{"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_br\/criterios-ipc-de-analise-de-vazio-de-raios-x\/","title":{"rendered":"An\u00e1lise de V\u00e1cuo por Raios-X: Crit\u00e9rios que Correspondem \u00e0 Classe IPC"},"content":{"rendered":"

O Teste de Rorschach da Manufatura<\/h2>\n\n
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\"Imagem
Uma radiografia revela bols\u00f5es de g\u00e1s presos, ou vazios, dentro das bolas de solda BGA, o que pode parecer alarmante, mas geralmente \u00e9 benigno.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Quando voc\u00ea olha pela primeira vez para uma imagem de radiografia em escala de cinza de um Matriz de Grade de Bolas (BGA), seu instinto geralmente \u00e9 de alarme. Voc\u00ea v\u00ea um c\u00edrculo escuro (a bola de solda) cheio de manchas mais 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, no entanto, n\u00e3o inspecionamos por est\u00e9tica; inspecionamos por f\u00edsica. Essas manchas mais 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 solda livre de vazios 'perfeita', o que \u00e9 uma busca proibitivamente cara e muitas vezes prejudicial. O desafio \u00e9 diferenciar entre o vazio cosm\u00e9tico que sobreviver\u00e1 dez anos no campo e o vazio estrutural que quebrar\u00e1 sob estresse t\u00e9rmico. Para isso, devemos ignorar a rea\u00e7\u00e3o instintiva a imagens 'feias' e confiar totalmente nas raz\u00f5es de \u00e1rea definidas no 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 permissivo quando se trata de vazios. Seja voc\u00ea fabricando um produto Classe 2 (notebooks, controles industriais) ou um produto Classe 3 (suporte \u00e0 vida, aeroespacial), os crit\u00e9rios para vazios em BGA geralmente s\u00e3o id\u00eanticos. De acordo com o IPC-A-610 e seu companheiro J-STD-001, uma bola de solda \u00e9 aceit\u00e1vel desde que a \u00e1rea acumulada de vazios n\u00e3o exceda 25% da \u00e1rea total da bola.<\/p>\n\n\n\n

Esse n\u00famero geralmente surpreende as pessoas. Um vazio de 25% na bola de solda parece massivo no monitor\u2014como se um quarto da conex\u00e3o estivesse faltando. Mas a f\u00edsica conta uma hist\u00f3ria diferente. Pasta de solda, particularmente ligas padr\u00e3o SAC305 sem chumbo, cont\u00e9m vol\u00e1teis de fluxo que devem sair durante o reflow. Se o tempo acima do liquido for curto, ou se o componente for pesado, algum g\u00e1s fica preso. Isso \u00e9 natural. Os 75% restantes 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 bolas de BGA com vazamento de 15\u201320% muitas vezes 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 qualidade, sugerindo que qualquer<\/em> v\u00e1cuo \u00e9 uma falha. Voc\u00ea pode ouvir argumentos em 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 estiver construindo para 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 demais 99% de eletr\u00f4nicos, perseguir voids zero \u00e9 um desperd\u00edcio de dinheiro e de or\u00e7amento t\u00e9rmico. Submeter uma placa a m\u00faltiplos ciclos de calor de retrabalho para corrigir um void de 15%, em conformidade, causa mais dano \u00e0 lamina\u00e7\u00e3o e \u00e0s almofadas de cobre do que o pr\u00f3prio void.<\/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 voids em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 \u00e1rea projetada da bola. \u00c9 uma simple propor\u00e7\u00e3o: (Soma das \u00c1reas dos Voids) \/ (\u00c1rea Total da Bola). Se a bola tem 20 mils de di\u00e2metro, estamos medindo a contagem de pixels dos pontos de luz contra o c\u00edrculo escuro.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, os voids raramente s\u00e3o c\u00edrculos perfeitos. Muitas vezes aparecem como \u201cqueijo su\u00ed\u00e7o\u201d\u2014aglomerados 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 clusters de voids e soma-os.<\/p>\n\n\n\n

Quando o resultado fica bem no limite \u2014 digamos, 24% ou 26% \u2014 o julgamento humano torna-se fundamental. Precisamos observar a fidelidade da imagem. Aquilo \u00e9 um \u00fanico void grande, ou um cluster de pequenos? O padr\u00e3o permite c\u00e1lculo cumulativo, o que significa que muitas bolhas pequenas contam igual a uma grande, desde que n\u00e3o violem outras regras sobre a localiza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n

A Exce\u00e7\u00e3o ao Papel T\u00e9rmico (QFN\/BTC)<\/h2>\n\n
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\"Raio-X
Ao contr\u00e1rio das bolas de BGA, grandes almofadas t\u00e9rmicas em componentes como QFNs podem tolerar voids significativos de \u201cmel\u201d na \u00e1rea, frequentemente at\u00e9 50%.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Crit\u00e9rios mudam drasticamente quando passamos de pinos de sinal (BGAs) para almofadas t\u00e9rmicas. Componentes como QFNs (Quad Flat No-leads) e outros componentes de termina\u00e7\u00e3o inferior (BTCs) possuem uma grande almofada exposta no centro, principalmente para dissipa\u00e7\u00e3o de calor, n\u00e3o para sinal el\u00e9trico. Como \u00e9 uma grande superf\u00edcie plana soldada a uma almofada grande e 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 quase imposs\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

