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Comment la technologie des rayons X révèle les défauts cachés des joints de soudure ?

Nombre Parcourir:0     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2025-11-21      origine:Propulsé

enquête

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Inspection des joints de soudure aux rayons X PCB


Les défauts cachés des joints de soudure sont devenus la plus grande menace invisible dans la fabrication électronique moderne.


À mesure que la taille des composants diminue jusqu'au niveau 008004, le monde interne d'un circuit imprimé devient plus complexe qu'une mèche de cheveux.

Plus l’électronique devient précise, plus il est facile pour les problèmes mortels de se cacher là où ils ne sont pas visibles.

Ces « défauts latents » provoquent des défaillances répétées et difficiles à expliquer dans des secteurs à haute fiabilité tels que l'automobile, le médical, l'aérospatiale et la 5G.


AOI ne peut pas les voir.
Les TIC ne peuvent pas les détecter.
L'inspection manuelle n'a aucune chance.


Seule une inspection aux rayons X à haute résolution peut révéler de manière non destructive les vides, les pontages, les coussinets de tête, un mauvais mouillage, un remplissage de soudure insuffisant, des problèmes de liaison des fils et d'autres défauts profonds, tout comme un véritable « 透视 » (vue traversante).

Il s'agit actuellement de la seule méthode d'inspection capable de fournir une évaluation véritablement fiable de la qualité des joints de soudure.


Vision aux rayons X


Comprendre les défauts cachés des joints de soudure dans les PCB modernes


1. Défauts invisibles courants : vides, ponts, soudure à froid et tête dans l'oreiller


Les problèmes les plus dangereux sur les PCB modernes sont souvent complètement invisibles à l'œil nu.

Les vides, les pontages, les joints de soudure à froid et les défauts de la tête dans l'oreiller agissent comme des « bombes à retardement latentes », déclenchant des pannes aléatoires.

Sur les PCB haute densité, ces problèmes deviennent inévitables.

Les packages BGA actuels présentent des pas aussi petits que 0,35 mm.

Les grands tampons thermiques sur les boîtiers QFN et LGA augmentent le risque de vices cachés.

Les boîtiers empilés tels que PoP et SiP multiplient considérablement le nombre de joints de soudure.

Même les tableaux de hachage destinés aux mineurs de cryptomonnaies peuvent contenir des milliers de joints de soudure entièrement invisibles.


Les risques évoluent en conséquence :

  • Vide de billes de soudure dépassant 25 %.

  • Pont caché sous les coussinets thermiques QFN.

  • Défauts HiP (Head-in-Pillow) causés par la déformation de l'emballage.

  • Joints froids et mauvais mouillage dus aux finitions de surface ENIG/OSP.

  • Remplissage insuffisant du fût et fissures circonférentielles dans les vias PTH.

  • Fissures de liaison de fils ou décollement de liaison à l’intérieur des boîtiers de semi-conducteurs.


Ce sont tous des défauts « invisibles mais catastrophiques » qui peuvent entraîner une panne complète de l’appareil.


2. Pourquoi les AOI traditionnels et les TIC ne peuvent pas détecter ces défauts cachés


Peu importe à quel point AOI devient avancé, il ne peut voir que la surface.

Même le AOI 3D le plus sophistiqué ne peut analyser que les filets de soudure externes et la géométrie de la surface.

Les vrais défauts se cachent sous les composants, à l’intérieur des joints de soudure et sous les coussinets thermiques.

Les TIC peuvent vérifier la continuité électrique mais ne peuvent pas détecter les vides, les fissures ou les défauts mécaniques à l'intérieur des joints de soudure.

De nombreux joints semblent « électriquement parfaits » lors des tests, mais échouent complètement après 500 à 1 000 cycles thermiques.

C’est là que réside le danger : la surface semble normale, mais le compte à rebours des défaillances internes a déjà commencé.


3. Demande croissante d’électronique de haute fiabilité


Automobile ISO 26262 ASIL-D.
Exigences IPC-7095 niveau 3 BGA.
Aérospatiale DO-160.
Militaire MIL-STD-883.

Ces normes imposent de plus en plus une inspection aux rayons X à 100 % pour les joints de soudure cachés dans les composants critiques pour la sécurité.

Calculateurs automobiles, implants médicaux, systèmes électroniques de commande de vol, systèmes aérospatiaux et stations de base 5G : aucune de ces industries ne peut tolérer des risques invisibles.

L’inspection de haute fiabilité n’est plus facultative : elle est devenue la référence en matière de fabrication.


