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PCBA加工的质量控制领域,X射线检测(AXI)已是不可或缺的工具,它能够透视PCBA内部,发现隐藏在元器件下方的焊接缺陷。然而,随着电子产品集成度的不断提高,传统的2D X射线检测已无法满足日益复杂的需求。这时,一种更为先进的技术X射线计算机断层扫描(CT)正逐渐崭露头角,为PCBA测试带来了革命性的新应用。

1、为什么需要X射线CT?

传统的2D X射线检测将PCBA内部的所有结构投影到同一平面上,这使得在密集封装的PCBA上,不同层级的焊点、走线和过孔可能会相互重叠,导致难以准确判断缺陷。例如,当一个BGA焊球下方有另一个元器件时,2D图像会产生混叠,让工程师无法判断焊球是否有空洞或是否短路。

X射线CT则能够解决这一难题。它通过360度旋转拍摄大量的2D X射线图像,然后利用计算机算法重建成PCBA的3D模型。这个3D模型允许工程师从任何角度进行虚拟切片和观察,从而精确地分离和分析不同层级的结构,确保每一个焊点都得到清晰、无重叠的检查。

2、X射线CT在PCBA测试中的新型应用

2.1 BGA焊球质量的精确量化

对于BGA(球栅阵列)封装,传统的2D X射线检测虽然能发现焊球空洞,但无法精确量化其体积和分布。X射线CT则可以重建出每一个焊球的完整3D模型,并自动计算出空洞的体积和空洞率。这使得PCBA加工的质量控制从定性判断转向了精确量化,为工艺优化提供了更可靠的数据支持。

2.2 复杂封装内部缺陷的识别

在一些多芯片集成(SIP)或封装内封装(PoP)的PCBA中,内部的连接和焊点是肉眼和2D X射线都无法看到的。X射线CT能够对这些复杂封装进行“解剖”,让工程师能够看到内部芯片的堆叠、引线键合(wire bonding)和焊点连接,从而发现虚焊、短路或引线变形等隐性缺陷。

2.3 埋入式元器件的检测

未来的电子产品可能会将一些元器件直接埋入PCB板材内部。对于这类产品,传统的外部测试方法都将失效。X射线CT是目前唯一能够对埋入式元器件进行无损检测的技术,它可以验证元器件的对位、焊接质量和内部连接,确保PCBA的整体可靠性。

尽管X射线CT技术优势显著,但在PCBA加工中的普及仍面临一些挑战。首先,设备成本高昂;其次,3D图像的重建和分析需要更强大的计算能力和专业的软件。

然而,随着技术的进步,这些挑战正在逐步得到解决。未来,随着AI与CT技术的深度融合,智能化的CT系统将能够自动识别和分类各种缺陷,并为生产线提供实时反馈。这将使X射线CT技术不仅仅是一个检测工具,更是一个数据驱动的质量管理和工艺优化平台。通过这种方式,PCBA工厂能够从根本上提升产品质量,并在高可靠性、高密度电子产品市场中建立起独特的竞争优势。