Von Mobiltelefon-Hauptplatinen bis hin zu Drohnensteuerungen kann die Online-Röntgenprüfung sinnvoll eingesetzt werden.

In der modernen Elektronikfertigung werden Produkte zunehmend miniaturisiert und integriert, wobei die Abstände zwischen den Bauteilen in Mikrometern gemessen werden - Details, die für das bloße Auge einfach unsichtbar sind, geschweige denn für interne Defekte erkennbar. Genau in diesem Zusammenhang hat sich die Technologie der zerstörungsfreien Röntgenprüfung als "Mikroskop" der Industrie herauskristallisiert, insbesondere das System der "Online-Röntgenprüfung". Dieses System hat den gesamten Qualitätskontrollprozess von einer "Stichprobenprüfung" zu einer "vollständigen Prüfung" und von einer ‘Handbuch‘ zu "automatisiert", was die Ausbeute und die Produktionseffizienz erheblich verbessert. In diesem Abschnitt wollen wir erörtern, welche Art von Lösungen Röntgeninspektionsmaschinen für die Industrie bieten können und welche Rolle sie bei der Herstellung von Handychips und Drohnen spielen.

Zunächst möchten wir auf die Herausforderung der versteckten Fehler in der Elektronikfertigung eingehen. Zunächst müssen wir verstehen, dass mit der rasanten Entwicklung von 5G, künstlicher Intelligenz und dem Internet der Dinge die Anforderungen an die Komplexität des Leiterplattendesigns in Endgeräten immer strenger werden. Nehmen Sie die Hauptplatine eines Smartphones als Beispiel: Eine handtellergroße Platine ist dicht gepackt mit Hunderten von Chips, Kondensatoren, Widerständen und anderen Komponenten. Viele dieser kritischen Komponenten werden mit BGA- (Ball Grid Array) oder CSP-Technologien (Chip-Scale Packaging) verpackt, bei denen die Lötstellen unter dem Chip verborgen sind. Herkömmliche visuelle Inspektionen und AOI-Methoden (Automated Optical Inspection) sind einfach nicht in der Lage, die Qualität der Lötstellen zu bestimmen. Auch bei Geräten wie Drohnensteuerungen, Antriebsmodulen für Elektrowerkzeuge und Hauptsteuerplatinen für Industriekameras ist die interne Schaltungsintegration nicht weniger komplex als in der Unterhaltungselektronik. Wenn Probleme wie Lötlöcher, kalte Lötstellen oder Kurzschlüsse auftreten, kann dies leicht zu einem instabilen Gerätebetrieb, Signalunterbrechungen oder sogar Systemabstürzen führen, mit nicht zu unterschätzenden Folgen.

Zweitens möchten wir die Vorteile von Online-Röntgenprüfgeräten erwähnen. Die Röntgeninspektion, eine Technologie, die hochenergetische Strahlen einsetzt, um Objekte zu durchdringen und Bilder zu erzeugen, kann durch die innere Struktur von Bauteilen "hindurchsehen" und den Zustand von Lötstellen, Verbindungsintegrität und Materialfehlern direkt beobachten. Im Gegensatz zur traditionellen Offline-Prüfung können Online-Röntgensysteme nahtlos in Produktionslinien integriert werden, um eine automatische Zuführung, automatische Abtastung, automatische Beurteilung und Datenrückmeldung zu erreichen. Es gibt vier Bereiche, in denen der Wert von Online-Röntgenprüfsystemen maximiert werden kann. Wert eins ist die vollständige Abdeckung des Scanbereichs: Jede Platine und jeder Chip kann gescannt und geprüft werden; Wert zwei ist die Rückmeldung in Echtzeit: Defekte können sofort erkannt und ein Alarm ausgelöst werden, um zu verhindern, dass defekte Produkte in den nächsten Prozess gelangen; Wert drei ist die Rückverfolgbarkeit in einem geschlossenen Kreislauf: Sie liefert Prüfergebnisse, die mit dem MES-System verbunden sind, was die Qualitätsanalyse und das Rückverfolgbarkeitsmanagement erleichtert. Wert vier ist die Präzision im Mikrometerbereich: Die Ergebnisse zeigen deutlich die Struktur von BGA-Lötkugeln, IC-Pins, internen Blasen usw. Die Vorteile des Einsatzes solcher Röntgeninspektionsgeräte wie Nectec‘s NX-CT160 Online-Röntgenprüfgerät, sind unbegrenzt. Während der Röntgeninspektion wurde auf dem zu prüfenden elektronischen Bauteil ein Zusammenbruch der Chip-Lötkugel entdeckt. Durch die sofortige Änderung der Lötparameter konnte eine umfangreiche Verschrottung vermieden werden. Auch nach dem Reflow-Löten kann die Röntgeninspektion potenzielle versteckte Probleme wie kalte Lötstellen und Überbrückungen auf Drohnen-Steuerungsplatinen sofort erkennen und so die Stabilität der Fabrik erheblich verbessern. 

