PCB組裝行業(yè)的X射線(xiàn)檢測(cè)

近年來(lái)，BGA、QFN、CSP、倒裝芯片等面陣元件在電子制造中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如BGA，與其他元件相比，它的引腳數(shù)、引腳間電感和電容更小，散熱性能更好。但是BGA也有缺點(diǎn)，比如SMT之后，封裝下的焊點(diǎn)很難通過(guò)肉眼或AOI測(cè)試來(lái)判斷焊接質(zhì)量。

為了保證焊接質(zhì)量，越來(lái)越多的制造商選擇X射線(xiàn)檢查隱藏焊點(diǎn)的元件。

X射線(xiàn)廣泛用于檢查被表面覆蓋的特征。在現(xiàn)代社會(huì)，X射線(xiàn)在醫(yī)療領(lǐng)域廣為人知，其實(shí)除了醫(yī)療領(lǐng)域，其他行業(yè)也廣泛使用X射線(xiàn)檢測(cè)，如安檢、食品安全檢測(cè)、電子領(lǐng)域等。在這里，我們將介紹PCB 組裝行業(yè) 的 X 射線(xiàn)檢測(cè)。

什么是 X 射線(xiàn)？

X射線(xiàn)檢測(cè)X射線(xiàn)通常指自動(dòng)X射線(xiàn)檢測(cè)（AXI），一種短波長(zhǎng)、強(qiáng)電磁波，X射線(xiàn)的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)短（約0.001~10納米） . 光子能量比可見(jiàn)光光子能量大幾十到幾百甚至幾千倍。它是由德國(guó)物理學(xué)家——威廉·康拉德·龍琴于1895年發(fā)現(xiàn)的，因此也被稱(chēng)為“龍琴射線(xiàn)”。X射線(xiàn)具有很強(qiáng)的穿透力，它可以穿透許多對(duì)可見(jiàn)光不透明的物質(zhì)。X射線(xiàn)具有穿透、電離、熒光、熱、折射等作用，PCBA制造領(lǐng)域主要利用其穿透效應(yīng)，是注重質(zhì)量的PCB制造商最重要的步驟之一。

為什么需要在 PCBA 中進(jìn)行 X 射線(xiàn)檢測(cè)？

近年來(lái)，BGA、QFN、CSP、倒裝芯片等面陣元件在電子制造中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如BGA，與其他元件相比，它的引腳數(shù)、引腳間電感和電容更小，散熱性能更好。但是BGA也有缺點(diǎn)，比如SMT之后，封裝下的焊點(diǎn)很難通過(guò)肉眼或AOI測(cè)試來(lái)判斷焊接質(zhì)量。

X射線(xiàn)設(shè)備基于X射線(xiàn)的強(qiáng)穿透性，燈管在高壓下發(fā)射X射線(xiàn)，能有效穿透被測(cè)物體，圖像表現(xiàn)因密度和厚度不同而呈現(xiàn)多樣化，從而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)檢測(cè)。為了保證焊接質(zhì)量，越來(lái)越多的制造商選擇X射線(xiàn)檢查隱藏焊點(diǎn)的元件。

如何通過(guò) X 射線(xiàn)檢查？

自動(dòng) X 射線(xiàn)發(fā)射管發(fā)射穿過(guò)測(cè)試樣品的 X 射線(xiàn)。探測(cè)器位于 AXI 機(jī)器的另一側(cè)，用于將 X 射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光并通過(guò)相機(jī)提供光學(xué)圖像。由于其自身的密度和原子量，樣品材料對(duì) X 射線(xiàn)的吸收程度不同。因此，接收器上的成像會(huì)明顯不同，密度越高，對(duì)X射線(xiàn)的吸收越強(qiáng)，因此陰影圖像更清晰。離 X 射線(xiàn)管越近，圖像越大，離 X 射線(xiàn)管越遠(yuǎn)，圖像越小。

X 射線(xiàn)可以檢測(cè)到哪些缺陷？

X射線(xiàn)可以檢測(cè)元件焊接的內(nèi)部情況。它利用X射線(xiàn)的穿透能力來(lái)檢測(cè)焊點(diǎn)的焊錫不足、焊接不良、焊錫短路等問(wèn)題。

當(dāng)出現(xiàn)氣孔、夾渣、焊錫不全等缺陷時(shí)，會(huì)在缺陷區(qū)域形成亮點(diǎn)或亮線(xiàn)。在視覺(jué)上，我們可以根據(jù)探傷圖像中某個(gè)區(qū)域是否比周?chē)尘皡^(qū)域亮來(lái)判斷該區(qū)域是否存在缺陷。從圖像處理的角度來(lái)看，我們可以根據(jù)探傷圖像中的像素灰度值來(lái)判斷一個(gè)區(qū)域是否為缺陷。

空洞最可能的原因是焊膏和元件本身。在 X 射線(xiàn)圖像中，可以在焊點(diǎn)中看到一些“氣泡”。

如果焊點(diǎn)之間有灰色的“橋”，我們基本可以判斷為焊錫短路。

如果錫膏量異?；騍MT偏差，元件可能會(huì)移位。根據(jù) X 射線(xiàn)檢測(cè)圖像，引腳和焊盤(pán)的陰影不匹配，我們可以發(fā)現(xiàn)組件錯(cuò)位。

* 焊接不良可以根據(jù)灰度和焊點(diǎn)大小來(lái)判斷。

PCB焊盤(pán)氧化會(huì)導(dǎo)致焊接不良。X射線(xiàn)檢測(cè)呈現(xiàn)的圖像是焊點(diǎn)明顯比正常大。

回流焊時(shí)錫膏不足或錫膏流入附近的通孔。在 X 射線(xiàn)圖像上，焊點(diǎn)比正常情況小。

冷焊是SMT焊膏在回流焊過(guò)程中由于焊接溫度和時(shí)間不夠而導(dǎo)致的不完全熔合。一般不易發(fā)現(xiàn)，但 X 射線(xiàn)檢測(cè)圖像清楚地顯示了問(wèn)題。

審核編輯：湯梓紅