एक लाइन सोल्डर पेस्ट निरीक्षण और स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण पास कर सकती है, फिर भी उसमें ऐसा जोड़ हो सकता है जिस पर सेवा के दौरान भरोसा नहीं किया जा सकता। यह आमतौर पर तब स्पष्ट होता है जब असेंबली में बॉटम-टर्मिनेटेड कंपोनेंट्स, BGA, स्टैक्ड पैकेज, छिपे हुए सोल्डर क्षेत्रों वाले कनेक्टर, या कैमरे के दृश्य को अवरुद्ध करने वाले मेटल शील्ड उपयोग किए जाते हैं। बोर्ड का दिखाई देने वाला भाग साफ दिख सकता है, जबकि वास्तविक सोल्डर इंटरफेस में वॉइडिंग, ब्रिजिंग, अपर्याप्त कोलैप्स या ओपन कनेक्शन हो सकते हैं।

जब गुणवत्ता निर्णय उन विशेषताओं पर निर्भर करता है जो ऑप्टिकल दृश्य से छिपी होती हैं, तो AOI और SPI के साथ X-ray निरीक्षण आवश्यक है। SPI यह पुष्टि करता है कि सोल्डर पेस्ट स्वीकार्य प्रक्रिया विंडो के भीतर जमा किया गया था या नहीं। AOI दिखाई देने वाले पेस्ट, कंपोनेंट प्लेसमेंट, पोलैरिटी, मार्किंग, लीड और खुले सोल्डर फिलेट की जांच करता है। जहां ये जांच आंतरिक जोड़ ज्यामिति की पुष्टि नहीं कर सकतीं या जहां किसी छिपे दोष के निकल जाने का परिणाम बहुत गंभीर हो, वहां X-ray जोड़ा जाना चाहिए। ये तीनों विधियां एक-दूसरे की पूरक हैं, परस्पर विनिमेय नहीं।

मशीन सूची से नहीं, जोड़ से शुरुआत करें

X-ray लागू करने का निर्णय लेने का सबसे विश्वसनीय तरीका प्रत्येक महत्वपूर्ण कंपोनेंट को स्वीकृति के लिए आवश्यक साक्ष्य से मैप करना है। खुले फिलेट वाले गल-विंग लीड का प्रभावी मूल्यांकन अक्सर AOI द्वारा किया जा सकता है, बशर्ते ऑप्टिकल सिस्टम में पर्याप्त कवरेज हो और निरीक्षण प्रोग्राम स्थिर हो। पैकेज के नीचे स्थित BGA सोल्डर बॉल का नहीं। AOI कंपोनेंट शिफ्ट, गायब कंपोनेंट या स्पष्ट पैकेज क्षति की पहचान कर सकता है, लेकिन यह प्रत्येक छिपी बॉल की स्थिति सीधे नहीं देख सकता।

प्रक्रिया समीक्षाओं के दौरान यह अंतर महत्वपूर्ण होता है। टीम कभी-कभी विफलता जांच के बाद X-ray जोड़ती हैं क्योंकि AOI को पूर्ण पोस्ट-रीफ्लो निरीक्षण चरण माना गया था। ऐसा नहीं है। AOI ऊपर से या कोणीय ऑप्टिकल दृश्य से दिखाई देने वाली स्थितियों का पता लगाने में उत्कृष्ट है। यह पैकेज बॉडी और बोर्ड परतों के आर-पार निरीक्षण के लिए डिज़ाइन की गई इमेजिंग विधि का विकल्प नहीं है।

वे कंपोनेंट स्थितियां जो सामान्यतः X-ray को उचित ठहराती हैं

हर PCB को समान X-ray कवरेज की आवश्यकता नहीं होती। कंपोनेंट आर्किटेक्चर पर विचार करने से निर्णय अधिक स्पष्ट हो जाता है।

