【中國傳動網(wǎng) 技術(shù)前沿】 近年來，隨著通信、計算機和消費電子等產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，印刷電路板（PrintedCircuitBoard，簡稱PCB）行業(yè)呈現(xiàn)出了持續(xù)高速增長的發(fā)展態(tài)勢，并在世界范圍內(nèi)成為了電子信息產(chǎn)業(yè)和電子元件制造業(yè)中最活躍的產(chǎn)業(yè)之一。而如今日趨成熟的半導(dǎo)體設(shè)計和制造技術(shù)，以及電子產(chǎn)品的多功能化、小型化、輕量化的發(fā)展要求，又無不推動PCB朝著高密度、多層化、高性能等方向發(fā)展。目前，PCB的設(shè)計、加工水平已達到0.05mm(線條寬度和間距)，層數(shù)已經(jīng)達到46層甚至更多，可以說PCB的高技術(shù)和高復(fù)雜性己經(jīng)達到了一個相當高的水平。但在生產(chǎn)高性能、高復(fù)雜性PCB的過程中，如何提高中間過程產(chǎn)品品質(zhì)、減少廢品率，從而有效地保證PCB的整體生產(chǎn)質(zhì)量，一直是擺在各PCB生產(chǎn)廠家面前的普遍性難題。

事實上，目前PCB的質(zhì)量情況雖然比較好，但廢品率仍然較高。因為PCB品質(zhì)的好壞，直接取決于電路板上每根線條、每個孔的品質(zhì)的好壞。而在一塊電路板上通常有著數(shù)以千計的線條和孔，如果其中的任意一處發(fā)生過細、過粗、殘缺、針孔、粘連、斷開、錯位等質(zhì)量問題，都會影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量，進而導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。在當前有限的PCB生產(chǎn)工藝水平下，電路板在生產(chǎn)過程中常常會受到各種不確定因素(如原材料、設(shè)備穩(wěn)定性、環(huán)境、溫度和人為操作等因素)的影響，在這種情況下，上述缺陷往往是很難避免的。更為嚴峻的是，電路板的層數(shù)越多，這種問題越突出，造成的廢品率越高。

其實，如果在PCB生產(chǎn)過程中對多層板的每一層進行中間檢測或在線檢測，及時將不合格品予以剔除，PCB最終的正品率即可達98%。這便是應(yīng)運而生的PCB檢測技術(shù)。

X光檢查機的開發(fā)研究正是在這樣一種前提背景下展開的。X光檢查機利用自動X射線檢測(AXI，AutomaticX-rayinspection)技術(shù)實現(xiàn)對PCB產(chǎn)品的在線檢測，憑借其獨特的檢測方式和極大的工藝缺陷檢測范圍，在目前的PCB生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

一、方案概述

自動X射線檢測(AutomatedX-rayInspection，AXI)設(shè)備利用X射線穿透PCB板，并在專用的成像傳感器上獲取圖像，實現(xiàn)了對PCB板的透視，解決了BGA、CSP等元件封裝質(zhì)量控制問題。根據(jù)需要AXI可設(shè)計成2D/3D兩種，由于焊點中含有可以大量吸收X射線的鉛和錫的合金，與穿過玻璃纖維、銅、硅等其他材料的X射線相比，照射在焊點上的X射線被大量吸收，而形成黑色圖像，然后通過圖像分析計算法便可自動地檢驗焊點缺陷。

二、自動X射線檢測技術(shù)的優(yōu)點表現(xiàn)為：

1、極大的工藝缺陷覆蓋范圍自動X射線檢測技術(shù)對工藝缺陷的覆蓋率高達97%，同時能觀察到其他測試手段無法可靠探測到的缺陷。AXI可檢查的缺陷包括：虛焊、橋連、立碑、焊料不足、氣孔、器件漏裝等等。尤其是利用X射線對BGA、CSP等焊點隱藏器件也可以進行有效的檢查;

2、較高的測試覆蓋度自動X射線檢測技術(shù)可以對肉眼和在線測試(ICT)檢查不到的地方進行檢查。比如PCBA被判斷故障，懷疑是PCB內(nèi)層走線斷裂，X射線則可以很快的進行檢查;

3、帶分層功能由于X射線檢測技術(shù)具有的分層功能，使得對雙面板和多層板只需進行一次檢查即可完成缺陷檢測;

應(yīng)用及系統(tǒng)原理描述

（1）X-Ray射線源對被檢測物進行穿透式照射，X-Ray傳感器進行成像；

（2）使用專業(yè)AXI分析軟件進行圖像處理和分析，完成對物體內(nèi)部缺陷檢測；

（3）通過SPC功能達到數(shù)據(jù)可追溯性。

三、視覺方案及產(chǎn)品推薦

對X-ray進行成像，首先要求高品質(zhì)的射線源，同時要求成像器件具備高靈敏度，高動態(tài)范圍等特性，最終獲取高對比度的圖像。一般AXI應(yīng)有以下三種成像方案：

1、平板成像方案

動態(tài)X-ray平板探測器：Rad-icon2022

CMOS技術(shù)無圖像拖尾，高靈敏度

成像尺寸：20.4×22.1cm2

閃爍體類型：CsI和GOS可選

動態(tài)范圍：3000:1

分辨率：2064×2236

采集幀頻：分辨率30fps

數(shù)據(jù)接口：GigE或Cameralink

2、線陣成像方案

8K分辨率線陣CCDX-ray探測器Shad-o-Scan

緊湊的機械外形設(shè)計，穩(wěn)定性高

16-bitADC高動態(tài)范圍

TDI技術(shù)，高靈敏度：

2kHz行頻：27um像素，

像素分辨率可變，增益可調(diào)

78dB高動態(tài)范

X光能量范圍：15-225KeV

四、總結(jié)：

因此，高性能、高復(fù)雜性和高質(zhì)量PCB的生產(chǎn)，除了應(yīng)使用優(yōu)良的原材料、擁有先進的生產(chǎn)工藝、設(shè)備和先進的管理模式之外，還必須具備完備的技術(shù)質(zhì)量保障體系和先進的檢測設(shè)備。如今，PCB生產(chǎn)的在線檢測己成為PCB板生產(chǎn)企業(yè)的共識。而要實現(xiàn)真正意義上的在線檢測，則需要一種高效、高速、高精度的PCB缺陷自動檢測設(shè)備。