Các Thành Phần Chính của Máy Chụp X-Quang Kiểm Tra PCB

Máy chụp X-quang để kiểm tra PCB là những hệ thống tinh vi bao gồm một số mô-đun tích hợp hoạt động cùng nhau để cung cấp khả năng kiểm tra bên trong không phá hủy.

1. Mô-đun Tạo X-Quang (Nguồn X-Quang):Đây là trái tim của hệ thống. Nó sử dụng một ống X-quang microfocus hoặc nanofocus (ví dụ, từ Hamamatsu hoặc Nikon) để tạo ra một chùm tia năng lượng cao, tập trung tốt. Các yếu tố chính bao gồm nguồn điện áp cao và bộ chuẩn trực chùm tia. Các hệ thống hiện đại thường có các ống kín (được niêm phong và không cần bảo trì) với công suất từ 90kV đến 160kV. Các hệ thống tiên tiến tự hào có các tính năng như đầu ra cường độ không đổi (TXI) để có độ sắc nét hình ảnh nhất quán và kích thước điểm tập trung ổn định, rất quan trọng cho cả kiểm tra sản xuất và quét CT.2. Mô-đun Thu và Phát Hiện Hình Ảnh:

 Mô-đun này thu các tia X xuyên qua mẫu. Nó đã chuyển đổi phần lớn từ các bộ tăng cường hình ảnh cũ sang các bộ dò phẳng kỹ thuật số (ví dụ: loại CMOS hoặc CCD). Các bộ dò này cung cấp độ phân giải cao (ví dụ: 1536x1536 pixel), thang độ xám 16 bit sâu để có độ tương phản tuyệt vời và tốc độ khung hình cao. Một số thiết kế sáng tạo giữ cho bộ dò đứng yên và nghiêng nó lên đến 60° hoặc thậm chí 70° để có được các góc nhìn mà không làm giảm độ phóng đại hoặc yêu cầu di chuyển mẫu lớn.3. Mô-đun Vận Hành và Định Vị Cơ Học:

 Chuyển động chính xác là rất quan trọng để kiểm tra chính xác. Hệ thống này bao gồm một bàn có động cơ chính xác cao (khả năng tải có thể lên đến 10kg) với nhiều trục (X, Y, Z, xoay, nghiêng) thường được điều khiển bởi động cơ tuyến tính. Nó cho phép định vị chính xác PCB dưới chùm tia và cho phép các chuyển động phức tạp để quét CT (xoay 360°) và thu thập hình ảnh từ các góc khác nhau (ví dụ: nghiêng lên đến 60°). Điều này đảm bảo không có điểm mù kiểm tra và là chìa khóa để tái tạo 3D.4. Mô-đun Che Chắn và An Toàn Bức Xạ:

 An toàn là tối quan trọng. Hệ thống được bao bọc bên trong một tủ có lớp che chắn bằng chì với các cửa sổ xem bằng kính chì. Nó kết hợp các công tắc khóa liên động an toàn, ngay lập tức cắt điện cho ống X-quang nếu cửa được mở, khóa cửa điện từ ngăn không cho mở khi chùm tia đang bật và các nút dừng khẩn cấp. Rò rỉ bức xạ được kiểm soát chặt chẽ ở mức dưới 1 µSv/giờ, tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế.5. Mô-đun Xử Lý Dữ Liệu, Phân Tích và Phần Mềm:

 Đây là "bộ não" của hoạt động. Phần mềm điều khiển tất cả các thành phần phần cứng và thực hiện xử lý và phân tích hình ảnh quan trọng. Nó bao gồm các tính năng để tăng cường hình ảnh (điều chỉnh độ tương phản, độ sáng, giảm nhiễu), nhận dạng khuyết tật tự động (ADR) bằng cách sử dụng các thuật toán hoặc AI để phân loại khuyết tật và các công cụ đo lường định lượng (ví dụ: đối với tỷ lệ phần trăm khoảng trống, khoảng cách chân đến miếng đệm, tỷ lệ khoảng trống). Nó hỗ trợ lưu trữ và gọi lại chương trình để kiểm tra hàng loạt và thường tích hợp với Hệ thống Thực thi Sản xuất (MES) để truy xuất nguồn gốc dữ liệu và SPC.Cách Sử Dụng và Ứng Dụng Chính

Máy chụp X-quang PCB là không thể thiếu để kiểm soát chất lượng và phân tích lỗi trong sản xuất điện tử:

Kiểm Tra Mối Hàn:

 Đây là ứng dụng phổ biến nhất. Nó rất quan trọng để kiểm tra các kết nối hàn ẩn như trong Mảng Lưới Cầu (BGA), Gói Cấp Chip (CSP) và Gói Không Chì Bốn Mặt (QFN). Nó phát hiện các khuyết tật như cầu nối (ngắn mạch), khoảng trống/lỗ rỗng, hàn không đủ, đầu trong gối và mối nối nguội.Phân Tích PCB và Lắp Ráp:

 Được sử dụng để kiểm tra chất lượng và tỷ lệ lấp đầy của lỗ thông qua (PTH), tính toàn vẹn của đường dẫn bên trong và căn chỉnh lớp trong các bảng nhiều lớp.Kiểm Tra Linh Kiện và Liên Kết Dây:

Xác minh tính toàn vẹn của các cấu trúc bên trong trong các linh kiện, chẳng hạn như gắn khuôn, liên kết dây (đối với đứt, võng hoặc thiếu dây) và khoảng trống bên trong.Phân Tích Lỗi và Tối Ưu Hóa Quy Trình:

