高分辨X-ray探测器在AXI检测中的应用

24 5月 2017

      近年来,随着通信、计算机和消费电子等产业的迅猛发展,印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)行业呈现出了持续高速增长的发展态势,并在世界范围内成为了电子信息产业和电子元件制造业中最活跃的产业之一。而如今日趋成熟的半导体设计和制造技术,以及电子产品的多功能化、小型化、轻量化的发展要求,又无不推动PCB朝着高密度、多层化、高性能等方向发展。目前,PCB的设计、加工水平已达到 0.05mm(线条宽度和间距),层数已经达到 46 层甚至更多,可以说PCB的高技术和高复杂性己经达到了一个相当高的水平。但在生产高性能、高复杂性 PCB的过程中,如何提高中间过程产品品质、减少废品率,从而有效地保证PCB的整体生产质量,一直是摆在各 PCB 生产厂家面前的普遍性难题。

      事实上,目前PCB的质量情况虽然比较好,但废品率仍然较高。因为PCB品质的好坏,直接取决于电路板上每根线条、每个孔的品质的好坏。而在一块电路板上通常有着数以千计的线条和孔,如果其中的任意一处发生过细、过粗、残缺、针孔、粘连、断开、错位等质量问题,都会影响最终的产品质量,进而导致废品的产生。在当前有限的PCB生产工艺水平下,电路板在生产过程中常常会受到各种不确定因素(如原材料、设备稳定性、环境、温度和人为操作等因素)的影响,在这种情况下,上述缺陷往往是很难避免的。更为严峻的是,电路板的层数越多,这种问题越突出,造成的废品率越高。

      其实,如果在 PCB生产过程中对多层板的每一层进行中间检测或在线检测,及时将不合格品予以剔除,PCB最终的正品率即可达 98%。这便是应运而生的PCB检测技术。

      X光检查机的开发研究正是在这样一种前提背景下展开的。X光检查机利用自动 X 射线检测(AXI,Automatic X-ray inspection)技术实现对 PCB 产品的在线检测,凭借其独特的检测方式和极大的工艺缺陷检测范围,在目前的 PCB 生产领域中得到了广泛的应用。

高分辨X-ray探测器在AXI检测中的应用

      自动X射线检测(Automated X-ray Inspection,AXI)设备利用X 射线穿透PCB板,并在专用的成像传感器上获取图像,实现了对PCB 板的透视, 解决了BGA、CSP等元件封装质量控制问题。根据需要AXI可设计成2D/3D两种,由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅和锡的合金,与穿过玻璃纤维、铜、硅等其他材料的X射线相比,照射在焊点上的X射线被大量吸收,而形成黑色图像,然后通过图像分析计算法便可自动地检验焊点缺陷。

      自动X射线检测技术的优点表现为:

      (1)极大的工艺缺陷覆盖范围自动X射线检测技术对工艺缺陷的覆盖率高达97%,同时能观察到其他测试手段无法可靠探测到的缺陷。AXI可检查的缺陷包括:虚焊、桥连、立碑、焊料不足、气孔、器件漏装等等。尤其是利用X射线对BGA、CSP等焊点隐藏器件也可以进行有效的检查;

      (2)较高的测试覆盖度 自动X 射线检测技术可以对肉眼和在线测试(ICT)检查不到的地方进行检查。比如PCBA被判断故障,怀疑是PCB内层走线断裂,X射线则可以很快的进行检查;

(来源: 中国化工仪器网)

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