投資規(guī)模越來越大，工藝要求越來越高，產(chǎn)品可靠性越來越受重視，現(xiàn)代電子組裝業(yè)正發(fā)生著巨大的變化。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于生產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備的要求也越來越高。自動(dòng)X射線檢測(cè)無疑是一個(gè)重要的檢測(cè)技術(shù)發(fā)展方向，能滿足高品質(zhì)、高密度、小型化、高效率和大批量的電子產(chǎn)品生產(chǎn)要求。目前，國內(nèi)自主研發(fā)的微焦斑X射線檢測(cè)設(shè)備，能滿足多種復(fù)雜工藝的檢測(cè)要求和圖像處理需求，且設(shè)備性能高、成本低。針對(duì)不同應(yīng)用設(shè)計(jì)不同的檢測(cè)方案，AXI為電子制造企業(yè)達(dá)到提高“一次通過率”和“零缺陷”的目標(biāo)，提供了一種有效的檢測(cè)手段。

新興檢測(cè)技術(shù)興起

AXI是對(duì)ICT、AOI檢測(cè)能力不足的有力補(bǔ)充，不僅可對(duì)不可見焊點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，還可對(duì)檢測(cè)結(jié)果定性、定量分析，以便及早發(fā)現(xiàn)故障。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，封裝的小型化、組裝的高密度化以及各種新型封裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，電子組裝對(duì)質(zhì)量的要求也越來越高，基于此，對(duì)于生產(chǎn)檢測(cè)技術(shù)也提出了更高的要求。為滿足這一要求，新的檢測(cè)技術(shù)不斷出現(xiàn)，其中，自動(dòng)X射線檢測(cè)技術(shù)是目前新興檢測(cè)技術(shù)中的典型代表。

AXI是對(duì)ICT、AOI檢測(cè)能力不足的有力補(bǔ)充，具有不可替代性，它不僅可對(duì)不可見焊點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，還可對(duì)檢測(cè)結(jié)果定性、定量分析，以便及早發(fā)現(xiàn)故障。通過使用AXI，可以使電子產(chǎn)品的檢測(cè)能力得到較高的提升?？梢哉f，AXI為達(dá)到提高“一次通過率”和“零缺陷”的目標(biāo)提供了一種有效的檢測(cè)手段。”

AXI檢測(cè)原理是在組裝好的線路板(PCBA)沿導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后，位于線路板上方的X射線發(fā)射管發(fā)射出的X射線穿過線路板，被置于下方的探測(cè)器(一般為攝像機(jī))接收，由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛，因此與穿過玻璃纖維、銅、硅等其他材料的X射線相比，照射在焊點(diǎn)上的X射線會(huì)被大量吸收，在輸出圖像中顯示黑點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)可靠的焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)。

目前X射線無損檢測(cè)技術(shù)大致可以分為三大類：基于2D圖像的X射線檢測(cè)分析技術(shù);基于2D圖像，具有最高放大倍數(shù)的傾斜視圖的X射線檢測(cè)分析技術(shù);3DX射線檢測(cè)分析技術(shù)。前兩種屬于直射式光學(xué)檢測(cè)技術(shù)，后一種屬于斷層刨面X光檢測(cè)技術(shù)。

目前看來，相比其他類型的檢測(cè)技術(shù)，AXI檢測(cè)技術(shù)具備以下特點(diǎn)：

一是對(duì)工藝缺陷的覆蓋率高達(dá)97%?？蓹z測(cè)的缺陷包括虛焊、橋連、立碑、焊料不足、氣孔、器件漏裝、平整度等，尤其是X射線對(duì)BGA、CSP等焊點(diǎn)隱藏器件也可以進(jìn)行檢查;

二是較高的測(cè)試覆蓋度，可以對(duì)肉眼和在線檢測(cè)不到的地方進(jìn)行檢測(cè)。比如PCBA被判斷故障時(shí)，懷疑是PCB內(nèi)層走線斷裂，X射線可以很快地進(jìn)行檢查;

三是檢測(cè)的準(zhǔn)備時(shí)間大大縮短;

四是能觀察到其他測(cè)試手段無法可靠探測(cè)到的缺陷，比如虛焊、空氣孔和成像不良等;

五是對(duì)雙面板和多層板只需一次檢測(cè)(帶分層功能);

六是提供相關(guān)測(cè)量信息，如焊膏厚度、焊點(diǎn)下的焊錫量等，這些信息可用來對(duì)生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行評(píng)估。

