Технология PCB - техника автоматического обнаружения рентгеновских лучей в сборке PCB

Проще говоря, так называемый автоматический рентгеновский контроль или технология AXI использует рентгеновское излучение для проверки характеристик целевого объекта. В качестве приложения она занимает сегодня место во многих отраслях промышленности, включая, в частности, аэрокосмическую, медицинскую, сборку печатных плат и т.д.

Рентгеновские лучи, как традиционное инспекционное оборудование, еще долго не смогут обеспечить проверку качества печатных плат, особенно в условиях растущей миниатюризации, у них есть свои ограничения. Кроме того, в некоторых случаях имеются скрытые паяные соединения. Однако рентгеновские лучи могут проникать и в скрытые паяные соединения и проверять их качество. Поэтому, хотя автоматический оптический контроль подходит только для относительно легко обнаруживаемых дефектов, таких как обрывы или мостики припоя, если невозможно провести контроль только на свету, требуется автоматический рентгеновский контроль.

Каковы причины выбора технологии автоматического рентгеновского контроля при сборке печатных плат?

Преимущество рентгеновского излучения заключается в том, что материалы поглощают рентгеновские лучи пропорционально их атомному весу и зависят от их плотности и толщины. Поэтому по сравнению с легкими элементами тяжелые элементы поглощают больше рентгеновских лучей. Поэтому легко улавливаются скрытые дефекты, такие как отсутствие электрических компонентов, короткие замыкания и т.д.

Идеальная рентгеновская система должна иметь четкие изображения, чтобы информация об анализе дефектов была понятной и выполнимой. Поэтому идеально, если рентгеновская система контроля имеет достаточное увеличение и функции контроля угла наклона. Последняя обеспечивает контроль шариков припоя не только сверху.

Оборудование для рентгеновского контроля обычно выпускается в двух формах - двухмерные и трехмерные системы. И те, и другие могут работать в автономном режиме, что упрощает процесс контроля. Однако некоторые устройства могут использоваться и в режиме онлайн. Выбор между автономным и онлайн-оборудованием обычно зависит от объема необходимых проверок. Если требуется большое количество проверок и уровень контроля сложный, то обычно используется онлайн-оборудование. Хотя двухмерная система может отображать двухмерные изображения компонентов с обеих сторон, трехмерная система может генерировать изображения поперечного сечения. Трехмерные системы могут также объединять изображения поперечных сечений с помощью метода, называемого томографией.

Необходимый тип разрешения также требует выбора подходящей рентгеновской трубки. Обычно они бывают двух типов - открытые и закрытые. Необходимое увеличение также определяет расстояние между образцом и рентгеновской трубкой. Напряжение рентгеновского излучения является еще одним фактором, определяющим его проникающую способность. При высоком напряжении можно легко исследовать объекты с большой плотностью и толщиной. Однако для однослойной панели достаточно использовать низкое напряжение. Аналогично, для многослойных плат требуется высокое давление.

Оборудование для раннего обнаружения поставляется с усилителем изображения, подключенным к CCD-камере, однако усилитель изображения имеет следующие ограничения:

Ограниченный радиус действия - ограниченный радиус действия, в свою очередь, означает, что для обследования области может потребоваться использование нескольких методик. Это, в свою очередь, увеличивает время, необходимое для качественного обследования. Ограниченное поле зрения - в данный момент времени может быть проинспектирована область диаметром 3-5 дюймов. Расцветка изображения - поскольку ионизирующее излучение, проходящее через край отливки, не ослабляется, на краю изображения может возникнуть расцветка. Повышенный уровень шума - усилитель изображения создает шумное изображение. Для получения чистого, без шумов, изображения требуется его цифровая обработка, которая, в свою очередь, занимает много времени и не позволяет вести процесс в режиме реального времени.

Однако указанные выше ограничения могут быть устранены следующими способами. Использовать оборудование прямого цифрового формирования изображения. Оно не только обеспечивает большую площадь обнаружения, но и повышает разрешающую способность.

Используя рентгеновский контроль, можно выполнять следующие операции:

Проводить неразрушающий контроль Находить короткие замыкания Обнаруживать негерметичные паяные соединения Определять смещение компонентов Проверять полупроводники Проверять переключатели, реле, штекеры и кабельные соединения 

Одним словом, преимущества автоматической технологии рентгеновского контроля заключаются в следующем:

Надежные и стабильные результаты сокращают время контроля и снижают трудозатраты. Эффективный контроль технологического процесса, поскольку дефекты могут быть обнаружены на ранних стадиях процесса сборки печатной платы, а дефекты остальных компонентов печатной платы могут быть предотвращены.