X-ray檢測的原理與(yǔ)應用
伴(bàn)隨(suí)著(zhuó)電子技(jì)術(shù)的不斷(duàn)發展，SMT技(jì)術(shù)已(yǐ)變(biàn)得(dé)越(yuè)來(lái)越普(pǔ)及(jí)，單(dān)片(piàn)機(jī)芯片(piàn)的體積也變得(dé)越來越小，且單片(piàn)機芯(xīn)片的腳位(wèi)逐漸增多，尤(yóu)其是近些年(nián)來(lái)出現(xiàn)的BGA單(dān)片機芯(xīn)片等(děng)，由(yóu)於BGA單(dān)片機(jī)芯(xīn)片的腳(jiǎo)位不是(shì)按(àn)傳(chuán)統設計分布在四周(zhōu)，反而(ér)是(shì)分布(bù)在(zài)單(dān)片機芯片的(dí)底麵(miàn)，無(wú)疑根(gēn)據傳統的(dí)人工(gōng)視(shì)覺(jué)檢(jiǎn)測是根本不(bù)可(kě)以(yǐ)判(pàn)斷焊點(diǎn)的好壞(huài)，必(bì)須根據(jù)ICT甚(shèn)至(zhì)功能測試，但(dàn)通常(cháng)情(qíng)況(kuàng)下(xià)如(rú)存在批量(liáng)錯誤，就(jiù)不可以及時被(bèi)發現(xiàn)整改，且人(rén)工視覺(jué)檢(jiǎn)測是最(zuì)不精準(zhǔn)和(hé)重復性最(zuì)差的(dí)技術，因此X-ray檢測技術變得(dé)越來越廣(guǎng)泛地應(yīng)用於SMT回(huí)流焊後的(dí)檢驗，它不僅可(kě)以對焊(hàn)點進(jìn)行(háng)定(dìng)性定量分析(xī)，而(ér)且可及時發(fā)現故障(zhàng)，進(jìn)行(háng)整改。
一，X-ray機器(qì)工(gōng)作(zuò)原理：
當板子沿(yán)著導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器(qì)內部後，位於板(bǎn)子上方有(yǒu)一X-ray發射(shè)管(guǎn)，其發(fā)射的X射綫穿過(guò)板子(zǐ)被置於下方(fāng)的(dí)探(tàn)測器（通常為(wéi)攝像(xiàng)機(jī)）所接(jiē)受(shòu)，由(yóu)於焊(hàn)點中含有可以大量吸收(shōu)X射(shè)綫的(dí)鉛(qiān)，因此與穿(chuān)過玻璃纖(xiān)維(wéi)銅(tóng)，矽等其他材料(liào)的X射(shè)綫(xiàn)相(xiāng)比，照(zhào)射在(zài)焊點(diǎn)上的(dí)X射綫被大量(liáng)吸收，而(ér)呈現黑(hēi)點(diǎn)產(chǎn)生良好的圖像，使(shǐ)得(dé)對焊點的分析(xī)變得相(xiāng)當(dāng)簡(jiǎn)單(dān)直觀，故(gù)簡(jiǎn)單的(dí)圖(tú)像分析(xī)算法(fǎ)便(biàn)可(kě)自動且可靠(kào)地檢測焊點(diǎn)的缺陷(xiàn)。
二，X-ray技術：
X-ray技術已(yǐ)從以往的2D檢(jiǎn)驗法站站到(dào)目(mù)前(qián)的3D檢驗法，前者為投(tóu)射(shè)X射綫檢驗(yàn)法(fǎ)，對於(yú)單(dān)麵板上的(dí)期間焊(hàn)點(diǎn)可產生(shēng)清晰的(dí)視像，但對於(yú)目前廣泛使用的(dí)雙麵回(huí)流焊板子(zǐ)效(xiào)果就(jiù)很(hěn)差(chà)，會(huì)使(shǐ)兩麵(miàn)焊點的(dí)視像(xiàng)重疊且(qiě)極難(nán)分(fēn)辨，但後者3D檢驗(yàn)法(fǎ)是使(shǐ)用(yòng)分層技術(shù)，即(jí)將光束(shù)聚(jù)焦到任(rèn)何一(yī)層並(bìng)將相應圖像投射(shè)到一高速(sù)旋轉(zhuǎn)的接(jiē)受麵上，由(yóu)於接(jiē)受(shòu)麵(miàn)告訴(sù)旋轉使得位(wèi)於(yú)交(jiāo)點處的圖(tú)像非常清晰，而(ér)其(qí)他層(céng)上的(dí)圖(tú)像則被(bèi)消除，故(gù)3D檢(jiǎn)驗法(fǎ)可對板(bǎn)子(zǐ)兩(liǎng)麵的焊(hàn)點獨立成(chéng)像。
