X 射線自動檢測 (AXI) 技術已在 BGA、CSP 和倒裝芯片應用領域成為了標準化的質量控制工具；其他SMD 焊點（如 QFP 和 QFN 元件）的隱藏特性,也促使AXI應用范圍不斷擴大.任何會對焊點形狀產生顯著影響的缺陷都可通過 X 射線分析檢測出來.
為確保質量敏感型的電子產品符合當前和未來的零缺陷要求,避免偽缺陷率的最小化檢測策略應決定檢測時間,而非生產線處理量.采用常規聯機 AXI 時,檢測深度通常由 SMT 生產線處理量決定.原則上,相比自動光學檢測 (AOI),X 射線檢測需要更多的時間,缺陷覆蓋率越高,檢測所需時間就越多.為達到零缺陷生產目標,需要使用具有微米分辨率、360° 旋轉角度和最高 70° 斜視角度的小視場進行檢測,即采用 μAXI.為了確保滿足上述較高缺陷覆蓋率要求,相比常規在線 AXI,μAXI 需要更多的時間,而且必須在生產線旁離線執行.
實現第一套 μAXI 系統是裝有新 x|act 軟件平臺、具有高定位精度的菲尼克斯 X 射線 (phoenix|x-ray) 180 kV / 20W microme|x X 射線檢測系統.為了最大程度減少程序設置時間,x|act 采用 CAD 導入的組件和焊點信息,而非使用較復雜且基于不夠精確視圖的設置.操作員只需將庫中的具體檢測方案鏈接到各種焊點類型,如 BGA、QFP 和 PTH等,x|act 軟件隨即將自動創建檢測視圖.
由于采用基于 CAD 的設置和精密的 μAXI 系統,檢測程序可以離線生成并可植入相同類型的所有系統.x|act 軟件可以在 X 射線圖像中提供動態覆蓋的 CAD 信息,這就使用戶可以隨時獲取完整的樣品數據,即使在使用斜視圖(傾斜和旋轉)時也能做到這一點.不僅可以隨時看見焊點 ID,甚至還可通過鼠標獲取焊點的具體檢測結果.覆蓋技術極大地方便了操作員隨時進行準確定位,以及對需要返工的被檢測缺陷進行可靠識別,之前這兩項工作都是在擁有成千上萬個焊點的一塊板上進行,非常耗費時間.
新 x|act 軟件是用于保證偽缺陷和逃脫率最小化,從而達到電子產品最高可靠性的第一套最高分辨率 μAXI 解決方案.
不斷變化的質量要求
電子組件正日趨小型化且更加復雜；相應地,質量要求也始終在不斷變化.對于大多數行業,如軍事電子、汽車電子和航空航天,零缺陷是必須滿足的要求.電子產品的可靠性在很大程度上取決于焊點質量,而驗收標準主要基于焊點的形狀和尺寸.為保證最高質量標準,必須提供新的自動化測試方法；只有最高分辨率 X 射線技術能提供檢測此類組件的必備方法.
通過使用最新微焦點和納米焦點 X 射線技術和先進的檢測軟件,可以自動檢測大多數常規焊點,相比檢查其表面或其中一個切片,該技術能夠提供更多的質量信息.由于使用了適當的軟件和技術,全自動檢測可保證通過一種有效、省時的方法進行更加深入的分析,而這種分析具有最高的可重復性.
問題是,使用在線檢測時SMT生產線處理量是否適合最高缺陷覆蓋率要求,或者離線μAXI系統是否為最佳選擇？
高分辨率 X 射線檢測
獲得最大缺陷覆蓋率的基礎是高分辨率 X 射線檢測系統.無論是微米焦點還是納米焦點,X 射線的錐形光束均可運用在檢測儀上生成放大的 X 射線陰影圖像來穿透樣品.可達到的分辨率或圖像清晰度主要受 X 射線管焦點尺寸的影響,焦點尺寸從幾微米（微米焦點射線管）至不到1微米（最新納米焦點射線管）各不相同（見圖 1）.
新型納米焦點射線管具有高達 200 納米（0.2 微米）的細節檢測能力.為了獲得 X 射線強度和分辨率之間的最佳組合,它們采用了不同的模式.分析所需的關鍵特性是圖像放大,它由光束幾何特征決定.高級 X 射線系統可在不使用軟件放大的情況下將圖像放大 23,000 倍以上.
