Плата сапасын бақылау үшін PCB-ны рентгендік тексеру

Кіріспе

Электроника өнеркәсібіндегі үздіксіз инновациялар ортасында, тексеру процесі сапа басқару жүйесінің негізгі тірегі болып табылады. Электрондық инженерлер өнімнің сапасын бақылауға жауапты. Сапа менеджерлері өндірістік ағымды бақылауы тиіс. Плата шарттық өндірушілері соңғы өнімді басқаруы керек. Барлық қатысушылар басылып шығарылған платалардың жоғары өнімділігін қамтамасыз етуді өзінің негізгі жауапкершілігі ретінде қарастыруы тиіс. Қазіргі заманғы плата схемалары күрделену қарай дамып келеді. Жоғары тығыздықты жинау технологиялары дәл процесс бақылауын талап етеді. Алдыңғы қатарлы конструкциялық сипаттамалар өндірістің жоғарырақ дәлдігін қамтамасыз етуде әрі қарай жетектейді. Осы технологиялық жетістіктер тексеру мүмкіндіктері үшін жаңа қиыншылықтар туғызады. Дәстүрлі тексеру әдістері айқын байқалатын анықтау шектеулеріне ие. Олар компоненттердің астында орналасқан дәнекерлеу кемшіліктерін тиімді анықтауға қиналады. Осы микроскопиялық кемшіліктер компоненттердің ішкі құрылымдарының тереңінде де орналасуы мүмкін.

Рентгендік тексеру технологиясы бұл кезеңде өзінің ерекше мәнін көрсетеді. Бұл технология құрылымның ішкі жағын бүлдірмей тексеруге мүмкіндік береді, жоғары сапалы егжей-тегжейлі кескіндер алады және баспа платалардың ішкі құрылымын дәлме-дәл көрсетеді. Рентгендік тексеру электрондық өнеркәсіптің ажырамас негізгі тестілеу технологиясына айналғаны танылған факт. Жоғары сапалы баспа платалар мен электрондық өнімдер шығаратын барлық өндірушілер өнеркәсіптің ең қатаң стандарттарын сақтау үшін осы технологияға сүйенуі керек.

Бұл терең білім беру бағытталған нұсқаулық рентген тексеру технологиясының негізгі жұмыс істеу принциптерін жүйелі түрде түсіндіруді көздейді. Онда сапа басқару жүйелерінде бұл технологияның атқаратын маңызды рөлі туралы толық айтылады және заманауи өнеркәсіптік өндірісте кеңінен қолданылатын негізгі тексеру әдістерімен таныстырылады. Сонымен қатар, қазіргі заманғы рентген тексеру құралдарында болуы тиіс негізгі функционалдық ерекшеліктер талданады. Кітапта жоғары құнды тексеру суреттерін алу үшін практикалық пайдалану әдістері де ұсынылған. Мұндай суреттер дәстүрлі тексеру әдістері жиі анықтай алмайтын әртүрлі жасырын ақауларды анық көрсетеді.

Маңыздылығы Рентгенді тексеру сапа басқару үшін

Электроника саласы тұрақты өнім сапасын, өндірістік циклді үдетуді және өте сенімді жабдықтарды талап етеді. Осы қатаң талаптар сапа тексеруінің дәстүрлі рөлін түбегейлі өзгертті. Қазіргі заманғы өндіріс жүйелері сапа тексеруін баспа панельдерін өндірудің әрбір маңызды кезеңіне терең енгізді.

Неліктен Рентгенді тексеру pCB өндірісіндегі сапа бақылау үшін неге қажет?

