x射線檢測pcb版技術(shù)

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1、大多數(shù)測試工程師都了解X射線檢查系統(tǒng)可以檢查隱藏在元件下面的焊點，或檢查其它技術(shù)難以檢測出來的微小焊點。但是，他們可能不了解X射線成像技術(shù)有不同的檢查方式，2D發(fā)射設(shè)備會顯示X射線路徑上的一切物體，而3D系統(tǒng)可以消除來自雙面電路板上元件的視覺干擾。盡管2DX射線系統(tǒng)目前還在應用，但3D系統(tǒng)卻是高密度雙面電路板檢查的主流檢查設(shè)備。　　兩家著名的PCB測試設(shè)備制造商為電子行業(yè)生產(chǎn)3DX射線檢查系統(tǒng)，即安捷倫和泰瑞達。目前，安捷倫科技的5DX系列在市場上占據(jù)優(yōu)勢，而泰瑞達的ClearVue系統(tǒng)卻是步步緊逼。圖1　通過連續(xù)提高5DX系列的成像和軟件能力，安捷倫科技已經(jīng)占據(jù)3DX射

2、線檢查市場主導地位多年　　來源：安捷倫科技公司圖2　受控X射線和旋轉(zhuǎn)的檢測器需要對PCB上的感興趣區(qū)域進行若干次成像。軟件將成像合成，僅在PCB的一面顯示焊點　　安捷倫的5DX系列(圖1)是其第四代產(chǎn)品，且一直在改進可重復性和吞吐量。系統(tǒng)的X射線分層攝影法技術(shù)依賴于與旋轉(zhuǎn)的圖像檢測器保持同步運動的可旋轉(zhuǎn)X射線束(圖2)。X射線分層攝影法使系統(tǒng)能夠?qū)?mil（0.75mm）厚的PCB進行成像，從而讓測試工程師可以清楚地在PCB任意一面觀察焊點。　　5DX系統(tǒng)首先利用X射線束檢測PCB的特征，以便對準PCB的X和Y軸。第二步，它利用激光測距儀來制成電路板表面的拓撲圖(PCB可

3、能存在一定的表面變形，例如扭曲)。第三步，系統(tǒng)精確地上下移動電路板(Z軸)以便X射線束聚焦在觀測區(qū)域，自動成像。但是，它需要再一次掃描電路板。5DX系統(tǒng)可以處理0201SMT元件并能夠分辨間隔8mil(0.2mm)的焊點。當它遇到焊球或焊點內(nèi)的空泡時，5DX系統(tǒng)也可以將它們檢測出來，將從成像中提取的信息與測試工程師預先設(shè)定的特征比較，來判定焊點否合格。軟件的改進已經(jīng)極大地縮短了編程的時間，從而使5DX便于使用?！　〕藱z查微小的和隱藏的焊點，X射線檢查設(shè)備還提供分析和診斷工具。隨著PCB制造商向無鉛焊轉(zhuǎn)移，用戶必須了解無鉛焊對生產(chǎn)工藝的影響，在向無鉛焊轉(zhuǎn)移期間你會看到可能

4、出現(xiàn)的許多缺陷?！　‘斈銓χ饕に囎鞒龈淖儠r，有些事情會朝著預期的方向變化；但是，也會發(fā)生一些無法預料的事情。5DX系統(tǒng)可以幫助工程師控制生產(chǎn)工藝并回歸到變化之前的品質(zhì)。隨著制造商向無鉛焊的轉(zhuǎn)移，X射線系統(tǒng)有助于幫助制造商減少不合格率。ClearVue技術(shù)Vue可視用戶環(huán)境（VisualUserEnvironment）；　　盡管安捷倫科技在3DX射線檢查設(shè)備市場占據(jù)領(lǐng)先地位，但是，一直向電子行業(yè)提供2DX射線檢查設(shè)備的泰瑞達公司現(xiàn)在已經(jīng)進入3D市場。他們認為X射線分層攝影技術(shù)機械上太復雜，它包括一個旋轉(zhuǎn)檢測器、一個旋轉(zhuǎn)X射線源、一塊在X射線焦平面(Z軸)移動的電路板以及一

5、臺激光拓撲圖掃描儀。與之形成鮮明對比的是，泰瑞達擁有專利的離心層析X射線照相組合技術(shù)(稱為ClearVue)重構(gòu)了3D成像切片，而X射線源、檢測器和PCB都保持靜止。這種3DX射線成像方法自然地簡化了檢查設(shè)備(PCB在成像采集之間移動)。圖3　寬角射線束使ClearVueX射線技術(shù)能夠?qū)CB的一部分進行離軸(off-axis)成像　圖4　泰瑞達XStationMX檢查設(shè)備提供構(gòu)建在ClearVue技術(shù)上的X射線檢查能力　來源：泰瑞達公司圖5　在X射線攝像機下的PCB方塊G，系統(tǒng)采集紅色和紫色方塊的離軸成像。在X射線攝像機下的PCB方塊H，系統(tǒng)采集藍色和不同的紫色方塊的離

6、軸成像　　ClearVue技術(shù)在PCB的一面放置了寬角X射線源，而在PCB的另一面放置了大型檢測器(圖3)。X射線束透過電路板到達檢測器，但是，不像2D發(fā)射系統(tǒng)那樣直接觀察穿過PCB的X射線，也不像X射線分層攝影系統(tǒng)那樣采用小角度X射線束，ClearVueX射線束的角度可以擴展到40°。泰瑞達已經(jīng)開始交付使用基于ClearVue技術(shù)的XStationMX在線自動檢查系統(tǒng)(圖4)?！　榱死斫釩learVue技術(shù)的工作原理，圖5將PCB成像為一個正方形矩陣或區(qū)域。假設(shè)X射線系統(tǒng)定位PCB使方塊G位于X射線和檢測器之間。然后系統(tǒng)可以離軸或離角采集其周圍的方塊A、B、C、F、H

7、、K、L和M。當系統(tǒng)把方塊H移動到X射線束中時，它就離軸采集方塊B、C、D、G、I、L、M和N。注意，系統(tǒng)對方塊B、C、L和M成像兩次，但是，成像的角度不同。重新定位PCB就可以讓X射線系統(tǒng)為每一個方塊創(chuàng)建8個離軸成像矩陣(圖6)。然后，計算機通過數(shù)學運算將離軸拓撲圖信息組合起來，在選定的平面上構(gòu)造僅限于元件的成像。圖6　PCB方塊的8個離軸X射線成像包括一個方塊的所有信息。算法將信息組合以便工程師有選擇地觀察元件、焊點和其它特征(增加色彩起到強調(diào)作用)　　因為X射線束穿過PCB，所以，PCB方塊8個離軸成像的每一個集合都包含