Когда говорят про оптовые PCB рентгеновские лучи, многие сразу представляют себе готовые аппараты с конвейера — а на деле это целая экосистема калибровок и подгонок под конкретные производственные задачи. Вот с этим нюансом у нас в Shenzhen HTGD Intelligent Equipment Co., Ltd. связана половина кейсов: клиенты приходят с запросом 'нужны рентгеновские системы для контроля BGA-компонентов', а по факту оказывается, что им критически важна не просто детекция пустот под шарами, а синхронизация с линией пайки и программная компенсация температурных деформаций. И это я ещё не касаюсь истории с калибровкой по эталонным образцам — но об этом позже.
В 2018 году мы настраивали систему для завода в Калуге — там заказчик изначально хотел универсальный рентген для контроля многослойных плат, но при тестовых прогонах выяснилось, что стандартный детектор не видит микродефекты в слоях с высоким содержанием свинца. Пришлось пересматривать спектральные характеристики и ставить трубку с вольфрамовым анодом, хотя изначально в спецификации значилась молибденовая. Кстати, именно после этого случая мы в HTGD начали комплектовать системы сменными фильтрами — кажется, мелочь, но на практике это сэкономило десятки часов перенастройки.
Ещё один момент, который часто упускают при оптовых закупках — совместимость протоколов вывода данных. Недавно был показательный случай: клиент приобрёл три аппарата у разных поставщиков, а потом неделями не мог запустить автоматизированную сортировку дефектных плат из-за разницы в форматах DICONDE-файлов. Мы с 2011 года в базовую конфигурацию закладываем переходники под Siemens IPC-25-A, но некоторые коллеги до сих пор считают это избыточным.
Если говорить про тенденции — сейчас всё чаще запрашивают системы с двойной геометрией сканирования. Особенно для гибких плат, где классический перпендикулярный луч не всегда захватывает деформации по краям. Но здесь есть подводный камень: при угле наклона больше 15 градусов резко падает разрешение в центральной зоне. Приходится идти на компромиссы либо ставить дополнительные калибровочные маркеры.
Когда мы в 2015 году впервые поставляли партию рентгеновских систем на завод в Подмосковье, столкнулись с курьёзной ситуацией — местные технологи привыкли работать с визуальным контролем и наотрез отказывались доверять 'слепой' диагностике. Пришлось организовывать демонстрационные сессии с распечаткой послойных срезов, где было видно каждую микротрещину. Сейчас этот же клиент расширяет парк нашего оборудования, но тогда скепсис был колоссальный.
Из технических сложностей запомнился случай с синхронизацией конвейерных лент — наш рентген подавал сигнал на отбраковку на 0.3 секунды позже, чем этого требовал общезаводской тайминг. Оказалось, проблема в задержках обработки изображения при высоком разрешении. Решили переходом на буферизацию кадров с предварительной классификацией дефектов прямо в оперативной памяти.
Кстати, про программное обеспечение — наш отдел разработки постоянно дорабатывает алгоритмы сегментации дефектов именно под российские производственные регламенты. Например, для военной приемки требуется фиксация порывов дорожек длиной от 5 микрон, тогда как в потребительской электронике допустимый порог начинается с 15.
При формировании партий из 5+ аппаратов мы всегда предлагаем кастомизацию систем под конкретные типы плат — это кажется дороже на старте, но в перспективе даёт 20-30% экономии на обслуживании. Например, для клиента из Зеленограда мы разработали специализированную держательную оснастку под платы нестандартной формы, что позволило им отказаться от сменных адаптеров.
Забавный парадокс: некоторые заказчики экономят на системе охлаждения рентгеновских трубок, а потом несут затраты на частую замену фильтров. У нас был кейс, где перегрев трубки всего на 5° выше номинала приводил к ускоренному износу бериллиевого окна. После анализа логов работы предложили установить дополнительный теплообменник — проблема исчезла.
Сейчас наблюдаем рост запросов на системы с удалённой диагностикой — особенно после пандемийных ограничений. Для оптовых покупателей мы внедрили облачную платформу мониторинга производительности, где можно сравнивать метрики разных аппаратов в реальном времени. Правда, пришлось повозиться с сертификацией системы хранения данных по российским требованиям.
Требования Ростеста к рентгеновскому оборудованию иногда входят в противоречие с международными стандартами — например, по нормам электромагнитной совместимости. В 2019 году мы полгода согласовывали модификации блока питания для одной крупной партии, пока не нашли компромиссный вариант с установкой дополнительных фильтров помех.
Локализация интерфейса — отдельная история. Первые версии русификации нашего ПО содержали кальки с английского, что вызывало недопонимание у операторов. Сейчас работаем с носителями языка из профильных технических вузов, чтобы термины типа 'порог бинаризации' не пугали персонал.
Интересно, что российские заказчики чаще европейских запрашивают документацию по методикам поверки — видимо, сказывается наследие советской системы метрологического контроля. Мы даже разработали отдельный пакет инструкций с привязкой к ГОСТ 8.5-какой-то там, хотя изначально это не входило в стандартный комплект.
Сейчас тестируем прототип системы с ИИ-обработкой изображений — не для замены оператора, а для первичной сортировки дефектов по критичности. Показывали на выставке в Сколково: алгоритм неплохо справляется с классификацией трещин паяных соединений, но путает газовые пузыри в толстых слоях припоя с затемнениями от медных жил.
Ещё одно направление — миниатюризация блоков детектирования для инлайн-контроля. Пытались адаптировать кремниевые дрейфовые детекторы от медицинской техники, но пока нестабильная работа при вибрациях конвейера. Вероятно, придётся разрабатывать специализированную конструкцию с активной компенсацией колебаний.
Коллеги из Shenzhen HTGD Intelligent Equipment Co., Ltd. недавно анонсировали исследования в области томографического сканирования плат без остановки конвейера — звучит фантастически, но лабораторные тесты уже показывают обнадёживающие результаты. Правда, для оптовых решений это пока дороже классических подходов в 3-4 раза.
В целом же рынок оптовых PCB рентгеновских лучей движется в сторону большей интеграции с системами MES — уже сейчас наши аппараты по умолчанию оснащаются интерфейсами OPC UA, хотя два года назад это было опцией. Главное, чтобы за технологическим прогрессом не терялась простота эксплуатации — мы в HTGD всегда напоминаем инженерам: в цеху работают люди, а не роботы.
