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如何選擇適合的x-ray設(shè)備

發(fā)布時(shí)間：2020-07-30 13:55:27

在SMT行業(yè)中，自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）是一種成熟的檢查過(guò)程，已成為過(guò)程控制的關(guān)鍵，這極大地提高了制造商對(duì)成品質(zhì)量的信心。但是，如果您看不到焊點(diǎn)的連接，您將如何處理這些設(shè)備？答案是對(duì)它們進(jìn)行X射線檢查。

作為一種過(guò)程控制方法，使用X射線可以消除由于“隱蔽連接”設(shè)備未對(duì)準(zhǔn)而導(dǎo)致無(wú)法維修的組件的風(fēng)險(xiǎn)，也可以消除組件維修成本過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)。放錯(cuò)位置的設(shè)備的返工可能會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間，并且可能在裝配上引起其他問(wèn)題，例如，由于局部加熱而導(dǎo)致PCB上周?chē)M件出現(xiàn)問(wèn)題。返工的雙面組件可能超過(guò)了允許的最大焊料回流次數(shù)。在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的故障都是滯后的。例如，在邊界掃描（JTAG）或功能測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的故障將導(dǎo)致額外的時(shí)間損失，并增加診斷和二次測(cè)試的成本。

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那么，什么時(shí)候應(yīng)該使用X射線？這當(dāng)然是“**”檢查過(guò)程的一部分，這有助于確保回流爐的溫度曲線滿足無(wú)鉛設(shè)備的最理想溫度要求。然后，當(dāng)裝配進(jìn)入生產(chǎn)階段時(shí)，對(duì)零件進(jìn)行采樣可能更合理；通常的做法是在批次的開(kāi)始，中間和結(jié)束時(shí)進(jìn)行樣品X射線檢查。另一種方法是使用“在線” X射線檢查過(guò)程，但是值得注意的是，即使對(duì)于自動(dòng)X射線檢查，X射線檢查的速度也相對(duì)較慢。在實(shí)際生產(chǎn)中，安裝無(wú)鉛設(shè)備（尤其是BGA）非常簡(jiǎn)單，在正常情況下幾乎沒(méi)有問(wèn)題，因此應(yīng)仔細(xì)考慮是否使用X射線檢查。

X射線檢查還有助于減少生產(chǎn)線**階段的人工檢查。使用AOI或使用其他BGA檢查方法-例如，可能使用了Ersascope檢查方法，該方法不能完全覆蓋細(xì)間距設(shè)備（取決于您所擁有的檢查系統(tǒng)的類(lèi)型）。

X射線檢查的另一個(gè)非常重要的好處是它可以解決各種質(zhì)量問(wèn)題。如果可以使用X射線進(jìn)行檢查，則無(wú)需進(jìn)行潛在的破壞性返工或微切割。這些做法將增加成本，當(dāng)然，這也將導(dǎo)致報(bào)廢已檢查的組件。微切割還需要對(duì)可能發(fā)生問(wèn)題的位置進(jìn)行一些合理的猜測(cè)。

X射線檢查可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并降低返工成本。

您是否經(jīng)常聽(tīng)到有人說(shuō)：“它不能通過(guò)測(cè)試，它不能正常工作，但是我看不出問(wèn)題出在哪里，所以一定是BGA問(wèn)題”？增強(qiáng)的X射線可以提供分層的成像，或者完整的三維檢查功能可以使檢查員觀察整個(gè)組件，從而幫助發(fā)現(xiàn)缺陷，例如斷線或PCB上的孔洞以及無(wú)鉛組件的任何問(wèn)題。

除了印刷電路板組件（PCBA），當(dāng)您需要查看制造零件的內(nèi)部細(xì)節(jié)時(shí)，X射線還可以對(duì)其他制造零件（例如電纜組件或機(jī)加工零件）執(zhí)行無(wú)損檢查。它還可以提供一定程度的測(cè)量能力。

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因此，具有X射線檢查功能的設(shè)備現(xiàn)在已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品裝配線不可或缺的一部分。但是，如果您現(xiàn)在決定擁有自己的X射線設(shè)備，或者您的電子產(chǎn)品制造服務(wù)（EMS）合作伙伴計(jì)劃投資于您的業(yè)務(wù)，那么如何選擇合適的X射線系統(tǒng)？

關(guān)鍵問(wèn)題

市場(chǎng)上有許多供應(yīng)商和系統(tǒng)，所有設(shè)備作為固定資本的評(píng)估都是相同的。當(dāng)您開(kāi)始尋找所需的設(shè)備時(shí)，**記住一個(gè)清單。我們假設(shè)價(jià)格和回報(bào)是公式的一部分。當(dāng)然，要購(gòu)買(mǎi)的系統(tǒng)必須足夠大，以容納要檢查的所有物品。至少需要考慮以下四個(gè)方面：

