Когда речь заходит о рентгеновском излучении при контроле печатных плат, многие сразу думают о дорогих системах с заоблачной точностью. Но в реальности, особенно в OEMPCB, всё упирается в баланс между стоимостью оборудования и реальными дефектами — теми же скрытыми короткими замыканиями в BGA, которые обычным оптическим контролем не выловишь.
В 2018 году мы столкнулись с партией плат для медицинских датчиков — вроде бы AOI показывал норму, но на тестах проседала стабильность. Как выяснилось, проблема была в микротрещинах переходных отверстий, которые видны только под рентгеном. Именно тогда пришло понимание: для многослойных OEMPCB с плотным монтажом рентгеновское излучение не опция, а необходимость.
Кстати, не все дефекты требуют рентгена с высоким разрешением. Например, для контроля пайки QFN-компонентов достаточно систем с фокусом 1-2 мкм, а вот для анализа внутренних слоёв плат с HDI уже нужны настройки посерьёзнее. Часто вижу, как коллеги переплачивают за ?суперточность?, хотя их задачи решаются проще.
Один из заказчиков с производством в Шэньчжэне как-то поделился опытом: они используют установки от Shenzhen HTGD Intelligent Equipment Co., Ltd — те самые, что с 2008 года в разработке паяльных принтеров. Их подход к калибровке рентгеновских модулей оказался близок к нашим требованиям по скорости и точности, особенно для плат с компонентами 0201.
Самое большое заблуждение — что рентген решит все проблемы качества. На деле, если не настроить корреляцию между данными рентгена и электрическими тестами, можно годами ловить не те дефекты. У нас был случай, когда система стабильно ?видела? мнимые пустоты в пайке, а настоящие холодные пайки пропускала — оказалось, виновата была калибровка по нерелевантным эталонам.
Ещё момент: многие забывают про толщину меди в слоях. Для плат с силовыми шинами рентгеновское излучение должно быть достаточно жёстким, чтобы ?пробить? медь, но без потери контраста для мелких деталей. Приходится экспериментировать с напряжением на трубке — где-то хватает 90 кВ, а где-то и 130 кВ мало.
Кстати, про Shenzhen HTGD Intelligent Equipment Co., Ltd — их сайт https://www.gdk-smt.ru мы изучали, когда искали оборудование под специфичные задачи. Не скажу, что их решения идеальны для всех сценариев, но в сегменте автоматизированного контроля паяльных паст они дают хорошее соотношение цены и возможностей, особенно для стартапов в электронике.
В 2020 году мы пытались использовать рентген для контроля термопрокладок в силовой электронике — идея была в том, чтобы оценить равномерность прилегания. Вышло неудачно: материалы прокладок плохо контрастировали, и погрешность измерений достигала 40%. Пришлось признать, что для таких задач рентген не подходит.
А вот с контролем свинцовых паек в аэрокосмической электронике получилось наоборот. Там рентгеновское излучение помогло выявить отклонения в геометрии шариков, которые приводили к усталостным разрушениям при термоциклировании. Интересно, что производитель плат сначала сопротивлялся внедрению рентгена — мол, дорого. Но когда посчитали стоимость брака на этапе финальных испытаний, мнение изменилось.
Из неочевидных находок: рентген оказался полезен для анализа перекосов керамических конденсаторов. Раньше мы думали, что это чисто визуальный дефект, но под рентгеном увидели, что перекосы часто сопровождаются локальными напряжениями в контактных площадках. Теперь это обязательный пункт в чек-листе для критичных применений.
Современные рентгеновские системы для OEMPCB — это уже не громоздкие аппараты с плёночными детекторами. Но даже у цифровых систем есть нюансы: например, время реконструкции томографических снимков может быть критично для массового производства. Мы как-то тестировали установку, где 3D-сканирование одной платы занимало 12 минут — для линии с тактом 45 секунд это неприемлемо.
Ещё одна головная боль — калибровка под разные типы припоев. Бессвинцовые составы типа SAC305 требуют других настроек, чем традиционные SnPb. Если не переключать параметры, можно получить ложные данные о пористости. Кстати, у Shenzhen HTGD Intelligent Equipment Co., Ltd в их системах есть предустановки под разные сплавы — мелкая, но полезная фича.
Важный момент, о котором редко пишут в спецификациях: влияние рентгеновского излучения на чувствительные компоненты. Для большинства микросхем дозы безопасны, но мы встречали MEMS-гироскопы, которые после многократного облучения начинали ?плыть? по нулю. Пришлось вводить лимиты на количество сканирований.
Сейчас наш подход к рентген-контролю в OEMPCB стал более приземлённым. Не пытаемся покрыть 100% плат — только критические узлы и выборочные проверки после ремонта. Статистика показала, что 20% покрытия даёт 80% результата по выявлению значимых дефектов.
Из оборудования остановились на системах с возможностью быстрого переключения между 2D и 3D-режимами. Для рутинных задач хватает 2D, а 3D оставляем для сложных случаев вроде анализа перекрытых паек под крупными BGA. Кстати, именно при работе с такими компонентами рентген от Shenzhen HTGD Intelligent Equipment Co., Ltd показал себя хорошо — у них удачно реализована автоматическая настройка геометрии сканирования для массивных компонентов.
Главный вывод, который можно сделать: рентгеновское излучение в OEMPCB — это не волшебная палочка, а всего лишь инструмент. Его эффективность зависит не столько от технических характеристик, сколько от понимания, какие дефекты действительно важны для конкретного изделия. И да, иногда проще изменить технологический процесс, чем пытаться ?поймать? все проблемы на контроле.
