先分清一件事:虚焊和空洞在 X-Ray 片上都能看到“暗”,但暗的原因不一样。虚焊是焊料和焊盘(或引脚)之间没真正润湿结合,界面处留了缝;空洞是焊料内部裹了气,焊料本身还在原位。判错这两样,后面返修和工艺调整的方向会完全反过来。
一、先看灰阶:暗得“糊”还是暗得“利”
X-Ray 成像是穿透后按密度衰减成像,焊料厚的地方亮,薄的地方暗。虚焊的暗区往往出现在焊点边缘与焊盘交界,边界发虚、灰阶过渡宽,像墨水滴在纸上洇开。空洞的暗区在焊点内部,边界相对锐利,灰阶落差大,边缘能画得出来。
现场一句话:虚焊暗得糊,空洞暗得利。拿 10 倍放大看交界,虚焊处找不到连续的焊料覆盖,引脚与焊盘之间有一条低密度带;空洞则是焊料包着一个清楚的“洞”。
二、看位置:界面缝还是体内泡
虚焊的暗区贴着界面走,沿焊盘边缘或引脚根部呈线状、月牙状分布,不随焊点中心移动。空洞多出现在焊点几何中心、QFN 散热焊盘下方、BGA 球体中部,形状偏圆或椭圆,也有拉长的气孔链。
| 对比项 | 虚焊 | 空洞 |
|---|---|---|
| 典型位置 | 焊盘/引脚界面、焊点边缘 | 焊点体内、散热盘中心 |
| 形状 | 线状、月牙状、不规则 | 圆形、椭圆、气孔链 |
| 边界 | 发虚、灰阶过渡宽 | 锐利、灰阶落差大 |
| 随角度变化 | 倾斜后仍贴界面 | 倾斜后位置随体投影偏移 |
这张表的用法不是背,是现场对号。先定位置,再定形状,两个都对上才敢下结论。只有一条对上,多半是拍摄角度或板厚干扰。
三、看面积占比:判退的界限在哪
空洞有行业常用的量化口径,虚焊没有“面积占比”这一说——虚焊看的是结合面是否连续。IPC-A-610 对 BGA 空洞的通用判据是单球空洞面积不超过球体投影面积的 25%,散热焊盘常按 30%–50% 另定,具体以客户规范为准。超过界限判不合格,没超但要记录趋势。
虚焊的判据更干脆:界面处出现连续低密度带、焊料未覆盖焊盘边缘,直接判虚焊。不要用“面积小”给它开脱,虚焊没有安全比例,只有“有没有”。
四、看灰度值:用数据代替目测
目测灰阶容易受亮度和窗宽影响。同一颗焊点,调一下对比度,暗区大小能差出 10%。要判得稳,用灰度剖面:沿焊点直径拉一条线,读界面处和体内的灰度值。焊料正常区灰度基准记 100%,界面虚焊带常掉到 60%–75%,体内空洞中心可低到 20%–40%。
我们一条 SMT 线做过对照:同一批 0.4 mm pitch QFN,目测判 3 颗异常,灰度剖面复判出 7 颗,多出的 4 颗全是界面灰度掉到 70% 左右的虚焊。返修后切片确认,界面确实有未润湿区。探头参数没动,只是换了判读方式。
五、多角度与切片:拿不准时的两步确认
2D X-Ray 有投影重叠,单角度容易把两层焊点的暗区叠在一起。判不准时先做斜视,再上 CT。CT 切片能把焊点一层层剥开,虚焊表现为界面处焊料与焊盘之间有明确的间隙层,空洞则是焊料包裹的封闭气腔,两者在断层图上不会混。
切片是最终手段,但有代价:一块板切下去就报废,切片周期通常 1–3 天。所以顺序是:先斜视复拍,再灰度剖面,最后才切片。前两步能解决八成争议,剩下两成才值得动切片。
六、判据速记
回看整条链路,判虚焊和空洞不靠单张图,靠“位置 + 形状 + 边界 + 灰度”四件事一起对。四件里对上三件,基本能定;只对上一件,回去重拍。
最后给一组能直接贴到工位上的界限值:界面连续低密度带判虚焊;单球空洞面积占比 >25% 判不合格(散热盘按客户规范 30%–50%);界面灰度低于基准 75% 进复判;基准漂移 >5% 当班判读作废。判据定死,人才不会各判各的。