BGA, CSP और अन्य एरिया-ऐरे पैकेज

ये पैकेज X-ray उपयोग करने का सबसे परिचित कारण हैं। उनकी सोल्डर बॉल पैकेज और PCB के बीच होती हैं, जिससे ऑप्टिकल पुष्टि के लिए कोई खुला फिलेट नहीं रहता। X-ray बॉल-टू-पैड संरेखण, पड़ोसी बॉलों के बीच सोल्डर ब्रिज, गायब या ध्वस्त बॉल तथा जोड़ के आकार में असामान्य भिन्नताओं को प्रकट कर सकता है। यह यह भी पहचान सकता है कि दोष पैटर्न अलग-थलग है या पूरे पैकेज में दोहराया गया है, जो यह निर्धारित करने में उपयोगी है कि कारण स्टेंसिल, प्लेसमेंट या थर्मल प्रोफाइल से संबंधित हो सकता है।

फाइन-पिच एरिया ऐरे के लिए निरीक्षण क्षमता को फीचर आकार के अनुरूप होना चाहिए। केवल मैग्निफिकेशन पर्याप्त नहीं है। इमेज कॉन्ट्रास्ट, डिटेक्टर प्रदर्शन, ज्यामितीय विकृति, फिक्स्चर स्थिरता और निकटवर्ती बॉलों को अलग करने की क्षमता—सभी यह प्रभावित करते हैं कि इमेज विश्वसनीय निर्णय का समर्थन करती है या नहीं।

QFN, DFN, LGA पैकेज और बॉटम-टर्मिनेटेड डिवाइस

QFN के परिधीय किनारे दिखाई दे सकते हैं, लेकिन मुख्य थर्मल पैड और अधिकांश विद्युत कनेक्शन बॉडी के नीचे होते हैं। AOI अक्सर यह पुष्टि कर सकता है कि पैकेज मौजूद है और सही दिशा में है। यह निर्धारित नहीं कर सकता कि केंद्रीय पैड सही ढंग से फैला है या नहीं, नीचे सोल्डर ब्रिज हुआ है या नहीं, अथवा थर्मल रूप से महत्वपूर्ण क्षेत्र में अत्यधिक वॉइडिंग मौजूद है या नहीं।

यह विशेष रूप से पावर डिवाइस और एक्सपोज्ड पैड के माध्यम से गर्मी स्थानांतरित करने वाले भागों के लिए प्रासंगिक है। कोई जोड़ विद्युत रूप से जुड़ा रह सकता है, जबकि उसका सोल्डर वितरण थर्मल प्रतिरोध बढ़ाता हो या असमान यांत्रिक समर्थन पैदा करता हो। X-ray स्वतः दीर्घकालिक विश्वसनीयता निर्धारित नहीं करता, लेकिन यह ऐसा साक्ष्य प्रदान करता है जो ऑप्टिकल निरीक्षण नहीं दे सकता।

कनेक्टर, मॉड्यूल, शील्ड और स्टैक्ड असेंबली

छिपे हुए सोल्डर जोड़ केवल सेमीकंडक्टर पैकेज तक सीमित नहीं हैं। कुछ कनेक्टरों में छिपे टर्मिनेशन होते हैं और RF मॉड्यूल में ऐसी शील्डिंग या संरचनाएं हो सकती हैं जो दृष्टि रेखा को सीमित करती हैं। मल्टीलेयर या घनी आबादी वाले क्षेत्रों में प्रश्न यह है कि क्या दोष को निर्णय लेने के लिए पर्याप्त स्पष्टता से देखा जा सकता है। जहां ओवरलैप होती धातु विशेषताएं व्याख्या को कठिन बनाती हैं, वहां निरीक्षण योजना में सावधानीपूर्वक चुने गए दृश्य कोण, क्षेत्र-विशिष्ट रेसिपी या परतों को अधिक प्रभावी ढंग से अलग करने में सक्षम समीक्षा विधि की आवश्यकता हो सकती है।