• Күрделі PCB құрылымдары: Қазіргі кездегі PCB-лерде бір тақтаға көбірек қабаттар, BGAs сияқты кішігірім компоненттер және тығыздау пайдаланылады. Бет астындағы қуыстарды, ішкі қысқа тұйықталуларды немесе жеткіліксіз қорғасынды қосылыстарды көре алмайтын дәстүрлі тексеру әдістері — мысалы, визуалды тексеру мен AOI (Автоматтандырылған оптикалық тексеру) — қиындыққа тап болады.
• Салалық стандарттар: IPC-A-610, ISO 9001 және IATF 16949 сияқты реттеу шеңберлері қатаң тексеру процестері мен құжаттаманы талап етеді. Рентген арқылы тексеру сапа басқару жүйесі талаптарымен оңай интеграцияланады.
• Автоматтандырылған тексеру мүмкіндіктері: Қазіргі заманғы автоматтандырылған рентген-сәулелермен тексеру жүйелері (AXI) өндірістің көлеміне қарамастан, әрбір құрылғы үшін жоғары жылдамдықты, қайталанатын және егжей-тегжейлі тексеруді қамтамасыз етеді.
• Рентген суреттерін түсіру: Тек рентген технологиясы ғана басқа әдістерге көрінбейтін ақаулар мен үдерістегі мәселелерді анықтайтын ішкі, көп қабатты және жоғары контрастты суреттерді береді.
• Қуаныштылық: Сынақ нәтижесі тұрақты түрде өрісте болатын қайтарымдардың үлкен пайызы жасырын дәнекер қуыстары, ашық тізбектер немесе ішкі қабаттардың бөлінуіне байланысты екенін көрсетеді, олар рентген мүмкіндігінсіз оңай өткізілуі мүмкін.

Дәстүрлі тексеру әдістеріне толығымен сүйену бірнеше мәселелерге әкеледі. Бұл тәсіл ішкі ақаулардың кейбіреуін анықтауға мүмкіндік бермейді. Сонымен қатар, баспа платаларының жалпы сенімділігі біртіндеп төмендейді. Нәтижесінде, бұл жасырын қаупілер өнімді нақты пайдалану кезінде функционалдық істен шығулар ретінде көрінеді. Рентген-тексеру технологиясы осындай қиындықтарды шешуге негізгі техникалық қолдау көрсетеді. Бұл технология қазіргі заманғы электрондық өнімдерді тестілеу мен өндіру процесін растауда болмағаны емес негізгі тексеру шешіміне айналды.

Дәстүрлі тексеру әдістері мен Рентген-тексеру технологиясы

Рентген-тексеру технологиясына тереңірек тоқталмас бұрын, оны классикалық тексеру міндеттерімен салыстырайық:

Дәстүрлі тексеру әдістері неліктен жеткіліксіз болып табылады

• BGA және ішкі контактілердің дәнекерлеуі: Жоғары сапалы AOI және микроскоп зондтарының көре алмайтын жасырын қосылыстар.
• Көпқабатты PCB'лер мен HDI плата: Ішкі трассаның үзілуі және контактілердегі виа толтыру мәселелері беткі тексеру арқылы көрінбейді.
• Негізгі себептерді талдау: Пішіннен тыс болу, қабаттардың ішіндегі көтерілген контактілер немесе дәнекердің көлеміндегі сәл өзгерістер сияқты істен шығуларды тек рентген суреттері арқылы көруге болады.
• Жылдамдық және автоматтандыру: Автоматтандырылған рентгендік тексеру тексеру жылдамдығын арттырады және қолмен тексеруді азайтады, сонымен қатар массалық өндіріске масштабталады.

Рентгендік Тексерудің Қалай Жұмыс Істейтіні: Технология, Міндеттер және Артықшылықтар

Рентгендік Тексерудің Негізіндегі Ғылым

Рентгендік тексеру — бұл PCB жинақтауына тереңдіп кіретін энергия толқындарын шығару үшін рентген сәулелерін қолданатын сынақ әдісі. Металдар (мысалы, қорғасын немесе мыс) мен органикалық материалдардың (FR-4, шайыр) атомдық салмағы арасындағы айырмашылық рентген суретінде көрінетін контрастты жасайды.

Рентгендік Тексеру Міндеттері Мыналарды Қамтиды:

• Пішіндер оптикалық көрінбейтін BGA, QFN, LGA сияқты компоненттердің астындағы қорғасын жалғауларын тексеру.
• Ашық, қысқа тұйықталу және қабаттардың бөліну сияқты күрделі PCB-лердің ішкі қабаттарындағы ақауларды анықтау.
• Қорғасын көлемі мен қуыстардың мөлшерін анықтау.
• Прототиптерді және үлкен көлемді жинақтарды сапа басқару және тексеру үшін маңызды.