另外一個需要考慮的因素是圖像對比度.對比度受到PCB上各檢測對象的X射線吸收情況的影響,吸收量因厚度(與焊點形狀一致)或材料(如銅面上焊點)的不同而不同.
對于 BGA 和其他焊點的檢測而言,傾斜視圖是必需的.如果通過傾斜樣品來獲得斜視圖,由于焦物距較長,放大率會降低.為了避免出現這種情況,保持物體中心ovhm 控制功能可在改變角度時保持視場鎖定的情況下,提供無放大率損失、傾斜角度最高達 70 度外加 0-360 度旋轉的斜視圖（見圖 2）.
X 射線自動檢測 (AXI)大多數焊點屬性和缺陷能夠被自動檢測出來.但是,不同焊點尺寸和檢測目標在自動化操作期間要求采用不同的程序.自動化操作有三個步驟：
半自動目視檢查
由于需要大量的設置工作并需要優化檢測時間,對小批量檢測對象進行全自動檢測通常并不劃算.但是,即使在 X 射線圖像的目視評價期間,重復同樣的動作也是合乎需要的,半自動化操作仍然有用.鑒于此,檢測方案中介紹了印刷電路板位置以及相關的X射線參數,所以操作員務必對其進行精確評估,繼而精確評估可比較的檢查視圖.單獨的定量測定,如可空洞百分率測定,可以被整合為自動操作步驟.
全自動在線檢測
準備進行 100% 檢測時,將自動 X 射線系統接入生產線中似乎是不可避免的.但是,此操作會將在線循環時間設為檢測時間的上限,從而可能限制了檢測的深度.與自動光學檢測 (AOI) 相比,由于它所具有的各種缺點,生成高分辨率 X 射線圖像需要更多的時間.這一缺陷部分可通過較高的射線管功率來平衡,但這會增大焦點尺寸從而損害圖像質量.換言之：對于應在特定測試深度（缺陷覆蓋率）和可接受的偽缺陷和逃脫率條件下加以檢測的工作包,其所必需的特定檢測時間可能會超過生產節拍.因此,PBGA的 300 個焊點可以在 20 秒的生產節拍內進行全面檢查,但在相同時間內完成 3000 個焊點的檢查則可能只停留在表面且存在很高的逃脫率.
全自動離線檢測
由于種類繁多或對大型抽檢存在限制的產品數量減少,全自動批量模式檢測成為一種有效的替代檢測方式(見圖 3).板由操作員或自動裝片暗匣裝入X 射線系統.采用離線檢測方式時,檢測深度和檢測時間可以針對各類產品的特定檢測要求加以優化.此外,計算機斷層掃描(CT)也可采用該 X 射線系統,從而在不干擾生產過程的情況下進行詳細的缺陷分析.
采用在線還是離線 X 射線檢測？
為確保產品質量符合當前和未來的零缺陷要求,檢測時間只能通過實現偽缺陷和逃脫率最小化所需的檢測策略來決定.常規在線 AXI 的檢測深度由生產節拍決定.但是,AOI 比 AXI 所需時間更多,SMT 生產線速度、帶隱藏焊點的芯片數量以及質量標準也在不斷升高.為了保證最高缺陷覆蓋率,離線 AXI 提供進行最高分辨率檢測所需的時間,即使是用傾斜視角進行檢測.
x|act —— 具有最高缺陷覆蓋率的 μAXI 射線 (phoenix|x-ray)的新 μAXI 平臺將是您進行自動焊點檢測的理想解決方案.為實現缺陷覆蓋率的最大化,μAXI 采用微米分辨率及最高細節放大率.
菲尼克斯 X 射線 (phoenix|x-ray) 提供包括特有 x|act 軟件包的高精度離線 AXI 系統,用以進行基于 CAD 的快速而簡單的焊點全自動檢測.具有微米分辨率、360° 旋轉以及最高 70° 斜視角度等特點的小視場可確保達到最高質量標準.x|act 是專門設計的直觀檢測方案,只需要進行簡單的一次性配置.組件 CAD 數據被讀入 X 射線系統并被置于圖像上（CAD 動態覆蓋）,這就使用戶可以隨時獲取完整的樣品數據,即使在使用斜視圖時（傾斜和旋轉）也能做到這一點.
高效 CAD 編程和最短設置時間 act 采用 CAD 導入,可以使用過濾器從自定義數據格式中抽取所需信息.x|act 使用的標準數據格式為中間數據格式 (ndf),它包含有關組件焊點位置和尺寸的信息.