3DX-ray技術(shù)除了(liǎo)可以(yǐ)檢測(cè)雙(shuāng)麵焊(hàn)接(jiē)板(bǎn)外，還可以(yǐ)對那(nà)些不可(kě)見(jiàn)焊點(diǎn)如BGA等(děng)進行(háng)多層(céng)圖像切(qiē)片檢測(cè)，即對BGA焊球連(lián)接處的(dí)頂部，中部和底(dǐ)部進行徹底檢測(cè)，同時(shí)利(lì)用此方(fāng)法還(huán)可以測通孔(kǒng)PTH焊(hàn)點(diǎn)，檢查(chá)通孔中焊料是否充(chōng)實(shí)，從(cóng)而極(jí)大的(dí)提(tí)高焊點的連接質量。
三(sān)，X-ray取代(dài)ICT
對(duì)著印刷(shuā)版(bǎn)密(mì)度(dù)變(biàn)得(dé)越來(lái)越高(gāo)，器件變得越(yuè)來(lái)越小，在對印製(zhì)板(bǎn)設計時(shí)留給(gěi)ICT測試(shì)的點空間(jiān)變得越(yuè)來越小，甚至被(bèi)取消(xiāo)，此外對於復(fù)雜(zá)印製板，如果直接(jiē)從(cóng)SMT生(shēng)產綫送至(zhì)功能測試崗位，不僅(jǐn)會導(dǎo)致合(hé)格(gé)率下降，而且會增加(jiā)板子的故障診斷(duàn)和返修費用(yòng)，甚(shèn)至(zhì)會造成交貨延(yán)誤(wù)，在當(dāng)今社會(huì)激烈(liè)的競(jìng)爭市場(cháng)上(shàng)失(shī)去競(jìng)爭力，如果此(cǐ)時(shí)用X-ray檢(jiǎn)驗(yàn)取(qǔ)代ICT，可保(bǎo)證功(gōng)能測(cè)的生產路，減小(xiǎo)故障診斷(duàn)和(hé)返修工(gōng)作，此外，在SMT生產(chǎn)中(zhōng)通過用(yòng)用(yòng)X-ray進行抽查(chá)，能降(jiàng)低(dī)甚至消除批量(liáng)錯(cuò)誤，值得(dé)注意的是(shì)：對那(nà)些ICT不能測出(chū)的焊錫太少或過(guò)多(duō)，冷(lěng)汗，焊或氣孔(kǒng)等(děng)X-ray也可測得(dé)，而(ér)此(cǐ)類缺陷(xiàn)能(néng)輕(qīng)易通過(guò)ICT甚(shèn)至(zhì)功(gōng)能測試(shì)而(ér)不被發(fā)現(xiàn)，從(cóng)而影響(xiǎng)產品壽(shòu)命，當(dāng)然(rán)X-ray不(bù)能查(chá)出器件(jiàn)的電氣缺(quē)陷，但這些都(dū)可在功(gōng)能測(cè)試中被檢(jiǎn)驗出來，總之(zhī)增(zēng)加(jiā)X-ray檢測不(bù)僅不會漏掉製(zhì)造過程(chéng)中的任何(hé)缺(quē)憾，而(ér)且(qiě)能查出一些ICT查不出的缺憾。
綜合以上各因素，3DX-ray機器可(kě)以根(gēn)據每個焊點的(dí)尺(chǐ)寸形狀及特(tè)性(xìng)進行評(píng)估(gū)，自動將不可接(jiē)受(shòu)和臨(lín)界焊點檢(jiǎn)測出來，臨界焊點即(jí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品(pǐn)過早(zǎo)失(shī)效的(dí)焊(hàn)點，當(dāng)然這些(xiē)臨(lín)界(jiè)焊點在其(qí)他測試(shì)上都(dū)會(huì)被認(rèn)為良好焊點。