 Cung cấp những hiểu biết vô giá để chẩn đoán các sản phẩm trả về và tinh chỉnh các quy trình lắp ráp (ví dụ: cấu hình reflow, thiết kế stencil) bằng cách tiết lộ nguyên nhân gốc rễ của các khuyết tật.Các Ngành Công Nghiệp Được Bao Gồm:

 Các hệ thống này rất quan trọng trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, ô tô, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và bao bì bán dẫn, nơi độ tin cậy là không thể thương lượng.✅ Ưu Điểm Chính

Việc áp dụng kiểm tra X-quang mang lại những lợi ích đáng kể so với các phương pháp khác:

Kiểm Tra Không Phá Hủy (NDT):

Cho phép kiểm tra nội bộ kỹ lưỡng mà không làm hỏng PCB hoặc các linh kiện đắt tiền, đây là lợi thế lớn nhất của nó.   Phát Hiện Khuyết Tật Vô Song cho Các Mối Nối Ẩn: Đây là phương pháp duy nhất để kiểm tra định lượng các mối hàn như BGA bị ẩn khỏi tầm nhìn sau khi lắp ráp.

Độ Chính Xác Cao và Phân Tích Định Lượng:

 Cung cấp độ phân giải đặc biệt (xuống đến <1µm với các nguồn phụ micron) và cung cấp các phép đo chính xác về tỷ lệ phần trăm khoảng trống, khoảng trống và các thông số kích thước khác.Cải Thiện Kiểm Soát Quy Trình và Năng Suất:

Bằng cách xác định các xu hướng khuyết tật sớm trong quy trình sản xuất, các nhà sản xuất có thể thực hiện các điều chỉnh khắc phục, giảm chi phí phế liệu và sửa chữa và cải thiện đáng kể năng suất tổng thể.Khả Năng Truy Xuất Nguồn Gốc Dữ Liệu Toàn Diện:

 Tích hợp với MES và khả năng tự động tạo và lưu trữ các báo cáo kiểm tra chi tiết với hình ảnh hỗ trợ kiểm toán chất lượng và phân tích nguyên nhân gốc rễ.⚙️ Số Liệu Hiệu Suất và Khả Năng

Hiệu suất của hệ thống kiểm tra X-quang có thể được đánh giá dựa trên một số thông số kỹ thuật:

Độ Phân Giải và Độ Phóng Đại:

 Được đo bằng micron (µm), nó xác định tính năng nhỏ nhất có thể phát hiện được. Các hệ thống cung cấp độ phóng đại hình học (ví dụ: 200X) và thậm chí độ phóng đại hệ thống cao hơn (ví dụ: 1500X). Các hệ thống tiên tiến đạt được độ phân giải phụ micron.Tốc Độ Kiểm Tra và Thông Lượng:

Điều này rất quan trọng đối với dây chuyền sản xuất. Tốc độ có thể được đo là "thời gian cho mỗi điểm kiểm tra" (ví dụ: thấp nhất là 3 giây/điểm). Các hệ thống Kiểm Tra X-quang Tự động (AXI) trực tuyến cao cấp được thiết kế để kiểm tra nội tuyến tốc độ cao trong môi trường sản xuất hàng loạt.Khả Năng Chụp Ảnh Nâng Cao:

 Ngoài chụp ảnh 2D, các hệ thống hiện đại cung cấp chế độ xem góc xiên 2.5D (để nhận biết độ sâu tốt hơn), quét CT 3D (chế độ xem mặt cắt ngang và kết xuất thể tích) và các kỹ thuật như SFT (Công nghệ Lọc Lát) để phân tích các bảng hai mặt mà không cần tháo rời.Tự Động Hóa và Dễ Sử Dụng:

 Các tính năng như công thức có thể lập trình, điều hướng tự động đến các điểm quan tâm, đầu đọc mã vạch để nhận dạng bảng và giao diện phần mềm trực quan làm giảm đáng kể thời gian đào tạo của người vận hành và giảm thiểu lỗi của con người.Hợp Nhất Đa Kỹ Thuật:

 Các hệ thống tiên tiến nhất có thể kết hợp một số kỹ thuật trên (2D, 2.5D, 3D CT, SFT) trong một nền tảng duy nhất để giải quyết các thách thức kiểm tra phức tạp nhất.So Sánh Các Hệ Thống Đại Diện

Tính Năng / Hệ Thống

Việc sử dụng chính của chúng xoay quanh việc kiểm tra các mối hàn ẩn và các cấu trúc bên trong không phá hủy. Những ưu điểm chính bao gồm việc khám phá các khuyết tật mà không có phương pháp nào khác có thể nhìn thấy, cung cấp dữ liệu định lượng để cải thiện quy trình và đảm bảo chất lượng sản phẩm trong các ngành công nghiệp có độ tin cậy cao.

Hiệu suất liên tục phát triển, với các xu hướng hướng tới tự động hóa hơn (nhận dạng khuyết tật do AI điều khiển), tốc độ nhanh hơn (đặc biệt đối với AXI nội tuyến), độ phân giải cao hơn cho các linh kiện có bước chân nhỏ hơn và sự mở rộng của khả năng CT 3D cho các nhu cầu phân tích nghiêm ngặt nhất. Khi chọn một hệ thống, hãy cân bằng cẩn thận độ phân giải, tốc độ, trường nhìn và các công nghệ chụp ảnh cụ thể cần thiết cho thiết kế PCB hiện tại và tương lai của bạn.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm:

 Thông số kỹ thuật có thể thay đổi đáng kể giữa các nhà sản xuất và kiểu máy. Rất khuyến khích tham khảo trực tiếp với các nhà cung cấp thiết bị để thảo luận về các yêu cầu ứng dụng cụ thể của bạn và yêu cầu trình diễn với PCB của riêng bạn.