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X-ray檢測(cè)的原理與應(yīng)用

來(lái)源:     時(shí)間:2020/06/28

伴隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,SMT技術(shù)已變得越來(lái)越普及,單片機(jī)芯片的體積也變得越來(lái)越小,且單片機(jī)芯片的腳位逐漸增多,尤其是近些年來(lái)出現(xiàn)的BGA單片機(jī)芯片等,由于BGA單片機(jī)芯片的腳位不是按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)分布在四周,反而是分布在單片機(jī)芯片的底面,無(wú)疑根據(jù)傳統(tǒng)的人工視覺(jué)檢測(cè)是根本不可以判斷焊點(diǎn)的好壞,必須根據(jù)ICT甚至功能測(cè)試,但通常情況下如存在批量錯(cuò)誤,就不可以及時(shí)被發(fā)現(xiàn)整改,且人工視覺(jué)檢測(cè)是最不精準(zhǔn)和重復(fù)性最差的技術(shù),因此X-ray檢測(cè)技術(shù)變得越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于SMT回流焊后的檢驗(yàn),它不僅可以對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行定性定量分析,而且可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,進(jìn)行整改。

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一、X-ray機(jī)器工作原理:

當(dāng)板子沿著導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后,位于板子上方有一X-ray發(fā)射管,其發(fā)射的X射線穿過(guò)板子被置于下方的探測(cè)器(通常為攝像機(jī))所接受,由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛,因此與穿過(guò)玻璃纖維銅、硅等其他材料的X射線相比,照射在焊點(diǎn)上的X射線被大量吸收,而呈現(xiàn)黑點(diǎn)產(chǎn)生良好的圖像,使得對(duì)焊點(diǎn)的分析變得相當(dāng)簡(jiǎn)單直觀,故簡(jiǎn)單的圖像分析算法便可自動(dòng)且可靠地檢測(cè)焊點(diǎn)的缺陷。

二、X-ray技術(shù)

X-ray技術(shù)已從以往的2D檢驗(yàn)法站站到目前的3D檢驗(yàn)法,前者為投射X射線檢驗(yàn)法,對(duì)于單面板上的期間焊點(diǎn)可產(chǎn)生清晰的視像,但對(duì)于目前廣泛使用的雙面回流焊板子效果就很差,會(huì)使兩面焊點(diǎn)的視像重疊且極難分辨,但后者3D檢驗(yàn)法是使用分層技術(shù),即將光束聚焦到任何一層并將相應(yīng)圖像投射到一高速旋轉(zhuǎn)的接受面上,由于接受面告訴旋轉(zhuǎn)使得位于交點(diǎn)處的圖像非常清晰,而其他層上的圖像則被消除,故3D檢驗(yàn)法可對(duì)板子兩面的焊點(diǎn)獨(dú)立成像。

3DX-ray技術(shù)除了可以檢測(cè)雙面焊接板外,還可以對(duì)那些不可見(jiàn)焊點(diǎn)如BGA等進(jìn)行多層圖像切片檢測(cè),即對(duì)BGA焊球連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行徹底檢測(cè),同時(shí)利用此方法還可以測(cè)通孔PTH焊點(diǎn),檢查通孔中焊料是否充實(shí),從而極大的提高焊點(diǎn)的連接質(zhì)量。

三、X-ray取代ICT

對(duì)著印刷版密度變得越來(lái)越高,器件變得越來(lái)越小,在對(duì)印制板設(shè)計(jì)時(shí)留給ICT測(cè)試的點(diǎn)空間變得越來(lái)越小,甚至被取消,此外對(duì)于復(fù)雜印制板,如果直接從SMT生產(chǎn)線送至功能測(cè)試崗位,不僅會(huì)導(dǎo)致合格率下降,而且會(huì)增加板子的故障診斷和返修費(fèi)用,甚至?xí)斐山回浹诱`,在當(dāng)今社會(huì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)上失去競(jìng)爭(zhēng)力,如果此時(shí)用X-ray檢驗(yàn)取代ICT,可保證功能測(cè)的生產(chǎn)路,減小故障診斷和返修工作,此外,在SMT生產(chǎn)中通過(guò)用用X-ray進(jìn)行抽查,能降低甚至消除批量錯(cuò)誤,值得注意的是:對(duì)那些ICT不能測(cè)出的焊錫太少或過(guò)多,冷汗、焊或氣孔等X-ray也可測(cè)得,而此類缺陷能輕易通過(guò)ICT甚至功能測(cè)試而不被發(fā)現(xiàn),從而影響產(chǎn)品壽命,當(dāng)然X-ray不能查出器件的電氣缺陷,但這些都可在功能測(cè)試中被檢驗(yàn)出來(lái),總之增加X(jué)-ray檢測(cè)不僅不會(huì)漏掉制造過(guò)程中的任何缺憾,而且能查出一些ICT查不出的缺憾。

綜合以上各因素,3DX-ray機(jī)器可以根據(jù)每個(gè)焊點(diǎn)的尺寸形狀及特性進(jìn)行評(píng)估,自動(dòng)將不可接受和臨界焊點(diǎn)檢測(cè)出來(lái),臨界焊點(diǎn)即會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品過(guò)早失效的焊點(diǎn),當(dāng)然這些臨界焊點(diǎn)在其他測(cè)試上都會(huì)被認(rèn)為良好焊點(diǎn)。




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