar huecos, grietas o defectos mecánicos dentro de las uniones soldadas.

Muchas uniones parecen 'eléctricamente finas' durante las pruebas, pero fallan por completo después de 500 a 1000 ciclos térmicos.

Aquí es donde reside el peligro: la superficie parece normal, pero la cuenta regresiva del fallo interno ya ha comenzado.


3. Demanda creciente de productos electrónicos de alta confiabilidad


Automoción ISO 26262 ASIL-D.
Requisitos IPC-7095 Nivel-3 BGA.
Aeroespacial DO-160.
Militar MIL-STD-883.

Estos estándares exigen cada vez más una inspección 100% por rayos X para uniones de soldadura ocultas en componentes críticos para la seguridad.

ECU automotrices, implantes médicos, electrónica de control de vuelo, sistemas aeroespaciales y estaciones base 5G: ninguna de estas industrias puede tolerar riesgos invisibles.

La inspección de alta confiabilidad ya no es opcional: se ha convertido en la base de fabricación.


Cómo funciona la inspección por rayos X para juntas de soldadura PCB


Para detectar defectos ocultos en las uniones de soldadura, primero se debe comprender cómo los rayos X 'transmiten' un PCB.~!phoenix_varIMG37!~


1. Principios básicos de las tecnologías de rayos X 2D, 2,5D y 3D


Los rayos X en el rango de 50 a 160 kV pasan a través del PCB.

Los distintos materiales absorben la radiación de forma diferente:

  • Soldadura: mayor densidad, más oscura en la imagen.

  • Cobre y silicio: absorción intermedia, gris.

  • FR-4 y aire: menor absorción, más brillante

Las imágenes 2D proporcionan una vista de arriba hacia abajo.

2.5D agrega un ángulo de visión oblicuo de 60° y rotación del escenario para observar estructuras ocultas desde un costado.

La verdadera CT 3D reconstruye toda la unión de soldadura en datos volumétricos con una resolución de vóxel tan fina como 1 µm, esencialmente 'cortando' la unión de soldadura capa por capa para un análisis preciso.


2. Modos de transmisión, oblicuos y de imágenes por TC


El modo de transmisión es más rápido, ideal para muestreo en línea.

La visualización oblicua (45°–60°) separa las filas BGA superpuestas y revela el puente QFN.

Para el análisis de fallas, como la medición del volumen de huecos o la propagación de grietas, la TC es esencial.
Los resultados de la TC en 3D muestran exactamente lo que sucede dentro de la unión de soldadura, eliminando conjeturas.


3. Parámetros clave que determinan la precisión de la inspección


El equipo, no la tecnología de rayos X, es el factor limitante para obtener imágenes claras.

Los parámetros críticos incluyen:

  • Estabilidad del voltaje del tubo

  • Tamaño del punto focal (<1 µm)

  • Paso de píxeles del detector

  • Ampliación geométrica (hasta 2000×)

  • Estabilidad térmica de la fuente de rayos X de tubo sellado.

Estos determinan si son visibles finas grietas internas, microhuecos y otros defectos sutiles.


Defectos ocultos detectables sólo mediante rayos X


Defectos ocultos detectables sólo mediante rayos X


1. BGA/CSP vacíos

Los huecos dentro de las bolas de soldadura BGA/CSP pueden reducir la conductividad térmica hasta en un 40 % cuando la proporción de huecos supera el 25 %.

Los fabricantes de equipos originales de automóviles suelen exigir una relación de vacío total <15 % para el tren motriz y los módulos ADAS.

Un tablero de control de drones o vehículos eléctricos con tales vacíos operaría en riesgo: el margen de seguridad es cero.


2. Puenteo oculto y no humectación en QFN/LGA

El exceso de pasta de soldadura debajo de las almohadillas térmicas puede formar cortocircuitos invisibles.

Durante la vibración o el ciclo térmico, estos cortocircuitos crecen y eventualmente causan fallas catastróficas.

Los paquetes QFN y LGA parecen perfectos externamente, pero pueden ocultar peligros internamente.


3. Uniones de soldadura en frío y cabeza dentro de almohada (HiP)

Los defectos de HiP forman formas de 'hongo' o de 'anillo de Saturno'.

Su resistencia mecánica es casi nula y pueden fallar bajo una tensión mínima.

Las imágenes de rayos X revelan estas estructuras internas temprano, mucho antes de que ocurra la falla.


4. Problemas de llenado de orificios pasantes y defectos de unión de cables

Un relleno de soldadura de PTH insuficiente, grietas, barrido de alambre o delaminación comprometen la confiabilidad.

Los rayos X verifican las tasas de llenado de PTH (75%-100%) y detecta defectos ocultos de inmediato.

Las industrias de alta confiabilidad exigen una inspección 100% con rayos X para identificar estas 'bombas de tiempo' invisibles.


Tipos clave de equipos de rayos X y comparación de marcas


Elegir un sistema de rayos X consiste en hacer coincidir la herramienta con su aplicación.