據(jù)悉，目前AXI檢測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于鋰電池、半導(dǎo)體、太陽能光伏、集成電路、電子制造業(yè)、PCB、LED、壓鑄件等行業(yè)的產(chǎn)品檢測(cè)。

國產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備發(fā)力

集成電路的三維封裝非常復(fù)雜，相關(guān)檢測(cè)問題讓眾多廠商頭疼不已，國內(nèi)自主研發(fā)的X射線檢測(cè)設(shè)備解決了這一難題。

由于集成電路的三維封裝非常復(fù)雜，在器件組裝、測(cè)試和隨后安裝到印刷電路板的過程中，對(duì)封裝的檢驗(yàn)和質(zhì)量控制工藝的鑒定提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)，這也成為了眾多國內(nèi)檢測(cè)設(shè)備廠商最為頭疼的問題之一。

目前，由日聯(lián)科技聯(lián)合華南理工大學(xué)、中科院等一線科研院所研發(fā)的X射線3D封裝缺陷離線檢測(cè)設(shè)備克服了二維X射線成像技術(shù)的局限性。據(jù)了解，X-射線3D封裝缺陷離線檢測(cè)設(shè)備采用小于1μ以下開放式納米級(jí)X射線管，結(jié)合全方位3D掃描斷層圖像，重構(gòu)極大規(guī)模集成電路芯片，形成3D圖像處理軟件。根據(jù)3D圖像和工藝要求，綜合應(yīng)用光學(xué)、控制、信息等多學(xué)科知識(shí)，解決了約束空間的光路設(shè)計(jì)、自適應(yīng)光源控制、圖像處理專用軟件算法、高速圖像處理機(jī)研制等技術(shù)難題，將視覺檢測(cè)算法和技術(shù)應(yīng)用于BGA、CSP等高端芯片焊點(diǎn)隱藏器件的虛焊、橋連、立碑、焊料不足、氣孔等缺陷檢測(cè)，可滿足不同產(chǎn)品檢測(cè)的要求。

同時(shí)，通過采用基于視覺伺服物像點(diǎn)追蹤技術(shù)、基于電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能最大化的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、補(bǔ)償控制及振動(dòng)控制算法以及可靠性技術(shù)，日聯(lián)科技研發(fā)出具有高速、高精度、高可靠性的運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，可解決3D檢測(cè)設(shè)備中物像點(diǎn)追蹤、高速高精運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)等難點(diǎn)問題。

相關(guān)設(shè)備專家表示，日聯(lián)科技的X射線檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)思路先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊，自主研發(fā)的控制軟件與多功能圖像處理軟件符合人機(jī)工程學(xué)特點(diǎn)，控制軟件操作簡(jiǎn)單、保護(hù)安全可靠(已通過CE和FDA認(rèn)證)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了國內(nèi)電子制造領(lǐng)域同類檢測(cè)設(shè)備的研制空白。

該設(shè)備填補(bǔ)國內(nèi)空白，源于日聯(lián)科技多年來的積累。成立10多年來，日聯(lián)科技一直致力于自動(dòng)化電子制造高端設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售與服務(wù)，通過緊密跟蹤電子行業(yè)發(fā)展動(dòng)向，抓住電子制造服務(wù)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇，不斷研制推出新產(chǎn)品，適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需要。隨著公司在技術(shù)上取得巨大突破，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也從原來單一的電子制造業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展到現(xiàn)有的鋰電池行業(yè)、LED行業(yè)、太陽能光伏行業(yè)、半導(dǎo)體封裝、汽車零配件等多個(gè)行業(yè)，能實(shí)時(shí)和離線有效檢測(cè)出電路板組件的橋連、空洞、虛焊及少錫等問題，完成LED和半導(dǎo)體封裝焊接的氣泡測(cè)試，查看電池/電容的電芯繞卷情況和電池極片極耳的平整度等常見缺陷狀況。

據(jù)了解，下一步，日聯(lián)科技將繼續(xù)加強(qiáng)與知名高等院校研究所的合作研究，響應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，進(jìn)一步致力于精密X射線核心部件的基礎(chǔ)研發(fā)，填補(bǔ)國內(nèi)在微焦斑成像技術(shù)中的空白。同時(shí)，將加緊微焦斑國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)工作，力爭(zhēng)在該領(lǐng)域形成自有品牌。

市場(chǎng)應(yīng)用前景看好

只有通過對(duì)生產(chǎn)過程中工業(yè)可靠性和結(jié)構(gòu)性缺陷的檢測(cè)，使產(chǎn)品規(guī)范地進(jìn)入市場(chǎng)，才能有效推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的健康、有序發(fā)展。

