Rontgens

Kas ir automatizēta rentgena pārbaude?

Rentgena pārbaude PCB, arī pazīstama kā automatizēta rentgena pārbaude, tiek plaši izmantota dažādās nozarēs, no medicīnas līdz aviakosmosa ražošanai, lai identificētu ražošanas kļūdas. Tā ir īpaši izplatīta PCB pārbaudēs, jo rentgena stari nodrošina lielisku metodi PCB kvalitātes testēšanai un slēptu defektu noteikšanai, nepievienojot bojājumus plāksnei.
Kā elektronika kļūst mazāka un sarežģītāka ar komponentiem kā BGAs un QFNs, kas slēpj lodēšanas savienojumus zem iepakojuma, automatizēta rentgena pārbaude ir kļuvusi neatņemama montāžas procesa daļa.

Galvenie priekšrocības salīdzābā ar AOI

Galvenie pielietojuma scenāriji PCB/PCBA ražošanā

Pārbaude pēc atkausēšanas slēptajiem komponentiem
Visbiežāk sastopamais pielietojums—solder locītavu pārbaude BGA, QFN, CSP un flip-chip ierīcēs, kur solder savienojumi atrodas zem komponenta korpusa un nav pieejami AOI pārbaudei.

Augstas uzticamības nozares testēšana
Obligāts automašīnu, aviācijas, medicīnas un miltārajā elektronikā. Piemēram, AXI pārbauda BGA lodēšanas dobumus automašīnu ECU (lai atbilstu IATF 16949 standartiem) un nodrošina nulles defektu medicīnas ierīču PCBA (atbilstot ISO 13485).

Daudzslāņu PCB iekšējā pārbaude
Atrod iekšējus defektus, piemēram, starpslāņu īssavienojumus, caurbuļu nobīdi un nepareizu vara pavadu novietojumu sarežģītās daudzslāņu PCB.

Bojājumu analīze
Izmants cēloņanalīzē, lai identificētu slēptus defektus PCBA, kas nav redzami vizuālas pārbaudes laikā.

2D AXI salīdz ar 3D AXI
Līdzīgi kā AOI, AXI tiek iedalīts divās kategorijās atkarībā no attēlu iegūšanas spējas:
· 2D AXI: Iegūst vienu plakano rentgena attēlu, piemērots zemas blīvuma PCB pamata pārbaudei. Izmaksa efektīvs, bet var rasties pārklājoši attēlu artefakti.
· 3D AXI (rentgena tomogrāfija): izmanto datorizēto tomogrāfiju, lai ģenerētu slāņveida 3D attēlus no PCBA. Eliminē pārklāšanās artefaktus un ļauj precīzi izmērīt lodlapa tilpumu/ievietošanas attiecību — ideāli piemērots augstas blīvuma un augstas precizitātes elektronikai.

Rentgena pārbaudes sistēma (bieži saukta par automatizētu rentgena pārbaudi, AXI) ir nesagraujošas testēšanas (NDT) tehnoloģija, kas iekļūst PCB/PCBA montāžās, lai noteiktu slēptas iekšējas kļūdas. Atšķirībā no AOI (kas reģistrē tikai virsmas attēlus), AXI izmanto rentgena starojuma spēju iziet cauri materiāliem ar dažādām blīvumām, tādējādi kļūstot par zelta standartu ieguldījumiem aizvērtos komponentos, piemēram, BGA, QFN un flip čipos.
Rentgena pārbaudes sistēmas darbības process var tikt sadalīts 5 galvenajos secīgajos soļos:

1. solis: Sistēmas kalibrēšana un atskaites iestatīšana
Pirms pārbaudes sistēma tiek konfigurēta atbilstoši PCBA dizaina specifikācijām:
· Importēt reference datus: Ielādēt PCB CAD failu vai parauga attēlu (kļūdu brīvu PCBA), lai noteiktu pieļaujamo lodēšanas savienojumu formas, tilpuma un komponentu novietojuma standartu.
· Regulēt Rentgena parametrus: Precīzi pielāgot rentgena devu, spriegumu un strāvu, pamatojoties uz PCBA biezumu un komponentu blīvumu. Biezākām platēm vai blīvākiem komponentiem nepieciešams augstāks spriegums, lai nodrošinātu pietiekamu caurlaidību.
· Noteikt defektu pieļaujamības sliekšņus: Definēt pieļaujamus diapazonus defektiem, piemēram, lodēšanas dobuma izmēram vai lodēšanas bumbiņas nobīdītai pozīcijai, lai izvairītos no kļūdainiem trauksmes signāliem.

