{"id":10016,"date":"2025-11-24T23:47:11","date_gmt":"2025-11-24T23:47:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.besterpcba.com\/?p=10016"},"modified":"2025-11-24T23:47:11","modified_gmt":"2025-11-24T23:47:11","slug":"xray-void-analysis-ipc-criteria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/criteres-danalyse-dirregularite-xray-ipc\/","title":{"rendered":"Analyse des vides par rayons X : crit\u00e8res correspondant \u00e0 la classe IPC"},"content":{"rendered":"

Le Test de Rorschach de la Fabrication<\/h2>\n\n
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Une radiographie r\u00e9v\u00e8le des poches de gaz pi\u00e9g\u00e9es, ou voids, \u00e0 l'int\u00e9rieur des billes de soudure BGA, ce qui peut sembler alarmant mais est souvent b\u00e9nin.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Lorsque vous regardez pour la premi\u00e8re fois une image radiographique en niveaux de gris d'un BGA, votre instinct est g\u00e9n\u00e9ralement alarmant. Vous voyez un cercle sombre (la bille de soudure) parsem\u00e9 de taches plus claires et irr\u00e9guli\u00e8res. Cela ressemble \u00e0 une maladie, \u00e0 une \u00e9ponge, ou\u2014pour les non-initi\u00e9s\u2014\u00e0 un d\u00e9faut qu'il faut \u00e9liminer.<\/p>\n\n\n\n

Dans la salle d'inspection, cependant, nous n'inspectons pas pour l'esth\u00e9tique ; nous inspectons pour la physique. Ces taches plus claires sont des voids\u2014des poches de gaz pi\u00e9g\u00e9es lors du processus de reflow. Elles sont moches, oui. Mais dans la grande majorit\u00e9 des cas, elles sont structurellement b\u00e9nignes.<\/p>\n\n\n\n

Le d\u00e9fi dans la fabrication \u00e9lectronique moderne n\u2019est pas d\u2019obtenir une jointure de soudure sans voids 'parfaite', ce qui est une entreprise prohibitivement co\u00fbteuse et souvent dommageable. Le v\u00e9ritable d\u00e9fi est de faire la distinction entre le void cosm\u00e9tique qui survivra dix ans sur le terrain et le void structurel qui craquera sous stress thermique. Pour cela, nous devons ignorer la r\u00e9action instinctive face \u00e0 des images 'moches' et compter enti\u00e8rement sur les ratios de surface d\u00e9finis dans l'IPC-A-610.<\/p>\n\n\n

La R\u00e8gle des 25%<\/h2>\n\n\n

La norme industrielle pour l'acceptabilit\u00e9 de l'assemblage \u00e9lectronique, l'IPC-A-610, est \u00e9tonnamment indulgente en ce qui concerne le voiding. Que vous fabriquiez un produit de Classe 2 (ordinateurs portables, contr\u00f4les industriels) ou de Classe 3 (soutien vital, a\u00e9ronautique), les crit\u00e8res pour le voiding dans les BGA sont souvent identiques. Selon l'IPC-A-610 et son compagnon le J-STD-001, une boule de soudure est acceptable \u00e0 condition que la zone de voids cumul\u00e9e ne d\u00e9passe pas 25% de la surface totale de la boule.<\/p>\n\n\n\n

Ce nombre choque g\u00e9n\u00e9ralement les gens. Un void de 25% sur une image para\u00eet \u00e9norme\u2014comme si un quart de la connexion manquait. Mais la physique raconte une autre histoire. La p\u00e2te \u00e0 soudure, en particulier les alliages sans plomb standards SAC305, contient des volatiles de flux qui doivent s'\u00e9vaporer lors du reflow. Si le temps au-dessus du liquidus est court, ou si le composant est lourd, un peu de gaz est pi\u00e9g\u00e9. Cela est naturel. Les 75% restants du volume de la soudure sont plus que suffisants pour conduire le courant \u00e9lectrique et r\u00e9sister au choc m\u00e9canique.<\/p>\n\n\n\n

