BGA 焊球检测全面拆解第一章检测什么BGABall Grid Array球栅阵列——芯片底下一排排小锡球几百个通过回流焊熔化后粘在电路板上。┌──────────────┐ │ B G A 芯片 │ ← 上面是芯片 ├─○─○─○─○─○──┤ ├─○─○─○─○─○──┤ ← 底下是锡球阵列 ├─○─○─○─○─○──┤ └──────────────┘ P C B 板X 光穿透芯片拍锡球截面分析焊接质量。灰度 — 唯一的信息源X 光的物理性质焊锡密度高 → 光穿不透 → 图像亮高灰度。空气/板材密度低 → 光穿透 → 图像暗低灰度。焊锡区域 ■■■■■■■ (灰度 130~255亮) 背景/空洞 □□□□□□□ (灰度 0~80暗)所有检测逻辑都从灰度信息开始。没有颜色、没有形状标注只有黑白灰度。第二章四大检测指标指标一焊锡率不是锡球面积是锡占截面参考面积的百分比。检测到的锡像素数 ─────────────── × 100% 焊锡率 参考区域像素数合格范围70% ~ 125%。 70% → 锡太少焊球可能有空洞125% → 锡太多/铺太开焊球过大基准参考面积从哪来来自Segment图像分割步骤。图像 → 灰度阈值一刀切 → 亮的是锡暗的不是 → 切出一个轮廓 ↓ 这个轮廓的面积 100% 基准注意参考面积是从图像实际切出来的不是 CAD 理论值不是物理尺寸。如果换不同参数切同一个球能切出不同大小的基准面积。指标二空洞率焊球内部的气泡空洞占截面的百分比。空洞率 (空洞面积 / 参考面积) × 100%上限 30%。超 30% 气泡太多 → 焊点不牢 → NG。空洞率和焊锡率是同一张切片上互补的两个视角同一个切面 锡占 90% ←→ 空洞 10% → 焊锡率 ✅ 空洞率 ✅ 锡占 60% ←→ 空洞 40% → 焊锡率 ❌ 空洞率 ❌指标三圆度焊球应该是圆的。圆度衡量它有多圆。圆度 4π × 面积 / (周长)²完美圆形 100%。越扁、越不规则 → 数值越低。下限 70%。低于 70% 焊球变形严重 → 贴装不可靠 → NG。● (○) — 100% 80% 50% ✅ ✅ ❌指标四桥接两个焊球之间不该有锡连着。如果中间亮了有锡就是短路缺陷。检测方法把每个焊球轮廓向外胀大 1.5 倍形态学膨胀看胀大后两个圆有没有重叠。膨胀前 ○ ○ ← 两个独立焊球正常 膨胀 1.5 倍后 ◎ ◎ ← 还差一点没碰到 → 通过 ◎◎ ← 重叠了 → 桥接 → NG胀大不是让球真的变大是检测手段——把问题放大算法更容易抓到。桥接的两种情况真桥接两球之间真的有锡连着灰度亮距离过近没连但靠太近膨胀后重叠 → 算法也报 NG第三章灰度阈值二值化详解检测之前必须先把锡和非锡分开靠灰度一刀切。灰度值范围 0 ~ 255 关键参数 grayLow 150 if 像素灰度 150: 判为有锡 else: 判为非锡忽略这就叫二值化——把灰度图变黑白图。设定一个阈值以上是 1锡以下是 0非锡。后续所有指标都在这张黑白图上计算。桥接检测额外用grayHigh 255表示有锡的上限实际上 150~255 都算锡255 只是天花板。第四章膨胀算法膨胀 把图形的边往外推一点。原始像素 ■■ 扩张后 ■■■■代码实现参数 dilationWidth 1.5 参数 dilationHeight 1.5 作用焊球轮廓横向和纵向各放大 1.5 倍专门用于桥接检测——放大焊球区域看是否有重叠。第五章五层检测体系一个 BGA 锡球是立体的X 光从顶上穿透可以拍到不同深度的截面。五层各有一套独立参数层检测项中心层SoldeArea / Void / Circularity / BridgeTop 层SoldeAreaT / VoidT / CircularityT / BridgeTBottom 层SoldeAreaB / VoidB / CircularityB / BridgeBTop 中层 (TC)SoldeAreaTC / VoidTC / CircularityTC无BridgeBottom 中层 (BC)SoldeAreaBC / VoidBC / CircularityBC无BridgeTC/BC 默认关闭。Bridge 只有中心/Top/Bottom 三层有。第六章其他检测指标HIPHead-In-Pillow / 枕头效应焊球和焊膏没有完全融合像枕头一样只是表面接触内部有缝隙。X 光可检测。正常融合 ● ← 焊锡 ● ← 焊膏 → 融为一体 枕头效应 ● ← 焊锡 ● ← 焊膏 → 没融中间有缝两个参数类HIP_0层间中心最大偏移检测综合法HIP_1切层数AI 法偏移MountShift焊球实际中心 vs 理论位置的偏差。上限 7 像素。理论位置 × 实际位置 × ← 偏移了体积Volume焊球三维体积。CT 多切片叠加算整颗球的体积是否合格。第七章整体流程X光拍截面CT断层图 ↓ 灰度阈值二值化 → 分出锡/非锡 ↓ 图像分割Segment→ 切出每个球的轮廓 → 得基准面积100% ↓ ┌──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 焊锡率 空洞率 圆度 桥接 偏移/HIP/体积 70~125% ≤30% ≥70% 膨胀1.5x 独立指标四个核心指标独立判定 三个辅助指标任一不合格 → 整颗球 NG。第八章关键理解灰度是唯一信息源— 只有 0~255 的灰度值没有颜色没有标注焊锡率和空洞率互补— 同一张切片的两个视角膨胀是检测手段不是缺陷— 放大区域更容易抓到桥接基准面积来自图像分割— 不是 CAD 理论值是图里实际切出来的五层独立检测— 每层各一套参数互不影响normMin/normMax 统一规则— 检测值在区间内 OK超出 NG