让X射线走入生产线 至少走出实验室！

作者： SMT Solutions公司：Keith Bryant

并不是说，离线X射线系统不是很好的故障分析工具，特别是那些带CT的现代高端系统，从调查反馈和电路测试故障看它们是占有一席之地的。但是，我们生存在产品成品率提高、“实时”工艺控制和成本节约的世界里，所以，也许离线X射线有它新的角色与作用。

最现代的离线系统集成了“实时”成像能力、“实时”图像改进、快速CT成像和最有用的分析工具—倾斜CT（Inclined CT）。这种技术，也被称为局部CT，可以将许多水平切片非常迅速地重建为一个基板。因此，它是CT，但不需要破坏基板来制作样本，除非你有更昂贵的用途需要传统的CT。倾斜CT可以对任何焊点界面做快速、准确的检测，所以非常适合于BGA的空洞检测和QFN的空洞检测和共面性检测，购买了软件包，它甚至可以将这些图像重建成三维图像，提供一个良好的可视化元件、通孔等（图1）。

随着焊端排布在元件底部器件BTC（Bottom Terminated Components）的更多应用，这种技术将更加重要。有一项研究表明，到2017年，超过40%的器件都将是BTC。我已经看到了公制的01005 BTC，这是很好的布局设计，但是组装确实面临挑战（如图2、图3和4图）。高端离线X射线系统能够应对处理这些元件的图像。事实上，这不是最终的放大倍率和像素数字的大小问题，而是图像处理分辨率、速度和可重复性问题。

最大的问题是可重复性，因为每个X射线系统实际上并没有测量空洞，它测量图像中不同层次的灰度水平，这可以通过调整系统设置进行改进。X射线管温度、目标质量、软件监控等都对重复性有影响。如果客户对空洞检测要求苛刻，那么一个良好的系统必须既有稳定性又有可重复性，以确保准确一致的结果。

正如我前面提到的，通过调整设置，可以得到非常不同的结果。因此，系统需要正确设置，使能够给出一致的结果。现在，在QFN上热焊盘很常见，这些测量就变得更加关键，空洞=空气=几乎没有热传递。这导致过热，然后元件过早失效。

图5给出了一个QFN焊点界面的倾斜CT切片。该系统测量热焊盘中有29%以上的空洞，基于预设的空洞限制，这是失败的元件，因为其热效率将降低近30%。这表明，带倾斜CT的X射线越来越成为必须有的技术，这是检测组装好组件空洞的唯一一种非破坏性方式。

但是，如果你的X射线系统主要用于故障分析，那么你将不会以有效的方式监测生产。也就是说，在你发现一个工艺或质量问题之前，或许你已经制造了许多很可能坏的组件，浪费了财力物力。

因此，以较低成本的更快的工艺问题响应方式，获得更高成品率的解决方案，是让X射线走入生产线（图6）！！

X射线设备供应商把这个概念命名为“线旁（At-Line）”（图7），这个产品与在线AXI不同，AXI不能快速进行许多切片工作，也不同于传统的2D X射线系统，传统的2D X射线系统不可能有较新的高端系统能力。把高规格的X射线系统置于生产区域，提供了工艺改进和监测的可能性，将提高产品的一次通过率。

让我们从加工工艺的最前端开始，在来料进入存储系统前，有多少公司使用X射线进行来料检查？如果你购买高价值的或“灰色市场”的产品，你可以使用X射线检查假冒元件。同时也可对来料电路板的钻孔质量进行检查，这对于排除回流焊后组件开路很有作用。它也可以很容易地检查多层的内部对准精度。不良的对准精度可能会导致电路板开路或短路，在组装结束之前一般很难发现开路或短路。