اجزای اصلی یک دستگاه اشعه ایکس برای آزمایش PCB

دستگاه های اشعه ایکس برای آزمایش PCB سیستم های پیچیده ای هستند که متشکل از چندین ماژول یکپارچه هستند که با هم کار می کنند تا بازرسی داخلی غیر مخرب را فراهم کنند.

1ماژول تولید اشعه ایکس (منبع اشعه ایکس):این قلب سیستم است. از یک لوله اشعه ایکس میکرو فوکوس یا نانوفوکوس (به عنوان مثال از Hamamatsu یا Nikon) برای تولید یک پرتو با انرژی بالا و دقیق استفاده می کند.عناصر کلیدی شامل یک منبع برق ولتاژ بالا و collimators پرتوسیستم های مدرن اغلب دارای لوله های بسته (مغلق و بدون نگهداری) هستند.سیستم های پیشرفته دارای ویژگی هایی مانند خروجی شدت ثابت (TXI) برای وضوح تصویر ثابت و اندازه نقطه کانونی پایدار هستند.مهم برای هر دو بازرسی تولید و اسکن CT.

2ماژول تصويري و شناسايي:این ماژول اشعه ایکس را که به نمونه نفوذ می کند، ضبط می کند. این ماژول تا حد زیادی از تقویت کننده های تصویر قدیمی به آشکارسازان صفحه تخت دیجیتال (به عنوان مثال، انواع CMOS یا CCD) تغییر کرده است.این آشکارسازها دارای وضوح بالا هستند (.g، 1536x1536 پیکسل) ، 16 بیتی عمیق برای کنتراست عالی و نرخ فریم بالا.برخی از طرح های نوآورانه آشکارگر را ثابت نگه می دارند و آن را تا ۶۰ درجه یا حتی ۷۰ درجه خم می کنند تا زاویه دید را بدون قربانی کردن بزرگ شدن یا نیاز به حرکت نمونه بزرگ بدست آورند.

3ماژول کنترل مکانیکی و موقعیت:حرکت دقیق برای بازرسی دقیق حیاتی است. این سیستم شامل یک مرحله موتوری با دقت بالا (قابلیت بارگذاری می تواند تا 10 کیلوگرم باشد) با محورهای متعدد (X، Y، Z، چرخش،شیب) که اغلب توسط موتورهای خطی رانده می شونداین اجازه می دهد تا موقعیت دقیق PCB تحت پرتو و حرکت های پیچیده برای اسکن CT (360 ° چرخش) و به دست آوردن تصاویر از زاویه های مختلف (به عنوان مثال، تا 60 ° شیب) را فراهم کند.این تضمین می کند که هیچ نقطه کور بازرسی و کلید برای بازسازی سه بعدی.

4ماژول حفاظت و محافظت از تشعشعات:ایمنی از همه مهمتر است. این سیستم در یک کابینت محافظ سرب با پنجره های شیشه ای سرب قرار دارد.این شامل سوئیچ های قفل ایمنی است که بلافاصله برق را به لوله اشعه ایکس قطع می کند اگر درب باز شود، قفل درب الکترومغناطیسی که مانع از باز شدن در حالی که پرتو روشن است و دکمه های توقف اضطراری می شود. نشت تشعشع به شدت به سطوح زیر 1 μSv / ساعت کنترل می شود.انطباق با استانداردهای بین المللی ایمنی.

5پردازش داده، تجزیه و تحلیل و ماژول نرم افزار:این نرم افزار کنترل تمام قطعات سخت افزاری و انجام پردازش و تجزیه و تحلیل تصویر حیاتی است. این شامل ویژگی هایی برای افزایش تصویر (تعدیل کنتراست) است.,روشنایی، کاهش صدا) ، تشخیص خودکار نقص (ADR) با استفاده از الگوریتم ها یا هوش مصنوعی برای طبقه بندی نقص ها و ابزارهای اندازه گیری کمی (به عنوان مثال برای درصد خالی، فاصله های پین تا پد،نسبت های خالی). از ذخیره سازی برنامه و بازگشت برای بازرسی دسته پشتیبانی می کند و اغلب با سیستم های اجرای تولید (MES) برای ردیابی داده ها و SPC ادغام می شود.

استفاده اصلی و کاربردها

دستگاه های اشعه ایکس PCB برای کنترل کیفیت و تجزیه و تحلیل خرابی در تولید الکترونیک ضروری هستند:

بازرسی مشترک جوش:این رایج ترین کاربرد است. این برای بررسی اتصالات جوش پنهان مانند Ball Grid Arrays (BGA) ، بسته های Chip-Scale (CSP) و بسته های Quad Flat No-lead (QFN) بسیار مهم است.نقص هایی مثل پل (شورت) را تشخیص می دهد، حفره ها / حفره ها ، عدم کفایت جوش ، سر در بالش ، و مفاصل سرد.

تجزیه و تحلیل PCB و مونتاژ:استفاده می شود برای بررسی کیفیت بشکه سوراخ شده (PTH) و درصد پر شدن، یکپارچگی ردیابی داخلی و تراز لایه در تخته های چند لایه.

بازرسی قطعات و اتصال سیم:یکپارچگی ساختارهای داخلی را در قطعات، مانند پیوند مرطوب، پیوندهای سیم (برای شکستگی، فروپاشی یا سیم های گمشده) و خلاهای داخلی بررسی می کند.

تجزیه و تحلیل شکست و بهینه سازی فرآیند:بینش ارزشمندی را برای تشخیص بازگشت میدان و تصفیه فرآیندهای مونتاژ (به عنوان مثال، پروفایل های reflow، طراحی استنسیل) فراهم می کند، با نشان دادن علت اصلی نقص.

