Použitie röntgenovej kontrolnej technológie pri montáži čipov SMT.

Podstata röntgenovej kontrolnej technológie spočíva vo využívaní prenikavých vlastností röntgenového žiarenia na vizualizáciu vnútornej štruktúry objektov. Keď röntgenové lúče prechádzajú cez materiály s rôznou hustotou, sú v dôsledku týchto rozdielov v hustote v rôznej miere absorbované, čím sa vytvárajú zodpovedajúce vnútorné obrazy. Konkrétne hustejšie kovové materiály, ako sú spájkované spoje, vykazujú silnú absorpciu röntgenového žiarenia, čo vedie k vzniku zreteľných obrysových obrazov. Naopak, materiály s nižšou hustotou, ako sú substráty plošných spojov alebo dutiny v spájkovaných spojoch, absorbujú menej röntgenového žiarenia, čo vedie k rôznym odtieňom sivej farby v obrazoch. Po presnom zachytení týchto rozdielov môže kontrolné zariadenie vytvoriť presné obrazy vnútornej štruktúry objektu, ktoré poskytujú intuitívne dôkazy na následné zisťovanie a analýzu chýb. 

Najskôr sa chceme venovať aplikácii röntgenovej kontrolnej technológie v priemysle SMT. Pri montáži SMT sa spájkovacie guľôčky typov obalov, ako sú BGA (ball grid array) a CSP (chip-scale packaging), nachádzajú v spodnej časti pinov a spájkované spoje sú zakryté obalovým telesom, čo sťažuje tradičnej optickej kontrole (AOI) účinnú kontrolu kvality spájkovania. Prvou aplikáciou je kontrola spájkovacích dutín: počas procesu spájkovania pretavením, ak sa plyn v spájkovacej paste nedá úplne odstrániť, vytvorí v spájkovacích spojoch dutiny. Prítomnosť týchto dutín oslabuje štrukturálnu pevnosť spájkovaných spojov, znižuje ich elektrickú vodivosť a môže dokonca spôsobiť predčasné zlyhanie elektronických súčiastok; druhou aplikáciou je kontrola spájkovacích mostíkov: počas procesu spájkovania môže nadmerné množstvo spájky alebo nepresné umiestnenie spájkovacej podložky spôsobiť mostíky medzi spájkovanými spojmi. Premostenie môže narušiť normálny elektrický výkon obvodu a spôsobiť poruchy, napríklad skrat. Röntgenová kontrola môže jasne ukázať rozloženie spájky medzi spájkovanými spojmi, presne zistiť, či dochádza k nadmernému premosteniu spájky, zabezpečiť, aby elektrický výkon obvodu spĺňal konštrukčné požiadavky, a okamžite odstrániť toto bezpečnostné riziko; treťou aplikáciou je detekcia otvoreného obvodu a studeného spájkovaného spoja: v niektorých prípadoch sa v dôsledku neúplného roztavenia spájky alebo nesprávnych zváracích operácií môžu vyskytnúť studené spájkované spoje alebo otvorené obvody. Tieto problémy so zváraním môžu vážne zhoršiť elektrickú vodivosť obvodov a spôsobiť poruchy elektronických zariadení. Röntgenová kontrola umožňuje presnú detekciu hustoty a tvaru spájkovaných spojov, čím sa účinne identifikujú chyby, ako sú studené spájkované spoje a otvorené obvody. To poskytuje presné dôkazy na včasnú opravu, čím sa zabezpečí výkon a kvalita elektronických výrobkov.