जब SPI और AOI परिणाम छिपे-जोड़ के जोखिम की ओर संकेत करें

जब अपस्ट्रीम निरीक्षण ऐसी प्रक्रिया स्थिति दिखाता है जो नीचे की ओर दिखाई देने वाला दोष उत्पन्न नहीं कर सकती, तब भी X-ray मूल्यवान होता है। सीमांत SPI परिणाम यह सिद्ध नहीं करता कि जोड़ विफल होगा। रीफ्लो कुछ भिन्नताओं की भरपाई कर सकता है। हालांकि, BGA के नीचे पैडों पर बार-बार कम पेस्ट वॉल्यूम, QFN थर्मल पैड पर असंगत पेस्ट जमाव, या निकट दूरी वाले छिपे जोड़ों के पास ऑफसेट जमाव, X-ray द्वारा पोस्ट-रीफ्लो परिणाम की जांच करने के वैध कारण हैं।

यही तर्क AOI निष्कर्षों पर भी लागू होता है। कोई कंपोनेंट थोड़ा ऑफसेट हो सकता है, फिर भी AOI सीमा पार कर सकता है क्योंकि उसकी बॉडी और मार्किंग टॉलरेंस के भीतर रहती हैं। एरिया-ऐरे पैकेज के नीचे, यह स्थितिगत बदलाव पैड ओवरलैप को इतना कम कर सकता है कि कमजोर या अधूरे जोड़ बन जाएं। X-ray यह निर्धारित करने में मदद करता है कि प्लेसमेंट स्थिति आंतरिक सोल्डर समस्या में परिवर्तित हुई या नहीं।

एक उपयोगी एस्केलेशन पथ यह नहीं है कि “किसी भी अलर्ट वाले हर बोर्ड को X-ray के लिए भेजें।” इससे अनावश्यक समीक्षा भार उत्पन्न होता है और अत्यावश्यक पैटर्न अस्पष्ट हो सकते हैं। इसके बजाय, ट्रिगर को ज्ञात विफलता तंत्रों से जोड़ें:

• छिपे पैडों पर कम या खराब केंद्रित पेस्ट जमाव अधूरे जोड़ों या अपर्याप्त सोल्डर फैलाव की जांच को ट्रिगर करना चाहिए।
• एरिया-ऐरे या बॉटम-टर्मिनेटेड पैकेजों पर प्लेसमेंट ऑफसेट बॉल या पैड संरेखण की जांच को ट्रिगर करना चाहिए।
• एक ही पैकेज प्रकार पर बार-बार रीवर्क होने पर सोल्डर ब्रिज, ओपन, पैड क्षति संकेतक या असामान्य वॉइड पैटर्न की जांच ट्रिगर होनी चाहिए।
• थर्मल-प्रोफाइल परिवर्तन, स्टेंसिल परिवर्तन या नई पेस्ट सामग्री पर महत्वपूर्ण छिपे जोड़ों की फर्स्ट-आर्टिकल X-ray सत्यापन ट्रिगर होना चाहिए।
• छिपे-इंटरकनेक्ट डिवाइसों तक सीमित अप्रत्याशित विद्युत-परीक्षण विफलताओं को मूल कारण निर्धारित करने से पहले X-ray साक्ष्य से सहसंबंधित किया जाना चाहिए।

यह दृष्टिकोण AOI SPI और X-Ray Inspection Equipment को एक जुड़े हुए नियंत्रण तंत्र के रूप में उपयोग करता है। प्रत्येक चरण एक पृथक गेट के रूप में कार्य करने के बजाय ऐसी जानकारी देता है जो अगले निरीक्षण निर्णय को सीमित करती है।

