蔡司工业CT在电子器件焊接无损质量检测方案方面的应用

Release time: 2026-03-20


 

新能源汽车的控制器数量在减少,但单个控制器承载的功能更集成、更复杂,PCBA也因此成为汽车电子可靠性的关键底座,尤其在动力系统控制链路上,对稳定性提出更高要求。要在快速扩张的汽车电子市场中持续交付、建立口碑,PCB/PCBA 的质量必须从源头抓牢:那么针对PCBA的失效分析,是否还有更便捷、高效、直接的检测方式呢?

在汽车电子零部件的研发与失效分析中,如果失效件整体结构完好、仅部分功能缺失,工程师通常可以先通过电性能测试等方式,追溯到可能失效的具体线路。紧接着的问题是:如何进一步确认失效节点,并判断失效原因?

传统做法往往依赖破坏性试验:对线路上可能失效的焊点与元器件进行拆解、剖切、打磨、再观察。这类方法虽然常见,但也会带来不可忽视的挑战——样品无法复原、失效追溯链中断,以及制样过程可能引入额外变量,影响分析结论的稳定性。

那么是否存在应用技术可以替代甚至超越这类显微镜检测应用?

能看见缺陷,才能追根溯源工业计算机断层扫描(CT)技术在汽车电子领域的无损检测中扮演着重要角色:它能够在不破坏样品的前提下获取内部结构信息,为研发验证与失效分析提供直接的“透视视角”。

不过,当我们将检测目标聚焦到更微小尺度的细节时,传统工业CT在覆盖更大样品和整体结构观察方面优势明显,但对于微米级以下的细微缺陷呈现,可能难以达到某些焊接细节分析所期望的清晰度,例如:PCBA 焊盘的细微裂纹、芯片内部 BGA 的焊接不良、键合线的缺陷分析等。

因此,“既要无损,又要看得更细”的需求,在研发与失效分析阶段尤为突出。

焊盘剥离与分层

焊盘下方、线路层可能存在隐性微裂纹,在高温工作或热循环后更易暴露为典型失效。

焊脚开裂
焊锡内部出现微裂纹,裂纹随热应力或疲劳逐步扩展,最终形成贯穿性开裂,表现为时通时断、甚至开路。

BGA底部空洞扩大

原本小空洞在高温/热应力作用下可能扩大并连通,影响焊点可靠性。

键合线断裂

键合线可能因热疲劳、塑封应力或长期外部机械冲击而断裂。

CT+显微镜:补齐无损高分辨需求

为应对上述痛点,蔡司将 CT 与显微镜技术结合,推出蔡司Versa X射线显微镜无损高分辨检测方案,用于在特定场景下补充工业CT对微小焊接缺陷的呈现能力。

▲蔡司 Versa X射线显微镜的两级放大架构:几何放大+光学放大*

两级放大架构

相较于传统依赖单级几何放大的微米CT,Versa XRM能够在大的工作距离下仍取得高分辨效果,并支持对较大样品进行局部高分辨扫描。不需要任何预剪裁即可直接对PCBA在整体状态下进行亚微米级的扫描。

高衬度与相位衬度

闪烁体与光学物镜耦合的设计思路,有助于实现高衬度以及相位衬度效果,让细微结构的边界更易识别。用于 BGA 等精细结构或内部微裂纹观察时,有助于提升可见性与判读一致性。

关联显微分析

蔡司X射线显微镜可与蔡司其它类型显微镜进行关联显微分析,为“发现—验证—复盘”提供更连贯的分析路径。对于已确认的可疑失效节点,可在三维数据引导下更快锁定感兴趣区域,降低重复定位与返工成本,并为后续更高分辨的纳米级分析提供更明确的切入点。

▲ZEISS Xradia 515 Versa X射线显微镜

在研发与失效分析场景中,借助更高放大倍率与更好的图像衬度,蔡司Versa X射线显微镜方案可以在一定程度上减少对传统“灌封树脂—剖切—打磨—观测”等繁琐流程的依赖,降低样品准备引入的额外变量;同时,样品也更有机会在分析后被完整保留,用于复核与追溯,从而帮助团队减少不必要的重复分析成本与时间投入。

无锡灵恩机电设备有限公司是蔡司在中国工业测量领域的首批授权经销商,同时也是蔡司三坐标总代理、蔡司三维扫描仪与工业CT核心代理。公司主营蔡司全系列精密测量设备,包括三坐标测量机、三维光学扫描仪、蔡司工业CT系统及工业显微镜,致力于为制造业客户提供高精度的质量控制解决方案。

公司总部位于江苏,在无锡、苏州、南通等地设立了多座蔡司设备展厅,常年展出多款三坐标测量机和三维扫描仪,并配备专业技术人员提供免费的工件演示服务。此外,公司还为客户提供设备校准、测量方案定制等技术支持,帮助客户优化检测流程。自2011年起,无锡灵恩机电设备有限公司持续在江苏、上海、安徽等地区举办线下研讨会和展会活动,让更多企业近距离体验蔡司精密测量设备的卓越性能。

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