Badanie podzespołów elektronicznych techniką X-ray

Trwający od kilkudziesięciu lat rozwój i miniaturyzacja elektroniki generują coraz to nowe potrzeby w zakresie badań i kontroli jakości produkcji EMS. Standardowe procedury wykorzystujące metody optyczne, obecnie stały się niewystarczające. Firma Semicon, pracując nad nieustanną poprawą jakości montażu urządzeń elektronicznych, wprowadziła usługę badań podzespołów elektronicznych techniką X-ray przy pomocy urządzenia GE – phoenix  Microme|x.

Standardowe procedury kontroli jakości przestały być skuteczne ze względu na coraz powszechniejsze stosowanie układów typu BGA, QFN, flip-chip czy złączy o wysokiej gęstości wyprowadzeń typu Board-to-Board, przeznaczonych dla technologii RF, w tym 5G. Przez to metody obrazowania optycznego, ultrasonograficznego czy termowizyjnego stały się niewystarczające, a miniaturyzacja płytek PCB oraz złącz wymaga stosowania bardziej zaawansowanych i nieinwazyjnych metod badawczych.

Promieniowanie X posiada wyjątkową zaletę polegającą na tym, że wszystkie materiały pochłaniają promieniowanie rentgenowskie proporcjonalnie do ich masy atomowej. Materiały wykonane z cięższych elementów pochłaniają więcej promieni rentgenowskich i dają się łatwo obrazować, podczas gdy materiały wykonane z lżejszych elementów są bardziej przezroczyste dla promieni rentgenowskich. Dzięki czemu możliwe są badania jakościowe elementów pierwotnie niedostrzegalnych i ukrytych pod innymi warstwami. W rezultacie zmiany kontrastu badanych obiektów ujawniają ich wewnętrzną strukturę i kształty. Dodatkowo promieniowanie Roentgena jest bardzo szybką i nieinwazyjną metodą pomiarową.

Kontrola rentgenowska to nie tylko inspekcja połączeń, ale przede wszystkim analiza obrazu, która pomaga w ustaleniu pierwotnej przyczyny danej wady, takiej jak pustki w wyprowadzeniach (voids), niewystarczająca ilość spoiwa czy delaminacja płytki.  Możliwe jest wykrycie niewłaściwych połączeń na płytkach PCB, zwarć i nieprawidłowego pozycjonowania elementów.

W przypadku złącz tą metodą można wykryć niewłaściwy sposób lutowania i przygotowania przewodów oraz nieprawidłowy kształt i siłę zaciskania, co często prowadzi do podwyższonej rezystancji połączeń. Aby sprostać tym wymaganiom firma Semicon wyposażyła swój park maszynowy w urządzenie do inspekcji rentgenowskiej GE – phoenix  Microme|x.  System został zaprojektowany i skonfigurowany na potrzeby inspekcji w wysokich rozdzielczościach. Zastosowano w nim innowacyjną, aktywnie chłodzoną matrycę DXR o wysokiej dynamice. Umożliwia ona rejestrowanie obrazów i sekwencji o rozdzielczości 1 Mpix 30 fps. Dzięki temu wykrywane obiekty mogą mieć rozmiar nawet 0,5 µm. Dodatkową zaletą urządzenia jest wysoka wydajność pomiarów, pozwalająca na precyzyjne badania pojedynczych komponentów jak i serii wyrobów. Wykorzystanie dedykowanego oprogramowania AXI pozwala na automatyzację testów i uzyskanie raportów z badań najbardziej newralgicznych elementów w całej serii produktów.