{"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\/pt\/criterios-ipc-de-analise-de-vazio-de-raio-x\/","title":{"rendered":"An\u00e1lise de Cavidades por Raios-X: Crit\u00e9rios que Correspondem \u00e0 Classe IPC"},"content":{"rendered":"

O Teste de Rorschach da Fabrica\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n
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\"Uma
Um raio-X revela bols\u00f5es de g\u00e1s presos, ou vazios, dentro das bolinhas de solda BGA, o que pode parecer alarmante, mas muitas vezes \u00e9 benigno.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Ao olhar uma imagem de raio-X em escala de cinza de um Miniforjado (BGA) pela primeira vez, seu instinto geralmente \u00e9 de alarme. Voc\u00ea v\u00ea um c\u00edrculo escuro (a esfera de solda) repleto de manchas claras e irregulares. Parece uma doen\u00e7a, uma esponja ou\u2014para os n\u00e3o iniciados\u2014um defeito que precisa ser eliminado.<\/p>\n\n\n\n

Na sala de inspe\u00e7\u00e3o, entretanto, n\u00e3o inspecionamos por est\u00e9tica; inspecionamos por f\u00edsica. Essas manchas claras s\u00e3o vazios\u2014bols\u00f5es de g\u00e1s presos durante o processo de reflow. S\u00e3o feios, sim. Mas na grande maioria dos casos, s\u00e3o estruturalmente benignos.<\/p>\n\n\n\n

O desafio na fabrica\u00e7\u00e3o moderna de eletr\u00f4nicos n\u00e3o \u00e9 alcan\u00e7ar uma conex\u00e3o de solda 'perfeita' e livre de vazios, algo demasiado caro e frequentemente prejudicial. O desafio \u00e9 distinguir entre o vazio cosm\u00e9tico que sobreviver\u00e1 dez anos no campo e o vazio estrutural que ir\u00e1 rachar sob estresse t\u00e9rmico. Para isso, precisamos ignorar a rea\u00e7\u00e3o instintiva a imagens 'feias' e confiar totalmente nas raz\u00f5es de \u00e1rea definidas na IPC-A-610.<\/p>\n\n\n

A Regra 25%<\/h2>\n\n\n

O padr\u00e3o da ind\u00fastria para aceitabilidade de montagem eletr\u00f4nica, IPC-A-610, \u00e9 surpreendentemente tolerante em rela\u00e7\u00e3o a vazios. Seja voc\u00ea construindo um produto Classe 2 (laptops, controles industriais) ou Classe 3 (suporte \u00e0 vida, aeroespacial), os crit\u00e9rios para vazios em BGA muitas vezes s\u00e3o id\u00eanticos. Segundo a IPC-A-610 e seu companheiro J-STD-001, uma bolinha de solda \u00e9 aceit\u00e1vel desde que a \u00e1rea total de vazios n\u00e3o ultrapasse 25% da \u00e1rea total da bola.<\/p>\n\n\n\n

Esse n\u00famero costuma chocar as pessoas. Um vazio de 25% parece massivo em um monitor\u2014como se um quarto da conex\u00e3o estivesse faltando. Mas a f\u00edsica conta uma hist\u00f3ria diferente. Pasta de solda, especialmente ligas livres de chumbo padr\u00e3o SAC305, cont\u00e9m vol\u00e1teis de fluxo que devem sair durante o reflow. Se o tempo acima do l\u00edquido for curto, ou se o componente for pesado, algum g\u00e1s fica preso. Isso \u00e9 natural. Os restantes 75% do volume de solda s\u00e3o mais do que suficientes para conduzir a corrente el\u00e9trica e resistir ao choque mec\u00e2nico.<\/p>\n\n\n\n

Na verdade, estudos internos e dados de confiabilidade da ind\u00fastria mostram que bolinhas de BGA com vazamento de 15\u201320% frequentemente sobrevivem a tantos ciclos t\u00e9rmicos quanto aquelas com vazamento de 1%.<\/p>\n\n\n\n

H\u00e1 um movimento, frequentemente impulsionado por fabricantes de nicho de alta gama, sugerindo que qualquer<\/em> void \u00e9 uma falha. Voc\u00ea pode ouvir argumentos a favor de fornos de refluxo a v\u00e1cuo, que puxam a atmosfera para fora da c\u00e2mara durante a soldagem para colapsar bolhas. Se voc\u00ea est\u00e1 construindo um sat\u00e9lite de espa\u00e7o profundo onde o reparo \u00e9 imposs\u00edvel, o refluxo a v\u00e1cuo \u00e9 uma exig\u00eancia v\u00e1lida, embora cara. Para os outros 99% de eletr\u00f4nicos, perseguir vazios zero \u00e9 uma perda de dinheiro e do or\u00e7amento t\u00e9rmico. Submeter uma placa a m\u00faltiplos ciclos de calor de retrabalho para consertar um vazamento conforme a norma de 15% causa mais danos \u00e0 l\u00e2mina e aos pads de cobre do que o vazamento jamais faria.<\/p>\n\n\n

