Elektronik Üretiminde Gizli Kusurları Ortaya Çıkaran X-Ray Teknisyeni

Elektronik üretiminde nihai hassasiyet ve güvenilirlik arayışında, bileşenlerin içindeki gizli mikroskobik kusurlar önemli kalite kontrol zorlukları sunmaktadır. ARIRANG serisi 3D CT X-ray muayene sistemleri, endüstriyel CT alanında dikkat çekici 15 saniyelik görüntüleme hızıyla öne çıkmaktadır. Bu sistemler, SMD (yüzeye monte cihaz) ve yarı iletken muayenesi için katı gereksinimleri karşılayarak detay tanıma ve doğrulukta üstündür. Gelişmiş 3D yeniden yapılandırma teknolojisi, dijital kesit görüntüleri üreterek üç boyutlu uzayda kusurların hassas ölçümünü ve analizini mümkün kılar, geleneksel muayene sınırlamalarını temelden dönüştürür.

Optik muayene (AOI ve SPI) elektronik üretiminde standart haline gelmiş olsa da, BGA, LGA ve IC gibi entegre devre paketlerini incelerken doğasında var olan sınırlamaları gösterir. Paketleme altında gizli bağlantı noktalarına sahip bileşenler için optik muayene yalnızca harici özellikleri değerlendirebilir, dahili lehim kusurlarını değerlendiremez. X-ray muayenesi, bileşen içlerini "görebilmenin" tek etkili yöntemi olmaya devam etmektedir.

IoT ve akıllı ev uygulamaları hızla geliştikçe, günlük ürünler önemli ölçüde elektrifikasyona uğramaktadır. Örneğin, mekanik el frenlerinin yerini giderek artan bir şekilde gizli lehim bağlantılarına sahip işlemciler içeren elektronik kontrol sistemleri almaktadır. Bu bileşenlerin güvenilirliği doğrudan kullanıcı güvenliğini etkiler, bu da X-ray muayenesini gizli lehim kusurlarından kaynaklanan potansiyel riskleri belirlemek için gerekli kılar.

X-ray muayenesi, bileşenlerin altında gizlenmiş çeşitli lehim kusurlarını etkili bir şekilde tespit eder, bunlar arasında:

• Soğuk Lehim/Açık Bağlantılar: Devre kesintilerine neden olan eksik elektriksel bağlantılar
• Boşluklar/Gözeneklilik: İletkenliği ve mekanik dayanımı etkileyen lehim içindeki hava cepleri
• Çatlaklar: Performans düşüşüne yol açan lehim bağlantılarında veya bileşenlerde mikroskobik kırıklar
• Köprülenme: Kısa devrelere neden olan bitişik pedler arasında kazara oluşan lehim bağlantıları
• Eksik Dahili Bileşenler: İşlevselliği tehlikeye atan eksik dahili yapılar

2D, 2.5D ve 3D CT muayene yöntemleri aracılığıyla bu kusurlar tespit edilebilir hale gelir. 2.5D eğik görüntüleme ve 3D CT kesitlerinden elde edilen çok açılı görünümler, kusur tespitini önemli ölçüde basitleştirirken doğruluğu da artırır.

Elektronik üretiminde kullanılan endüstriyel X-ray sistemleri, otomasyon seviyesine göre üç kategoriye ayrılır:

Öncelikli olarak bireysel veya küçük partilerin örneklemesi için kullanılan bu manuel X-ray muayene (MXI) sistemleri, operatörlerin numuneleri manuel olarak konumlandırmasını, ilgi alanlarını (ROI) bulmasını ve görüntüleri değerlendirmesini gerektirir. Nispeten düşük maliyetleri, onları X-ray muayenesi için ekonomik bir giriş noktası haline getirir.

