Tecnologia de raios-X revela defeitos ocultos na fabricação de eletrônicos

Na busca da máxima precisão e confiabilidade na fabricação de eletrônicos, defeitos microscópicos escondidos dentro dos componentes apresentam desafios significativos de controle de qualidade.A série ARIRANG de sistemas de inspecção de raios-X 3D CT destaca-se no campo da TC industrial com a sua notável velocidade de imagem de 15 segundosEstes sistemas se destacam no reconhecimento e na precisão dos pormenores, satisfazendo requisitos rigorosos para SMD (dispositivo de montagem na superfície) e inspecção de semicondutores.Tecnologia avançada de reconstrução 3D gera imagens digitais de seção transversal, permitindo a medição e análise precisas de defeitos no espaço tridimensional, transformando fundamentalmente as limitações tradicionais da inspecção.

Embora a inspeção óptica (AOI e SPI) se tenha tornado padrão na produção de eletrônicos, ela mostra limitações inerentes ao examinar pacotes de circuitos integrados como BGA, LGA e ICs.Para componentes com pontos de ligação ocultos debaixo da embalagemA inspecção por raios-X continua a ser o único método eficaz para "ver através" dos interiores dos componentes.

À medida que a IoT e as aplicações domésticas inteligentes se desenvolvem rapidamente, os produtos do dia-a-dia passam por uma electrificação significativa.Os freios de mão mecânicos são cada vez mais substituídos por sistemas de controlo eletrónico que contêm processadores com juntas de solda ocultasA fiabilidade destes componentes tem um impacto directo na segurança do utilizador, tornando a inspecção por raios-X essencial para identificar os potenciais riscos decorrentes de defeitos de solda ocultos.

A inspecção por raios-X identifica eficazmente vários defeitos de solda escondidos sob componentes, incluindo:

• Soldagem a frio/juntas abertas:Conexões elétricas incompletas que causem interrupções de circuito
• Vazio/porosidade:Bolsas de ar dentro da solda que afetam a condutividade e a resistência mecânica
• Fissuras:Fracturas microscópicas em juntas de solda ou componentes que conduzem a uma degradação do desempenho
• Ponte:Conexões acidentais de solda entre as almofadas adjacentes que criam curto-circuitos
• Componentes internos em falta:Estruturas internas incompletas que comprometem a funcionalidade

Através dos métodos de inspeção 2D, 2.5D e 3D CT, esses defeitos tornam-se detectáveis.A imagem oblíqua 5D e as secções transversais 3D da TC simplificam significativamente a identificação de defeitos, melhorando a precisão.

Os sistemas industriais de raios-X para fabricação de eletrônicos se dividem em três categorias com base no nível de automação:

Estes sistemas de inspecção manual por raios-X (MXI), utilizados principalmente para a amostragem de lotes individuais ou pequenos, exigem que os operadores posicionem manualmente as amostras, localizem as regiões de interesse (ROI),e avaliar imagensO seu custo relativamente baixo torna-os um ponto de entrada económico para a inspecção por raios-X.

Apesar de não estarem totalmente integrados nas linhas de produção, estes sistemas realizam inspecções automatizadas (AXI).ajusta ângulos/contrasteA avaliação final permanece manual, tornando-as adequadas para amostragem periódica em produção de grande volume.

Estas soluções de alta automação se integram perfeitamente nas linhas de produção. Os PCB passam por alimentação automática, inspeção, avaliação e saída, com todos os resultados armazenados em bancos de dados.Permitir um controlo de qualidade de 100%, os sistemas em linha revelam-se críticos para indústrias sensíveis à segurança, como a tecnologia médica e a eletrónica automotiva.

Todos os sistemas industriais de raios-X são constituídos por três componentes principais: um tubo de raios-X, um detector e um estágio/transportador de amostras.O tubo de raios-X (posicionado acima ou abaixo) emite radiação através da amostra em direção ao detector opostoAs variações de densidade do material criam contrastes de escala de cinza - áreas densas aparecem mais escuras à medida que absorvem mais radiação, enquanto áreas menos densas aparecem mais claras.

Usando radiação perpendicular, a imagem 2D luta com estruturas sobrepostas em PCBs de dois lados.À medida que os componentes encolhem e a complexidade aumenta, a importância da 2D diminui enquanto a 2.5D se torna essencial.

As vistas oblíquas de ângulo ajustável permitem a detecção eficaz de defeitos de solda ocultos em BGA e componentes de furo, superando limitações 2D.

Ao girar amostras 360° durante a tomada de imagem, um software especializado reconstrui modelos 3D completos a partir de centenas de imagens 2D.normalmente exigindo uma imagem por grau de rotação (360 imagens no total), com a quantidade de aquisição tendo um impacto direto no tempo do ciclo.

Sem manutenção e com filamentos não substituíveis, estes oferecem uma vida útil de 6.000 a 10.000 horas em ambientes fechados a vácuo, alcançando uma resolução de nível de micrômetro.

Com filamentos substituíveis (que exigem manutenção a cada 300-1.000 horas) e bombas de vácuo externas, estes alcançam resolução de nanômetros através de focalização precisa do feixe.

A penetração ideal requer ajuste de tensão/potência com base na densidade do material.A tensão excessiva pode penetrar em detalhes finos como fios de ligação, enquanto a tensão insuficiente deixa as imagens sub-expostas.

Os detectores de painel plano agora dominam o mercado, substituindo os intensificadores de imagem anteriores, fornecendo imagens de alto contraste mesmo em baixas tensões, embora alguns fabricantes empreguem alternativas proprietárias.

Regulamentos como a Ordem de Proteção contra Radiação da Alemanha exigem blindagem abrangente, circuitos de corte de energia independentes e limites máximos de exposição (3 μSv/hora a 0,1 m de superfícies acessíveis).Todos os sistemas requerem certificação independente antes da sua utilização.