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你不知道的电子制造流程:X-RAY检测设备是如何介入的?

2025.04.25

在电子制造行业,提到检测,大多数人会想到显微镜、AOI(自动光学检测)、ICT(在线测试)这些设备。但实际上,还有一种更“隐蔽”却关键的检测方式——X-RAY检测。它不像光学设备依赖表面图像,而是通过穿透和成像技术,把隐藏在PCB板内部的问题“拍”出来。可以说,它是电子制造流程中不可或缺的一双“透视眼”。

那X-RAY到底在什么时候介入?它主要检测什么?又是如何工作的?今天就来扒一扒。

一、为什么需要X-RAY?

随着电子产品的不断小型化、集成度提升,很多元器件采用BGA、CSP、QFN等封装方式,它们的焊点都藏在芯片底部,肉眼和传统光学设备压根看不到。

比如一个BGA芯片,几十上百个焊球藏在下面,一旦某个焊点虚焊、空焊、气泡,整个电路就可能运行异常。而这些问题,只有X-RAY能看得见。

所以,X-RAY检测的核心价值就是看见看不见的焊点内部结构。

二、X-RAY检测在制造流程中的介入时机

X-RAY检测一般出现在以下几个阶段:

1. SMT贴片后

在焊接完成后,使用X-RAY检测芯片的焊点情况是否良好。这是最常见的介入点,特别针对BGA、QFN这类“底部焊点”元件。

2. 返修或异常排查时

当功能测试不过或产品不良率偏高时,X-RAY常被用来排查内部连接是否断裂、空焊、桥连等问题,是故障分析的利器。

3. 来料检测

在高端制造中,部分工厂会对采购的BGA、IC等芯片进行X-RAY检测,确保封装质量、焊球完整度等。

三、X-RAY到底怎么“拍”?

X-RAY工作原理类似于医院的X光机,利用高能X射线穿透物体后成像,不同材料对X射线吸收程度不同,形成对比图像。

对于PCB来说,焊点(通常为锡铅或无铅合金)吸收X射线的能力较强,所以在图像中会呈现出高对比度的“黑点”。如果焊点内部存在空洞、裂纹、未连接等问题,在图像中会呈现出不同形态的“亮斑”或异常形状。

在实际检测中,X-RAY设备会配备一个高分辨率的平板探测器,能够实时显示图像,并通过软件自动识别焊接缺陷。

四、X-RAY能发现哪些问题?

常见的检测内容包括:

焊球气泡、空洞

焊点偏移、桥连

虚焊、断焊

芯片内部断层、碎裂(某些高阶X-RAY支持CT断层扫描)

不同封装形式,X-RAY的检测重点也不同,比如:

BGA → 检查焊球是否完整、均匀、有无气泡

QFN → 检查底部大焊盘的焊接覆盖情况

双面板 → 检查隐藏焊点或焊接一致性

总结

X-RAY在电子制造中扮演的是“透视医生”的角色,专门找那些肉眼和传统光学方法看不见的病灶。尤其在高密度、小尺寸、底部焊点封装的时代,它的重要性只会越来越高。



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