Drittens möchten wir die breite Palette von Anwendungsszenarien für solche Röntgenprüfgeräte erwähnen. Obwohl sie ursprünglich für Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefone und Tablets eingesetzt wurden, ist die Online-Röntgeninspektion in den letzten Jahren aufgrund der weit verbreiteten Nachfrage nach hoher Zuverlässigkeit zunehmend auch in anderen Bereichen angewendet worden. Es gibt vier repräsentative neue Bereiche. Feld eins ist das neue Energiebatterie-Management-System: solche Maschinen können die Qualität von Lötstellen und das Schweißen von Anschlussplatten prüfen; Feld zwei ist das elektronische Steuergerät für Kraftfahrzeuge: solche Maschinen können den Füllstatus interner Vias in Multilayer-Platinen überprüfen; Feld drei ist die medizinische Elektronik: solche Maschinen können die Qualität von Lötstellen auf Hauptsteuerplatinen für Blutzuckermessgeräte, Ventilator-Steuerplatinen usw. überwachen; Feld vier ist das Hauptsteuermodul für die Industrieautomatisierung: solche Maschinen können sicherstellen, dass diese Geräte, wie SPS und variable Frequenzantriebsplatinen, langfristig stabil laufen. Mit der Entwicklung fortschrittlicher Verpackungstechnologien wie Mikromontage, heterogenes Packaging und Flip-Chip-Packaging nimmt die Bedeutung der Röntgeninspektion ständig zu und macht sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil von SMT-Produktionslinien.

Viertens möchten wir die zukünftigen Trends bei Röntgenprüfgeräten erwähnen, um sie intelligenter, effizienter und integrierter im Rahmen der aktuellen Industriestandards zu machen. Bei den heutigen Röntgensystemen geht es nicht mehr nur darum, "Bilder zu machen". Mit der Einführung von KI-Algorithmen können sie automatisch verschiedene komplexe Defekte erkennen und eine intelligente Beurteilung und Defektklassifizierung vornehmen. Darüber hinaus macht die Deep-Learning-Technologie das System mit zunehmender Nutzung intelligenter. Es kann sogar Defekte vorhersagen und Empfehlungen zur Prozessoptimierung auf der Grundlage historischer Daten geben.

Gleichzeitig wird das Erkennungssystem schrittweise in Fertigungssysteme wie MES und ERP integriert, wodurch es Teil der intelligenten Fabrik wird und seinen Digitalisierungsgrad und seine Intelligenz kontinuierlich verbessert. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Online-Röntgeninspektion von Smartphone-Hauptplatinen bis hin zu Drohnensteuerungen, von Unterhaltungselektronik bis hin zu industriellen Steuerungssystemen eine wichtige Rolle spielt. Sie verbessert nicht nur die Qualitätsmanagementstandards in der Elektronikfertigung, sondern dient auch als wichtiges Werkzeug für die Prozessvisualisierung und Qualitätskontrolle im Kontext von Industrie 4.0. In Zukunft werden sich die Anwendungsszenarien für die Röntgeninspektion mit der fortschreitenden Miniaturisierung und dem dreidimensionalen Design von Bauteilen noch erweitern. Egal, ob Sie ein Fertigungsingenieur, Qualitätsmanager oder ein Fachmann sind, der sich für intelligente Fertigung interessiert, es ist wichtig, den Wert dieser "transparenten Technologie" zu erkennen.