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Nel campo dell'assemblaggio SMT, i componenti elettronici diventano sempre più piccoli e le densità di saldatura aumentano. L'ispezione visiva manuale tradizionale o l'apparecchiatura di ispezione ottica convenzionale (AOI) non sono più sufficienti a soddisfare le richieste di controllo qualità ad alta precisione e affidabilità quando si tratta di strutture complesse di giunzioni di saldatura. In questo contesto, la tecnologia di ispezione a raggi X, grazie alla sua natura non distruttiva, all'alta risoluzione e alla capacità di visualizzare le strutture interne, ha permesso a Nectec di produrre una serie di macchine di ispezione a raggi X di alta qualità e precisione, che sono diventate strumenti essenziali per garantire la qualità dei prodotti e migliorare i processi di produzione. I punti chiave che vorremmo discutere in questo passaggio sono in totale quattro.
La prima domanda è: perché le fabbriche di assemblaggio SMT hanno bisogno di ispezioni a raggi X oggi? Il motivo di questa domanda è semplice. Nel processo di assemblaggio SMT sono ampiamente utilizzati componenti con confezionamento senza o semi-piombo, come BGA (Ball Grid Array), QFN e LGA. Le giunzioni di saldatura di questi componenti sono per lo più nascoste sotto i componenti stessi, il che le rende difficili da ispezionare visivamente o tramite AOI. Difetti come bolle, giunti di saldatura freddi, cortocircuiti e circuiti aperti all'interno dei giunti di saldatura sono fattori critici che influenzano la stabilità e l'affidabilità dei prodotti elettronici. Inoltre, la tecnologia di ispezione a raggi X è in grado di penetrare nei materiali di confezionamento per visualizzare i giunti di saldatura interni, consentendo di rilevare potenziali difetti senza smontare il prodotto. Questa capacità di "vedere all'interno" la rende un'importante integrazione ai metodi di ispezione tradizionali, particolarmente adatta per i settori di produzione elettronica di fascia alta con severi requisiti di controllo della qualità, come l'elettronica automobilistica, l'elettronica medica, i sistemi di controllo industriali e i prodotti militari.
In secondo luogo, forniremo una breve descrizione dei principi alla base delle macchine di ispezione a raggi-X. L'ispezione a raggi X è un metodo di controllo non distruttivo che utilizza i raggi X per penetrare negli oggetti e creare immagini all'estremità ricevente, consentendo la visualizzazione e l'analisi delle strutture interne. Quando i raggi X attraversano gli oggetti, subiscono vari gradi di attenuazione a seconda della densità e dello spessore del materiale, dando luogo a diversi contrasti di scala di grigi nelle immagini e rivelando così le caratteristiche strutturali interne dell'oggetto testato. D'altra parte, nelle fabbriche di assemblaggio SMT, le apparecchiature a raggi X sono utilizzate principalmente per ispezionare la morfologia dei giunti di saldatura e determinare la presenza di difetti come vuoti, giunti di saldatura freddi, ponti o saldatura insufficiente. Grazie alle sorgenti a raggi X ad alta risoluzione e ai sistemi di acquisizione delle immagini, gli operatori possono analizzare con precisione lo stato qualitativo di ciascun giunto di saldatura.
In terzo luogo, discuteremo le applicazioni delle macchine di ispezione a raggi X nella vita reale. Prima situazione: ispezione di dispositivi montati sul fondo, come BGA e QFN. Il motivo è che i metodi di ispezione tradizionali non sono in grado di accedere ai giunti di saldatura interni di tali pacchetti, mentre i raggi X possono mostrare chiaramente la distribuzione, le dimensioni, il rapporto di bolle e la qualità complessiva della saldatura dei giunti di saldatura sferici, rendendolo il metodo preferito per rilevare i giunti di saldatura freddi e i ponti; situazione due: identificazione dei vuoti di saldatura e della saldatura insufficiente. Il motivo è che le bolle all'interno dei giunti di saldatura possono causare instabilità elettrica e persino il guasto del dispositivo. L'imaging a raggi X aiuta gli ingegneri a valutare visivamente le dimensioni e la posizione dei vuoti, fornendo una base per il miglioramento del processo; terza situazione: riparazione e analisi dei guasti. Il motivo è che durante le restituzioni dei clienti o i processi di ispezione della qualità, la tecnologia a raggi X può essere utilizzata per individuare i difetti in modo non distruttivo, abbreviando di fatto il ciclo di risoluzione dei problemi, evitando riparazioni e smontaggi inutili e migliorando l'efficienza complessiva dell'ispezione;
Quarta situazione: ispezione del primo articolo e convalida del processo. Il motivo è che l'ispezione del prodotto iniziale dopo il montaggio SMT è una fase importante per garantire la coerenza dei prodotti di massa. Una scansione completa del primo articolo mediante la tecnologia a raggi X può identificare tempestivamente le deviazioni del processo e correggerle, prevenendo così i successivi difetti della produzione di massa.
In quarto luogo, discuteremo i preziosi risultati che il processo di ispezione a raggi X può apportare alle fabbriche SMT. Il primo risultato è il miglioramento del tasso di rendimento dei prodotti. Il motivo è che, rilevando in anticipo i difetti di saldatura, si può evitare che i prodotti difettosi entrino nei processi a valle, riducendo così in modo significativo i tassi di rilavorazione e di scarto; il secondo risultato è il supporto della produzione snella e del miglioramento dei processi. Il motivo è che può monitorare continuamente la qualità della saldatura nei punti chiave del processo e restituire i risultati alla linea di produzione per regolare i parametri in modo tempestivo. In questo modo si ottiene un controllo ad anello chiuso e si migliora la stabilità del processo di produzione; il terzo risultato è la soddisfazione dei requisiti dei clienti per una consegna di alta qualità. Il motivo è che i clienti di fascia alta o gli ordini internazionali di solito utilizzano i raggi X come misura di garanzia della qualità prima della spedizione, per migliorare significativamente la professionalità e l'affidabilità della fabbrica SMT agli occhi dei clienti; il quarto risultato è l'assistenza per ottenere la certificazione di terze parti e gli audit di qualità. Il motivo è che quando dobbiamo affrontare gli audit del sistema di qualità ISO o della fabbrica dei clienti, le capacità di ispezione a raggi X sono spesso utilizzate come dimostrazione di metodi di ispezione avanzati, aiutando le fabbriche SMT a stabilire un'immagine standardizzata e professionale.
In conclusione, con la tendenza verso una produzione elettronica sempre più sofisticata e altamente affidabile, le apparecchiature di ispezione a raggi X sono diventate una parte importante dell'industria SMT come strumento di garanzia della qualità ad alta precisione e non distruttivo. In futuro, con lo sviluppo dell'automazione e dell'intelligenza, l'ispezione a raggi X sarà collegata anche al riconoscimento delle immagini AI e ai sistemi MES per fornire alle fabbriche di chip SMT soluzioni di qualità full-process più intelligenti ed efficienti.