在電子制造業(yè)領(lǐng)域，微聚焦X光成像技術(shù)是EMS行業(yè)中不可或缺的技術(shù)之一，幾乎每家從事PCBA電子制造和半導(dǎo)體封裝相關(guān)產(chǎn)業(yè)的電子公司都要用到微聚焦的X光成像技術(shù)，來幫助企業(yè)做好來料質(zhì)量控制、制程分析、產(chǎn)品可靠性判定，同時(shí)可應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部技術(shù)研發(fā)方面。

在向中國轉(zhuǎn)移的過程中，電子制造產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，囊括個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)行業(yè)、通信行業(yè)以及諸多新興產(chǎn)業(yè)，幾乎涵蓋到電子類產(chǎn)品的整個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域。在國家對(duì)個(gè)人電子消費(fèi)品、通信、LED、太陽能光伏等產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)力政策推動(dòng)下，我國電子信息制造業(yè)抓住國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重大機(jī)遇，積極推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，著力加強(qiáng)自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐引領(lǐng)作用日益凸顯。

隨著電子制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前我國已有將近20000家SMT企業(yè)活躍于該產(chǎn)業(yè)，但是由于X射線設(shè)備昂貴且不是生產(chǎn)設(shè)備，只有約1/3的工廠使用X射線檢測(cè)設(shè)備，其中跨國公司基本都使用價(jià)格非常昂貴的國際品牌。

隨著現(xiàn)在電子產(chǎn)品便攜式及小型化的發(fā)展趨勢(shì)，元器件越來越小，線路板組裝的密集程度也越來越高，生產(chǎn)加工的難度更是越來越大，因此品質(zhì)保障就顯得更為重要，各生產(chǎn)廠商也紛紛加大了購置檢測(cè)設(shè)備的資金投入力度。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013~2015年，每年將至少有2000~5000臺(tái)的國內(nèi)市場(chǎng)份額。

PCB產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品檢測(cè)問題也日益凸顯。目前，全球PCB產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占電子元件產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的四分之一以上，是各個(gè)電子元件細(xì)分產(chǎn)業(yè)中比重最大的產(chǎn)業(yè)，在中國成為電子產(chǎn)品制造大國的同時(shí)，全球PCB產(chǎn)能也在向中國轉(zhuǎn)移。不僅內(nèi)資PCB制造企業(yè)加速擴(kuò)大產(chǎn)能，外資企業(yè)也同時(shí)加速向中國轉(zhuǎn)移、新增產(chǎn)能，國內(nèi)PCB行業(yè)投資始終火熱。

據(jù)了解，從2006年開始，中國就超過日本成為全球第一大PCB制造基地。2012年，全球PCB產(chǎn)業(yè)銷售額約603億美元，中國占41%。預(yù)計(jì)到2015年，中國大陸PCB總產(chǎn)能可達(dá)到309億美元，占全球比例上升至44.3%。目前，中國大陸地區(qū)逐漸形成了珠三角地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)為核心區(qū)域PCB產(chǎn)業(yè)聚集帶。

但是，一個(gè)不可忽視的事實(shí)是，中國雖然已成為全球PCB產(chǎn)業(yè)毋庸置疑的大國，卻由于未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，造成了中國PCB產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)的困境。中國PCB產(chǎn)量產(chǎn)值全球第一，企業(yè)數(shù)量也全球最多，但是生產(chǎn)所需的設(shè)備、儀器和原輔材料等關(guān)鍵配套產(chǎn)業(yè)均發(fā)展不足。雖然中低檔設(shè)備已經(jīng)可以替代進(jìn)口，但是高端設(shè)備、檢測(cè)儀器，一直為國外壟斷，自給率較低。大力發(fā)展PCB配套行業(yè)，將成為未來中國PCB產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。

對(duì)于鋰電池、半導(dǎo)體、LED照明等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來說，巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)也有待檢測(cè)設(shè)備的支撐。

“十二五”期間，國家明確將新材料作為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)工程重大專項(xiàng)。國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中，明確提出大力發(fā)展鋰電池、LED照明材料等戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)。

據(jù)悉，鋰電池包括小型鋰電池和動(dòng)力鋰電池，主要應(yīng)用于筆記本電腦、手機(jī)、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、備用電源、航空航天、軍事、醫(yī)療等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋰電池更是已經(jīng)在人們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用，如便攜式電子產(chǎn)品、新能源交通工具及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，筆記本電腦2013年的全球出貨量將從2009年的1.652億臺(tái)增長(zhǎng)到3.125億臺(tái)。