वॉइड निष्कर्षों के लिए परिभाषित स्वीकृति आधार आवश्यक है

वॉइड उन सबसे सामान्य कारणों में से एक हैं जिनके कारण X-ray इमेज पर ध्यान दिया जाता है, लेकिन सोल्डर जोड़ में एक गहरा क्षेत्र स्वतः अस्वीकृति की स्थिति नहीं है। वॉइडिंग की प्रासंगिकता कंपोनेंट कार्य, जोड़ स्थान, ऊष्मा-स्थानांतरण आवश्यकता, करंट पथ, पैकेज डिज़ाइन तथा उत्पाद और प्रक्रिया के लिए स्थापित स्वीकृति नियमों पर निर्भर करती है। छोटा बिखरा हुआ वॉइड पैटर्न और महत्वपूर्ण इंटरफेस के पास बड़ा केंद्रित वॉइड बहुत अलग प्रभाव रख सकते हैं।

स्वीकार/अस्वीकार निर्णयों के लिए X-ray परिणामों का उपयोग करने से पहले, संगठन को यह परिभाषित करना चाहिए कि निरीक्षकों से किसका मूल्यांकन अपेक्षित है। इसमें रुचि का क्षेत्र, इमेज ओरिएंटेशन, मैग्निफिकेशन, जहां लागू हो वहां थ्रेशहोल्ड या समीक्षा मानदंड, तथा सीमा-रेखा वाली इमेज का प्रबंधन शामिल है। इस तैयारी के बिना, अलग-अलग ऑपरेटर एक ही जोड़ की अलग-अलग व्याख्या कर सकते हैं, जिससे या तो अनावश्यक रीवर्क होगा या असंगत एस्केप होंगे।

वॉइड विश्लेषण को एक सामान्य शॉर्टकट से भी बचना चाहिए: वॉइड प्रतिशत को ही एकमात्र सार्थक संकेत मानना। वितरण महत्वपूर्ण है। इंटरफेस पर एकत्रित वॉइड, सोल्डर की कमी के प्रमाण, अनियमित सोल्डर फैलाव या समान पैडों में असममिति प्रक्रिया समस्या का संकेत दे सकते हैं, भले ही एकल संख्यात्मक माप स्वीकार्य दिखाई दे। इसके विपरीत, संदर्भ के बिना व्यापक प्रतिशत मान यह नहीं समझा सकता कि स्थिति कार्य को प्रभावित करती है या नहीं।

उत्पादन प्रवाह में सही बिंदु पर X-ray का उपयोग करें

X-ray निरीक्षण का समय इस पर निर्भर करता है कि इसका उपयोग प्रक्रिया योग्यता, नियमित उत्पादन नियंत्रण, समस्या-निवारण या अंतिम रिलीज के लिए किया जा रहा है। इसे हर लाइन में एक निश्चित स्थान पर रखना आवश्यक नहीं है।

नए उत्पाद परिचय, स्टेंसिल परिवर्तन, पैकेज ट्रांजिशन और रीफ्लो-प्रोफाइल विकास के दौरान, X-ray का सत्यापन उपकरण के रूप में अक्सर सबसे अधिक मूल्य होता है। यह पुष्टि करता है कि छिपे-जोड़ का व्यवहार प्रक्रिया मान्यताओं से मेल खाता है या नहीं, इससे पहले कि वॉल्यूम उत्पादन दोष पैटर्न को नियंत्रित करना कठिन बना दे। इस चरण में प्रतिनिधि असेंबली का निरीक्षण यह प्रकट कर सकता है कि पेस्ट एपर्चर, प्लेसमेंट सेटिंग, बोर्ड फिनिश या थर्मल एक्सपोजर में समायोजन की आवश्यकता है या नहीं।

