x-ray 無(wú)論您參與哪個(gè)電子行業(yè),您都可能已經(jīng)注意到了更小,更密集的印刷電路板組件(PCBA)的持續(xù)穩(wěn)定趨勢(shì)。
這不一定是因?yàn)镻CB組件需要更小,但新設(shè)計(jì)使用明顯更多的球柵陣列(BGA)和其他類型的具有隱藏焊接連接的設(shè)備,例如四方扁平無(wú)引線(QFN)和焊盤(pán)網(wǎng)格陣列(L氣體)。與具有引線的較大封裝相比,這種器件通常具有性能和成本優(yōu)勢(shì),因此趨勢(shì)可能會(huì)持續(xù)下去。
自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)是表面貼裝(SMT)制造中成熟的關(guān)鍵工藝控制,可大大提高成品質(zhì)量的可信度。但是,對(duì)于無(wú)法在光學(xué)上看到焊接連接的設(shè)備,您如何處理?
X射線提供了答案。
在這篇博客文章中,我們重點(diǎn)討論為什么X射線在現(xiàn)代電子制造環(huán)境中變得越來(lái)越重要,如果您或您的裝配合作伙伴正在尋求投資這種檢測(cè)設(shè)備,需要考慮4個(gè)方面。
X射線設(shè)備如何為電子制造過(guò)程增加價(jià)值?
使用X射線作為過(guò)程控制可以幫助消除由于錯(cuò)誤放置的“隱藏連接”設(shè)備而產(chǎn)生不可能或不經(jīng)濟(jì)修復(fù)的組件的風(fēng)險(xiǎn)。重新放置錯(cuò)放的設(shè)備可能非常耗時(shí),并且可能導(dǎo)致組件上的其他問(wèn)題,例如由于局部加熱導(dǎo)致PCB上的周圍組件。返工也可能超過(guò)雙面組件允許的最大焊料回流循環(huán)次數(shù)。在過(guò)程后期(例如在JTAG或功能測(cè)試中)發(fā)現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致額外的損失時(shí)間和診斷和重新測(cè)試的成本。
那么什么時(shí)候應(yīng)該使用X-ray?它肯定應(yīng)該是“首次”檢測(cè)過(guò)程的一部分,有助于確??鞠渑渲梦募菬o(wú)鉛設(shè)備的最佳選擇。因此,在組裝生產(chǎn)過(guò)程中檢查組件樣本可能是明智的。從批次的開(kāi)始,中間和結(jié)尾開(kāi)始的一些是典型的?;蛘?,可以使用“在線”過(guò)程,但值得注意的是,X射線檢查 - 即使是自動(dòng)化 - 也相對(duì)較慢。在實(shí)踐中,放置無(wú)引線設(shè)備,尤其是BGA,非常簡(jiǎn)單,通常幾乎沒(méi)有問(wèn)題,因此應(yīng)該謹(jǐn)慎使用X射線。
X-ray檢查還可以幫助減少行尾手動(dòng)檢查,例如在AOI無(wú)法完全覆蓋的細(xì)間距設(shè)備上(取決于您擁有的系統(tǒng)類型),或其他BGA檢查方法,如Ersascope可能已被使用過(guò)。
X-ray檢查的另一大好處是解決質(zhì)量問(wèn)題。 X-ray允許檢查而不需要進(jìn)行潛在的破壞性再加工或微切片,這增加了成本,當(dāng)然也導(dǎo)致報(bào)廢的組件。微切片還需要一些有根據(jù)的猜測(cè),問(wèn)題可能在哪里。
你經(jīng)常聽(tīng)到有人說(shuō)'它測(cè)試失敗,它不起作用,我看不出問(wèn)題在哪里,所以一定是BGA'?增強(qiáng)X射線以提供“層析”或?qū)嶋H上完整的3D功能,使檢查員能夠“穿過(guò)”組件有助于發(fā)現(xiàn)故障,例如PCB中損壞的軌道或桶,以及無(wú)引線組件的任何問(wèn)題。
遠(yuǎn)離PCBA,X-ray可以提供其他制造組件的無(wú)損檢測(cè),例如電纜組件或機(jī)加工零件,需要查看內(nèi)部細(xì)節(jié)。它還可以提供一定程度的測(cè)量能力。
因此,現(xiàn)在,有能力的X射線檢測(cè)設(shè)備被認(rèn)為是現(xiàn)代電子裝配線的“必備品”。但是現(xiàn)在您已經(jīng)決定自己需要一個(gè),或者您的電子制造服務(wù)(EMS)合作伙伴應(yīng)該代表您投資,您如何選擇合適的系統(tǒng)?
選擇X-ray設(shè)備時(shí)需要考慮什么?