為便于使用,軟件使用基于焊點的信息（見圖 4）.操作員可以將具體檢測策略與各種類型焊點相連,不同的焊點類型通常需要采用不同的策略.如果需要更改現有方案中的某一策略,則可通過標記相同類型的所有焊點并生成至檢測策略的新鏈接來輕松執行.
導入數據后,軟件自動生成檢測視圖.方案可在離線狀態下生成并可導入相同類型的所有檢測系統,既節省了時間又節省了費用.
3D 自動定位及定位精度最優化x|act 軟件通過校準的高精度 CNC 操作模式在標準型菲尼克斯 X 射線微焦點系統上運行 .系統采用的是特有的本地 3D 高度和變形定位方法(見圖 5).為實現最高精度,應按照要求測量一定數量的基準點.使用 X 射線替代光學三角傳感器時,該方法并非取決于板面的質量和反射性.圖像鏈是經過校正的,所有變形都可以被自動補償.通過以上各種努力可以實現高精度定位,即使是在傾斜視圖 (70°)和旋轉 (360°) 時也是如此.
斜視圖的 3D-CAD 動態覆蓋和最高放大率 X 射線圖像及 CAD 信息的動態覆蓋,即使是斜視圖也具有該覆蓋功能（見圖 6）,任何時候都可以看見焊點 ID.此外,通過鼠標就可獲取焊點具體檢測結果.
即使該系統用于人工檢測,CAD覆蓋也非常有價值,因為它實現了最簡易的焊點識別.由于可以隨時進行精確定位,覆蓋技術對操作員來說極其便捷（對擁有數以千計焊點的板上的某一特定焊點或某一組焊點進行可靠識別可能非常耗時）.
具有 CT 和 μAXI 全部功能的檢測系統 icrome|x（見圖 6）集高質量 X 射線自動檢測、2DX 射線檢測以及 3D 計算機斷層掃描技術（CT）于一身,在技術和經濟角度方面均具有無與倫比的價值.microme|x 是一個高分辨率 X 射線自動檢測系統,最適合半導體和電子行業的缺陷分析.它可為面積最大 680 mm x 635 mm、重達 10 kg 的產品提供 23000x 以上的總放大倍率（無軟件縮放）,并可在任何位置提供高達 70° 斜角視圖和圍繞 460mm x 360 mm (18” x 14”) 總體檢測區域范圍內的任意一點旋轉 360° 的功能.
microme|x 標配超高性能 180kV/20W X 射線管,實現了小于 1μm 的亞微米特征識別、高分辨率 200 萬像素數字成像鏈以及高對比度 24” 平板顯示.與傳統的 160 kV 射線管不同,由于采用新型超高性能高壓發生器技術的 180kV高功率射線管的成功開發,檢測具有高X射線吸收特點的樣品（如帶/不帶散熱器的電子裝置）變得空前容易.
microme|x 高分辨射線源對于全 3D 計算機斷層掃描技術 (CT) 也非常重要,運用該成像技術時,檢測對象必須由X 射線從任意角度穿透；尤其對于內部結構復雜、尺寸較小的產品,X 射線 CT 增加了缺陷分析的可能性,并在一定程度上可以較為省時的方式替代有損探傷法.由于提供（相比 X射線斷層掃描法laminography等）對比度分辨率大大增加的真實 3D 圖像（見圖 8）,它不僅能夠在一定程度上取代切片分析,還能通過產品在任何方向上的任意剖面圖提供附加信息.
結論——實現零缺陷 μAXI 的第一種解決方案 X 射線檢測能夠評估所有常規焊點的質量.因焊接工藝而產生的任何缺陷都能夠被檢測出來,只要該缺陷使焊點形狀發生了改變.大多數缺陷都能夠被自動檢測出來,但是生產線處理量可能會限制測試深度.
作為具有最高缺陷覆蓋率和最小誤判率的 μAXI 的一種特有解決方案,菲尼克斯 X 射線自動軟件平臺 x|act 甚至可以滿足未來零缺陷質量標準的檢驗要求.出色的圖像質量、最高放大率、最佳定位精度、簡單的基于CAD的離線設置、全程序可移植性以及CAD數據覆蓋（甚至可在旋轉和傾斜動態視圖中實現）保證了使用簡單并具有最高的產品可靠性.優良的多功能性使配有菲尼克斯 X 射線 x|act 軟件包的microme|x 成為零缺陷 μAXI 以及多種質量敏感型電子裝置全 3D CT 可選擇的一種新型解決方案.