صنایع تحت پوشش:این سیستم ها در الکترونیک مصرفی، خودرو، هوافضا، دستگاه های پزشکی و بسته بندی نیمه هادی حیاتی هستند، جایی که قابلیت اطمینان قابل مذاکره نیست.

✅ مزایای اصلی

استفاده از بازرسی اشعه ایکس مزایای قابل توجهی نسبت به روش های دیگر دارد:

آزمایش غیر مخرب (NDT):اجازه می دهد تا برای بازرسی داخلی کامل بدون آسیب رساندن به PCB گران قیمت یا اجزای آن، که بزرگترین مزیت آن است.

تشخیص نقص بی نظیر برای مفاصل پنهان: این تنها روش برای بررسی کمی مفاصل جوش مانند BGA است که پس از مونتاژ از دید پنهان شده است.

دقت بالا و تحلیل کمی:ارائه وضوح استثنایی (تا <1μm با منابع زیر میکرو) و اندازه گیری دقیق درصد خالی، شکاف ها و سایر پارامترهای ابعاد را فراهم می کند.

کنترل فرآیند و بهره وری بهبود یافته:با شناسایی روند نقص در اوایل فرآیند تولید، تولید کنندگان می توانند تعدیل های اصلاحی انجام دهند، هزینه های خرد و بازکاری را کاهش دهند و به طور قابل توجهی عملکرد کلی را بهبود بخشند.

ردیابی کامل داده ها:ادغام با MES و توانایی تولید و ذخیره خودکار گزارش های دقیق بازرسی با تصاویر از حسابرسی کیفیت و تجزیه و تحلیل علت ریشه پشتیبانی می کند.

️ معیارهای عملکرد و قابلیت ها

عملکرد یک سیستم بازرسی اشعه ایکس را می توان بر اساس چند پارامتر فنی ارزیابی کرد:

رزولوشن و بزرگنمایی:اندازه گیری شده در میکروم (μm) ، کوچکترین ویژگی قابل تشخیص را تعریف می کند. سیستم ها بزرگنمایی هندسی (به عنوان مثال 200X) و حتی بزرگنمایی سیستم بالاتر (به عنوان مثال 1500X) را ارائه می دهند.سیستم های پیشرفته به وضوح زیر میکرونی می رسند.

سرعت بازرسی:این امر برای خطوط تولید حیاتی است. سرعت را می توان به عنوان "زمان در هر نقطه بازرسی" اندازه گیری کرد (به عنوان مثال، به اندازه 3 ثانیه / نقطه).سیستم های پیشرفته بازرسی خودکار اشعه ایکس آنلاین (AXI) برای سرعت بالا طراحی شده اند، بازرسی در محیط تولید انبوه.

قابلیت های تصویربرداری پیشرفته:فراتر از تصویربرداری دو بعدی، سیستم های مدرن 2.5D (نگرانی زاویه کج برای درک عمیق تر) ، اسکن 3D CT (نگرانی های قطعی و ارائه حجم) ،و تکنیک هایی مانند SFT (Slice Filter Technology) برای تجزیه و تحلیل تخته های دو طرفه بدون جدا کردن.

اتوماسیون و سهولت استفاده:ویژگی هایی مثل دستورات قابل برنامه ریزی، ناوبری خودکار به نقاط مورد علاقه، خواننده های بارکد برای شناسایی تخته،و رابط های نرم افزاری بصری به شدت زمان آموزش اپراتور را کاهش می دهد و خطای انسانی را به حداقل می رساند.

فيوژن چند تکنولوژی:پیشرفته ترین سیستم ها می توانند چندین تکنیک فوق را در یک بستر واحد ترکیب کنند (2D، 2.5D، 3D CT، SFT) تا پیچیده ترین چالش های بازرسی را حل کنند.

مقایسه سیستم های نماینده

نتیجه گیری

دستگاه های آزمایش اشعه ایکس PCB ابزار قدرتمند و ضروری برای تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان الکترونیک مدرن هستند. آنها از طریق ادغام دقیق یک منبع اشعه ایکس کار می کنند.یک آشکارساز دیجیتال، یک دستکاری دقیق، محافظ ایمنی قوی و نرم افزار هوشمند.

استفاده اصلی آنها در مورد بازرسی مفاصل جوش پنهان و ساختارهای داخلی بدون تخریب است. مزایای اصلی شامل کشف نقص هایی است که هیچ روش دیگری نمی تواند ببیند،ارائه داده های کمی برای بهبود فرآیند، و تضمین کیفیت محصولات در صنایع با قابلیت اطمینان بالا.

عملکرد به طور مداوم در حال تکامل است، با گرایش به سمت اتوماسیون بیشتر (تشخیص نقص مبتنی بر هوش مصنوعی) ، سرعت های بالاتر (به ویژه برای AXI در خط) ،رزولوشن بالاتر برای اجزای ظریف تر، و گسترش قابلیت های 3D CT برای سخت ترین نیاز های تجزیه و تحلیل. هنگام انتخاب یک سیستم، دقت تعادل وضوح، سرعت، میدان دید،و فن آوری های تصویربرداری خاص مورد نیاز برای طرح های PCB فعلی و آینده شما.

اعلام عدم مسئولیت:مشخصات می تواند به طور قابل توجهی بین تولید کنندگان و مدل ها متفاوت باشد.بسیار توصیه می شود که به طور مستقیم با تامین کنندگان تجهیزات برای بحث در مورد الزامات کاربردی خاص خود را و درخواست نمایش با PCB خود را مشورت.