A Geometria da Aceita\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n

A inspe\u00e7\u00e3o \u00e9 um c\u00e1lculo geom\u00e9trico, n\u00e3o uma verifica\u00e7\u00e3o de vibra\u00e7\u00e3o. Quando uma m\u00e1quina de Inspe\u00e7\u00e3o por Raios X Automatizada (AXI) ou um operador humano revisa um BGA, a tarefa \u00e9 calcular a \u00e1rea projetada dos vazios em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 \u00e1rea projetada da bola. \u00c9 uma raz\u00e3o simples: (Soma das \u00c1reas dos Vazios) \/ (\u00c1rea Total da Bola). Se a bola tiver 20 mils de di\u00e2metro, estamos medindo a contagem de pixels das manchas de luz versus o c\u00edrculo escuro.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, os vazios raramente s\u00e3o c\u00edrculos perfeitos. Eles aparecem muitas vezes como \"queijo su\u00ed\u00e7o\"\u2014agrupe de pequenas bolhas que se fundem e se separam. Calcular a \u00e1rea exata dessas formas irregulares \u00e9 uma estimativa, mesmo para algoritmos avan\u00e7ados. A m\u00e1quina desenha um per\u00edmetro ao redor dos agrupamentos de vazios e os soma.<\/p>\n\n\n\n

Quando o resultado fica bem na margem\u2014digamos, 24% ou 26%\u2014o julgamento humano se torna crucial. Precisamos observar a fidelidade da imagem. \u00c9 um vazio grande, ou um agrupamento de pequenos? O padr\u00e3o permite c\u00e1lculo cumulativo, significando que muitas bolhas pequenas contam como uma grande, desde que n\u00e3o violem outras regras sobre localiza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n

A Exce\u00e7\u00e3o ao Pad de Temperatura (QFN\/BTC)<\/h2>\n\n
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\"Um
Ao contr\u00e1rio das bolas de BGA, grandes tampas t\u00e9rmicas em componentes como QFNs podem tolerar vazios consider\u00e1veis de \"favo de mel\", frequentemente at\u00e9 50% da \u00e1rea.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Crit\u00e9rios mudam drasticamente quando passamos de pinos de sinal (BGAs) para tampas t\u00e9rmicas. Componentes como QFNs (Quad Flat No-leads) e outros componentes de termina\u00e7\u00e3o inferior (BTCs) possuem uma grande aba exposta no centro, principalmente para dissipa\u00e7\u00e3o de calor, n\u00e3o sinal el\u00e9trico. Como \u00e9 uma grande superf\u00edcie plana soldada a uma grande pad plana correspondente na PCB, a libera\u00e7\u00e3o de gases n\u00e3o tem para onde ir. Pense nisso como achatar a massa de pizza sem prender bolhas de ar; \u00e9 praticamente imposs\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

Consequentemente, o limite IPC para essas tampas t\u00e9rmicas \u00e9 significativamente maior, normalmente permitindo at\u00e9 50% de vazios. Os engenheiros muitas vezes entram em p\u00e2nico quando veem uma pad t\u00e9rmica QFN que aparenta um favo de mel, marcando como rejeitada. Mas se essa pad estiver soldados a 50%, a efici\u00eancia de transfer\u00eancia t\u00e9rmica geralmente \u00e9 suficiente para a classifica\u00e7\u00e3o do componente. Enquanto fichas t\u00e9cnicas de fabricantes como TI ou Analog Devices \u00e0s vezes especificam limites mais rigorosos para aplica\u00e7\u00f5es RF de alta pot\u00eancia, 50% \u00e9 o padr\u00e3o para l\u00f3gica digital geral.<\/p>\n\n\n\n

Se voc\u00ea est\u00e1 vendo consistentemente vazios massivos nesses pads t\u00e9rmicos\u2014digamos, 60% ou mais\u2014o problema raramente \u00e9 o perfil de refluxo. Quase sempre \u00e9 o projeto da matriz de stencil. Uma abertura de abertura 1:1 (onde o buraco na matriz \u00e9 do mesmo tamanho da pad) deposita pasta demais, prendendo vol\u00e1teis no centro. A solu\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 ajustar o forno, mas usar um projeto de matriz 'janela'. Dividir o grande quadrado em pain\u00e9is menores com canais permite que o g\u00e1s escape, muitas vezes reduzindo os vazios de 60% para 15% durante a noite.<\/p>\n\n\n

A Localiza\u00e7\u00e3o \u00e9 o Verdadeiro Assassino<\/h2>\n\n
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\"Um
Um vazio na interface \u00e9 um defeito cr\u00edtico, pois cria um ponto de tens\u00e3o que pode levar \u00e0 falha da jun\u00e7\u00e3o.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Enquanto o tamanho<\/em> do vazio recebe toda a aten\u00e7\u00e3o, o localiza\u00e7\u00e3o<\/em> \u00e9 o que mant\u00e9m os engenheiros de qualidade acordados \u00e0 noite. Um grande \"vazio em massa\" flutuando benignamente no centro de uma bola de solda raramente amea\u00e7a a confiabilidade porque est\u00e1 cercado por metal s\u00f3lido. Os vazios perigosos s\u00e3o aqueles que tocam a interface\u2014a fronteira entre a solda e a pad do componente, ou a solda e a pad da PCB.<\/p>\n\n\n\n