Басқа тексеру технологияларының артықшылықтары

• Жоймай тексеру: Тексеру процесі ППҚ-ды зақымдамайды немесе бұзбайды.
• Тексеруді автоматтандыру: Тезірек тексеру жылдамдығын, автоматты ақауларды белгілеуді және қайталанатын нәтижелерді қамтамасыз етеді.
• Дәлме-дәл дәлдік: BGA немесе ішкі аймақтарға көңіл бөлу арқылы тексеру дәлдігін жақсартуға мүмкіндік береді.
• Интеграция: Өнім шығарудан бастап соңғы өнімге дейінгі бақылау үшін MES немесе сапа басқару жүйелерімен байланыстыруға болады.

ППҚ жасаудағы рентген тексеру түрлері

Корпоративтік шешім қабылдаушылардың тиісті рентген тексеру әдістерін таңдауы нақты тексеру мақсаттарын, платалардың физикалық сипаттамаларын және өндіріс желілерінің практикалық талаптарын бір уақытта ескеруді қажет ететін толық бағалау процесі болып табылады.

2D рентгендік тексеру

• 2D жүйелер жазық кескіндерді шығарады — тез тексеру, қалайы көлемін өлшеу және PCB жинақтарындағы негізгі ақауларды анықтау үшін өте қолайлы.
• Сапалы рентгендік кескіндер қарапайым тақталардағы қалайының жетіспеушілігін, баспалдақтардың ажырауын, қалайы көпірлерін және компоненттердің жоғалуын немесе орын ауыстыруын көрсетеді.

2,5D Тексеру

• Көлбеу/бұрышты 2D бейнелеу BGA және күрделі іздер сияқты компоненттердегі ақауларды табуды жеңілдетеді.

3D Рентгендік зерттеу және Компьютерлік томография (CT)

• Толық 3D CT рентгені PCB қабаттарының виртуалды көлденең қимасын жасауға мүмкіндік береді және күрделі PCB конструкцияларындағы құлдыраған өткізу тесіктері, микросыңқырлар немесе ішкі қысқа тұйықталулар/ажыратылған тізбектер сияқты жасырын ақауларды ашады.
• Прогрессивті рентгендік тексеру мүмкіндіктері көп қабатты талдауды қолдайды және жоғары сенімділікті және қауіпсіздіктің маңызды қолданылулары үшін идеалды.

Автоматтандырылған рентгендік тексеру (AXI) жүйелері

Автоматтандырылған рентген тексеру (AXI) жүйелерінің пайда болуы электрондық платалар өндіріс саласын түбегейлі өзгертті. Әрбір өндірістік желіде сенімді және жоғары өнімділікті тексеру нәтижесін беру арқылы бұл жүйелер технологияның дамуын ынталандырады. Алдыңғы қатарлы жүйелер инспекциялау процесін толығымен автоматтандыру үшін робототехниканы қолданады, оған плата қолдауы, сканерлеу бейнесі және ақауларды классификациялау кіреді. Бұл жүйелер адамның аз қатысуымен тез және тұрақты тексеру нәтижелерін тұрақты түрде беруге қабілетті.

Автоматтандырылған рентген инспекциялау жүйелері түсірілген рентген суреттерін нақты уақыт режимінде талдау жасау үшін күрделі алгоритмдерді қолданады.

Бұл жүйелер BGA пакеттерінің астында және басқа да маңызды аймақтардағы дәліз бендер, компоненттердің орналасуының қате болуы, тізбектің үзілуі және жасырын көпірлер сияқты әртүрлі типтік ақауларды автоматты түрде анықтай алады. AXI жүйелерін сапа басқару платформаларына интеграциялау арқылы зауыттар рентген тексеру деректерінің барлығын орталықтандырылған түрде мұрағаттауға қол жеткізе алады. Бұл интеграцияланған шешім ақаулардың тенденциясын талдау деректері мен сәйкес түзету шараларын толық тіркейді және тұйық циклді сапа басқару жүйесін құрады.