Comment fonctionne l'inspection aux rayons X pour les joints de soudure PCB


Pour détecter les défauts cachés des joints de soudure, il faut d'abord comprendre comment les rayons X « voient à travers » a PCB.~!phoenix_varIMG37!~


1. Principes de base des technologies de rayons X 2D, 2,5D et 3D


Les rayons X dans la plage de 50 à 160 kV traversent le PCB.

Différents matériaux absorbent le rayonnement différemment :

  • Soudure : densité la plus élevée, la plus sombre dans l'image

  • Cuivre et silicium : absorption intermédiaire, gris

  • FR-4 et air : moins d’absorption, plus brillant

L'imagerie 2D offre une vue descendante.

2.5D ajoute un angle de vision oblique de 60° et une rotation de la scène pour observer les structures cachées de côté.

La véritable tomodensitométrie 3D reconstruit l'intégralité du joint de soudure en données volumétriques avec une résolution de voxel aussi fine que 1 µm, « tranchant » essentiellement le joint de soudure couche par couche pour une analyse précise.


2. Modes d’imagerie transmission, oblique et CT


Le mode de transmission est le plus rapide, idéal pour l'échantillonnage en ligne.

La visualisation oblique (45 ° – 60 °) sépare les lignes BGA qui se chevauchent et révèle un pontage QFN.

Pour l'analyse des défaillances, comme la mesure du volume vide ou la propagation des fissures, la tomodensitométrie est essentielle.
Les résultats CT 3D montrent exactement ce qui se passe à l’intérieur du joint de soudure, éliminant ainsi les incertitudes.


3. Paramètres clés déterminant la précision de l’inspection


L'équipement, et non la technologie à rayons X, est le facteur limitant pour une imagerie claire.

Les paramètres critiques comprennent :

  • Stabilité de la tension des tubes

  • Taille du point focal (<1 µm)

  • Pas de pixel du détecteur

  • Grossissement géométrique (jusqu'à 2000×)

  • Stabilité thermique de la source de rayons X à tube scellé

Ceux-ci déterminent si de fines fissures internes, des micro-vides et d’autres défauts subtils sont visibles.


Vices cachés détectables uniquement par rayons X


Vices cachés détectables uniquement par rayons X


1. BGA/CSP vides

Les vides à l'intérieur des billes de soudure BGA/CSP peuvent réduire la conductivité thermique jusqu'à 40 % lorsque l'indice de vide dépasse 25 %.

Les équipementiers automobiles exigent souvent un taux de vide total <15 % pour le groupe motopropulseur et les modules ADAS.

Un tableau de commande de drone ou de véhicule électrique présentant de tels vides fonctionnerait à risque : la marge de sécurité est nulle.


2. Pontage caché et non-mouillage dans QFN/LGA

L'excès de pâte à souder sous les coussinets thermiques peut former des courts-circuits invisibles.

Lors des vibrations ou des cycles thermiques, ces courts-circuits se développent, provoquant finalement une défaillance catastrophique.

Les packages QFN et LGA semblent parfaits en externe, mais peuvent cacher des dangers en interne.


3. Joints Head-in-Pillow (HiP) et soudures à froid

Les défauts HiP forment des formes de « champignon » ou d'« anneau de Saturne ».

Leur résistance mécanique est presque nulle et peut se briser sous une contrainte minime.

L’imagerie aux rayons X révèle ces structures internes très tôt, bien avant que la défaillance ne se produise.


4. Problèmes de remplissage des trous traversants et défauts de liaison des fils

Un remplissage insuffisant de soudure PTH, des fissures, un balayage du fil ou un délaminage compromettent la fiabilité.

X-ray vérifie les taux de remplissage du PTH (75 % à 100 %) et détecte immédiatement les défauts cachés.

Les industries de haute fiabilité imposent une inspection aux rayons X à 100 % pour identifier ces « bombes à retardement » invisibles.


Principaux types d’équipements à rayons X et comparaison des marques


Choisir un système à rayons X consiste à adapter l'outil à votre application.


1. Systèmes hors ligne ou en ligne

Les systèmes hors ligne offrent une résolution de 1 à 2 µm, une inclinaison de 60°, une rotation de 360° et un scanner complet.
Idéal pour les secteurs automobile, médical et NPI, où la fiabilité est essentielle.

Les systèmes en ligne échangent une certaine résolution contre de la vitesse.
Parfait pour l'électronique grand public à gros volume, améliorant le débit.


