SMT işlemlerinde X-ray kontrol ekipmanının uygulanması.

5G ve IoT cihazlarının minyatürleştirilmesi dalgasında, X-ray kontrolü mikron seviyesindeki lehim bağlantı köprülerini ve boşlukları doğru bir şekilde tespit ederek devre kartı verim oranını 99,9%'lik yeni bir yüksekliğe çıkarır. Yeniden akış lehimleme eğrisinin optimize edilmesiyle, 0,15 mm aralıklı QFP'ler için köprüleme hatası oranı 1,2%'den 0,08%'ye düşmüştür. Yapay zeka derin öğrenme ve nano-CT teknolojisi, elektronik üretiminde "sıfır hatalı" bir geleceğin yolunu açıyor. Bununla birlikte, hala dikkatimizi ve iyileştirmemizi gerektiren bazı zorluklar ve eksiklikler var. Ayrıca, X-ray kontrolünün etkinliği makinenin temel parametrelerine yakından bağlıdır. Bu nedenle, SMT alanındaki X-ray kontrol makinelerinin uygulamaları, zorlukları ve gelecekteki eğilimleri de dahil olmak üzere kapsamlı bir genel bakış sunmayı amaçlıyoruz. 

İlk olarak, SMT süreçlerindeki bazı temel kusurları ve kalite zorluklarını tartışmak istiyoruz. SMT, elektronik üretiminde temel bir süreçtir ve lehim bağlantılarının kalitesi, devre kartlarının güvenilirliğini ve ömrünü doğrudan belirler. Bununla birlikte, yüksek hızlı yerleştirme ve yeniden akış lehimleme işlemlerinde, AOI kullanarak tanımlanması genellikle zor olan yaklaşık dört tür kusur vardır. Birinci tip lehim köprülenmesidir: bitişik pimler arasında yanlışlıkla lehim bağlantısı oluşması ve kısa devreye neden olmasıdır. Bu hata türü, tüm hataların 15-20%'sini oluşturur; İkinci tip boşluk: lehim bağlantısı içindeki kabarcık oranı 10%'yi aştığında, termal direnç artar ve bileşen ömrü 30%'den fazla azalır; Üçüncü tip soğuk lehim: lehim tamamen erimediğinde, anormal temas direncine ve aralıklı arızalara neden olur; Dördüncü tip bileşen yanlış hizalaması: BGA/CSP paket ofseti pin aralığının 20%'sini aştığında, sinyal iletimi başarısız olur. 

Geleneksel AOI yalnızca yüzey hatalarını algılayabilir ve BGA ve QFN gibi gizli lehim bağlantılarındaki iç hatalara karşı güçsüzdür. Ancak X-ray kontrolü, nüfuz eden görüntüleme teknolojisi sayesinde bu sorunun temel çözümü haline gelmiştir. Bu nedenle X-ray kontrol makineleri şu anda SMT alanında lider konumdadır.

İkinci olarak, görüntü oluşturma ilkesine odaklanarak X-ray kontrol teknolojisinin bazı ilkelerini ve ekipmanın temel parametrelerini tartışmak istiyoruz. Bahsetmeye değer üç ilke vardır. Birinci prensip malzeme emilim farklılıklarıdır: Bunun nedeni, kalay bazlı alaşımlar gibi lehimlerin, FR-4 ve bakır folyo gibi PCB alt tabakalarının X-ışını emilim katsayılarıyla tezat oluşturmasıdır. Özellikle, kalayın zayıflama katsayısı bakırdan 40% daha düşüktür; İkinci prensip tomosentezdir: bunun nedeni, makinenin 2-5μm çözünürlükle çok açılı projeksiyon yoluyla 3D görüntüleri yeniden oluşturabilmesi ve boşluk hacmini ve köprü konumunu doğru bir şekilde ölçebilmesidir; Üçüncü prensip yapay zeka destekli analizdir: bunun nedeni, makinelerin kusur türlerini 0'dan daha düşük bir hata oranıyla otomatik olarak etiketlemek için iyi bilinen CNN gibi konvolüsyonel sinir ağlarını kullanabilmesidir.Manuel görsel inceleme için yaklaşık 5%'lik bir hata oranına kıyasla 3%. Daha sonra, endüstriyel sınıf standart parametrelerin SMT denetimi üzerindeki etkisinden hızlıca bahsetmek istiyoruz. İlk olarak, ≤1μm çözünürlükle, 0,1 mm²'den küçük mikro köprüleri ve boşlukları doğru bir şekilde tanımlayabilir. İkincisi, saatte ≥10 pano algılama hızıyla, maksimum 84.000 CPH'ye ulaşabilen Nectec al ve yerleştir makinesi gibi SMT hatlarının yüksek hızlı üretim hattı döngüsüne uyabilir.

Sırada, döngü başına ≤1 μSv'ye ulaşabilen radyasyon dozu var. IEC 62494 standardına uygun olduğu için operasyonel güvenliği sağlar ve bileşen hasarını önler. Son olarak, penetrasyon kapasitesi 120 kV/200 W'a ulaşabilir ve 6 katmanlı PCB'lerin ve metal korumalı bileşenlerin incelenmesini destekler.

Üçüncü olarak, Nectec'in SMT üretim hatlarındaki X-ray kontrol makinelerinin geçmiş müşterilerden gelen klasik bir gerçek hayat senaryosunu tartışmak istiyoruz. Otomotiv elektroniği üreticisi bir müşterimiz, ECU kontrol kartı üretiminin X-ray kontrolü sırasında 0,20 mm aralıklı QFP paket pimlerinde köprüleme olduğunu keşfetti. Yeniden akış lehimleme sıcaklık eğrisi ayarlanarak köprüleme hatası oranı 1,3%'den 0,09%'ye düşürüldü.

Dördüncü olarak, X-ray kontrol makinelerinin gelecekteki bazı beklentilerini vermek istiyoruz. Birincisi yapay zeka derin öğrenmedir. Bunu kullanmanın avantajı, uyarlanabilir süreç parametresi optimizasyonu elde etmek için düşman ağlar oluşturmak için iyi bilinen GAN'ı kullanmak gibi bir kusur özelliği veritabanını kendi kendine eğitebilmesidir. Sırada CT tomografi var. Nectec'in NX-CT160'ı gibi olgun nano ölçekli CT ekipmanı, mikron altı düzeyde kusur analizini destekler. Son olarak, multimodal füzyon var. Bu büyük ölçekli model, kapsamlı bir kalite izleme sistemi oluşturmak için X-ray, termal görüntüleme ve akustik algılama verilerini entegre edebilir. 

Sonuç olarak, dünya artık 5G ve IoT cihazlarının minyatürleştirilmesi ve yüksek yoğunluklu entegrasyonu tarafından yönlendirilmektedir. X-ray kontrolü, SMT proseslerinde kalite kontrol için temel bir araç haline gelmiştir. Lehim köprüleme ve boşluklar gibi gizli kusurları doğru bir şekilde belirleyerek devre kartı montajının verim oranını 99,9%'nin üzerine çıkarabilir ve kalite maliyetlerini 30%'den daha fazla azaltabiliriz.

Gelecekte, cihaz zekası ve kontrol hızında devam eden atılımlarla, X-ray teknolojisi elektronik üretim endüstrisini "sıfır hata" hedefine doğru daha da ileriye götürecektir.