Материал посвящён методам рентген контроля печатных плат. В статье будут описаны основные виды рентгенографических инспекций. Дефекты, которые определяются данными методами, а также рассмотрены виды установок для рентгеновского контроля.
При уже сложившейся тенденции в минимизации размеров электронных компонентов (BGA, CSP, FC, WLP, POP и др.) монтируемых на печатные платы, электронного и оптического методов контроля становится недостаточно, для проведения объективной оценки качества паяных соединений. А при монтаже элементов, у которых выводы и возможные некоторые дефекты пайки, скрыты под корпусами, рентген инспекция, в настоящее время, становится просто безальтернативной.
Основным преимуществом рентгеновского контроля является возможность, с высокой точностью определять качество скрытых паяных соединений. Перечислим некоторые дефекты, которые определяются при рентгеновской инспекции.
Перемычки или “мосты” — нетехнологические соединения припоя между выводами плат и контактными площадками.
Рентген снимок печатной платы с дефектом перемычки
Пустоты — области без припоя на поверхности или внутри паяного соединения.
Дефект пустот в паяных соединениях
Чтобы свести к минимуму данный дефект на производстве, рекомендуем высокопроизводительную паяльную пасту с низким образованием пустот — KOKI SS(SE) 58-M955 LV
- размер частиц 20 ~ 38 μm
- время жизни после нанесения более 24 часов
- флюс ROL 0 (слабоактивный, не требующий отмывки)
- непрерывная печать с шагом 0,5 мм (20 mil)
- качественная печать с шагом 0,4 мм (16 mil)
Открытая площадка — отсутствие паяного соединения между выводами и контактами платы.
Дефект открытой площадки на рентген снимке
«Надгробный камень» — смещение или неправильная ориентация компонента. Размер и форма — отклонение размеров паяного соединения от необходимых. Также перечислим: расслоение, низкая компланарность, “серые” компоненты и другие.
Далее рассмотрим способы рентген контроля, которые обусловлены функционалом установок на которых он контроль.
Основным элементом рентгеновского модуля установки является микрофокусная рентгеновская трубка. Помимо разрешения, одной из основных характеристик такой трубки является рабочее напряжение. От значения данной характеристики зависит глубина проникновения излучения в инспектируемый объект. В среднем, для получения изображений скрытых областей большинства печатных плат, достаточным будет напряжение трубки в диапазоне от 90 до 110 кВ (киловольт).
2D рентген контроль
Двухмерный контроль представляет собой - получение серий снимков в результате вращения печатной платы вокруг оси X или Y. Некоторые системы оснащены программным обеспечением, с помощью которого компилируется трёхмерная модель исследуемого участка. Недостатком служит — нечёткость мелких объектов на полученной объёмной модели, в данном случае коэффициент увеличения зависит от размера исследуемого объекта.
Контроль методом ламинографии
Метод исследования с возможностью получать изображения объектов на необходимой глубине слоя. Обеспечивается за счёт перемещения трубки и приёмника в полярных направлениях. Регулируя скорость движения трубки и приёмника, становится возможным получать снимки среза объекта на заданном уровне. При этом чётким будет только снимок слоя заданной глубины. Недостаток — долгая генерация 3D модели объекта.
3D томография печатных плат
Серия рентгеновских снимков, которые получают при вращении платы вокруг оси Z исследуемого компонента. Рентгеновская трубка и приёмник могут быть установлены под углом до 70°. На основе полученных изображений формируется трёхмерная модель. Данный метод лишён недостатка нечёткого изображения 3-ёх мерной модели при высокой скорости генерации объёмной модели. Преимущества наклонной томографии:
- быстрый рендеринг трёхмерного изображения
- контроль узлов с двухсторонним монтажом
- высокая чёткость изображения
- отсутствие ограничений по коэффициенту увеличения
Недостатком оборудования с функцией 3D томографии, является высокая стоимость.