在動(dòng)力鋰電池方面，電動(dòng)汽車將是未來的發(fā)展方向。全球電動(dòng)汽車規(guī)模將在2015年擴(kuò)大至120萬輛。到2020年，國內(nèi)純電動(dòng)汽車保有量將達(dá)到400萬輛，混合動(dòng)力汽車將達(dá)到1800萬輛。以新能源汽車帶動(dòng)鋰電池需求應(yīng)用來分析，從2010年開始，汽車制造商開始大幅提高鋰電池作為動(dòng)力源的比例，2010~2013年是鋰電池動(dòng)力汽車的快速成長(zhǎng)期，預(yù)計(jì)2013年內(nèi)將達(dá)到226萬輛，2013年以后將進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段，2015年達(dá)到近371萬輛。新能源汽車的快速發(fā)展帶動(dòng)了鋰電池需求的快速增長(zhǎng)，其占比將由2009年的1.88%快速躍升至2015年的58.74%。

作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩大分支之一，分立器件是電子工業(yè)的支撐產(chǎn)業(yè)，是電子工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，一些新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)著分立器件市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。隨著近年來國際半導(dǎo)體制造業(yè)向中國大陸的快速轉(zhuǎn)移，中國已成為全球最具發(fā)展?jié)摿Φ陌雽?dǎo)體制造基地和繁榮的銷售市場(chǎng)，其中手機(jī)、筆記本和數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)占據(jù)全球50%以上的份額。

目前看來，分立半導(dǎo)體器件的發(fā)展趨勢(shì)是，首先，新型半導(dǎo)體分立器件將不斷呈現(xiàn)，在替代原有市場(chǎng)應(yīng)用的同時(shí)，還將開拓出新的應(yīng)用領(lǐng)域;其次，為了使現(xiàn)有半導(dǎo)體分立器件能適應(yīng)市場(chǎng)需求的快速變化，將采用新技術(shù)，不斷改進(jìn)材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝和封裝等，提高器件的性能;最后，電子信息系統(tǒng)的小型化甚至微型化，必然要求其包括半導(dǎo)體分立器件在內(nèi)的各部分盡可能小型化、微型化、多功能模塊化、集成化。

國務(wù)院《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出，提高產(chǎn)業(yè)集中度，實(shí)現(xiàn)LED照明技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)化，建成一批產(chǎn)業(yè)鏈完善、創(chuàng)新能力強(qiáng)、特色鮮明的LED照明新興產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。到2015年，LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到4500億元，形成具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的LED產(chǎn)業(yè)。

未來5年將是LED照明從研發(fā)和示范階段向完全市場(chǎng)化階段過渡的關(guān)鍵時(shí)期，LED產(chǎn)業(yè)必將成為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綠色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。到2015年，LED芯片國產(chǎn)化率將達(dá)70%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到5000億元，相關(guān)企業(yè)面臨著巨大商機(jī)，中國LED照明即將迎來市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展期。

面對(duì)鋰電池、半導(dǎo)體、LED照明產(chǎn)業(yè)巨大的市場(chǎng)潛能，目前國際、國內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)檢測(cè)手段卻仍不完善甚至缺失，這嚴(yán)重影響著市場(chǎng)的規(guī)范和企業(yè)的發(fā)展。當(dāng)下，對(duì)生產(chǎn)過程中工藝可靠性不足以及結(jié)構(gòu)性缺陷的檢測(cè)愈發(fā)重要，對(duì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、安全性以及循環(huán)使用的要求更是直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，只有通過對(duì)生產(chǎn)過程中工業(yè)可靠性和結(jié)構(gòu)性缺陷的檢測(cè)，使產(chǎn)品規(guī)范地進(jìn)入市場(chǎng)，才能有效推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的健康、有序發(fā)展。

微焦斑X射線檢測(cè)技術(shù)為生產(chǎn)檢測(cè)手段帶來了新的變革，可以說它是目前渴望進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝水平和生產(chǎn)質(zhì)量，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的生產(chǎn)廠家的解決生產(chǎn)檢測(cè)問題的極佳選擇。以鋰電池為例，微焦斑X射線可以有效對(duì)各類電池內(nèi)部電極結(jié)合部位的聯(lián)結(jié)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，查看電池正負(fù)極繞片對(duì)齊狀況以及電芯組裝內(nèi)部情況等，規(guī)范其整個(gè)工藝過程。