有很多供應(yīng)商和系統(tǒng),所以在所有資本設(shè)備評(píng)估中,最好先考慮一個(gè)“必須”列表。我們將假設(shè)價(jià)格(和回報(bào))將成為等式的一部分,當(dāng)然,系統(tǒng)必須足夠大以容納您想要檢查的項(xiàng)目。
這里還有4個(gè)方面需要考慮:
1 - 圖像質(zhì)量
如果你想購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)相機(jī),那么像素?cái)?shù)較高的產(chǎn)品,比如說(shuō)24MP,質(zhì)量要比16MP產(chǎn)品好,對(duì)嗎?如果您對(duì)攝影有所了解,您會(huì)知道這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的過(guò)度簡(jiǎn)化(如果不僅僅是簡(jiǎn)單的廢話),如果有任何X射線看起來(lái)更復(fù)雜。有很多物理和非常聰明的軟件??赡苡绊憟D像質(zhì)量的因素包括功率,電壓,光斑尺寸,探測(cè)器分辨率,X射線源與物品的接近度以及視野。以電壓為例;與130kV系統(tǒng)相比,160kV系統(tǒng)將具有更大的X射線穿透能力,但是更高的電壓會(huì)對(duì)圖像對(duì)比度產(chǎn)生不利影響,從而影響“質(zhì)量”。那你怎么決定?最實(shí)用的解決方案是采取一些典型的樣品組件并嘗試X射線系統(tǒng)。圖像質(zhì)量可以是主觀意見(jiàn)。好消息是,您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)針對(duì)PCB組件的系統(tǒng)可提供從非常好到極好的圖像質(zhì)量。這可能更多地與檢查的設(shè)置方式有關(guān),而不是其組件的技術(shù)能力。
2 - 多少'D'?
D當(dāng)然代表尺寸。有三種系統(tǒng):
2D,提供直的自上而下的視圖。
2.5D,允許自上而下和傾斜或成角度的視圖。
3D,這是組件的三維重建。這可能使用諸如層析成像,層析成像或(對(duì)于完整3D效果)計(jì)算機(jī)斷層掃描或CT的技術(shù)。
當(dāng)然,你看得越多,檢查就越慢。例如,復(fù)雜的CT掃描可能需要數(shù)小時(shí)。如果目的是在BGA下觀察缺少的焊球,或者在它們之間短路,那么2D就可以了。但是,如果有組件遮擋了感興趣的區(qū)域,傾斜可以幫助獲得更好的視圖。 3D可用于詳細(xì)的質(zhì)量調(diào)查。
3 - 易于使用
一些系統(tǒng)允許一定程度的自動(dòng)檢查,例如通過(guò)使用“通過(guò)/未通過(guò)”標(biāo)準(zhǔn)編程檢查序列。這當(dāng)然使得可重復(fù)的檢查和操作非常容易,并且如果需要允許“在線”過(guò)程。雖然進(jìn)行設(shè)置或進(jìn)行臨時(shí)檢查確實(shí)需要一些技巧。雖然現(xiàn)代X射線系統(tǒng)易于使用,但檢查員確實(shí)需要了解所有設(shè)置的作用(例如我們之前提到的電壓和對(duì)比度設(shè)置),并能夠解釋他們所看到的需要合理了解PCB的內(nèi)容部件??梢杂幸恍┕δ苁箞D像解釋更容易,例如通過(guò)應(yīng)用顏色。
在下面的示例中,焊料中的空隙以綠色突出顯示:
RP xray.jpg
4 - 維護(hù)
值得記住的是,在使用X射線設(shè)備之前必須通知健康與安全執(zhí)行委員會(huì)(HSE)。在創(chuàng)建使用規(guī)則或程序以及聘請(qǐng)輻射防護(hù)監(jiān)督員和顧問(wèn)時(shí),也可能存在義務(wù)。設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)該能夠提供建議,讓他們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行(至少)年度健康檢查是個(gè)好主意。
還值得一提的是,有不同類型的X射線管。 “開(kāi)管”類型的更換速度相對(duì)較快且成本低廉 - 可能只需幾磅,幾個(gè)小時(shí) - 但需要在每使用200-300小時(shí)后才這樣做。 “封閉管”類型可以持續(xù)很多年,但價(jià)格要貴得多,也許數(shù)千英鎊。所以也許最好的選擇取決于你將使用多少系統(tǒng)。
X-ray探測(cè)器往往是標(biāo)準(zhǔn)或高清平板。 X射線將導(dǎo)致這些隨著時(shí)間的推移而降低,通常在10年后降低約20%。雖然仍可使用,但建議在8至12年后更換。
同樣值得找出系統(tǒng)上的常見(jiàn)故障模式,因?yàn)殡m然組件部件類似,但它們可以以不同方式組裝。 例如,電源,連接器或電纜可能需要及時(shí)更換。
深圳市銘華航電SMT貼片加工廠:希望您已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此博客文章內(nèi)容豐富,它幫助您了解我們建議您在尋求投資X-ray檢測(cè)設(shè)備時(shí)所關(guān)注的一些領(lǐng)域。
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