Kontrola rentgenowska PCB: Znaczenie kontroli rentgenowskiej w PCBA

Kontrola rentgenowska PCB jest jednym z przełomów w produkcji. Pozwala ona projektantom i inżynierom na wykrywanie wad. Wady mogą być w kilku częściach ich komponentów, takich jak BGA, lutowanie i wady CSP.

Kontrola rentgenowska jest procesem dla surowych i zaawansowanych PCB. Producenci łączą kontrolę rentgenowską z testami funkcjonalnymi. Proces ten daje dokładny wynik ze spokojem podczas produkcji.

Podczas masowej produkcji różnych prototypów i skomplikowanych płyt, do akcji wkracza kontrola rentgenowska. Dzięki tej technologii producenci mogą dostarczać klientom komponenty PCB o wysokiej integralności.

Czym jest kontrola rentgenowska PCB?

Nazywamy ją również automatyczną inspekcją rentgenowską (AXI). Są to specjalne promienie o silnych falach elektromagnetycznych i niezwykle krótkiej długości fali. Długość fali jest znacznie krótsza niż w przypadku światła widzialnego, wynosi mniej niż 10 nanometrów.

To, co sprawia, że promieniowanie rentgenowskie znajduje zastosowanie w warunkach przemysłowych, to duża siła penetracji. Promieniowanie rentgenowskie może przeniknąć przez substancję, której światło widzialne nie jest w stanie wykryć.

Niektóre z właściwości promieniowania rentgenowskiego to:

Jonizacja

Penetracja

Ciepło

Refrakcja

Fluorescencja, itp.

Penetrujące działanie promieniowania rentgenowskiego sprawia, że jest ono przydatne w produkcji płytek drukowanych. Dzięki efektowi penetracji, producenci mogą używać go do wykrywania wad i innych ukrytych cech w obiektach docelowych. Obecnie wiele zastosowań, takich jak medycyna, lotnictwo i kosmonautyka, kontrola przemysłowa, kontrola zapewnienia jakości itp. wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie.

Producenci płytek drukowanych używają dziś promieniowania rentgenowskiego do kontroli. Używają go, aby uzyskać dostęp do jakości płyt PCB - jest to kluczowy krok w kierunku wysokiej jakości produkcji PCB.

W produkcji elektroniki obserwujemy szersze zastosowanie CSP, QFN, flip chipów itp. Projektanci wykonali te części z mniejszą indukcyjnością, lepszą zdolnością chłodzenia i zmniejszoną powierzchnią, aby spełnić potrzeby projektowe. Nawet jeśli spełniło to niektóre potrzeby projektowe, istnieje problem kontroli. Gołym okiem nie można ocenić jakości lutowania ani wykryć błędów w projekcie.

Wysoka siła penetracji promieniowania rentgenowskiego rozwiązuje ten problem. Pod wysokim ciśnieniem promieniowanie rentgenowskie emituje światło, które może przeniknąć przez badany obiekt. Ujawnia to obraz o różnej grubości i gęstości. Jakość obrazu pomaga wyjaśnić jakość połączenia.

Jak działa kontrola rentgenowska PCB?

Wiele procesów przemysłowych wykorzystuje rentgen do kontroli wewnętrznego układu płytki drukowanej i innych komponentów. Pomaga to określić wydajność i zidentyfikować błędy w projekcie. Dzieje się to podczas wstępnego etapu produkcji i testowania.

Podczas testowania lub inspekcji projektant umieszcza komponent pomiędzy urządzeniem rentgenowskim a elementem wykrywającym. Moc penetrująca promieniowania rentgenowskiego zależy od kilku czynników takich jak:

Energia promieniowania rentgenowskiego

Gęstość materiału

Ładunek jądrowy materiału.

Przed kontrolą można ustawić aparat rentgenowski tak, aby uwzględniał powyższe czynniki. W efekcie element wykrywający wyda element wizualny filmowanego elementu. Film może być nowoczesnym nośnikiem cyfrowym lub tradycyjnym filmem radiograficznym.

Nowoczesnym nośnikiem cyfrowym mogą być bezpośrednie matryce cyfrowe lub ekrany fosforowe.

Preferujemy nowoczesne nośniki cyfrowe ze względu na wiele zalet takich jak:

Imponująca rozdzielczość

Wysoka elastyczność

Wysoki kontrast

Oszczędność czasu i zasobów

Wiele systemów rentgenowskich posiada uchwyt, który pozwala użytkownikowi na trzymanie i manipulowanie obiektem. Pozwala to inżynierowi uzyskać dostęp do obiektu pod różnym kątem. W miarę przechodzenia promieniowania rentgenowskiego przez badany obiekt, promienie będą zmniejszać swoją jakość i intensywność. Wynika to z różnej gęstości badanego obiektu. Efektem tego są różne odcienie jasnych i ciemnych obszarów na powierzchni detekcji.

To wyjaśnia, dlaczego pęknięcie lub szczelina obecna w kulce lutowniczej będzie łatwo widoczna na zdjęciu rentgenowskim. Jej widoczność wynika z tego, że lut ma większą gęstość w porównaniu z powietrzem obecnym w szczelinie. W rezultacie, zmniejszona gęstość osłabia intensywność promieniowania rentgenowskiego. Kulka lutu będzie widoczna jako jasny obszar na wyniku rentgenowskim, ponieważ gęstość znacznie się osłabia. Szczelina będzie również pokazać się jako ciemne pęknięcie, gdzie gęstość promieniowania rentgenowskiego został zmniejszony doświadczony trochę redukcji.

Zastosowanie kontroli rentgenowskiej w PCBA

Dzięki poprawie technologii, wiele branż korzysta z automatycznej kontroli rentgenowskiej. Istnieją procesy produkcyjne, w których bezpieczeństwo jest najważniejsze. W związku z tym muszą być dokładne kontrole wszystkich części, które produkują.