स्थिर उत्पादन में, प्रत्येक असेंबली का फुल-बोर्ड X-ray केवल वहीं उपयुक्त हो सकता है जहां महत्वपूर्णता, पैकेज घनत्व और साइकिल-टाइम आवश्यकताएं इसका समर्थन करती हों। अन्य लाइनें चयनित पैकेजों, फर्स्ट-ऑफ बोर्डों, परिभाषित सैंपलिंग बिंदुओं या अपस्ट्रीम ट्रिगर प्राप्त असेंबली का लक्षित निरीक्षण करती हैं। सही विकल्प छिपे-जोड़ के जोखिम और कंटेनमेंट उद्देश्य पर आधारित होना चाहिए, इस सामान्य धारणा पर नहीं कि अधिक इमेज हमेशा गुणवत्ता में सुधार करती हैं।

रीवर्क के बाद, X-ray उन कंपोनेंट्स के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है जिनके जोड़ सतह से पुष्टि नहीं किए जा सकते। रीवर्क से असमान सोल्डर कोलैप्स, स्थानांतरित बॉल, फंसा हुआ सोल्डर या ऊष्मा-संबंधित परिवर्तन जैसे जोखिम आते हैं, जो कंपोनेंट बदलने के बाद दिखाई नहीं देते। पोस्ट-रीवर्क इमेज असेंबली के आगे बढ़ने से पहले छिपे क्षेत्र का प्रत्यक्ष रिकॉर्ड प्रदान करती है।

गलत विश्वास पैदा किए बिना इमेज की व्याख्या

X-ray इमेज साक्ष्य है, पूर्ण निदान नहीं। इमेज में ब्रिज स्पष्ट हो सकता है, लेकिन उसका अंतर्निहित कारण अत्यधिक पेस्ट, कंपोनेंट गति, पैड डिज़ाइन, प्लेसमेंट बल या रीफ्लो स्थिति हो सकता है। खुला दिखने वाला फीचर वास्तविक जोड़ पृथक्करण, इमेजिंग कोण, कंपोनेंट झुकाव, निकटवर्ती संरचनाओं से ओवरलैप या अपर्याप्त कॉन्ट्रास्ट से उत्पन्न हो सकता है। इसलिए इमेज समीक्षा को असेंबली डिज़ाइन और प्रक्रिया इतिहास से जोड़ा जाना चाहिए।

जब कोई इमेज दोष का संकेत दे, तो उपलब्ध होने पर उसकी तुलना SPI जमाव, प्लेसमेंट रिकॉर्ड, AOI इमेज, रीफ्लो स्थितियों और विद्युत-परीक्षण जानकारी से करें। यह क्रम एक ही लक्षण का बार-बार उपचार करने से बचाता है। उदाहरण के लिए, कई निकटवर्ती BGA ब्रिज एक व्यवस्थित पेस्ट-प्रिंटिंग या कोलैप्स समस्या का सुझाव दे सकते हैं; एकल विकृत कोना स्थानीय प्लेसमेंट, बोर्ड वार्पेज या हैंडलिंग स्थितियों की ओर अधिक मजबूती से संकेत कर सकता है।

निरीक्षण प्रोग्रामों को गलत कॉल से भी सुरक्षा की आवश्यकता होती है। अत्यधिक कड़े स्वचालित थ्रेशहोल्ड स्वीकार्य भिन्नताओं से भरी समीक्षा कतारें उत्पन्न कर सकते हैं। ढीले थ्रेशहोल्ड महत्वपूर्ण दोषों को गुजरने दे सकते हैं। ज्ञात रूप से अच्छे असेंबली और नियंत्रित समीक्षा तर्क का उपयोग कर रेसिपी बनाएं, फिर पैकेज, बोर्ड फिनिश, स्टेंसिल डिज़ाइन, पेस्ट या रीफ्लो व्यवहार में महत्वपूर्ण परिवर्तनों के बाद उन्हें पुनः देखें। समान पैकेज से कॉपी किया गया प्रोग्राम प्रारंभिक बिंदु है, नए असेंबली के लिए इमेज मानदंड उपयुक्त होने का प्रमाण नहीं।

