【中國傳動網 技術前沿】 近年來，隨著通信、計算機和消費電子等產業的迅猛發展，印刷電路板（PrintedCircuitBoard，簡稱PCB）行業呈現出了持續高速增長的發展態勢，并在世界范圍內成為了電子信息產業和電子元件制造業中最活躍的產業之一。而如今日趨成熟的半導體設計和制造技術，以及電子產品的多功能化、小型化、輕量化的發展要求，又無不推動PCB朝著高密度、多層化、高性能等方向發展。目前，PCB的設計、加工水平已達到0.05mm(線條寬度和間距)，層數已經達到46層甚至更多，可以說PCB的高技術和高復雜性己經達到了一個相當高的水平。但在生產高性能、高復雜性PCB的過程中，如何提高中間過程產品品質、減少廢品率，從而有效地保證PCB的整體生產質量，一直是擺在各PCB生產廠家面前的普遍性難題。

事實上，目前PCB的質量情況雖然比較好，但廢品率仍然較高。因為PCB品質的好壞，直接取決于電路板上每根線條、每個孔的品質的好壞。而在一塊電路板上通常有著數以千計的線條和孔，如果其中的任意一處發生過細、過粗、殘缺、針孔、粘連、斷開、錯位等質量問題，都會影響最終的產品質量，進而導致廢品的產生。在當前有限的PCB生產工藝水平下，電路板在生產過程中常常會受到各種不確定因素(如原材料、設備穩定性、環境、溫度和人為操作等因素)的影響，在這種情況下，上述缺陷往往是很難避免的。更為嚴峻的是，電路板的層數越多，這種問題越突出，造成的廢品率越高。

其實，如果在PCB生產過程中對多層板的每一層進行中間檢測或在線檢測，及時將不合格品予以剔除，PCB最終的正品率即可達98%。這便是應運而生的PCB檢測技術。

X光檢查機的開發研究正是在這樣一種前提背景下展開的。X光檢查機利用自動X射線檢測(AXI，AutomaticX-rayinspection)技術實現對PCB產品的在線檢測，憑借其獨特的檢測方式和極大的工藝缺陷檢測范圍，在目前的PCB生產領域中得到了廣泛的應用。

一、方案概述

自動X射線檢測(AutomatedX-rayInspection，AXI)設備利用X射線穿透PCB板，并在專用的成像傳感器上獲取圖像，實現了對PCB板的透視，解決了BGA、CSP等元件封裝質量控制問題。根據需要AXI可設計成2D/3D兩種，由于焊點中含有可以大量吸收X射線的鉛和錫的合金，與穿過玻璃纖維、銅、硅等其他材料的X射線相比，照射在焊點上的X射線被大量吸收，而形成黑色圖像，然后通過圖像分析計算法便可自動地檢驗焊點缺陷。

二、自動X射線檢測技術的優點表現為：

1、極大的工藝缺陷覆蓋范圍自動X射線檢測技術對工藝缺陷的覆蓋率高達97%，同時能觀察到其他測試手段無法可靠探測到的缺陷。AXI可檢查的缺陷包括：虛焊、橋連、立碑、焊料不足、氣孔、器件漏裝等等。尤其是利用X射線對BGA、CSP等焊點隱藏器件也可以進行有效的檢查;

2、較高的測試覆蓋度自動X射線檢測技術可以對肉眼和在線測試(ICT)檢查不到的地方進行檢查。比如PCBA被判斷故障，懷疑是PCB內層走線斷裂，X射線則可以很快的進行檢查;

3、帶分層功能由于X射線檢測技術具有的分層功能，使得對雙面板和多層板只需進行一次檢查即可完成缺陷檢測;

應用及系統原理描述

（1）X-Ray射線源對被檢測物進行穿透式照射，X-Ray傳感器進行成像；

（2）使用專業AXI分析軟件進行圖像處理和分析，完成對物體內部缺陷檢測；

（3）通過SPC功能達到數據可追溯性。

三、視覺方案及產品推薦

對X-ray進行成像，首先要求高品質的射線源，同時要求成像器件具備高靈敏度，高動態范圍等特性，最終獲取高對比度的圖像。一般AXI應有以下三種成像方案：

1、平板成像方案

動態X-ray平板探測器：Rad-icon2022

CMOS技術無圖像拖尾，高靈敏度

成像尺寸：20.4×22.1cm2

閃爍體類型：CsI和GOS可選

動態范圍：3000:1

分辨率：2064×2236

采集幀頻：分辨率30fps

數據接口：GigE或Cameralink

2、線陣成像方案

8K分辨率線陣CCDX-ray探測器Shad-o-Scan

緊湊的機械外形設計，穩定性高

16-bitADC高動態范圍

TDI技術，高靈敏度：

2kHz行頻：27um像素，

像素分辨率可變，增益可調

78dB高動態范

X光能量范圍：15-225KeV

四、總結：

因此，高性能、高復雜性和高質量PCB的生產，除了應使用優良的原材料、擁有先進的生產工藝、設備和先進的管理模式之外，還必須具備完備的技術質量保障體系和先進的檢測設備。如今，PCB生產的在線檢測己成為PCB板生產企業的共識。而要實現真正意義上的在線檢測，則需要一種高效、高速、高精度的PCB缺陷自動檢測設備。