该技术广泛应用于多个行业,包括航空航天、医疗、PCB封装等。随着电子设备越来越小型化,传统的检测设备在PCB质量检测上存在局限性,尤其是当焊点隐藏时更难检测。而X射线能够穿透材料,检测到隐藏的焊接点质量,因此成为比自动光学检测(AOI)更优越的选择。AOI主要用于检测如开路或焊桥等较易发现的缺陷,而自动化X射线检测设备可以对肉眼无法识别的区域进行检测。
X射线的优势在于不同材料会根据其原子量、密度和厚度吸收不同强度的X射线。原子量较大的元素吸收更多的X射线,因此自动化X射线检测设备可以更容易检测到如元器件缺失或短路等隐藏缺陷。为了确保检测到的信息清晰、可操作,靠谱的自动化X射线检测设备需要具有足够的放大倍数及倾斜角度检测功能,从多个角度检查焊点,而不是仅从正面检查。
X射线检测设备通常分为二维(2D)和三维(3D)。两种设备均可离线操作,这让检测过程更加便捷。不过,在大批量且复杂的检测任务中,在线X射线检测设备更加适用。二维系统可以从两侧生成元器件的2D图像,而三维系统则可生成剖面图像,并通过层析成像技术将多个剖面图结合,从而提供更全面的检测结果。
选择合适的X射线管也非常关键,通常有开管和闭管两种类型(开管通常用于高功率应用,适合较大样品,而闭管则适合质量较高的成像需求,适用于更细致的检测。)。放大倍数的需求决定了样品与X射线管之间的距离。此外,X射线的电压决定了其穿透能力。对于单面板,低电压已经足够,但多层板则需要更高电压来保证检测效果。
早期的X射线检测设备通过图像增强器与CCD相机配合使用,但这种方法存在以下局限性:
这些问题可以通过直接数字成像设备来解决,后者不仅提供更大的检测区域,还提高了分辨率。
通过X射线检测技术,以下工作可以无损进行:
X射线检测技术为PCB制造商带来了极大的好处。随着对亚微米分辨率和高质量图像的需求增加,X射线检测技术的复杂性也在不断提高。自动化X射线检测设备未来的发展方向是通过优化检测算法,减少人工操作,进一步消除检测过程中可能出现的人为误差。