Te gałęzie przemysłu mają zastosowanie w wykrywaniu zanieczyszczeń (szkło, metal, piasek) w przetworzonej żywności. Pomaga również zoptymalizować przetwarzanie i zwiększyć wydajność. Na przykład, przemysł spożywczy używa go do określenia wielkości i idealnego miejsca dla lepszych wzorów krojenia otworów w serze.

Gdy producenci chcą produkować dany przedmiot masowo, zastosowanie ma również kontrola rentgenowska. W produkcji elektroniki, na przykład, kontrola rentgenowska może pomóc we wczesnym wykryciu wad. W rezultacie producenci nie będą używać wadliwej części w produkcji masowej. Prowadzi to do znacznych oszczędności kosztów. Chroni to również firmy przed utratą reputacji, która mogłaby powstać w wyniku masowej produkcji wadliwych produktów.

Podsumowując, oto korzyści

Producenci otrzymują informacje zwrotne na temat swoich produktów tak wcześnie, jak to możliwe. To pozwala im wiedzieć, czy materiały są zagrożone. Mogą również wykryć, czy integralność parametrów procesu jest zagrożona.

Projektanci nie będą musieli budować na wadliwych częściach. W rezultacie, oszczędzają niepotrzebne koszty.

Techniki w kontroli rentgenowskiej

Istnieją dwie podstawowe techniki wykorzystywane w systemie kontroli rentgenowskiej CSP i BGA. Są to: system 2D (dwuwymiarowy) i system 3D (trójwymiarowy).

2D Transmisyjne promieniowanie rentgenowskie:

Proces ten generuje promieniowanie rentgenowskie w jednym punkcie. Promienie rentgenowskie przechodzą następnie przez PCBA. Proces ten wyzwala obraz na detektorze elektronicznym. Obraz w formacie cyfrowym otrzymuje się na komputerze po zakończeniu analizy.

Projektanci używają tej techniki do jednostronnych płyt i zespołów, gdzie dokładność jest najważniejsza. Dziedzina medycyny wykorzystuje tę zasadę, gdzie rentgen do kontroli stanu złamanej kości. Podobnie, system rentgenowski 2 D wyświetla obraz 2D całego komponentu z obu stron PCB.

Transmisja rentgenowska 3D:

Inżynierowie wykorzystują transmisję rentgenowską 3D w przypadku złożonych dwustronnych płytek PCB. Kontrola rentgenowska 3D wymaga dwóch zasadniczych elementów: detektora i źródła promieniowania rentgenowskiego. Detektor poddawany jest ruchowi okrężnemu o 180 stopni.

Ideą transmisji rentgenowskiej 3D jest generowanie obrazów o różnych przekrojach. Odbywa się to poprzez rekonstrukcję serii obrazów 2D. Promieniowanie rentgenowskie skupia się jednocześnie na pojedynczej cechy. Rozmywa elementy innych cech, takich jak połączenia lutownicze. W rezultacie, transmisja rentgenowska 3D umożliwia skupienie się na konkretnym, interesującym nas elemencie w danym momencie.

Kontrola rentgenowska: Jak to działa

Badana próbka absorbuje promieniowanie rentgenowskie pochodzące z zautomatyzowanej lampy rentgenowskiej. Po drugiej stronie urządzenia znajduje się detektor. W rezultacie detektor dostarcza obraz optyczny z kamery. Przenosi on również promieniowanie X na światło widzialne.

Przedmiot badania ma różną gęstość, masę atomową i skład. W związku z tym, stopień pochłaniania promieni różni się znacznie. Dzięki temu na odbiorniku odbije się unikalny obraz. I tak, miejsca o większej gęstości ujawnią wyraźny obraz cieni. Dzieje się tak, ponieważ absorpcja promieniowania rentgenowskiego jest w tym miejscu silniejsza.

Projektant może zwiększyć lub zmniejszyć rozmiar obrazu. Zależy to od odległości lampy rentgenowskiej od obrazu.

Zastosowanie kontroli rentgenowskiej

Zastosowanie kontroli rentgenowskiej polega na wykrywaniu różnych wad i usterek w produkcji PCB. Oto niektóre wady PCB pomagają dbać o następujące:

Defekty lutowania: Dzięki kontroli rentgenowskiej producenci mogą wykryć niezliczone problemy z lutowaniem. Przykładami są mostki lutownicze, otwarte obwody, nadmiar lutu, zimne lutowanie, słabe lutowanie, niewystarczające lutowanie, zwarcia lutownicze, puste przestrzenie lutownicze itp. Mogą one nawet uzyskać dostęp do jakości lutowania.

Wady komponentów: Kontrola rentgenowska pomaga również sprawdzić wady komponentów, takie jak podniesione przewody, wadliwe komponenty, źle umieszczone komponenty i brakujące komponenty.

Wady CSP i BGA: Złożoność różnych komponentów BGA i CSP sprawia, że są one niewidoczne gołym okiem. Dzięki zaawansowanej kontroli rentgenowskiej, projektanci mogą wykryć takie defekty jak otwarte połączenia, nierówności lutownicze i połączenia BGA.

Wniosek

Wprowadzenie kontroli rentgenowskiej w PCB jest przełomem. Pomaga wykryć usterki na wczesnym etapie procesu produkcyjnego. Pozwala to zaoszczędzić firmie na wiele sposobów. Gwarantuje również integralność każdego wyprodukowanego komponentu.

Podsumowując, oto kompleksowy przewodnik po kontroli rentgenowskiej PCB i jej zastosowaniu w przemyśle wytwórczym.

Jeśli masz jakieś pytania, możesz się z nami skontaktować.