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一、应用背景

随着科技的飞速发展，SMT贴片技术正变得越来越普及。无论是智能手机、平板电脑，还是其他智能设备，用户对产品的智能化和微型化要求越来越高。这也促使芯片的体积不断缩小，引脚数量却不断增加，特别是BGA和IC等核心元器件的广泛应用，更是给焊接质量带来了前所未有的挑战。

由于封装技术的特殊性，传统的检测方法难以有效检测芯片内部的焊接情况。普通的人工智能视觉系统虽然能够辅助检测，但在面对复杂多变的焊点时，往往力不从心。而人工视觉检测在密集的焊点面前，更是显得力不从心，误差和重复性都大打折扣。这时，X-ray检测技术凭借其独特的优势，成为了检测焊点质量的合适选择。

特别是在PCBA贴片打样这种快速小单的生产过程中，X-ray检测技术更是发挥了不可替代的作用。它能够有效地对回流焊后的BGA焊接质量进行检验，及时发现焊点问题，为生产线的品质管控提供有力支持。

二、工作原理

X-RAY检测设备的工作原理其实并不复杂。当阴极电子与金属靶发生碰撞时，会突然减速，从而释放出大量的能量。这些能量以X-RAY的形式向外辐射。值得注意的是，X-RAY的能量与物质的密度密切相关。不同密度的物质对X-RAY的吸收程度不同，因此我们可以通过X-RAY的穿透能力来区分不同密度的物质。

当X-RAY照射到物体时，大部分能量会穿透物体，只有一小部分会被吸收。利用这一特性，我们可以对物体进行内部结构分析。如果物体的厚度或形状发生变化，X-RAY吸收后的图像就会产生相应的黑白变化。通过放大这些图像，我们可以清晰地看到物体内部的缺陷。

X-RAY的波长很短，具有很强的穿透能力。这使得它非常适合对薄壁工件进行探伤检测，对体积缺陷非常敏感。同时，X-RAY检测还能够提供真实的缺陷图像和准确的尺寸测量。

三、X-RAY检测设备在SMT行业中的作用

在SMT加工厂中，X-ray检测设备的作用不容小觑。与传统的ICT检测相比，X-ray在BGA焊点内部检测中的准确率提高了15%以上，效率更是提升了50%。

X-RAY检测设备的应用范围非常广泛。它不仅可以识别BGA内部的焊接缺陷，如空焊、虚焊等，还可以对微电子系统、密封元件、电缆、夹具以及塑料内部进行扫描分析。这使得X-RAY检测设备在SMT行业中成为了不可或缺的一部分。

1. 无损检测：X-RAY检测为SMT生产线提供了无损的内部视图。工程师可以通过它清晰地看到印刷电路板内部的结构，包括那些肉眼无法观察到的部分，如BGA、CSP等底部焊点。

2. 提高生产质量：通过X-RAY检测，生产线可以及时发现焊接缺陷，如虚焊、焊球偏移、桥连等。这不仅大大提高了产品的可靠性，还显著提升了生产质量。

3. 节省成本：及时发现和纠正生产缺陷，可以避免不良品的大量生产，从而减少返工和废品。这为企业节省了大量的成本。

4. 适应微型化和高密度组装趋势：随着元件尺寸的不断减小和电路板的高密度组装，传统的光学检测手段已经无法满足需求。而X-RAY检测凭借其高分辨率和深入视图的能力，成为了微型化和高密度组装趋势下的合适选择。

5. 增强竞争力：具备高质量X-RAY检测能力的制造商往往能够获得更高的客户信任，从而在市场上占据更大的竞争优势。

6. 满足严格的标准要求：对于航空、医疗和军事等对产品可靠性要求极高的行业，X-RAY检测是确保产品质量和安全的重要手段。

四、应用范围

当PCBA上存在面阵列器件时，产线通常需要配置X-ray检测设备。特别是在线X-ray检测设备，能够实时监控生产过程中的焊接质量。

X-ray检测的内容包括面阵列器件焊点的空洞、连锡和虚焊等问题，以及底部出音孔MIC的断环、锡珠等缺陷。此外，还可以对屏蔽罩的焊接质量进行扫描分析。

BGA中的锡球缺失

BGA焊锡球中裹挟气体形成空洞或气孔

五、X-RAY测试设备能力要求

为了确保X-ray检测设备的准确性和可靠性，我们需要对其设备能力提出以下要求：

• 测试范围：能够测试最小0.3mm Pitch CSP的器件。
• 检测能力：具备检测面阵列器件空洞、少球、桥接等缺陷的能力。同时，可通过软件全自动计算BGA空洞百分比等参数。
• PCB处理能力：支持最大440×550mm尺寸的PCB板检测。
• 硬件指标：射线管最大KV值达到160KV，最小缺陷检测能力小于0.5um。探测器采用最先进的非晶硅高速平板数字探测器，具备16位灰度等级。
• 软件功能：具备黑白自动对比、Gamma修正等图像处理功能。同时，可记录检测参数、进行图片注解等。
• 系统性能要求：检测结果可重复、可追溯。
• 安全项目：辐射防护符合标准，确保操作人员的安全。

六、X-ray 检测频率及作业要求

为了确保产品质量，我们需要对X-ray检测频率和作业要求做出明确规定：

• 质量工程师和工艺工程师需跟踪前8PCS首件X-ray测试，确保PCBA批量生产前无缺陷。
• 生产中，每个任务令每两小时进行一次X-ray检测，检测数量为2panels拼板。
• X-ray检查工位需配置条码扫描，确保检测过的PCBA有记录、可追溯。
• 设备使用时，在保证检视清晰度的前提下调整参数，确保PCBA X-ray累计剂量不超过安全标准。

七、品质检测要求

在品质检测方面，我们对QFN/LGA焊点面积及空洞面积、BGA空洞面积以及其他缺陷都提出了明确要求：

• 接地焊盘空洞面积≤50%，信号PIN空洞面积≤30%，BGA空洞面积≤25%。
• 其他缺陷如少球、空洞Via、焊点短路桥接、锡球损伤、焊点虚焊、锡珠、偏移、开路以及MIC断环等均需严格按照标准进行检测。

同时，我们还提供了空洞高清切片图以及判定标准，以确保品质检测的准确性和一致性。

通过以上内容的详细介绍，相信您对SMT贴片技术中的X-ray检测有了更加深入的了解。在未来的生产过程中，让我们携手共进，共同推动SMT技术的不断发展和进步！

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