1.圖像質(zhì)量

如果您想購(gòu)買(mǎi)相機(jī)，那么像素更高的相機(jī)（例如24MP相機(jī)是否會(huì)比16MP相機(jī)具有更好的圖像質(zhì)量？如果您對(duì)攝影有所了解，就會(huì)知道這種視圖會(huì)簡(jiǎn)化很多事情（如果這不是純粹的廢話），如果有什么不同之處，則是X射線看起來(lái)更復(fù)雜。

這涉及物理和非常靈活的軟件。可能影響圖像質(zhì)量的因素包括功率，電壓，光點(diǎn)大小，檢測(cè)器分辨率，X射線源以及被檢對(duì)象的距離和視野。以電壓為例，160kV系統(tǒng)的X射線穿透能力強(qiáng)于130kV系統(tǒng)。然而，增加電壓可能不利地影響圖像的對(duì)比度，從而影響圖像的質(zhì)量。您將如何決定？最實(shí)用的解決方案是使用一些典型的樣品組件，并嘗試通過(guò)X射線系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行檢查。圖像質(zhì)量可能是主觀評(píng)估。

最重要的消息是，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)各種X射線系統(tǒng)為PCB組件提供圖像，并且圖像質(zhì)量在非常好的范圍內(nèi)。這使您可以更多地考慮如何設(shè)置檢查，而不是系統(tǒng)組件的技術(shù)功能。

2.尺寸是多少

字母D代表尺寸。 X射線系統(tǒng)有三種類(lèi)型：

二維系統(tǒng)，僅提供從上到下的正視圖；

2.5維系統(tǒng)可以提供自頂向下，傾斜或傾斜的視圖；

三維系統(tǒng)，執(zhí)行三維成像和部件重構(gòu)。這可以使用X射線斷層掃描，X射線分層技術(shù)或計(jì)算技術(shù)（以獲得完整的三維效果）或計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）。

當(dāng)然，您需要查看的內(nèi)容越多，檢查的速度就越慢。例如，完成復(fù)雜的CT掃描需要幾個(gè)小時(shí)。如果檢查的目的只是觀察BGA下方缺少的焊球或焊球之間的短路，則二維系統(tǒng)就足夠了。但是，如果感興趣的區(qū)域中存在模糊元素，則傾斜的X射線可以幫助獲得更好的圖像。三維系統(tǒng)可以用于詳細(xì)的質(zhì)量調(diào)查。

3.易于使用

一些系統(tǒng)可以在一定程度上執(zhí)行自動(dòng)檢查。例如，可以對(duì)通過(guò)或不通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的檢查順序進(jìn)行編程。當(dāng)然，這將使可重復(fù)的檢查和操作變得非常容易，并且可以在必要時(shí)執(zhí)行在線檢查過(guò)程。但是，或者讓設(shè)置系統(tǒng)執(zhí)行特殊檢查需要一些技能。

盡管現(xiàn)代X射線系統(tǒng)簡(jiǎn)單易用，但檢查員必須真正了解所有設(shè)置的作用（例如，我們前面提到的電壓和對(duì)比度設(shè)置），并能夠解釋所見(jiàn)內(nèi)容，這也需要對(duì)PCB組件做過(guò)的事有一些知識(shí)。使用某些功能來(lái)解釋圖像可能會(huì)稍微容易一些，例如，通過(guò)使用顏色來(lái)解釋圖像。

4.保養(yǎng)

應(yīng)當(dāng)記住，在使用X射線設(shè)備之前，必須明確告知設(shè)備的健康和安全規(guī)則（HSE）。可能還會(huì)有一些使用規(guī)則或程序，以及雇用輻射防護(hù)主管和顧問(wèn)的強(qiáng)制性要求。設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)該能夠提供良好的建議，要求他們至少每年對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一次健康檢查。

另外，值得一提的是X射線管的類(lèi)型不同。 X射線管的“開(kāi)放式”類(lèi)型相對(duì)較快，并且更換起來(lái)更便宜-可能只有幾磅，并且更換時(shí)間只有幾個(gè)小時(shí)，但是X射線管的使用壽命僅200-300小時(shí)，然后需要更換。 X射線管的“封閉管”型可以使用很多年，但價(jià)格要貴得多，可能達(dá)到幾千磅。因此，最*選擇可能取決于要使用的系統(tǒng)的價(jià)格。

X射線檢測(cè)器通常是標(biāo)準(zhǔn)平板或高分辨率平板。 X射線會(huì)導(dǎo)致這些藥片隨著時(shí)間的流逝而褪色，通常在10年后其清晰度會(huì)降低20％。盡管仍可以使用，但您可以考慮在使用8至12年后更換X射線檢測(cè)器。

在X射線系統(tǒng)中找到常見(jiàn)的故障模式也非常重要，因?yàn)楸M管零件看起來(lái)很相似，但是它們可以以不同的方式組裝。例如：電源，連接器或電纜可能需要及時(shí)更換。

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