AXI-дің негізгі ерекшеліктері:

• Еңбек шығындарын азайту үшін қайталанатын тексеру тапсырмаларын автоматтандыру.
• Үлкен көлемді, көп номенклатуралы электроника өндірісі үшін маңызды — әрбір платаға тез тексеру жүргізу мүмкіндігі.
• Аудит және сәйкестік тексеру үшін автоматтандырылған деректерді жинау және есеп беру арқылы іздестіруді жақсарту.
• Ақылды өндіріс және Industry 4.0 инициативалары үшін MES/ERP-мен интеграциялауды қамтамасыз ету.

Рентген тексеру қондырғысының негізгі компоненттері

Плата мен оның бірлестіктерін рентгендік тексеру үшін тиімді құрылғы мыналарды қамтиды:

• Рентген сәулесін шығаратын бөлік: Өте жіңішке немесе қалың, көп қабатты плата үшін кернеуді реттеуге мүмкіндік беретін рентген сәулесін шығаратын негізгі элемент.
• Манипуляторлар/Роботтық қолдау: Дәл бағдарлау мен қозғалысты қамтамасыз етеді, барлық аймақты сканерлеуге және бірнеше плата немесе панельді бір уақытта тексеруге мүмкіндік береді.
• Тектеру жүйесі: Жоғары ажыратымды дифференциалды детекторлық жинақтар өте кішкентай немесе жасырын ақауларды сенімді «табу» мүмкіндігін береді. Кейбір құрылғылар максималды икемділік үшін ауыстырылатын 2D/3D режимдерін ұсынады.
• Күрделі кескін өңдеу бағдарламасы: Жоғары деңгейлі AI алгоритмдері мен ықкымды порогтар контрастын жақсартады, қабаттарды талдайды және ақау түрлерін автоматты түрде классификациялайды.
• Оператор интерфейсі: Тачскринді басқару, бағдарламаланатын рецепттер және тексерілетін, аудит жүргізуге болатын жұмыс процестері үшін MES/бұлтқа тікелей деректерді экспорттау.

ПП құрылғысының рентген-сәулесімен тексеру арқылы анықталған ақаулар мен мәселелер

ПП сапасын бақылауда рентген-сәулесімен тексеруді қолданудың ең күшті дәлелдерінің бірі — басқа тексеру технологияларының жай ғана көре алмайтын өндірістік мәселелерді ашып көрсету қабілеті. Рентген-сәулесімен сенімді тексеру мыналарды анықтай алады:

1. Қатырма қоспалары мен жеткіліксіз қатырма: Рефлоулы қатырма кезінде қатырма қосылыстарының ішінде қатырма қоспалары пайда болады. Бұл құбылыс қосылыстардың электрлік байланысы мен механикалық беріктігін бұзады. Дәстүрлі тексеру әдістері осы ішкі ақауларды анықтай алмайды. Рентген-сәулесімен тексеру технологиясы толық ішкі құрылымды нақты көрсетеді.

2. Қатырма көпірлері/қысқа тұйықталулар: Оптикалық немесе щуптық әдістердің жұмыс істемейтін BGA астында әсіресе рентген-сәулесімен суреттер өрісте сәтсіздікке әкелетін байланыс мәселелерін көрсетеді.

3. Дұрыс орналаспаған компоненттер: Қате орнатылған немесе бұрыштасқан компоненттерді, көтерілген шығыстарды және тасбақа тәрізді орналасуды дәл анықтайды.

4. Ашық тізбектер/Ішкі трещиндер: Механикалық немесе жылулық кернеуден пайда болған ішкі қабаттар арасындағы немесе трассалар бойынша жасырын трещиндер.

5. Толтырылған/Батырылған Виа-тақталар мен Тесіктер: Бұл технология вакуумдары немесе толық емес толтырылған виа-тақталарды сәтті анықтайды және төсеніштегі виа дизайндарын қолданатын жоғары тығыздықты байланыстыратын тақталар мен өнімдер үшін ерекше маңызды болып табылады.