2. Grandes marques

Grandes marques de radiographie


Leaders du marché haut de gamme : Nikon XT V, YXLON Cheetah EVO, Nordson DAGE Quadra et Viscom.


I.C.T est devenue la marque à la croissance la plus rapide au monde, offrant des performances égales ou supérieures à un coût inférieur de 40 à 60 %, avec un logiciel bilingue innovant.

Pour les entreprises recherchant un équilibre entre qualité et coût, I.C.T est un premier choix.


I.C.T Solutions avancées de radiographie hors ligne


1. I.C.T X-7100 – Cheval de trait à grande vitesse et volume moyen


SMT radiographie hors ligne X-7200


Prend en charge les PCB jusqu'à 510 × 510 mm, inclinaison de 60°, rotation à 360° en option.

Programmation CNC/matrice et mesure de bulles/vides en un clic.

La conception à tube fermé à haute stabilité garantit un fonctionnement fiable à long terme.

Idéal pour les routeurs 5G, les calculateurs automobiles et les lignes industrielles PCBA.


Plus de détails


2. I.C.T X-7900 – Spécialiste des semi-conducteurs et des dispositifs de puissance


SMT Rayons X hors ligne X-8000


Source de rayons X Hamamatsu 130 kV, résolution jusqu'à 1 µm.
Excelle dans les joints de soudure 008004, la liaison par fil d'or, la détection des vides IGBT, le soudage des languettes de batterie au lithium.
Fenêtre de navigation extra-large et jugement automatique NG.


Plus de détails


3. I.C.T X-9200 – Produit phare avec True 3D


I.C.T Rayons X x-9300


Inspection 2,5D à grande vitesse et 3D complète.
Inclinaison de 60°, résolution de 1 µm, mesure du vide et du fluage de soudure en un seul clic.
Logiciel intuitif.
Favorisé dans l'aérospatiale, les implants médicaux et les serveurs haut de gamme.


Plus de détails


Meilleures pratiques pour une inspection radiographique réussie


1. Préparation des échantillons et programmation

Utilisez des luminaires en fibre de carbone pour stabiliser les PCB.
Programmes dédiés pour chaque type de forfait :

  • BGA : 45° oblique

  • QFN : transmission 0°

  • Semi-conducteur : fil d'or à haute valeur magnétique

Une programmation sur mesure améliore la précision et réduit les faux positifs.


2. Conformité aux normes IPC-A-610 et IPC-7095

Le logiciel I.C.T calcule le % de vide, l'épaisseur du pont, le % de remplissage du canon et génère des rapports de réussite/échec conformes.
Garantit que les inspections répondent aux normes mondiales de qualité et de fiabilité.


Résumé des points clés

Les défauts cachés des joints de soudure sont à l’origine de plus de 70 % des pannes sur le terrain dans l’électronique de haute fiabilité.

Seule une inspection aux rayons X peut les détecter de manière fiable.

I.C.T Les X-7100, X-7900 et X-9200 offrent une résolution inférieure au micron, un logiciel intelligent et un service mondial.
Ils aident les usines à réduire les taux d'échappement en dessous de 50 ppm et à atteindre un retour sur investissement en moins de 8 mois.

Choisir la bonne solution de radiographie consiste à préserver les performances, la fiabilité et la réputation de la marque.




Foire aux questions (FAQ)


1. Quel pourcentage de vide est acceptable dans le secteur automobile BGA ?
IPC-7095 Classe 3 : ≤25 % au total, aucun vide >15 %.
La plupart des fournisseurs de niveau 1 exigent désormais ≤ 15 % de vide total et ≤ 10 % de vide unique pour les joints critiques.


2. Les rayons X peuvent-ils remplacer complètement AOI ?
Non. Bonne pratique : SPI + 3D AOI + Rayons X pour une évasion proche de zéro.


3. Quel est le retour sur investissement typique ?
4 à 8 mois, grâce aux rappels évités, aux coûts de garantie réduits et à l'élimination du travail d'inspection manuelle.


4. Comment choisir entre les modèles TIC ?

  • X-7100 : général PCBA

  • X-7900 : semi-conducteur et batterie

  • X-9200 : haute résolution + tomodensitométrie 3D complète


5. I.C.T propose-t-il une formation et une assistance dans le monde entier ?
Oui. Formation sur site de 7 jours incluse. Centres de service en Asie, Europe et Amériques.
Réponse à distance sous 2 heures. Garantie 1 an.


AOI Machine d'inspection 106



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