Consequentemente, o limite IPC para essas almofadas t\u00e9rmicas \u00e9 significativamente maior, permitindo normalmente at\u00e9 50% de voiding. Engenheiros frequentemente entram em p\u00e2nico ao ver uma almofada t\u00e9rmica de QFN que parece um queijo su\u00ed\u00e7o, marcando-a como rejei\u00e7\u00e3o. Mas, se essa almofada estiver soldada com 50%, a efici\u00eancia de transfer\u00eancia t\u00e9rmica costuma ser suficiente para a classifica\u00e7\u00e3o do componente. Embora fichas t\u00e9cnicas de fabricantes como TI ou Analog Devices \u00e0s vezes especificam limites mais rigorosos para aplica\u00e7\u00f5es de RF de alta pot\u00eancia, 50% \u00e9 o padr\u00e3o para l\u00f3gica digital geral.<\/p>\n\n\n\n

Se voc\u00ea estiver vendo voids massivos nessas almofadas t\u00e9rmicas \u2014 digamos, 60% ou mais \u2014 o problema raramente \u00e9 o perfil de refluxo. Quase sempre \u00e9 o projeto da tela de stencil. Uma abertura de ma\u00e7aneta 1:1 (onde o orif\u00edcio na tela tem o mesmo tamanho da almofada) deposita pasta demais, aprisionando vol\u00e1teis no centro. A solu\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 ajustar o forno, mas usar um stencil de \u201cjanela de painel\u201d. Dividir o grande quadrado em pain\u00e9is menores com canais permite a libera\u00e7\u00e3o de gases, muitas vezes reduzindo voids 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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\"Raio-X
Um void localizado na interface \u00e9 um defeito cr\u00edtico, pois cria um ponto de estresse que pode levar \u00e0 falha da uni\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 \u201cespa\u00e7o vazio\u201d flutuando benignamente no centro de uma bolha de solda \u00e9 raramente uma amea\u00e7a \u00e0 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 almofada do componente, ou a solda e a almofada da placa de circuito impresso.<\/p>\n\n\n\n

Chamamos esses \u201cvazios de Champagne\u201d porque eles se re\u00fanem na interface como bolhas em um copo. Mesmo que esses vazios representem apenas 5% da \u00e1rea, podem ser catastr\u00f3ficos. Eles criam um ponto de concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00f5es exatamente onde se forma o composto intermet\u00e1lico (IMC). Sob choque de queda ou vibra\u00e7\u00e3o, uma rachadura pode se iniciar nesse espa\u00e7o vazio e se propagar atrav\u00e9s da almofada, interrompendo a conex\u00e3o. Um espa\u00e7o vazio de interface de 5% \u00e9 infinitamente pior do que um vazio de bulk de 20%. \u00c9 por isso que os n\u00fameros automatizados de aprova\u00e7\u00e3o\/reprova\u00e7\u00e3o podem ser enganadores; uma m\u00e1quina pode aprovar uma placa com 5% de vazios que um olho humano rejeitaria porque esse 5% est\u00e1 exatamente na superf\u00edcie da almofada.<\/p>\n\n\n\n

Este tamb\u00e9m \u00e9 o ponto onde frequentemente surge confus\u00e3o a respeito de defeitos de \u201cCabe\u00e7a no Travesseiro\u201d (HiP). Voc\u00ea pode ver uma forma que parece um vazio ou um c\u00edrculo duplo estranho na radiografia, mas HiP n\u00e3o \u00e9 um vazio de fato. \u00c9 um circuito aberto onde a bola deformou-se, mas n\u00e3o se fundiu com a pasta\u2014parecendo um bonequinho de neve ou uma cabe\u00e7a descansando em um travesseiro. Diferente de um vazio, que \u00e9 um indicador de processo, HiP \u00e9 uma falha funcional. N\u00e3o se deixe enganar pelo termo; se voc\u00ea tem HiP, tem um circuito aberto, n\u00e3o um problema de vazamento.<\/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 almofada como um grande vazio, 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 lutam contra ru\u00eddo de fundo. Se voc\u00ea tem uma via (um orif\u00edcio revestido) localizada diretamente sob uma almofada BGA, o raio-X v\u00ea o ar dentro do tubo da via e a sinaliza como um vazio na bolha de solda. Este \u00e9 um falso positivo cl\u00e1ssico onde o software v\u00ea uma mudan\u00e7a de densidade e grita \u201cDefeito!\u201d<\/p>\n\n\n\n

Revisamos diariamente esses \u201cmontes de ossos\u201d de imagens rejeitadas. Em muitos casos, o que a m\u00e1quina marcou como um vazio de 30% \u00e9 na verdade uma bola de solda perfeitamente soldada em cima de uma via tapada. 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. Seguindo os limites IPC Classe 2 e 3\u201425% para bolas de sinal, 50% para pads t\u00e9rmicos\u2014e focando nossa an\u00e1lise em vazios de interface perigosos ao inv\u00e9s de vazios de bulk benignos, protegemos o produto sem destruir o rendimento. Aceitamos que a solda \u00e9 um material din\u00e2mico e org\u00e2nico que emite gases e se move. Contanto que os n\u00fameros e a f\u00edsica estejam alinhados, a placa \u00e9 enviada.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Vazios 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 desvenda a an\u00e1lise de vazios por raios-X, explicando os padr\u00f5es IPC-A-610 e por que a localiza\u00e7\u00e3o de um vazio \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_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10016"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10180,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10016\/revisions\/10180"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10015"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10016"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10016"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.besterpcba.com\/pt_br\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10016"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}