汽車電子的“神經脈絡“怎么查？電子器件焊接無損質量檢測方案

新能源汽車的控制器數量在減少，但單個控制器承載的功能更集成、更復雜，PCBA也因此成為汽車電子可靠性的關鍵底座，尤其在動力系統控制鏈路上，對穩定性提出更高要求。要在快速擴張的汽車電子市場中持續交付、建立口碑，PCB/PCBA 的質量必須從源頭抓牢：我們在上一期（點擊回顧）介紹了PCBA的顯微鏡檢測方案，那么針對PCBA的失效分析，是否還有更便捷、高效、直接的檢測方式呢？

在汽車電子零部件的研發與失效分析中，如果失效件整體結構完好、僅部分功能缺失，工程師通常可以先通過電性能測試等方式，追溯到可能失效的具體線路。緊接著的問題是：如何進一步確認失效節點，并判斷失效原因？

傳統做法往往依賴破壞性試驗：對線路上可能失效的焊點與元器件進行拆解、剖切、打磨、再觀察。這類方法雖然常見，但也會帶來不可忽視的挑戰——樣品無法復原、失效追溯鏈中斷，以及制樣過程可能引入額外變量，影響分析結論的穩定性。

那么是否存在應用技術可以替代甚至超越這類顯微鏡檢測應用？

能看見缺陷，才能追根溯源

工業計算機斷層掃描（CT）技術在汽車電子領域的無損檢測中扮演著重要角色：它能夠在不破壞樣品的前提下獲取內部結構信息，為研發驗證與失效分析提供直接的“透視視角”。

不過，當我們將檢測目標聚焦到更微小尺度的細節時，傳統工業CT在覆蓋更大樣品和整體結構觀察方面優勢明顯，但對于微米級以下的細微缺陷呈現，可能難以達到某些焊接細節分析所期望的清晰度，例如：PCBA 焊盤的細微裂紋、芯片內部 BGA 的焊接不良、鍵合線的缺陷分析等。

因此，“既要無損，又要看得更細”的需求，在研發與失效分析階段尤為突出。

焊盤剝離與分層

焊盤下方、線路層可能存在隱性微裂紋，在高溫工作或熱循環后更易暴露為典型失效。

焊腳開裂

焊錫內部出現微裂紋，裂紋隨熱應力或疲勞逐步擴展，最終形成貫穿性開裂，表現為時通時斷、甚至開路。

BGA底部空洞擴大

原本小空洞在高溫/熱應力作用下可能擴大并連通，影響焊點可靠性。

鍵合線斷裂

鍵合線可能因熱疲勞、塑封應力或長期外部機械沖擊而斷裂。

CT+顯微鏡：補齊無損高分辨需求

為應對上述痛點，蔡司將 CT 與顯微鏡技術結合，推出蔡司Versa X射線顯微鏡無損高分辨檢測方案，用于在特定場景下補充工業CT對微小焊接缺陷的呈現能力。

▲蔡司 Versa X射線顯微鏡的兩級放大架構：幾何放大+光學放大*

兩級放大架構

相較于傳統依賴單級幾何放大的微米CT，Versa XRM能夠在大的工作距離下仍取得高分辨效果，并支持對較大樣品進行局部高分辨掃描。不需要任何預剪裁即可直接對PCBA在整體狀態下進行亞微米級的掃描。

高襯度與相位襯度

閃爍體與光學物鏡耦合的設計思路，有助于實現高襯度以及相位襯度效果，讓細微結構的邊界更易識別。用于 BGA 等精細結構或內部微裂紋觀察時，有助于提升可見性與判讀一致性。

關聯顯微分析

蔡司X射線顯微鏡可與蔡司其它類型顯微鏡進行關聯顯微分析，為“發現—驗證—復盤”提供更連貫的分析路徑。對于已確認的可疑失效節點，可在三維數據引導下更快鎖定感興趣區域，降低重復定位與返工成本，并為后續更高分辨的納米級分析提供更明確的切入點。

▲ZEISS Xradia 515 Versa X射線顯微鏡

在研發與失效分析場景中，借助更高放大倍率與更好的圖像襯度，蔡司Versa X射線顯微鏡方案可以在一定程度上減少對傳統“灌封樹脂—剖切—打磨—觀測”等繁瑣流程的依賴，降低樣品準備引入的額外變量；同時，樣品也更有機會在分析后被完整保留，用于復核與追溯，從而幫助團隊減少不必要的重復分析成本與時間投入。