在相同的检测条件下，无铅/共晶焊点的图像差别不大于10%。虽然自动X射线检测（AXI）能检测极大多数的焊接缺陷，包括过量焊料，器件引脚偏离，空洞，缺锡，开路/剥落及临界可接受焊点，这些焊点已通过在线和功能测试，但是在经AXI检测被退还。无铅与共晶SnPb是两种不同的焊接材料，由于它们的组份差别，在AXI检测条件下，焊点的表面灰度与X射线图像也是不同的。使用AXI工具检测到的无铅焊点缺陷如图1所示。人们经常会提出测量无铅和共晶SnPb的焊点有什么区别？要回答这个问题，我们完成实验；无铅测试样板与共晶SnPb测试样板、，在测试条件1（无铅C—A拼板），测试条件2（共晶SnPb C—A拼板）进行对比。
实验过程
实验测试采用Flextronics 测试样板（图2），样板厚1.2 mm ，表面涂敷(OSP)，实验对比测试用的器件如表1所列；片式器件(0402)443件，CSP封装12件，翼形引脚精细器件2件。无铅与共晶SnPb焊料如表2所示，无铅焊料(TLF-93-206)是Tamura提供。实验检测仪器；Agilent 5DX Series 3 AXI系统。
 

 
  实验分析
  AXI系统的不足之处是测试的一致性差，共晶SnPb焊装相同的测试样板在同一的AXI系统进行多次测试，所得的缺陷数量不一样。可看到在无铅焊电的测试样板的测试结果重复性与再现性怎样不同。我们先后有三个操作者对同一块板近行测试，每个操作者重复测试三次。
实验首先使用无铅C—A测试样板校准AXI系统。实验器件（BGA，欧翼引脚器件RES0402
使用SPC工具MINITAB，采集30个引脚数据分析。MINITAB所得 BGA直径的Gage R&R
计算结果如图3所示。标准偏差[StdDev(SD)是方差的均方根，分析的数据变量是6倍于标准偏差范围，也就是按6S计算。分析变量的百分比例是评价测量系统怎样更好完成整个过程变量且与公差无关。公差百分比是精确度/公差比（P/T）用于评价测量系统怎样更好按技术条件完成，此值取决于过程公差。实验使用的BGA直径的技术条件公差为+/-20%。公差百分比的整个Gage R&R 是10.84。
SPC工具MINITAB输入不同的技术条件公差（(±20 to 65%)，以获得整个Gage R&R，且小于30%（表3）。我们要求在公差20%条件下，Gage R&R应小于30%。如表2所示，全部焊点参数测量数据的再现性变化小于10%，实验显示仅仅BGA器件获得满意结果，BGA厚度，精细间距引脚焊缝长度与电阻焊盘焊缝厚度公差小于30%。BGA空洞百分比，精细间距引脚脚跟焊缝与中心厚度必须改进。
实验结果并不奇怪，因为所有共晶 SnPb测试数据证明这些器件的重复性测量不是AXI系统的强项。无铅BGA空洞直径非常小（小于0.005），AXI系统不能检测这些小尺寸的空洞。对这些特殊尺寸的BGA器件，AXI系统可检测不能满足IPC-7095标准要求的的空洞。所以有时检测判断错误被接受。我们使用透射X射线系统来检测小尺寸的BGA空洞。
无铅图像分析
9件TC1（无铅）X射线图像，共检测12件BGA器件（2648个球引脚），BGA球引脚直径测试获得47，664个数据，BGA厚度47，664个数据。实验使用Mood Median测试方法进行图像数据分析，95%可信度。如P <0.05，，则存在统计差别，如P$ 0.05，不存在统计差别。除了U10, U20与U15，  大多数BGA器件的球引脚直径测量值出现差别。U10, U20是间距of 0.5 mm的两种同一封装形式，其余BGA器件间距为0.4 mm。（注意：U5
[P=0.041]，U15，[P=0.157]Y引脚数36）。
经差别的百分比计算，得出在TC1条件下获得的测量数据几何与在TC2条件下获得的一致。由公式1可计算得平均差别为-0.62%。使用此公式来计算其他参数的差别。相比TC2条件，在TCI条件下，所有的BGA器件的厚度测量是有统计差别。无铅TC1的测量数据大于共晶 SnPb TC 2。在不同测试条件下，平均差别是5.09%，最小值为U3 (1.43%), 最大值为U10 (9.76%)。
 
 
差别百分比%=100´（平均测试数据1-平均测试数据2）/平均测试数据2    （公式1）
 精细间距翼形引脚器件，实验测试九块PCB板，每块板贴装两只256引脚器件。全部共13,824个数据，用于分析引脚脚跟焊锡厚度，焊点中心厚度与焊缝长度。焊点脚跟与中心厚度如表4与5所列。最后一列分别是总平均匀值与标准偏差。实验使用Mood's Median测试方法，无铅焊接精细间距引脚脚跟厚度，焊点中心厚度、焊缝长度在TC1与TC2条件下测试结果是不同的。相对TC2，TC1的引脚脚跟厚度，焊点中心厚度平均差别是8.89% and 7.35%。对精细间距翼形引脚器的焊缝长度的平均差别是-1.46%并不奇怪，这因为不同的测试条件不影响焊缝长度的测量。
片式电阻器，443个0402器件共7,974数据，使用MINITAB进行分析。电阻焊盘焊点厚度在不同测试条件下测试结果是不同的。在不同的TCs条件下，使用公式1计算其平均差别是8.81%。实验表示电阻焊盘焊点厚度大于无铅TC1。
共晶SnPb的图像分析
实验对共晶SnPb进行相同的图像分析。TC1与TC2间的差别使用公式2得到。共晶SnPb的BGA器件球引脚直径与厚度平均差别是 -0.14% and -7.05%。精细间距翼形引脚器件的引脚脚跟，焊点中心与焊缝长度的平均差别是 -8.85%, -6.25% and 1.51%。电阻焊盘焊点厚度在TC1与TC2条件下的平均差别是-7.49%。
差别百分比%=100´（平均测试数据2-平均测试数据1）/平均测试数据`1    （公式2）
结论
在电子组装转向无铅焊接过程中，AXI是用于表征工艺特征强有力的工具。实验结果表示无铅与共晶SnPb在不同的TCs条件下，两者的测试结果差别小于10%，根据此项研究，为获得精确的测量数据，每台AXI系统应按照制造工艺，使用无铅与共晶SnPb测试样板进行校准。在生产实际中。我们继续使用AXI系统测量数据来检验无铅工艺过程，特别是检查BGA器件的空洞以优化SMT工艺。