Cos'è l'ispezione a raggi X PCB e i suoi vantaggi?

L'ispezione a raggi X dei PCB prevede l'uso di raggi X per verificare la presenza di difetti nei circuiti stampati. È uno dei metodi di controllo qualità più efficaci, soprattutto quando si tratta di visualizzare i difetti nascosti e comunemente utilizzato per integrare l'ispezione visiva. Quindi, come funziona? Questa panoramica spiega in dettaglio l'ispezione a raggi X delle caratteristiche del PCB, compresi i suoi vantaggi.

Cos'è l'ispezione PCB a raggi X?

L'ispezione a raggi X dei PCB significa utilizzare una macchina a raggi X per esaminare i circuiti stampati. I raggi X sono ad altissima frequenza e ad alta energia onde elettromagnetiche di lunghezze molto brevi, inferiori a quelle della luce visibile. Queste onde possono penetrare oggetti solidi.

Nel mondo dell'elettronica, i produttori sfruttano la penetrabilità dei raggi X per individuare le caratteristiche nascoste dei circuiti stampati. Ad esempio, con l'ispezione a raggi X, è possibile controllare il disallineamento e altri problemi di componenti PCB come BGA e connessioni IC ad alta densità.

Ancora più importante, l'ispezione a raggi X consente ai tecnici del controllo qualità di visualizzare i giunti di saldatura e ispezionarli per individuare eventuali difetti. Ciò aiuta a individuare difetti che altrimenti passerebbero inosservati a causa della loro natura nascosta. Ecco come funziona l'ispezione a raggi X dei PCB:

• I materiali pesanti o ad alta densità assorbono i raggi X più dei materiali più leggeri.
• Su un PCB, il lega di saldatura trasporta materiali più pesanti. Questi assorbono più raggi X rispetto ai componenti e ad altre parti della scheda.
• Quando i raggi X vengono irradiati su un PCB campione, quindi, solo pochi passeranno attraverso le parti saldate
• Un rilevatore, con l'ausilio di appositi software, sfrutta il vario assorbimento dei raggi X per creare un'immagine del PCB; proprio come avviene durante la scansione delle ossa.
• Le aree saldate appaiono scure, mentre le altre parti appaiono luminose. Questa immagine è proiettata sullo schermo di un computer.
• Quando è presente un difetto, apparirà una discrepanza nelle aree chiare e scure, come ombre nei perni e nei pad.
• Il tecnico incaricato dell'ispezione visualizza questa immagine per individuare aree saldate o componenti difettosi, garantendo così una produzione di alta qualità.

Macchina a raggi X PCB

Una macchina a raggi X per l'ispezione di PCB è composta da queste parti principali; la testa di scansione (chiamata anche tubo a raggi X), la piattaforma del campione, il sistema di azionamento e l'unità di rilevamento, e. La testa di scansione emette raggi X, mentre la piattaforma del campione sostiene il PCB da scansionare.

L'unità di rilevamento cattura i raggi X che attraversano il circuito, utilizzando i loro livelli di assorbimento differenziali, crea un'immagine dal vivo della scheda e dei suoi componenti. Le macchine a raggi X PCB possono produrre a 2D o 3D rappresentanza del consiglio.

Ispezione a raggi X PCB 2D

L'ispezione 2D mediante raggi X produce un'alimentazione live a singolo asse del circuito. Quando inclinato (spostando l'unità di rilevamento), si ottiene l'immagine angolata. L'ispezione 2D è un metodo più rapido da utilizzare. È anche meno costoso. Tuttavia, per un’analisi più dettagliata, il 3D è spesso un’opzione migliore.

Ispezione a raggi X PCB 3D

In questa modalità, una macchina per l'ispezione a raggi X di PCB combina sezioni 2D per produrre una struttura 3D. Sebbene più lento e costoso, questo metodo fornisce una visione più dettagliata del campione. Di conseguenza, il tecnico incaricato dell'ispezione può vedere l'intero PCB impilato in una sola volta e identificare i difetti più facilmente.

