Voidy (vnitřní dutiny) v pájených spojích nejsou automaticky vada. Vznikají běžně při pájení v důsledku odpařování tavidla, uvolňování plynů z povrchových úprav nebo smršťování pájky při tuhnutí. Problém nastává až ve chvíli, kdy voidy překročí limity, které definuje norma IPC-A-610 pro danou třídu produktu.

Voids (internal cavities) in solder joints are not automatically a defect. They form commonly during soldering due to flux evaporation, outgassing from surface finishes or solder shrinkage during solidification. The problem arises only when voids exceed the limits defined by IPC-A-610 for a given product class.

Přijatelné limity

Acceptable Limits

IPC-A-610 třídy 1 a 2 obvykle tolerují voidy do 25 % plochy průřezu spoje. Třída 3 (kritické aplikace – vesmír, obrana, lékařská technika) toleruje obvykle 10–15 % podle typu spoje. U BGA pouzder je limit často ještě přísnější – mnoho OEM zákazníků požaduje maximálně 5–8 %.

IPC-A-610 Classes 1 and 2 typically tolerate voids up to 25% of the joint cross-section area. Class 3 (critical applications – space, defence, medical technology) typically tolerates 10–15% depending on the joint type. For BGA packages, the limit is often stricter – many OEM customers require a maximum of 5–8%.

Kdy voidy vadí

When Voids Matter

• Velké jednotlivé voidy v místě, kde spoj přenáší mechanické zatížení – hrozí únava a vznik trhliny.
• Voidy u tepelně namáhaných spojů – snižují tepelnou vodivost a zvyšují lokální teplotu.
• Voidy ve vysokofrekvenčních spojích – mění impedanci a zhoršují přenos signálu.
• Kumulace voidů na rozhraní pájky a mědi – typicky ukazuje na problém s tavidlem nebo teplotním profilem.
• Voidy ve spojích, které procházejí tepelným cyklováním – postupně se zvětšují a vedou k selhání.

• Large individual voids at a location where the joint carries mechanical load – risk of fatigue and crack formation.
• Voids in thermally stressed joints – reduce thermal conductivity and increase local temperature.
• Voids in high-frequency joints – change impedance and degrade signal transmission.
• Void accumulation at the solder-copper interface – typically indicates a flux or thermal profile problem.
• Voids in joints that undergo thermal cycling – they gradually grow and lead to failure.

Jak voidy měřit

How to Measure Voids

Nejspolehlivější metodou je metalografický řez v kombinaci s rentgenem. Rentgen ukáže rozložení voidů v celém objemu spoje, metalografie pak přesné rozměry a vztah k rozhraním. U kritických spojů doporučujeme kombinaci obou metod:

The most reliable method is a metallographic cross-section combined with X-ray. X-ray shows the void distribution throughout the joint volume, while metallography provides exact dimensions and the relationship to interfaces. For critical joints, we recommend combining both methods:

1. Rentgenová kontrola – hrubá mapa voidů, orientační obsah v %.
2. Metalografický řez v místě největší koncentrace voidů.
3. Měření plochy voidů při zvětšení 200× až 500×.
4. Vyhodnocení vztahu voidů k intermetalické vrstvě a rozhraním.

1. X-ray inspection – rough void map, indicative content in %.
2. Metallographic cross-section at the location of highest void concentration.
3. Void area measurement at 200× to 500× magnification.
4. Assessment of the relationship of voids to the intermetallic layer and interfaces.

Co s tím dělat

What to Do About It

Pokud voidy překračují limity, obvykle pomůže jeden nebo více z těchto kroků:

If voids exceed the limits, one or more of the following usually helps:

• Úprava teplotního profilu přetavení (pomalejší náběh, delší doba nad liquidem).
• Změna typu tavidla nebo jeho množství.
• Změna povrchové úpravy pájecích ploch (např. ENIG místo HASL).
• Vakuové pájení pro kritické spoje (snižuje obsah voidů pod 2 %).
• Kontrola vlhkosti v prostředí a vysoušení součástek před pájením.

• Adjustment of the reflow thermal profile (slower ramp, longer time above liquidus).
• Change of flux type or amount.
• Change of pad surface finish (e.g. ENIG instead of HASL).
• Vacuum soldering for critical joints (reduces void content below 2%).
• Control of ambient humidity and drying of components before soldering.

Podrobnější pohled na voidy v krimpovaných spojích najdete v naší případové studii.

For a more detailed look at voids in crimped joints, see our case study.