En fait, des \u00e9tudes internes et des donn\u00e9es de fiabilit\u00e9 industrielles montrent que les billes de BGA avec 15\u201320% de voiding survivent souvent aussi bien \u00e0 autant de cycles thermiques que celles avec 1% de voiding.<\/p>\n\n\n\n

Il existe un mouvement, souvent encourag\u00e9 par des fabricants de niche haut de gamme, sugg\u00e9rant que aucun<\/em> L\u2019isolation est un \u00e9chec. Vous pourriez entendre des arguments en faveur des fours de refusion sous vide, qui aspirent l\u2019atmosph\u00e8re hors de la chambre pendant la soudure pour faire s\u2019effondrer les bulles. Si vous construisez un satellite pour l\u2019espace profond o\u00f9 la r\u00e9paration est impossible, la refusion sous vide est une exigence valable, quoique co\u00fbteuse. Pour le reste des 99% d\u2019\u00e9lectronique, poursuivre z\u00e9ro voids est une perte d\u2019argent et de budget thermique. Soumettre une carte \u00e0 plusieurs cycles de r\u00e9affectation thermique pour r\u00e9parer un void de 15% conforme cause plus de dommages \u00e0 la lamin\u00e9e et aux pastilles de cuivre qu\u2019un void ne le ferait jamais.<\/p>\n\n\n

La G\u00e9om\u00e9trie de l'Acceptation<\/h2>\n\n\n

L\u2019inspection est un calcul g\u00e9om\u00e9trique, pas une v\u00e9rification d\u2019ambiance. Lorsqu\u2019une machine d\u2019inspection automatique par rayons X (AXI) ou un op\u00e9rateur humain examine un BGA, la t\u00e2che consiste \u00e0 calculer la surface projet\u00e9e des voids par rapport \u00e0 la surface projet\u00e9e de la boule. C\u2019est un ratio simple : (Somme des zones de void) \/ (Surface totale de la boule). Si la boule a un diam\u00e8tre de 20 mils, nous mesurons le nombre de pixels des taches lumineuses par rapport au cercle sombre.<\/p>\n\n\n\n

Cependant, les voids sont rarement des cercles parfaits. Ils apparaissent souvent sous la forme de \u00ab fromage suisse \u00bb \u2014 des amas de minuscules bulles fusionnant et se s\u00e9parant. Calculer la surface exacte de ces formes irr\u00e9guli\u00e8res est une estimation, m\u00eame pour des algorithmes avanc\u00e9s. La machine trace un p\u00e9rim\u00e8tre autour des amas de void et les somme.<\/p>\n\n\n\n

Lorsque le r\u00e9sultat fr\u00f4le la limite \u2014 disons 24% ou 26% \u2014 le jugement humain devient crucial. Nous devons examiner la fid\u00e9lit\u00e9 de l\u2019image. S\u2019agit-il d\u2019un seul grand void, ou d\u2019un regroupement de petits ? La norme permet un calcul cumulatif, ce qui signifie que beaucoup de minuscules bulles comptent autant qu\u2019une grande, \u00e0 condition qu\u2019elles ne viol\u00eant pas d\u2019autres r\u00e8gles concernant leur localisation.<\/p>\n\n\n

L'Exception du Coussin Thermique (QFN\/BTC)<\/h2>\n\n
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Contrairement aux boules BGA, de grandes pastilles thermiques sur des composants comme les QFN peuvent tol\u00e9rer un vide de \u00ab rayures d\u2019abeille \u00bb, souvent jusqu\u2019\u00e0 50% de la surface.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Les crit\u00e8res changent radicalement lorsque l\u2019on passe des broches de signal (BGA) aux pastilles thermiques. Des composants comme les QFN (Quad Flat No-leads) et d\u2019autres composants \u00e0 terminaison inf\u00e9rieure (BTC) disposent d\u2019une grande pastille expos\u00e9e au centre, principalement pour la dissipation thermique, et non pour le signal \u00e9lectrique. \u00c9tant donn\u00e9 qu\u2019il s\u2019agit d\u2019une grande surface plane soud\u00e9e \u00e0 une grande pastille plane correspondante sur le PCB, le d\u00e9gazage n\u2019a nulle part o\u00f9 aller. Pensez \u00e0 aplatir une p\u00e2te \u00e0 pizza sans emprisonner de bulles d\u2019air ; c\u2019est presque impossible.<\/p>\n\n\n\n