1. Sistemas fuera de línea versus sistemas en línea

Los sistemas fuera de línea ofrecen una resolución de 1 a 2 µm, inclinación de 60°, rotación de 360° y escaneo CT completo.
Ideal para las industrias automotriz, médica y NPI, donde la confiabilidad es fundamental.

Los sistemas en línea cambian algo de resolución por velocidad.
Perfecto para productos electrónicos de consumo de gran volumen, mejorando el rendimiento.


2. Marcas líderes

Marcas líderes en rayos X.


Líderes del mercado de alta gama: Nikon XT V, YXLON Cheetah EVO, Nordson DAGE Quadra y Viscom.


I.C.T se ha convertido en la marca de más rápido crecimiento a nivel mundial, ofreciendo un rendimiento igual o superior a un costo entre un 40 % y un 60 % menor, con un software bilingüe innovador.

Para las empresas que buscan un equilibrio entre calidad y costo, I.C.T es la mejor opción.


I.C.T Soluciones avanzadas de rayos X sin conexión


1. I.C.T X-7100: caballo de batalla de alta velocidad y volumen medio


SMT fuera de línea RAY X-7200


Admite PCBs de hasta 510 × 510 mm, inclinación de 60°, rotación opcional de 360°.

Programación CNC/matriz y medición de burbujas/vacíos con un solo clic.

El diseño de tubo cerrado de alta estabilidad garantiza un funcionamiento fiable a largo plazo.

Ideal para enrutadores 5G, ECU de automóviles y líneas PCBA industriales.


Más detalles


2. I.C.T X-7900 – Especialista en semiconductores y dispositivos de potencia


SMT Rayos X sin conexión X-8000


Fuente de rayos X Hamamatsu de 130 kV, hasta 1 µm de resolución.
Destaca en uniones de soldadura 008004, unión de cables de oro, detección de huecos IGBT y soldadura de lengüetas de baterías de litio.
Ventana de navegación extra grande y evaluación automática de NG.


Más detalles


3. I.C.T X-9200: buque insignia con True 3D


I.C.T Rayos X x-9300


Inspección 2,5D de alta velocidad más 3D completo.
Inclinación de 60°, resolución de 1 µm, medición de vacíos y fluencia de soldadura con un solo clic.
Software intuitivo.
Favorecido en la industria aeroespacial, implantes médicos y servidores de alta gama.


Más detalles


Mejores prácticas para una inspección por rayos X exitosa


1. Preparación y programación de muestras

Utilice accesorios de fibra de carbono para estabilizar los PCB.
Programas dedicados para cada tipo de paquete:

  • BGA: 45° oblicuo

  • QFN: transmisión 0°

  • Semiconductor: alambre de oro de alta mag

La programación personalizada mejora la precisión y reduce los falsos positivos.


2. Cumplimiento de IPC-A-610 e IPC-7095

El software I.C.T calcula el porcentaje de vacíos, el espesor del puente, el porcentaje de llenado del barril y genera informes de aprobación/rechazo que cumplen con las normas.
Garantiza que las inspecciones cumplan con los estándares globales de calidad y confiabilidad.


Resumen de puntos clave

Los defectos ocultos en las uniones de soldadura causan más del 70% de las fallas de campo en la electrónica de alta confiabilidad.

Sólo la inspección por rayos X puede detectarlos de forma fiable.

I.C.T X-7100, X-7900 y X-9200 ofrecen resolución submicrónica, software inteligente y servicio global.
Ayudan a las fábricas a reducir las tasas de escape por debajo de 50 ppm y lograr un retorno de la inversión en menos de 8 meses.

Elegir la solución de rayos X adecuada implica salvaguardar el rendimiento, la confiabilidad y la reputación de la marca.




Preguntas frecuentes (FAQ)


1. ¿Qué porcentaje de vacíos es aceptable en BGA automotriz?
IPC-7095 Clase 3: ≤25 % en total, ningún vacío individual >15 %.
La mayoría de los proveedores de nivel 1 ahora exigen ≤15 % en total y ≤10 % de huecos únicos para juntas críticas.


2. ¿Pueden los rayos X reemplazar completamente a AOI?
No. Mejores prácticas: SPI + 3D AOI + rayos X para un escape cercano a cero.


3. ¿Cuál es el retorno de la inversión típico?
De 4 a 8 meses, gracias a que se evitaron retiradas del mercado, se redujeron los costos de garantía y se eliminó el trabajo de inspección manual.


4. ¿Cómo elegir entre modelos TIC?

  • X-7100: generales PCBA

  • X-7900: semiconductor y batería

  • X-9200: alta resolución + CT 3D completo


5. ¿Ofrece I.C.T capacitación y soporte mundial?
Sí. Formación presencial de 7 días incluida. Centros de servicio en Asia, Europa, América.
Respuesta remota en 2 horas. Garantía de 1 año.


AOI Máquina de inspección 106



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