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No campo da montagem SMT, os componentes eletrônicos estão se tornando cada vez menores e as densidades de solda estão aumentando. A inspeção visual manual tradicional ou o equipamento de inspeção óptica convencional (AOI) não são mais suficientes para atender às demandas de controle de qualidade de alta precisão e alta confiabilidade quando confrontados com estruturas complexas de juntas de solda. Nesse contexto, a tecnologia de inspeção por raios X, com sua natureza não destrutiva, alta resolução e capacidade de visualizar estruturas internas, permitiu que a Nectec produzisse uma série de máquinas de inspeção por raios X de alta qualidade e alta precisão, que se tornaram ferramentas essenciais para garantir a qualidade do produto e aprimorar os processos de fabricação. Há um total de quatro pontos-chave que gostaríamos de discutir nesta passagem.
A primeira é por que as fábricas de montagem SMT precisam de inspeção por raios X atualmente. O motivo por trás dessa pergunta é simples. No processo de montagem SMT, os componentes com embalagem sem chumbo ou sem chumbo, como BGA (Ball Grid Array), QFN e LGA, são amplamente utilizados. As juntas de solda desses componentes ficam, em sua maioria, escondidas sob os componentes, o que dificulta a inspeção visual ou por AOI. Defeitos como bolhas, juntas de solda fria, curtos-circuitos e circuitos abertos nas juntas de solda são fatores críticos que afetam a estabilidade e a confiabilidade dos produtos eletrônicos. Além disso, a tecnologia de inspeção por raios X pode penetrar nos materiais de embalagem para obter imagens das juntas de solda internas, permitindo a detecção de possíveis defeitos sem desmontar o produto. Essa capacidade de "ver por dentro" faz com que ela seja um complemento importante para os métodos de inspeção tradicionais, especialmente adequada para setores de fabricação de produtos eletrônicos de ponta com requisitos rigorosos de controle de qualidade, como eletrônicos automotivos, eletrônicos médicos, sistemas de controle industrial e produtos militares.
Em segundo lugar, forneceremos uma breve descrição dos princípios por trás das máquinas de inspeção por raios X. A inspeção por raios X é um método de teste não destrutivo que usa raios X para penetrar nos objetos e criar imagens na extremidade receptora, permitindo a visualização e a análise das estruturas internas. À medida que os raios X passam pelos objetos, eles sofrem graus variados de atenuação, dependendo da densidade e da espessura do material, resultando em diferentes contrastes de escala de cinza nas imagens, revelando assim as características estruturais internas do objeto testado. Por outro lado, nas fábricas de montagem SMT, o equipamento de raios X é usado principalmente para inspecionar a morfologia da junta de solda e determinar a presença de defeitos, como vazios, juntas de solda fria, pontes ou solda insuficiente. Com fontes de raios X de alta resolução e sistemas de aquisição de imagens, os operadores podem analisar com precisão o status de qualidade de cada junta de solda.
Em terceiro lugar, discutiremos as aplicações das máquinas de inspeção por raios X na vida real. Situação um: inspeção de dispositivos montados na parte inferior, como BGA e QFN. O motivo é que os métodos de inspeção tradicionais não conseguem acessar as juntas de solda internas desses pacotes, enquanto o raio X pode mostrar claramente a distribuição, o tamanho, a proporção de bolhas e a qualidade geral da solda de juntas de solda esféricas, tornando-o o método preferido para detectar juntas de solda frias e pontes; Situação dois: identificação de vazios de solda e solda insuficiente. O motivo é que as bolhas dentro das juntas de solda podem causar instabilidade elétrica e até mesmo a falha do dispositivo. A geração de imagens de raios X ajuda os engenheiros a avaliar visualmente o tamanho e a localização dos vazios, fornecendo uma base para a melhoria do processo; Situação três: reparo e análise de falhas. O motivo é que, durante as devoluções de clientes ou processos de inspeção de qualidade, a tecnologia de raios X pode ser usada para localizar defeitos de forma não destrutiva, encurtando efetivamente o ciclo de solução de problemas, evitando reparos e desmontagens desnecessários e melhorando a eficiência geral da inspeção;
Situação quatro: inspeção do primeiro artigo e validação do processo. O motivo é que a inspeção do produto inicial após a montagem SMT é uma etapa importante para garantir a consistência dos produtos produzidos em massa. Uma varredura abrangente do primeiro artigo usando a tecnologia de raios X pode identificar prontamente os desvios do processo e corrigi-los, evitando assim defeitos subsequentes na produção em massa.
Em seguida, discutiremos os resultados valiosos que o processo de inspeção por raios X pode trazer para as fábricas de SMT. O primeiro resultado é melhorar a taxa de rendimento do produto. O motivo é que a detecção antecipada de defeitos de soldagem pode evitar que os produtos defeituosos entrem nos processos posteriores, reduzindo significativamente as taxas de retrabalho e as taxas de refugo; o segundo resultado é o suporte à manufatura enxuta e à melhoria do processo. O motivo é que ele pode monitorar continuamente a qualidade da soldagem nos principais pontos do processo e retornar os resultados à linha de produção para ajustar os parâmetros em tempo hábil. Assim, é possível obter um controle de loop fechado e, portanto, melhorar a estabilidade do processo de fabricação; o terceiro resultado é atender às exigências do cliente quanto à entrega de alta qualidade. O motivo é que os pedidos de clientes de alto nível ou internacionais geralmente usam o raio X como medida de garantia de qualidade antes da remessa para aumentar significativamente o profissionalismo e a confiabilidade da fábrica SMT aos olhos dos clientes; o quarto resultado é ajudar a obter certificação de terceiros e auditorias de qualidade. O motivo é que, quando enfrentamos auditorias do sistema de qualidade ISO ou da fábrica do cliente, os recursos de inspeção por raios X são frequentemente usados como uma demonstração de métodos avançados de inspeção, ajudando as fábricas SMT a estabelecer uma imagem padronizada e profissional.
Para concluir, com a tendência de fabricação eletrônica cada vez mais sofisticada e altamente confiável, o equipamento de inspeção por raios X tornou-se uma parte importante da indústria SMT como uma ferramenta de garantia de qualidade não destrutiva e de alta precisão. No futuro, com o desenvolvimento da automação e da inteligência, a inspeção por raios X também será vinculada ao reconhecimento de imagens por IA e aos sistemas MES para fornecer às fábricas de chips SMT soluções de qualidade de processo completo mais inteligentes e eficientes.