应用X射线检测PCB板

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作者：约翰•泰特斯时间：2006-03-10来源：收藏

大多数测试工程师都了解X射线检查系统可以检查隐藏在元件下面的焊点，或检查其它技术难以检测出来的微小焊点。但是，他们可能不了解X射线成像技术有不同的检查方式，2D发射设备会显示X射线路径上的一切物体，而3D系统可以消除来自双面电路板上元件的视觉干扰。尽管2D X射线系统目前还在应用，但3D系统却是高密度双面电路板检查的主流检查设备。
两家著名的PCB测试设备制造商为电子行业生产3D X射线检查系统，即安捷伦和泰瑞达。目前，安捷伦科技的5DX系列在市场上占据优势，而泰瑞达的ClearVue系统却是步步紧逼。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/11657.htm

安捷伦的5DX系列(图1)是其第四代产品，且一直在改进可重复性和吞吐量。系统的X射线分层摄影法技术依赖于与旋转的图像检测器保持同步运动的可旋转X射线束(图2)。X射线分层摄影法使系统能够对3mil（0.75mm）厚的PCB进行成像，从而让测试工程师可以清楚地在PCB任意一面观察焊点。
图1 通过连续提高5DX系列的成像和软件能力，安捷伦科技已经占据3D X射线检查市场主导地位多年(来源：安捷伦科技公司)

图2 受控X射线和旋转的检测器需要对PCB上的感兴趣区域进行若干次成像。软件将成像合成，仅在PCB的一面显示焊点
聚焦对于3D X系统至关重要，5DX系统首先利用X射线束检测PCB的特征，以便对准PCB的X和Y轴。第二步，它利用激光测距仪来制成电路板表面的拓扑图(PCB可能存在一定的表面变形，例如扭曲)。第三步，系统精确地上下移动电路板(Z轴)以便X射线束聚焦在观测区域，自动成像。但是，它需要再一次扫描电路板。
5DX系统可以处理0201 SMT元件并能够分辨间隔8mil(0.2mm)的焊点。当它遇到焊球或焊点内的空泡时，5DX系统也可以将它们检测出来。将从成像中提取的信息与测试工程师预先设定的特征比较，来判定焊点否合格。软件的改进已经极大地缩短了编程的时间，从而使5DX便于使用。
除了检查微小的和隐藏的焊点，X射线检查设备还提供分析和诊断工具。随着PCB制造商向无铅焊转移，用户必须了解无铅焊对生产工艺的影响，在向无铅焊转移期间你会看到可能出现的许多缺陷。
当你对主要工艺作出改变时，有些事情会朝着预期的方向变化；但是，也会发生一些无法预料的事情。5DX系统可以帮助工程师控制生产工艺并回归到变化之前的品质。随着制造商向无铅焊的转移，X射线系统有助于帮助制造商减少不合格率。

ClearVue技术
尽管安捷伦科技在3D X射线检查设备市场占据领先地位，但是，一直向电子行业提供2D X射线检查设备的泰瑞达公司现在已经进入3D市场。他们认为X射线分层摄影技术机械上太复杂，它包括一个旋转检测器、一个旋转X射线源、一块在X射线焦平面(Z轴)移动的电路板以及一台激光拓扑图扫描仪。与之形成鲜明对比的是，泰瑞达拥有专利的离心层析X射线照相组合技术(称为ClearVue)重构了3D成像切片，而X射线源、检测器和PCB都保持静止。这种3D X射线成像方法自然地简化了检查设备(PCB在成像采集之间移动)。