6. Қабаттардың бөлінуі мен қабаттар арасындағы ажырау: 3D/КТ рентген бейнелеу технологиясы арқылы алынған қабатты көріністер печатталған схемалы тақталардың қабаттары арасындағы бөлінулерді немесе ажырауларды айқын көрсетеді. Бұл әдіс дәстүрлі әдістермен анықтау қиын болатын қабаттар арасындағы ажырау мәселелерін жылдам анықтайды.

Рентген бейнелерін түсіру: Сапалы PCB тексеру үшін маңызды

Сенімді ақауларды анықтау үшін жоғары сапалы рентген суреттерін алу негізгі маңызды. Қазіргі заманғы жүйелер автоматты экспозициялық басқару, бағдарламаланатын сканерлеу траекториялары және нақты pcb жинақтары мен компонент түрлеріне сәйкес келу үшін фокусты реттеуге мүмкіндік береді.

Рентген суреттерін түсіру бойынша ең жақсы тәжірибелер:

• BGAs сияқты маңызды компоненттері бар немесе ұсақ элементтері бар тақталар үшін жоғары ажыратымдылықты параметрлерді қолданыңыз.
• Процестің ауытқуын дәлірек анықтау үшін ақау алгоритмдеріне «үлгі тақта» суреттерін пайдаланыңыз.
• Тұрақты сурет сапасын және ақауларды классификациялауды қамтамасыз ету үшін рентген тексеру құрылғысыңызды белгілі сынақ үлгілеріне қарсы регулярлы түрде калибрлеңіз.
• Сәйкестік пен іздестірімділік үшін тарихи жазба жасау үшін сапа басқару жүйеңіз арқылы суреттерді мұрағаттаңыз және түсіндірмелер қосыңыз.

Пайдасы: PCB сапасын бақылау үшін Автоматтандырылған Рентген Тексеруі

Автоматтандырылған рентген тексеруі басқа сынақ және тексеру әдістері жетістікке жете алмайтын ерекше пайданы ұсынады:

Рентген Тексеруінің Пайдасы

Осы пайдалы қасиеттерді максималды пайдалану үшін кеңестер:

• Ақаулардың күрт өсуі туралы дер кезінде хабардар болу үшін AXI деректерін MES-пен біріктіріңіз.
• Жеткізушінің сапасын бақылау үшін автоматтандырылған есеп беруді қолданыңыз.
• Процестегі бейнелердің деректерін кезең-кезеңімен талдау арқылы мәселелер пайда болар алдында оларды анықтаңыз.

Рентген тексеру қызметтерін немесе құрылғыларын таңдау тәсілі

Сіздің таңдауыңыз соңғы өнімнің сенімділігі мен өндірістің тиімділігін анықтайды pCB Өндірісі процесс.

Әдістемелік талдау

• 2D жүйелер: Негізгі өндірістік желілер үшін, тез түрде тексеру немесе AOI-ге қосымша ретінде қолдануға сәйкес келеді.
• 3D/CT: Көп қабатты немесе жоғары тығыздықтағы тақталары бар, жоғары деңгейдегі, құнды немесе қауіпсіздікке арналған қолданбалар үшін міндетті талап.
• Автоматтандырылған рентген тексеру жүйесі: Жоғары санатты зауыттар мен шартты түрде нөлдік кемшілік мақсатына ұмтылатын контракттық өндірушілер үшін AXI жылдамдық пен қамту аясы бойынша міндетті талап.

Рентген тексеру қызметін ұсынатын компанияңызға сұраңыз:

• Сіздің электроника және PCB өнеркәсібіндегі тәжірибеңіз қандай?
• Ұқсас PCB жинақтарындағы ақауларды классификациялау бойынша үлгі есептерді және көрсетілімді бөлісе аласыз ба?
• Жүйелер қаншалықты жиі қайтадан калибрленеді және сіз рентген суреттерін қалай сақтайсыз?
• Халықаралық рентген сәулесі мен сапа стандарттарына сәйкес келесіз бе?

PCB-ге арналған рентген тексеруі туралы жиі қойылатын сұрақтар

С: PCB жинақтарында сапаны қамтамасыз ету үшін неге рентген тексеруі маңызды деп саналады?

