X光檢查儀 發布時間：2024-06-03 16:35:08
1. 設備型號
德國Feinfocus X光檢查儀
2. 原理
X光檢查儀系統基本原理是通過X-射線光管在電腦中進行成像的。在高壓電的作用下，X射線發射管產生X射線通過測試樣品（例如PCB板，SMT等），再根據樣品材料本身密度與原子量的不同，對X射線有不同的吸收量而在圖像接收器上產生影像的。測量工件的密度決定著X光的強弱，密度越高的物質陰影越深。越靠近X 射線管陰影越大，反之陰影越小，這也就是幾何放大率的原理。當然，不僅工件的密度對X光的強弱有影響，也可以通過控制臺上的電源的電壓和電流來調整X射線光的強弱。操作者可以根據成像的情況，還可以自由調整成像的情況，比如 圖像的顯示大小，圖像的亮度和對比度等等，還可以通過自動導航功能自由的調整和檢測工件的部位。X射線透視儀已達到亞微米量級的空間分辨率，能實現對被測物體進行多角度旋轉，形成不同角度的圖像。
3. 儀器參數
圖像探測器技術：高速平板探測器
130X130mm 最大可視面積（FOV）
65,000 灰度等級
24"LCD
幾何放大倍：2,000倍
總放大倍數：10,000倍
CNC 功能：標準配置
最大監測尺寸：460mmX410mm
最大樣品尺寸：800mmX500mm
細節辨識能力<500nm
16位實時圖像處理系統
運動軸部分
1. 工作臺 X / Y;
2. X 光管上下移動;
3. 圖像探測器的上下移動;
4. 圖像探測器的左右傾斜(-72.5~+72.5度);
5. 工作圓臺旋轉 360度;
6. 樣品夾手動傾斜(-30~+30度) / 旋轉360度;
7. 具備Zoom+ & Powerdrive技術。
4. 應用范圍
IC、BGA、PCB/PCBA、表面貼裝工藝焊接性檢測等。
5. 測試步驟
確認樣品類型/材料→樣品放入X-Ray設備檢測→圖片判斷分析→標注缺陷類型和位置。
6. 依據標準
IPC-A-610 ,GJB 548B
7. 樣品要求
X-ray：不大于300mmx300mm
8. 服務項目
針對PCB、PCBA、BGA、SMT等焊點檢查，根據IPC-A-610D進行判斷。電纜、塑料件等透視檢查斷開、裂縫、氣泡類的測試通常根據客戶要求進行判斷：
1、集成電路的封裝工藝檢測：層剝離、開裂、空洞和打線工藝；
2、印刷電路板制造工藝檢測：焊線偏移，橋接，開路；
3、表面貼裝工藝焊接性檢測：焊點空洞的檢測和測量；
4、連接線路檢查：開路，短路，異?；虿涣歼B接的缺陷；
5、錫球數組封裝及覆芯片封裝中錫球的完整性檢驗；
6、高密度的塑料材質破裂或金屬材質檢驗；
7、芯片尺寸量測，打線線弧量測，組件吃錫面積比例量測。
9. 數據解讀注意點
a)快速、直觀、無損
b)觀察效果與被觀測物對象的密度、厚度有關
c)小缺陷(裂紋、孔洞)比較困難
d)深度分析困難
e)無法觀察器件內部界面分層
f)IC封裝中如果是打鋁線或材料材質密度較低會被穿透而無法檢視。
10. 應用領域及分析案例
半導體晶圓片、封裝器件、紅外器件、光電傳感器件、SMT貼片器件、MEMS等; 復合材料、鍍膜、電鍍、注塑、合金、超導材料、陶瓷、金屬焊接、摩擦界面等；檢測電子元器件及多層印刷電路板的內部結構，內引線開路或短路，粘結缺陷，焊點缺陷，封裝裂紋，空洞，橋連，立碑及器件漏裝等缺陷。
對于某些不能通過外觀檢查到的部位以及PCB的通孔內部和其他內部缺陷，只好使用X射線透視系統來檢查。X光透視系統就是利用不同材料厚度或是不同材料密度對X光的吸濕或透過率的不同原理來成像。 該技術更多地用來檢查PCBA焊點內部的缺陷、通孔內部缺陷和高密度封裝的BGA或CSP器件的缺陷焊點的定位。目前的工業X光透視設備的分辨率可以達到一個微米以下，并正由二維向三維成像的設備轉變，甚至已經有五維（5D）的設備用于封裝的檢查，但是這種5D的X光透視系統非常貴重，很少在工業界有實際的應用。
案例一：芯片共晶焊空洞率大小會直接影響芯片焊接的可靠性及使用壽命。
案例二：LED燈珠河道存在金屬異物，會導致燈珠出現短路、串亮、漏電等異?，F象。
案例三：無損觀察LED燈珠，可直觀地看到燈珠鍵合線B點斷線。
案例四：iPad Pro 2021 mini LED逆向解刨，可清晰看到mini LED背光板內部串并聯結構和空洞分布情況。
如上圖所示，單一Mini LED陣列的4 pcs芯片被導線串聯在一起，形成四串的結構。通過X-RAY透射照相可確認每個陣列由4顆mini LED串聯構成，可通過對2596個陣列進行單獨調光，從而實現畫質的高對比度和顯示的高亮度。
隨機取9pcs芯片進行X-Ray透射照相，結果芯片焊接區域的空洞率最高不超過3%，達到軍工級管控5%以內，表現優秀。目前Mini LED封裝過程中芯片小、焊盤小、用錫量少，對芯片焊接工藝和設備有高要求。焊錫空洞率檢測焊接質量的主要手段之一，空洞率過高會存在芯片散熱效果差、焊層開裂等隱患。
11. 超聲波掃描顯微鏡SAM與X-RAY的區別？
在同一實驗室內，SAM與X-ray是相互補充的方法手段。它們主要的區別在于展現樣品的特性不同。X-ray能觀察樣品的內部，主要是基于材料密度的差異。密集的金屬材料比陶瓷和塑料等材料對于X射線有較大的不透過性和較小的穿透深度。X-ray對于分層的空氣不是非常的敏感，裂紋和虛焊是不能被觀察到的，除非材料有足夠的物理上的分離。X-ray射線成像操作采用的是穿透模式，得到整個樣品厚度的一個合成圖像。在較長的檢查期間內，如果半導體設備放置在離X-ray射線源比較近的地方可能會產生損壞或隨機的電子錯誤。
超聲波能穿透密集的和疏松的固體材料，但它對于內部存在的空氣層非常的敏感，空氣層能阻斷超聲波的傳輸。確定焊接層、粘接層、填充層、涂鍍層、結合層的完整是SAM獨特的性能。SAM可以分層的展現樣品內部的一層一層的圖像 ?；诜瓷浠夭Ｊ疆a生的圖像只需要通過樣品的表面(反射掃描模式)，而穿透模式需要通過樣品的兩個表面(類似X-ray)(透射掃描模式)。并且SAM使用的超聲波頻率是高于MHz，而不同于超聲波清洗設備使用的KHz的頻率。
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