2. solis: Rentgena staru emisija un caurlaidība
Sistēmas pamatā ir rentgena staru ģenerators, kas izstaro kontrolētu zemas devas rentgena staru kūli uz PCBA, kas tiek pārbaudīta:
PCBA tiek novietota uz precīzas transportlentes vai platformas, nodrošinot stabilu pozīciju skenēšanas laikā.
Rentgena stari iziet cauri PCBA. Materiāli absorbē rentgena starus atšķirīgi, balstoties uz to blīvumu:
· Augsta blīvuma materiāli: Absorbē vairāk rentgena staru, parādoties kā tumšas zonas galīgajā attēlā.
· Zemas blīvuma materiāli: absorbē mazāk Rentgena stariņu, parādoties kā gaišas zonas pēdējā attēlā.
3D AXI sistēmām, PCBA vai Rentgena staru avots rotē no vairākām leņķām, lai iegūt daudzvirzienu pārņemšanas datus.

Solis 3: Attēla iegūšana un signāla pārveide
Augstas jutīguma Rentgena staru detektors (novietots pretī Rentgena staru avotam) uztver vājinātus Rentgena signālus pēc tam, kad tie ir caurstrāduju PCBA:
Detektors pārveido Rentgena enerģiju elektriskos signālos, kurus pēc tam pārveido par digitāliem pelēkto toņu attēliem.
· 2D AXI: tiek ģenerēts viens plaknes attēls, kas rāda PCBA pārklājošos iekšējo struktūru.
· 3D AXI (Rentgena tomogrāfija): vairāki 2D attēli no dažādām leņķām tiek salikti kopā, izmantojot rekonstruācijas algoritmus, lai izveidotu slāņainu 3D modeli no PCBA—novēršot attēlu pārklāšanos un ļaujot iegūt šķēluma skatu.

Solis 4: Attēla analīze un defektu noteikšana
Šis ir sistēmas intelektais kodols, kur programmatūras algoritmi analizē iegūtās attēlus, salīdzinot ar iepriekš noteikto referenci:
· 2D AXI analīze: Salīdzina PCBA attēla pelēkās skalas sadalījumu ar parauga paraugu. Anomālijas, piemēram, tumšas svītras (pārmērīgs lodēšanas materiāls) vai gaišas svītras, tiek atzīmētas kā iespējami defekti.
· 3D AXI analīze: Izmanto 3D modeli, lai izmērīt precīzus izmērus. Tā var atšķirt mazās novirzes no būtiskiem defektiem.
· Defektu klasifikācija: Sistēma klasificē defektus pēc smaguma pakāpes:
Būtiski: Lodēšanas tiltiņi starp BGA kontaktiem, lieli dobumi, trūkstoši lodēšanas lodītes.
Būtiski: Neliela lodēšanas lodītes nobīde, mazi dobumi.
Mazāki: Kosmētiski defekti bez ietekmes uz funkcionalitāti.

5. solis: Rezultātu izvade un rīcības spējīga ziņošana
Pēc analīzes sistēma ģenerē skaidrus, pēcvaidzemes rezultātus ražošanas komandām:
· Defektu vizualizācija: Atzīmētu defektu precīzo atrašanās vietu uz PCBA attēla vai 3D modeļa, lai nodrošinātu vieglu identifikāciju.
· Detalizēta atskaitīšana: Izveido žurnālus ar defekta veidu, atrašanās vietu, nopietnību un atbilstības statusu. Šie dati tiek saglabāti procesa optimizācijai un kvalitātes izsekojamībai.
· Pārbaudes pēc maršrutizācijas: PCBA tiek automātiski novirzīts uz remonta staciju defektu novēršanai vai nodots nākamajai ražošanas fāzei, ja defekti nav konstatēti.