Chamamos essas \"voids de Champagne\" porque se re\u00fanem na interface como bolhas em um copo. Mesmo que essas voids representem apenas 5% da \u00e1rea, podem ser catastr\u00f3ficas. Elas criam um ponto de concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o exatamente onde o composto intermetalico (IMC) se forma. Sob impacto de queda ou vibra\u00e7\u00e3o, uma rachadura pode iniciar nessa void e se propagar pela pastilha, cortando a conex\u00e3o. Uma void de interface de 5% \u00e9 infinitamente pior que uma void de 20% no volume. \u00c9 por isso que n\u00fameros automatizados de aprova\/desaprova podem ser enganosos; uma m\u00e1quina pode aprovar uma placa com voiding de 5% que um olho humano rejeitaria porque essa 5% est\u00e1 exatamente na superf\u00edcie da pastilha.<\/p>\n\n\n\n

Este tamb\u00e9m \u00e9 um ponto onde a confus\u00e3o costuma surgir em rela\u00e7\u00e3o aos defeitos de \"Cabe\u00e7a no Travesseiro\" (HiP). Voc\u00ea pode ver uma forma que parece uma void ou um c\u00edrculo duplo estranho na radiografia, mas HiP n\u00e3o \u00e9 uma void de forma alguma. \u00c9 um circuito aberto onde a bola deformou, mas n\u00e3o coalesceu com a pasta \u2014 parecendo um boneco de neve ou uma cabe\u00e7a descansando em um travesseiro. Ao contr\u00e1rio de uma void, que \u00e9 um indicador de processo, HiP \u00e9 uma falha funcional. N\u00e3o se deixe enganar pela terminologia; se voc\u00ea tem HiP, voc\u00ea tem um circuito aberto, n\u00e3o um problema de voiding.<\/p>\n\n\n

A Armadilha do Falso Positivo<\/h2>\n\n
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\"Uma
O software automatizado de Raios-X pode interpretar erroneamente uma via sob uma pastilha como uma grande void, criando um tipo comum de falso positivo.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

M\u00e1quinas modernas de Raios-X s\u00e3o incr\u00edveis, mas n\u00e3o s\u00e3o oniscientes. Elas t\u00eam dificuldades com o ru\u00eddo de fundo. Se voc\u00ea tem uma via (um orif\u00edcio banhado) localizada diretamente sob uma pastilha BGA, o raio-X v\u00ea o ar dentro do tubo da via e a marca como uma void na esfera de solda. Este \u00e9 um falso positivo cl\u00e1ssico onde o software percebe uma mudan\u00e7a de densidade e grita \"Defeito!\"<\/p>\n\n\n\n

Revisamos esses \"montes de ossos\" de imagens rejeitadas diariamente. Em muitos casos, o que a m\u00e1quina sinalizou como uma void de 30% \u00e9 na verdade uma esfera de solda perfeitamente soldada sentada sobre uma via tende. Precisamos verificar a localiza\u00e7\u00e3o da via nos arquivos de projeto para confirmar. Se aceit\u00e1ssemos cegamente o julgamento da m\u00e1quina, estar\u00edamos descartando ou retrabalhando hardware perfeitamente bom.<\/p>\n\n\n

Confiabilidade Acima da Perfei\u00e7\u00e3o<\/h2>\n\n\n

O objetivo da inspe\u00e7\u00e3o \u00e9 confiabilidade, n\u00e3o perfei\u00e7\u00e3o geom\u00e9trica. Ao aderir aos limites da IPC Classe 2 e 3 \u2014 25% para esferas de sinal, 50% para pads t\u00e9rmicos \u2014 e concentrar nossa aten\u00e7\u00e3o em voids perigosas na interface ao inv\u00e9s de voids ben\u00edgnas no volume, protegemos o produto sem destruir o rendimento. Aceitamos que a solda \u00e9 um material org\u00e2nico e din\u00e2mico que emana gases e se move. Enquanto os n\u00fameros e a f\u00edsica estiverem alinhados, a placa \u00e9 enviada.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Cavidades de solda em eletr\u00f4nicos muitas vezes parecem defeitos cr\u00edticos, mas s\u00e3o uma parte natural do processo de fabrica\u00e7\u00e3o. Este artigo desmistifica a an\u00e1lise de cavidades por raio-X, explicando as normas IPC-A-610 e por que a localiza\u00e7\u00e3o de uma cavidade \u00e9 mais importante do que seu tamanho para garantir a confiabilidade do produto a longo prazo.<\/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\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10016"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10180,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016\/revisions\/10180"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10015"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10016"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10016"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10016"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}