Ж: Рентген тексеруі қабаттар мен компоненттердің ішіне дейін көре алады және дәстүрлі тексеру әдістері өткізіп жіберетін, бос орындар, қысқа тұйықталулар және дұрыс тураланбау сияқты жасырын мәселелерді анықтайды, сондықтан сіздің схемалық тақталарыңыз ең жоғары өнеркәсіптік стандарттарға сай келеді.

С: Тек PCB рентген тексеруі арқылы ғана анықталатын қандай ақаулар бар?

BGA астындағы дәнекерлеу кемшіліктері, PCB қабаттарының арасындағы қабаттасу, ішкі бос орындары бар толтырылған өткіндер, трассалардағы микроскопиялық жарықтар және үлкен компоненттердің астындағы сәл ығысу тек рентгендік тексеру технологиялары арқылы көрінеді.

С: Менің PCB-лерім мен операторлар үшін рентгендік тексеру қауіпсіз бе?

Ж: Иә — қазіргі заманғы рентгендік тексеру құрылғылары мұқият экранның ішінде болады және операторлар қатаң сәулелену қауіпсіздігі бойынша нұсқауларды ұстанады. Дұрыс параметрлер компоненттер мен адамдардың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

С: Рентгендік тексеру сапасын және тексеру жылдамдығын қалай жақсартады?

Ж: Автоматтандырылған рентгендік тексеру жүйелері жоғары сапалы суреттерді сәтте ұстап алады және оларды секунд ішінде талдау жасайды, сапаны тұрақты тексеріп, қолжетімсіз әдістерге қарағанда тежеулерді азайтады.

С: Менің әрқашан 3D рентгенге немесе 2D рентген жүйелері жеткілікті ме?

Ж: 2D жүйелер көптеген типтік PCB тапсырмалары үшін жылдам және тиімді, бірақ толтырылған өткізулер, ішкі қабат ақаулары немесе вертикальды компоненттер жинағы сияқты тереңдікті детальдар маңызды болған кезде, күрделі PCB, HDI қабаттарын тексеру үшін 3D (КТ) рентгенді пайдалану қажет.

С: PCB өндіру барысындағы тексеруім тиімді ме, оны қалай анықтауға болады?

Ж: Егер сіз тұрақты түрде ақау ppm мақсаттарына жетіп отырсаңыз, таза тарихи рентген суреттеріңіз болса және клиенттердің немесе реттеуші органдардың сапа аудитін регламентті түрде тапсырып отырсаңыз, онда сіздің тексеру процесіңіз (автоматтандырылған рентген арқылы тексеру ерекше) жұмыс істеп тұр деген сөз.

Қорытынды: Сенімді PCB үшін сапаны бақылау және тексеру

Әрқашанғы ыңғайлылықтың — адам өмірін сақтайтын медициналық құрылғылардан бастап, біз жүргізетін көліктерге дейінгі — негізіне электроника айналып жатқан сайын, басылымды схемалық тақталардың әрқайсысының сапасы мен сенімділігін қамтамасыз ету әр заманнан да маңызды. Рентген арқылы тексеру осы сенімділіктің негізгі тірегі болып табылады.

Қазіргі ППС өндірушілері, жобалаушылар және сапа инженерлері 2D және 3D әдістерін қамтитын соңғы ұрпақ рентгендік тексеру технологиясын пайдалана отырып, тексеру тапсырмаларын автоматтандыруға, тексерудің жоғары жылдамдығына қол жеткізуге және жасырын ақаулардың ешқашан тұтынушыға жетпейтініне кепілдік беруге мүмкіндік алады.

ППС-ті рентгендік тексеру дәстүрлі тексеру әдістерінің жетіспейтін жерлерін шешіп, әрбір партияның сапалы ППС жинағы болуын қамтамасыз ететін сапа басқаруы мен тексеру стратегияларында анықтаушы рөл атқаратын заманауи сапа басқару жүйесінің бөлігі ретінде уақытылы, нақты кері байланыс беретін ең күрделі қабаттар мен дәнекерлеу жіктерінің егжей-тегжейлі, бұзуға ұшырамайтын ішкі көрінісін қамтамасыз етеді.