X 射線(xiàn)如何用于 PCB檢測？

2021-09-23

X 射線(xiàn)如何用于 PCB檢測？

隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，焊點(diǎn)已變得完全不可見(jiàn)，使用X 射線(xiàn)檢測 PCB自動(dòng)進(jìn)行。  

首先，PCB 封裝有許多互連，使它們成為電子產(chǎn)品中不可或缺的一部分。然而，這些許多互連帶來(lái)了深刻的復雜性，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的檢查。  

這就是自動(dòng) X 射線(xiàn) PCB檢測的用武之地。

但首先，讓我們深入了解什么是 X 射線(xiàn) PCB檢測。

什么是 X 射線(xiàn)印刷電路板 (PCB) 檢測？

在不同的領(lǐng)域，從航空航天到海洋再到醫療制造，X 射線(xiàn) PCB檢測用于檢測焊料中的隱藏缺陷和其他制造錯誤，這是普通光學(xué)檢測無(wú)法發(fā)現的。使用 X 射線(xiàn)來(lái)識別輕微或重大錯誤，X 射線(xiàn) PCB 檢查不會(huì )損壞被檢查的電路板。

使 PCB檢測變得復雜的因素包括：

表面貼裝技術(shù)

表面貼裝技術(shù)導致封裝和引線(xiàn)更小。反過(guò)來(lái)，這些使 PCB 更密集，許多組件隱藏在層之間。 

組件尺寸

電路板元件的小型化現在是電子制造的趨勢。目前，對更密集的電路板的需求很大，這對生產(chǎn)更多的 PCB組件造成了壓力。

元件的放置

對更小和分層的設備有很大的需求，以節省空間并最大限度地發(fā)揮功能。因此，許多組件和焊點(diǎn)被放置在電子設備的內層中。 

這些復雜的需求和設計使得超聲波、光學(xué)和熱成像等普通檢測方法難以提供詳細的故障查找圖像。為了克服這些挑戰，使用了用于 PCB檢測的 X 射線(xiàn)。 

X 射線(xiàn)如何用于 PCB檢測？

X 射線(xiàn)本質(zhì)上是一種高能電磁輻射，已經(jīng)在醫學(xué)領(lǐng)域使用了很長(cháng)時(shí)間。然而，它們現在通常用于檢測領(lǐng)域，以提供對組件內部結構的清晰一瞥。

由于其效率和可靠性，X 射線(xiàn)在檢測行業(yè)中用于在制造和服務(wù)階段的早期階段識別缺陷。

通常，X 射線(xiàn)光子具有達到 0.1 至 1,000 kV 和 0.1 至 10 nm 波長(cháng)的能量。

為了使用 X 射線(xiàn)進(jìn)行檢查，將被觀(guān)察的組件（在本例中為 PCB組件）放置在檢測介質(zhì)和 X 射線(xiàn)機之間。

X 射線(xiàn)對被觀(guān)察部件的穿透取決于 X 射線(xiàn)的能量以及被檢查物體的密度和核電荷。幸運的是，可以調整 X 光機以考慮所有這些因素。

檢測介質(zhì)的工作是以數字方式或通過(guò)傳統的射線(xiàn)照相膠片生成 X 射線(xiàn)材料（PCB組件）的視覺(jué)圖像。 

雖然傳統的射線(xiàn)照相膠片已經(jīng)使用了很長(cháng)時(shí)間，但它的數字膠片具有更多的優(yōu)勢。例如，數字媒體更靈活、對比度更高、分辨率更高，并減少了開(kāi)發(fā)傳統射線(xiàn)照相膠片所需的浪費和時(shí)間。有趣的是，許多 X 光機都有一個(gè)固定裝置，可以固定并允許從多個(gè)角度觀(guān)察組件的操作。

當 X 射線(xiàn)穿過(guò) PCB組件時(shí)，組件的不同密度會(huì )以不同的量減少 X 射線(xiàn)。因此，在檢測介質(zhì)上會(huì )產(chǎn)生明暗斑塊。 

為了說(shuō)明這一點(diǎn)，讓我們以?xún)炔坑行×鸭y的焊球為例。當 X 射線(xiàn)穿過(guò)這個(gè)焊球時(shí)，很容易看到裂紋，因為焊料的密度大于裂紋中空氣的密度。這意味著(zhù)焊球出現在帶有暗裂紋（X 射線(xiàn)衰減最少）的明亮區域（此處 X 射線(xiàn)衰減最多）。

讓我們進(jìn)一步演示用于 PCB檢測的 X 射線(xiàn)是如何工作的。通常，X 射線(xiàn)源放置在襯鉛室下方，而數字媒體探測器則直接放置在其上方。傳送帶將 PCB組件帶入襯鉛室，并將其（PCB組件）放置在探測器和源之間的操縱器上。

一旦實(shí)現了這種安排，X 射線(xiàn)系統就可以通過(guò)相應地操作來(lái)對 PCB組件進(jìn)行詳細檢查。

X 射線(xiàn) PCB檢測技術(shù)

X 射線(xiàn) PCB檢測應用兩種主要技術(shù)。這些是 2D 系統和 3D 系統技術(shù)。 

現在讓我們看看這些技術(shù)意味著(zhù)什么。

二維 X 射線(xiàn)系統

在這種技術(shù)中，系統在單個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生 X 射線(xiàn)，穿過(guò) PCB組件。這樣，系統在媒體檢測器上生成二維圖像。需要注意的是，二維系統可以在線(xiàn)或離線(xiàn)操作。 

此外，2D X 射線(xiàn)系統從 PCB 的兩側顯示整個(gè)組件的 2D 圖像。

3D X 射線(xiàn)系統

如果您有復雜的雙面 PCB，那么 3D X 射線(xiàn)檢測系統是最佳選擇。在該系統中，介質(zhì)探測器通過(guò) 180 度圓周運動(dòng)創(chuàng )建各種橫截面的圖像。 

該檢測系統的美妙之處在于它可以讓您一次專(zhuān)注于特定組件。這意味著(zhù)您可以對被檢查的組件進(jìn)行更詳細和精確的分析。

X 射線(xiàn)在 PCB檢測中的優(yōu)勢

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)早期階段的快速反饋使制造商能夠采取糾正措施來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量并鼓勵積極的品牌知名度。

設計人員將有機會(huì )不使用有缺陷的部件，從而節省不必要的成本。

X 射線(xiàn)使檢查員能夠識別印刷電路板上的一系列潛在問(wèn)題，并建議具體的糾正措施。