Ispezione a raggi X del PCB

L'utilizzo di una macchina a raggi X per l'ispezione dei PCB consente di visualizzare caratteristiche che non possono essere viste utilizzando mezzi convenzionali, come microscopi e AOI (ispezione visiva automatizzata). Con questa tecnica, il PCB viene controllato sia per problemi di componenti che di saldatura.

Ispezione a raggi X per componenti elettronici

Dispositivi SMT, ad esempio BGA o QFN or circuiti integrati complessi, può essere difficile da ispezionare utilizzando il metodo visivo, poiché le loro connessioni sono sempre sotto la confezione e praticamente inaccessibili. Ciò richiede l'uso dei raggi X. L'ispezione a raggi X SMT in genere aiuta a individuare questi difetti:

• Componenti mancanti
• Componenti disallineati
• Componenti danneggiati
• Valore componente errato
• Perni o conduttori sollevati

I difetti dei componenti, come il disallineamento, solitamente appaiono come una mancata corrispondenza delle ombre dei pin e dei pad. Allo stesso modo vengono rilevati altri difetti; osservando le aree chiare e scure e identificando le discrepanze visibili.

Ispezione del giunto di saldatura a raggi X

I raggi X vengono facilmente assorbiti dai materiali pesanti della lega di saldatura. Di conseguenza, la saldatura appare più scura rispetto alle altre parti della scheda, compresi i componenti e il nucleo o substrato. Durante l'ispezione a raggi X del PCB, la tonalità scura della saldatura aiuta a individuare i seguenti problemi:

• Vuoti di saldatura
• Ponti di saldatura
• Saldatura insufficiente
• Saldatura in eccesso
• Qualità della saldatura
• Pantaloncini saldati

Ad esempio, un ponte meno scuro (grigio) tra i giunti di saldatura può significare un cortocircuito della saldatura, mentre un punto più luminoso all'interno della parte saldata può essere un vuoto. Una saldatura insufficiente viene identificata, tra gli altri difetti, anche come punto luminoso della linea.

Vantaggi del PCB a raggi X

Nel industria elettronica, è prassi standard utilizzare una macchina a raggi X per l'ispezione dei PCB. Ciò è utile quando si tratta di circuiti stampati critici, come quelli utilizzati nelle applicazioni mediche, militari e aerospaziali. L'ispezione a raggi X dei PCB, se paragonata all'ispezione visiva e ad altri metodi di esame, offre numerosi vantaggi unici.

• Nessun danno: L'ispezione a raggi X non è invasiva e non distrugge. Nessuna parte della scheda o dei suoi componenti assemblati viene danneggiata o distrutta durante il processo.
• Difetti nascosti: a differenza del metodo visivo, l'ispezione PCB a raggi X può aiutare a visualizzare parti della scheda nascoste alla vista, come strati interni o connessioni BGA e IC.
• Esame flessibile: con la possibilità di creare viste 2D o 3D della struttura del PCB, l'ispezione a raggi X offre la flessibilità necessaria per analizzare diversi tipi di circuiti stampati in base ai livelli di visualizzazione richiesti.
• Precisione superiore: L'ispezione PCB a raggi X offre una maggiore precisione rispetto ad altre tecniche come l'uso di elementi di ingrandimento o microscopi e AOI. Fornisce un'analisi chiara dei giunti di saldatura, delle connessioni dei componenti e altre informazioni importanti necessarie per garantire un'ispezione approfondita.
• Analisi fallimentare: Utilizzando le informazioni dell'ispezione a raggi X, gli ingegneri possono analizzare i difetti e individuarne in modo efficace le cause principali. Ciò significa PCB di migliore qualità basati su miglioramenti pratici.

Conclusione

L'ispezione a raggi X dei PCB è una tecnica efficace che può aiutare a visualizzare i difetti nascosti per una più semplice identificazione. Integrandolo nella linea di produzione, i produttori di PCB possono garantire la produzione di alta qualità di assemblaggi di circuiti stampati. L'ispezione PCB quando si utilizzano i raggi X offre anche una maggiore flessibilità, poiché la scheda può essere visualizzata in modalità 2D o 3D o con l'uso di diversi livelli di raggi.