Par cons\u00e9quent, la limite IPC pour ces pastilles thermiques est nettement plus \u00e9lev\u00e9e, permettant g\u00e9n\u00e9ralement jusqu\u2019\u00e0 50% de void. Les ing\u00e9nieurs paniquent souvent lorsqu\u2019ils voient une pastille thermique QFN qui ressemble \u00e0 une rayure d\u2019abeille, la rejetant. Mais si cette pastille est soud\u00e9e \u00e0 50%, l\u2019efficacit\u00e9 du transfert thermique est g\u00e9n\u00e9ralement suffisante pour la puissance de la composante. Bien que les fiches techniques de fabricants comme TI ou Analog Devices indiquent parfois des limites plus strictes pour des applications RF \u00e0 haute puissance, 50% est la norme pour la logique num\u00e9rique g\u00e9n\u00e9rale.<\/p>\n\n\n\n

Si vous constatez constamment de gigantesques voids dans ces pastilles thermiques \u2014 disons 60% ou plus \u2014 le probl\u00e8me est rarement li\u00e9 au profil de refusion. C\u2019est presque toujours la conception du pochoir. Une ouverture de l\u2019ouverture \u00e0 1:1 (o\u00f9 le trou dans le pochoir est de la m\u00eame taille que la pastille) d\u00e9pose trop de p\u00e2te, pi\u00e9geant les volatils au centre. La solution n\u2019est pas d\u2019ajuster le four, mais d\u2019utiliser une conception de pochoir en \u00ab fen\u00eatres \u00bb o\u00f9 de petits panneaux avec des canaux permettent l\u2019\u00e9chappement du gaz, faisant passer les void de 60% \u00e0 15% du jour au lendemain.<\/p>\n\n\n

L'emplacement est le Vrai Tueur<\/h2>\n\n
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Un void situ\u00e9 \u00e0 l\u2019interface est un d\u00e9faut critique, car il cr\u00e9e un point de stress pouvant entra\u00eener la d\u00e9faillance de la jointure.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Tandis que le taille<\/em> du void attire toute l\u2019attention, le lieu<\/em> est ce qui emp\u00eache les ing\u00e9nieurs qualit\u00e9 de dormir la nuit. Un grand \u00ab void en masse \u00bb flottant b\u00e9nignement au centre d\u2019une boule de soudure est rarement une menace pour la fiabilit\u00e9 car il est entour\u00e9 de m\u00e9tal solide. Les voids dangereux sont ceux qui touchent l\u2019interface \u2014 la fronti\u00e8re entre la soudure et la pastille du composant, ou la soudure et la pastille du PCB.<\/p>\n\n\n\n

Nous appelons ces \u00ab vides de Champagne \u00bb parce qu'ils se rassemblent \u00e0 l'interface comme des bulles dans un verre. M\u00eame si ces vides ne repr\u00e9sentent que 5% de la surface, ils peuvent \u00eatre catastrophiques. Ils cr\u00e9ent un point de concentration de contraintes juste o\u00f9 se forme le compos\u00e9 interm\u00e9taL'IMC. Sous choc de chute ou vibration, une fissure peut commencer \u00e0 ce vide et se propager \u00e0 travers la pastille, coupant la connexion. Un vide d'interface de 5% est infiniment pire qu'un vide de masse de 20%. C'est pourquoi les chiffres automatis\u00e9s de r\u00e9ussite\/\u00e9chec peuvent \u00eatre trompeurs ; une machine pourrait accepter une carte avec un vide de 5% que l'\u0153il humain rejetterait parce que ce 5% se trouve juste sur la surface de la pastille.<\/p>\n\n\n\n

