X 射線(xiàn)如何用(yòng)于 PCB检测？

2021-09-23

X 射線(xiàn)如何用(yòng)于 PCB检测？

随着電(diàn)子技术的发展，焊点已变得完全不可(kě)见，使用(yòng)X 射線(xiàn)检测 PCB自动进行。  

首先，PCB 封装有(yǒu)许多(duō)互连，使它们成為(wèi)電(diàn)子产品中不可(kě)或缺的一部分(fēn)。然而，这些许多(duō)互连带来了深刻的复杂性，需要进行专门的检查。  

这就是自动 X 射線(xiàn) PCB检测的用(yòng)武之地。

但首先，让我们深入了解什么是 X 射線(xiàn) PCB检测。

什么是 X 射線(xiàn)印刷電(diàn)路板 (PCB) 检测？

在不同的领域，从航空航天到海洋再到医疗制造，X 射線(xiàn) PCB检测用(yòng)于检测焊料中的隐藏缺陷和其他(tā)制造错误，这是普通光學(xué)检测无法发现的。使用(yòng) X 射線(xiàn)来识别轻微或重大错误，X 射線(xiàn) PCB 检查不会损坏被检查的電(diàn)路板。

使 PCB检测变得复杂的因素包括：

表面贴装技术

表面贴装技术导致封装和引線(xiàn)更小(xiǎo)。反过来，这些使 PCB 更密集，许多(duō)组件隐藏在层之间。 

组件尺寸

電(diàn)路板元件的小(xiǎo)型化现在是電(diàn)子制造的趋势。目前，对更密集的電(diàn)路板的需求很(hěn)大，这对生产更多(duō)的 PCB组件造成了压力。

元件的放置

对更小(xiǎo)和分(fēn)层的设备有(yǒu)很(hěn)大的需求，以节省空间并最大限度地发挥功能(néng)。因此，许多(duō)组件和焊点被放置在電(diàn)子设备的内层中。 

这些复杂的需求和设计使得超声波、光學(xué)和热成像等普通检测方法难以提供详细的故障查找图像。為(wèi)了克服这些挑战，使用(yòng)了用(yòng)于 PCB检测的 X 射線(xiàn)。 

X 射線(xiàn)如何用(yòng)于 PCB检测？

X 射線(xiàn)本质上是一种高能(néng)電(diàn)磁辐射，已经在医學(xué)领域使用(yòng)了很(hěn)長(cháng)时间。然而，它们现在通常用(yòng)于检测领域，以提供对组件内部结构的清晰一瞥。

由于其效率和可(kě)靠性，X 射線(xiàn)在检测行业中用(yòng)于在制造和服務(wù)阶段的早期阶段识别缺陷。

通常，X 射線(xiàn)光子具有(yǒu)达到 0.1 至 1,000 kV 和 0.1 至 10 nm 波長(cháng)的能(néng)量。

為(wèi)了使用(yòng) X 射線(xiàn)进行检查，将被观察的组件（在本例中為(wèi) PCB组件）放置在检测介质和 X 射線(xiàn)机之间。

X 射線(xiàn)对被观察部件的穿透取决于 X 射線(xiàn)的能(néng)量以及被检查物(wù)體(tǐ)的密度和核電(diàn)荷。幸运的是，可(kě)以调整 X 光机以考虑所有(yǒu)这些因素。

检测介质的工作是以数字方式或通过传统的射線(xiàn)照相胶片生成 X 射線(xiàn)材料（PCB组件）的视觉图像。 

虽然传统的射線(xiàn)照相胶片已经使用(yòng)了很(hěn)長(cháng)时间，但它的数字胶片具有(yǒu)更多(duō)的优势。例如，数字媒體(tǐ)更灵活、对比度更高、分(fēn)辨率更高，并减少了开发传统射線(xiàn)照相胶片所需的浪费和时间。有(yǒu)趣的是，许多(duō) X 光机都有(yǒu)一个固定装置，可(kě)以固定并允许从多(duō)个角度观察组件的操作。

当 X 射線(xiàn)穿过 PCB组件时，组件的不同密度会以不同的量减少 X 射線(xiàn)。因此，在检测介质上会产生明暗斑块。 

為(wèi)了说明这一点，让我们以内部有(yǒu)小(xiǎo)裂纹的焊球為(wèi)例。当 X 射線(xiàn)穿过这个焊球时，很(hěn)容易看到裂纹，因為(wèi)焊料的密度大于裂纹中空气的密度。这意味着焊球出现在带有(yǒu)暗裂纹（X 射線(xiàn)衰减最少）的明亮區(qū)域（此处 X 射線(xiàn)衰减最多(duō)）。

让我们进一步演示用(yòng)于 PCB检测的 X 射線(xiàn)是如何工作的。通常，X 射線(xiàn)源放置在衬铅室下方，而数字媒體(tǐ)探测器则直接放置在其上方。传送带将 PCB组件带入衬铅室，并将其（PCB组件）放置在探测器和源之间的操纵器上。

一旦实现了这种安排，X 射線(xiàn)系统就可(kě)以通过相应地操作来对 PCB组件进行详细检查。

X 射線(xiàn) PCB检测技术

X 射線(xiàn) PCB检测应用(yòng)两种主要技术。这些是 2D 系统和 3D 系统技术。 

现在让我们看看这些技术意味着什么。

二维 X 射線(xiàn)系统

在这种技术中，系统在单个点产生 X 射線(xiàn)，穿过 PCB组件。这样，系统在媒體(tǐ)检测器上生成二维图像。需要注意的是，二维系统可(kě)以在線(xiàn)或离線(xiàn)操作。 

此外，2D X 射線(xiàn)系统从 PCB 的两侧显示整个组件的 2D 图像。

3D X 射線(xiàn)系统

如果您有(yǒu)复杂的双面 PCB，那么 3D X 射線(xiàn)检测系统是最佳选择。在该系统中，介质探测器通过 180 度圆周运动创建各种横截面的图像。 

该检测系统的美妙之处在于它可(kě)以让您一次专注于特定组件。这意味着您可(kě)以对被检查的组件进行更详细和精确的分(fēn)析。

X 射線(xiàn)在 PCB检测中的优势

产品开发早期阶段的快速反馈使制造商(shāng)能(néng)够采取纠正措施来提高产品质量并鼓励积极的品牌知名度。

设计人员将有(yǒu)机会不使用(yòng)有(yǒu)缺陷的部件，从而节省不必要的成本。

X 射線(xiàn)使检查员能(néng)够识别印刷電(diàn)路板上的一系列潜在问题，并建议具體(tǐ)的纠正措施。