X-ray क्षमता जोड़ने से पहले तय किए जाने वाले प्रश्न

उपकरण निर्णय को निरीक्षण आवश्यकता के बाद होना चाहिए। सबसे छोटे छिपे फीचर की पहचान से शुरुआत करें जिसे स्पष्ट करना आवश्यक है, जांचे जाने वाले जोड़ों या क्षेत्रों की संख्या, पैकेज मिश्रण, तथा यह कि आवश्यकता नियमित स्वचालित स्क्रीनिंग की है या विस्तृत इंजीनियरिंग विश्लेषण की। ओवरलैपिंग संरचनाओं वाले घने बोर्डों के लिए अलग-थलग BGA स्थानों वाले बोर्डों से भिन्न इमेजिंग क्षमता की आवश्यकता हो सकती है।

साइकिल समय महत्वपूर्ण है, लेकिन इसे हैंडलिंग और समीक्षा समय के साथ विचार करना चाहिए। स्वचालित इमेज कैप्चर अनुक्रम तभी उत्पादक होता है जब फिक्स्चर बोर्डों को पुनरावृत्त रूप से स्थित करें, रुचि क्षेत्र सही ढंग से प्रोग्राम किए गए हों और समीक्षा नियम व्यावहारिक हों। इंजीनियरिंग विश्लेषण और अपवाद प्रबंधन के लिए मैनुअल व्याख्या उपयुक्त हो सकती है, फिर भी उच्च-वॉल्यूम आउटपुट पर अंधाधुंध लागू करने पर यह बाधा बन जाती है।

ट्रेसेबिलिटी एक अन्य व्यावहारिक चिंता है। सुरक्षा-संवेदनशील या उच्च-विश्वसनीयता असेंबली के लिए, निरीक्षण रिकॉर्ड को बोर्ड पहचान, पैकेज स्थान, इमेज, प्रोग्राम रिविजन, डिस्पोजिशन और रीवर्क स्थिति से जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है। आरंभ में ही तय करें कि कौन-सी इमेज रखी जानी हैं और अपवादों को कैसे प्रलेखित किया जाएगा। पुनर्प्राप्ति विधि के बिना हर इमेज सहेजने से स्टोरेज बढ़ता है; केवल पास/फेल फ्लैग सहेजने से बाद की जांच के लिए बहुत कम साक्ष्य बच सकता है।

संकेत कि अब केवल AOI पर्याप्त नहीं है

लक्षित X-ray जोड़ने पर विचार करें जब छिपे-जोड़ कंपोनेंट्स बढ़ रहे हों, जब प्रक्रिया परिवर्तनों को बाहरी रूप से सत्यापित नहीं किया जा सकता हो, या जब बोर्डों के विज़ुअल निरीक्षण पास करने के बाद विद्युत विफलताएं दिखाई दें। यह तब भी उचित है जब किसी उत्पाद का कार्य अंडरसाइड पैड के माध्यम से ऊष्मा हस्तांतरण, कड़ाई से नियंत्रित उच्च-करंट जोड़ या छिपे इंटरकनेक्ट पर निर्भर करता हो, जहां गुप्त दोष का बाद में पता लगाना कठिन होगा।

व्यावहारिक उद्देश्य SPI या AOI को बदलना नहीं है। SPI प्लेसमेंट से पहले मुद्रित जमाव को नियंत्रित करके दोषों को रोकता है। AOI दृश्यमान त्रुटियों की व्यापक श्रेणी को तेजी से पकड़ता है। X-ray पैकेजों और अन्य अस्पष्ट संरचनाओं के नीचे साक्ष्य की कमी को पूरा करता है। जब निरीक्षण मानदंड, ट्रिगर नियम और इमेज व्याख्या वास्तविक जोड़ जोखिमों के अनुरूप परिभाषित होते हैं, तो ये तीनों विधियां मिलकर ऐसा अधिक समर्थनीय रिलीज निर्णय प्रदान करती हैं जो इनमें से कोई एक विधि अकेले नहीं दे सकती।