Desde placas base de teléfonos móviles hasta controladores de drones, la inspección por rayos X en línea puede ser de gran utilidad.

En la fabricación moderna de electrónica, los productos son cada vez más miniaturizados e integrados, con una separación entre componentes que se mide en micrómetros, detalles que son simplemente invisibles a simple vista, por no hablar de los defectos internos detectables. Precisamente en este contexto, la tecnología de ensayos no destructivos con rayos X ha surgido como el "microscopio" de la industria, en particular el sistema de "inspección por rayos X en línea". Este sistema ha transformado todo el proceso de control de calidad de "inspección por muestreo" a "inspección completa" y de ‘manual‘ a "automatizado", mejorando significativamente las tasas de rendimiento y la eficiencia de la producción. En este pasaje, queremos analizar qué tipo de soluciones pueden aportar las máquinas de inspección por rayos X a la industria y su prevalencia en el proceso de fabricación de chips para teléfonos móviles, drones.

En primer lugar, nos gustaría mencionar el reto de los defectos ocultos en la fabricación de productos electrónicos. Para empezar, debemos entender que con el rápido desarrollo del 5G, la inteligencia artificial y el Internet de las cosas, los requisitos de complejidad para el diseño de placas de circuitos en dispositivos terminales son cada vez más estrictos. Tomemos como ejemplo la placa base de un smartphone: una placa de circuitos del tamaño de la palma de la mano está densamente empaquetada con cientos de chips, condensadores, resistencias y otros componentes. Muchos de estos componentes críticos se empaquetan con tecnologías BGA (Ball Grid Array) o CSP (Chip-Scale Packaging), en las que las juntas de soldadura quedan ocultas bajo el chip. Los métodos tradicionales de inspección visual y AOI (inspección óptica automatizada) son sencillamente incapaces de determinar la calidad de la soldadura. Del mismo modo, en dispositivos como controladores de drones, módulos de accionamiento de herramientas eléctricas y placas de control principal de cámaras industriales, la integración del circuito interno no es menos compleja que en la electrónica de consumo. Si se producen problemas como huecos en las soldaduras, uniones soldadas frías o cortocircuitos, es fácil que se produzca un funcionamiento inestable del dispositivo, interrupciones de la señal o incluso fallos del sistema, con consecuencias que no deben subestimarse.

En segundo lugar, nos gustaría mencionar los valores de las máquinas de inspección por rayos X en línea. La inspección por rayos X, que es una tecnología que utiliza rayos de alta energía para penetrar en los objetos y formar imágenes, puede "ver a través" de la estructura interna de los componentes, observando directamente el estado de las juntas de soldadura, la integridad de las conexiones y los defectos de los materiales. A diferencia de la inspección tradicional fuera de línea, los sistemas de rayos X en línea pueden integrarse perfectamente en las líneas de producción para lograr la alimentación automática, la exploración automática, el juicio automático y la retroalimentación de datos. Hay cuatro áreas que pueden maximizar los valores de las máquinas de inspección por rayos X en línea. El valor uno es la cobertura total del escaneado: lo que hace es que ya no depende del muestreo aleatorio, cada placa y cada chip pueden escanearse e inspeccionarse; el valor dos es la retroalimentación en tiempo real: lo que hace es que puede identificar instantáneamente los defectos y hacer sonar una alarma, evitando que los productos defectuosos entren en el siguiente proceso; el valor tres es la trazabilidad de bucle cerrado: lo que hace es que proporciona resultados de pruebas que están conectados al sistema MES, facilitando el análisis de calidad y la gestión de la trazabilidad; El valor cuatro es la precisión a nivel de micras: lo que hace es que los resultados muestran claramente la estructura de las bolas de soldadura BGA, los pines IC, las burbujas internas, etc. Las ventajas de utilizar este tipo de máquinas de inspección por rayos X, como Nectec‘de la máquina de inspección por rayos X en línea NX-CT160, son ilimitadas. Durante el proceso de inspección por rayos X, se descubrió el colapso de una bola de soldadura de un chip en el artículo electrónico en cuestión. Al cambiar rápidamente los parámetros de soldadura, se evitó el posterior desguace a gran escala. Del mismo modo, tras la soldadura por reflujo, la inspección por rayos X puede detectar inmediatamente posibles problemas ocultos, como juntas de soldadura frías y puentes en placas de control de drones, lo que mejora enormemente la estabilidad de la fábrica. 

En tercer lugar, nos gustaría mencionar la amplia gama de escenarios de aplicación de estas máquinas de inspección por rayos X. Aunque en un principio se utilizó para la electrónica de consumo, como teléfonos móviles y tabletas, la inspección por rayos X en línea se ha aplicado cada vez más a otros campos en los últimos años debido a la demanda generalizada de alta fiabilidad. Hay cuatro campos emergentes representativos. El primero es el sistema de gestión de baterías de nueva energía: estas máquinas pueden inspeccionar la calidad de las juntas de soldadura y la soldadura de la placa de conexión; el segundo es la unidad de control electrónico de automoción: estas máquinas pueden verificar el estado de llenado de las vías internas en placas multicapa; el tercero es el equipo electrónico médico: estas máquinas pueden supervisar la calidad de las juntas de soldadura en las placas de control principales para medidores de glucosa en sangre, placas de control de ventiladores, etc.; el cuarto es el módulo de control principal de automatización industrial: estas máquinas pueden garantizar que estos equipos funcionen de forma estable a largo plazo, como los PLC y las placas de accionamiento de frecuencia variable. Para terminar este párrafo, con el desarrollo de tecnologías avanzadas de empaquetado, como el microensamblaje, el empaquetado heterogéneo y el empaquetado de flip chips, la importancia de la inspección por rayos X aumenta constantemente, lo que la convierte en una parte indispensable de las líneas de producción SMT.

En cuarto lugar, nos gustaría mencionar las tendencias de futuro de las máquinas de inspección por rayos X, para hacerlas más inteligentes, eficaces e integradas en los estándares industriales actuales. Los sistemas de rayos X actuales ya no se limitan a "hacer fotos". Con la introducción de algoritmos de IA, pueden identificar automáticamente varios defectos complejos y realizar un juicio inteligente y una clasificación de defectos. Además, la tecnología de aprendizaje profundo hace que el sistema sea más inteligente con el uso, e incluso puede predecir defectos y hacer recomendaciones de optimización de procesos basadas en datos históricos.

Al mismo tiempo, el sistema de detección se integra gradualmente con sistemas de fabricación como MES y ERP, pasando a formar parte de la fábrica inteligente y mejorando continuamente su nivel de digitalización e inteligencia. 

Para concluir, desde las placas base de los smartphones hasta los controladores de drones, desde la electrónica de consumo hasta los sistemas de control industrial, la inspección por rayos X en línea está desempeñando silenciosamente un papel importante. No solo mejora los estándares de gestión de calidad en la fabricación electrónica, sino que también sirve como herramienta fundamental para lograr la visualización de procesos y el control de calidad en el contexto de la Industria 4.0. En el futuro, a medida que los componentes sigan evolucionando hacia la miniaturización y el diseño tridimensional, los escenarios de aplicación de la inspección por rayos X no harán más que extenderse. Si usted es un ingeniero de fabricación, gerente de calidad, o profesional interesado en la fabricación inteligente, es esencial reconocer el valor de esta "tecnología transparente."