Po druhé, chceme diskutovať o niektorých jedinečných výhodách röntgenovej kontrolnej technológie. Prvou výhodou sú bezstratové kontrolné vlastnosti: Röntgenová kontrola je nedeštruktívna metóda testovania, ktorá nespôsobuje žiadne fyzické poškodenie PCB alebo zváraných častí. Táto vlastnosť umožňuje výrobcom monitorovať kvalitu zvarov v reálnom čase počas výrobného procesu, okamžite identifikovať a riešiť potenciálne problémy bez obáv z negatívneho ovplyvnenia výkonu konečného výrobku. V porovnaní s niektorými deštruktívnymi testovacími metódami môže röntgenová kontrola zabezpečiť kvalitu výrobku a zároveň znížiť náklady na testovanie a zvýšiť efektívnosť výroby; Druhou výhodou je zobrazovanie vo vysokom rozlíšení a spoľahlivosť: Röntgenová kontrolná technológia dokáže vytvoriť snímky s vysokým rozlíšením malých detailov, ako sú spájkované spoje, čím sa zabezpečí komplexná a podrobná kontrola kvality zvárania. Dokonca aj vnútorné chyby, ktoré je ťažké odhaliť pomocou tradičných kontrolných metód, sa dajú jasne odhaliť prostredníctvom röntgenových snímok, čo inšpektorom poskytuje presné a spoľahlivé výsledky kontroly. Táto vysoko spoľahlivá metóda kontroly pomáha zlepšiť celkovú kvalitu výrobkov a zvýšiť konkurencieschopnosť na trhu; Treťou výhodou je schopnosť proti zložitej štruktúre obalov: s rozvojom elektronického priemyslu sa čoraz častejšie vyskytujú PCB s vysokou hustotou a zložitou štruktúrou obalov, ako sú BGA, CSP a PoP. Kvalita spájkovania týchto obalových foriem je rozhodujúca pre výkon celej dosky s plošnými spojmi, ale tradičné kontrolné metódy majú často problémy s ich zvládnutím. Technológia röntgenovej kontroly so svojimi výkonnými penetračnými schopnosťami a presnými zobrazovacími účinkami dokáže ľahko splniť požiadavky na kontrolu týchto zložitých obalových štruktúr, okamžite identifikovať a opraviť potenciálne chyby spájkovania, aby sa zabezpečila vysoko výkonná prevádzka dosky s plošnými spojmi;

Štvrtou výhodou je podpora dávkového testovania a automatizovanej výroby: Röntgenovú kontrolnú technológiu možno použiť nielen na individuálnu kontrolu DPS, ale aj na online kontrolu v hromadných výrobných procesoch. V kombinácii s moderným automatizačným zariadením umožňuje röntgenová kontrola rýchlu a efektívnu kontrolu kvality vo veľkých výrobných procesoch. Tým sa nielen zvyšuje efektívnosť výroby, ale aj zabezpečuje, aby kvalita spájkovania každej DPS spĺňala prísne normy, čo poskytuje silnú záruku stabilnej výroby elektronických výrobkov. 

Po tretie, chceme diskutovať o niektorých bežných problémoch, s ktorými sa stretávame počas postupu röntgenovej kontroly, ako aj o ich príslušných riešeniach. Prvým problémom je problém s prázdnym spájkovaním: Dutiny vo vnútri spájkovaných spojov sú jednou z najčastejších chýb pri montáži SMT, najmä pri spájkovaní BGA. Nadmerne veľké dutiny môžu oslabiť mechanickú pevnosť a elektrickú vodivosť spájkovaných spojov, čo ovplyvňuje stabilnú prevádzku elektronických komponentov. Na vyriešenie takéhoto problému môže röntgenová kontrolná technológia presne merať veľkosť, tvar a rozloženie dutín, čím sa zabezpečí, aby sa miera dutín kontrolovala v primeraných medziach; Druhým problémom sú problémy s deformáciou alebo vtláčaním spájkovacích guličiek: počas procesu spájkovania BGA môže deformácia alebo vtláčanie spájkovacích guličiek vážne ovplyvniť výsledky spájkovania. Abnormálne tvary spájkovacích guľôčok môžu viesť k zlému kontaktu v spájkovaných spojoch, zníženej elektrickej vodivosti a dokonca k falošnému spájkovaniu. Röntgenová kontrola môže jasne odhaliť abnormálne tvary spájkovacích guľôčok a včas upozorniť na problémy s kvalitou spájkovania;

Tretím problémom je problém s nesprávnym zarovnaním súčiastok: počas procesu montáže SMT môže dôjsť k nesprávnemu zarovnaniu obrobkov z dôvodu poruchy stroja, chyby obsluhy alebo problémov s kvalitou materiálu. Nesúososť obrobkov môže ovplyvniť presnosť montáže a elektrický výkon elektronických komponentov, čo vedie k poruchám výrobku. Na vyriešenie takéhoto problému môže röntgenová kontrola skontrolovať presnú polohu obrobkov, okamžite odhaliť a odstrániť problémy s nesprávnym zarovnaním.

Na záver možno konštatovať, že v modernej výrobe elektroniky sú elektronické komponenty a dosky s plošnými spojmi čoraz menšie a zložitejšie, čo kladie vyššie nároky na kontrolnú technológiu montáže SMT. Technológia röntgenovej kontroly sa vďaka svojim efektívnym, nedeštruktívnym a presným kontrolným výhodám stala účinným prostriedkom na riešenie chýb spájkovania, ktoré tradičné optické kontrolné metódy nedokážu primerane riešiť. Zabezpečuje nielen spoľahlivosť spájkovania dosiek plošných spojov s vysokou hustotou, ale aj výrazne zlepšuje kontrolu kvality v celom výrobnom procese.