C'est \u00e9galement l\u00e0 que la confusion surgit souvent concernant les d\u00e9fauts \u00ab t\u00eate dans l'oreiller \u00bb (HiP). Vous pourriez voir une forme qui ressemble \u00e0 un vide ou \u00e0 un double-cercle \u00e9trange sur le rayon X, mais le HiP n'est pas du tout un vide. C'est un circuit ouvert o\u00f9 la boule s'est d\u00e9form\u00e9e mais n'a pas fusionn\u00e9 avec la p\u00e2te\u2014ressemblant \u00e0 un bonhomme de neige ou \u00e0 une t\u00eate reposant sur un oreiller. Contrairement \u00e0 un vide, qui est un indicateur de processus, le HiP est une d\u00e9faillance fonctionnelle. Ne laissez pas la terminologie vous confondre ; si vous avez un HiP, vous avez un circuit ouvert, pas un probl\u00e8me de vide.<\/p>\n\n\n

Le Pi\u00e8ge du Faux Positif<\/h2>\n\n
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Le logiciel de radiographie automatis\u00e9 peut interpr\u00e9ter \u00e0 tort un via sous une pastille comme un gros vide, cr\u00e9ant un type courant de faux positif.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Les machines modernes de radiographie sont incroyables, mais elles ne sont pas omniscientes. Elles ont du mal avec le bruit de fond. Si vous avez un via (un trou plaqu\u00e9) situ\u00e9 directement sous une pastille BGA, la radiographie voit l'air \u00e0 l'int\u00e9rieur du tube du via et le signale comme un vide dans la sph\u00e8re de soudure. C'est un faux positif classique o\u00f9 le logiciel per\u00e7oit une variation de densit\u00e9 et crie \u00ab D\u00e9faut ! \u00bb<\/p>\n\n\n\n

Nous examinons quotidiennement ces \u00ab piles d'os \u00bb d'images rejet\u00e9es. Dans de nombreux cas, ce que la machine a signal\u00e9 comme un vide de 30% est en r\u00e9alit\u00e9 une boule parfaitement soud\u00e9e reposant sur un via en tente. Nous devons v\u00e9rifier l'emplacement du via dans les fichiers de conception pour confirmer. Si nous avions accept\u00e9 aveugl\u00e9ment le jugement de la machine, nous aurions mis au rebut ou retrait\u00e9 un mat\u00e9riel parfaitement bon.<\/p>\n\n\n

Fiabilit\u00e9 plut\u00f4t que Perfection<\/h2>\n\n\n

L'objectif de l'inspection est la fiabilit\u00e9, pas la perfection g\u00e9om\u00e9trique. En respectant les limites de la norme IPC Classe 2 et 3\u201425% pour les boules de signal, 50% pour les coussinets thermiques\u2014et en concentrant notre vigilance sur les vides dangereux \u00e0 l'interface plut\u00f4t que sur les vides b\u00e9nins en masse, nous prot\u00e9geons le produit sans sacrifier le rendement. Nous acceptons que la soudure soit un mat\u00e9riau dynamique, organique, qui d\u00e9gage des gaz et se d\u00e9place. Tant que les chiffres et la physique s'alignent, la carte est exp\u00e9di\u00e9e.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Les vides de soudure dans l'\u00e9lectronique ressemblent souvent \u00e0 des d\u00e9fauts critiques, mais ils font partie int\u00e9grante du processus de fabrication. Cet article d\u00e9mystifie l\u2019analyse des vides par rayons X, expliquant les normes IPC-A-610 et pourquoi l'emplacement d'un vide est plus important que sa taille pour garantir la fiabilit\u00e9 \u00e0 long terme du produit.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":10015,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"article_term":"","article_term_alternate":"","article_term_def":"","article_hook":"","auto_links":"","article_topic":"","article_fact_check":"","mt_social_share":"","mt_content_meta":"","mt_glossary_display":"","glossary_heading":"","glossary":"","glossary_alter":"","glossary_def":"","article_task":"X-ray void analysis at Bester PCBA: criteria that match the IPC class"},"categories":[12],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10016"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10180,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016\/revisions\/10180"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10015"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10016"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10016"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10016"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}