PCB组装（PCBA）中的X射线检查

近年来，诸如BGA，QFN，CSP和倒装芯片之类的面阵组件在电子制造领域的应用越来越广泛。例如BGA，与其他组件相比，它具有许多引脚，较小的电感和引脚之间的容量以及更好的散热性能。但是，BGA也有缺点，例如，在SMT之后，很难通过目测或AOI测试来判断封装下面的焊点。

为了确保焊接质量，越来越多的制造商选择使用X射线来检查隐藏焊点的组件。

X射线广泛用于检查被表面覆盖的特征。在现代社会中，X射线在医学领域广为人知，实际上，除医学领域外，其他行业也广泛使用X射线检查，例如安全检查，食品安全检查，电子领域等。在这里，我们将介绍PCB组装行业的X射线检查。

什么是X射线？

X射线检查X射线通常被称为自动X射线检查（AXI），是一种短波长且功能强大的电磁波，X射线的波长短于可见光的波长（约0.001〜10纳米） 。光子能量是可见光光子能量的数十到数百甚至数千倍。它是由德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Konrad Rontgen）于1895年发现的，因此也被称为“伦琴射线”。X射线具有很高的穿透力，它可以穿透许多对可见光不透明的物质。X射线具有渗透，电离，荧光，热，折射等作用，PCBA制造领域主要利用其渗透作用，是注重质量的PCB制造商最重要的步骤之一。

为什么需要在PCBA中进行X射线检查？

近年来，诸如BGA，QFN，CSP和倒装芯片之类的面阵组件在电子制造领域的应用越来越广泛。例如BGA，与其他组件相比，它具有许多引脚，较小的电感和引脚之间的容量以及更好的散热性能。但是，BGA也有缺点，例如，在SMT之后，很难通过目测或AOI测试来判断封装下面的焊点。

X射线设备基于X射线的强穿透性，光管在高压下发射X射线，可有效穿透被测物体，图像表现因密度和厚度的不同而变化，从而实现焊点检测。为了确保焊接质量，越来越多的制造商选择使用X射线来检查隐藏焊点的组件。

如何用X射线检查？

自动X射线透射管发出的X射线穿过测试样品。检测器位于AXI机器的另一侧，该检测器将X射线转换为可见光并由摄像机提供光学图像。样品材料由于其自身的密度和原子量而不同程度地吸收X射线。因此，接收器上的成像会明显不同，密度越高，X射线的吸收越强，因此阴影图像更清晰。离X射线管越近，图像越大；离X射线管越远，图像越小。

X射线可以检测到哪些缺陷？

X射线可以检测组件焊接的内部情况。它使用X射线的穿透能力来检测焊锡不足，焊锡不良，焊锡短路以及焊点的其他问题。

当存在诸如孔隙，夹渣和不完全焊接之类的缺陷时，缺陷区域将形成亮点或亮线。在视觉上，我们可以根据缺陷检测图像中某个区域是否比周围的背景区域明亮来判断该区域是否为缺陷。从图像处理的角度，我们可以根据缺陷检测图像中的像素灰度值判断区域是否为缺陷。

造成空隙的最可能原因是焊膏和组件本身。在X射线图像中，在焊点中可以看到一些“气泡”。

 

如果焊点之间有灰色“桥”，我们基本上可以将其判断为焊锡短路。

 

如果焊膏量异常或SMT偏差，则组件可能会移位。根据X射线检查图像，引脚和焊盘的阴影不匹配，可以发现组件未对准。

 

*焊接不良可通过接头的灰度和尺寸来确定。

PCB焊盘的氧化会导致焊接不良。X射线检测显示的图像是焊点明显大于正常焊点。

 

回流焊期间，焊膏不足或焊膏流入附近的通孔。在X射线图像上，焊点比正常情况小。

 

由于回流焊期间的焊接温度和时间不足，SMT焊膏未完全熔合而导致冷焊。通常很难找到，但是X射线检查图像清楚地表明了问题所在。