Üretim hatlarına tam olarak entegre olmasalar da, bu sistemler otomatik muayene (AXI) gerçekleştirir. Operatörler yalnızca yükleme/boşaltma işlemini yapar, sistem otomatik olarak ROI'leri konumlandırır, açıları/kontrastı ayarlar ve görüntüleri oluşturur. Nihai değerlendirme manuel olarak yapılır, bu da onları yüksek hacimli üretimde periyodik örnekleme için uygun hale getirir.

Bu yüksek otomasyonlu çözümler, üretim hatlarına sorunsuz bir şekilde entegre olur. PCB'ler otomatik besleme, muayene, değerlendirme ve çıktı işlemlerinden geçer, tüm sonuçlar veritabanlarında saklanır. %100 kalite kontrolü sağlayan çevrim içi sistemler, tıbbi teknoloji ve otomotiv elektroniği gibi güvenlik açısından hassas sektörler için kritik öneme sahiptir.

Tüm endüstriyel X-ray sistemleri üç temel bileşenden oluşur: bir X-ray tüpü, bir dedektör ve bir numune tablas/konveyörü. X-ray tüpü (üstte veya altta konumlandırılmış) numuneden karşıdaki dedektöre doğru radyasyon yayar. Malzeme yoğunluğu farklılıkları gri tonlama kontrastları oluşturur - yoğun alanlar daha fazla radyasyon emdiği için daha koyu görünürken, daha az yoğun alanlar daha açık görünür.

Dik radyasyon kullanan 2D görüntüleme, çift taraflı PCB'lerde üst üste binen yapılarla mücadele eder. Tek taraflı kartlar bile üst üste binen özellikler nedeniyle soğuk lehim bağlantıları gibi kusurları kaçırabilir. Bileşenler küçüldükçe ve karmaşıklık arttıkça, 2D'nin önemi azalırken 2.5D'nin önemi artar.

Ayarlanabilir açılı eğik görünümler, BGA'lardaki ve delikli bileşenlerdeki gizli lehim kusurlarının etkili bir şekilde tespit edilmesini sağlayarak 2D sınırlamalarının üstesinden gelir.

Görüntüleme sırasında numuneleri 360° döndürerek, özel yazılım yüzlerce 2D görüntüden tam 3D modeller oluşturur. Bu, genellikle dönüş derecesi başına bir görüntü (toplam 360 görüntü) gerektiren dijital kesit analizine olanak tanır, edinme miktarı doğrudan döngü süresini etkiler.

Değiştirilemeyen filamentlere sahip bakım gerektirmeyen bu tüpler, vakumla kapatılmış ortamlarda 6.000-10.000 saat ömür sunar ve mikron düzeyinde çözünürlük elde eder.

Değiştirilebilir filamentlere (her 300-1.000 saatte bir bakım gerektirir) ve harici vakum pompalarına sahip bu tüpler, hassas ışın odaklama yoluyla nanometre çözünürlük elde eder.

Optimal penetrasyon, malzeme yoğunluğuna göre voltaj/gücü ayarlamayı gerektirir. Düşük voltajlar alüminyum için uygunken, daha yüksek voltajlar demir veya altın gibi daha yoğun malzemeleri nüfuz eder. Aşırı voltaj, tel bağlantıları gibi ince detayları aşırı nüfuz ettirebilirken, yetersiz voltaj görüntülerin az pozlanmasına neden olur.

Düz panel dedektörler artık piyasaya hakim durumda, daha önceki görüntü yoğunlaştırıcıların yerini alarak düşük voltajlarda bile yüksek kontrastlı görüntüler sunuyor, ancak bazı üreticiler özel alternatifler kullanıyor.

Almanya'nın Radyasyondan Korunma Yönetmeliği gibi düzenlemeler, kapsamlı kalkanlama, bağımsız güç kesme devreleri ve maksimum maruz kalma sınırları (erişilebilir yüzeylerden 0,1 m'de 3 µSv/saat) zorunlu kılar. Tüm sistemler operasyondan önce bağımsız sertifikasyon gerektirir.