PCB组装接插件中接插件爬锡率检测方案(X射线成像)

SSL-CA20-412Excellence in Science Excellence in ScienceSMX-015 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cnTel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn SMX-6000 观察电路板中接插件通孔爬锡率 SMX-015 摘要：本文介绍了一个运用 SMX-6000 微焦点X射线检查装置的X射线透视及CT 对电路板中接插件通孔爬锡率的实例观察。针对接插件通孔倾斜透视，观察缺陷并测量了爬锡率高度。针对 CT图像，使用VG 软件缺陷分析模块对接插件通孔爬锡缺陷进行孔隙率分析。 关键词：微焦点X射线检查装置 CTT连接器接插件爬锡率 接插件也称连接器}，，它是PCB组装中器件、部件或组件之间可拆卸连接的最根本的呆板式电气连接器件。常用的接插件包括各种插头(插件)、插座(接件)与接线端子等，其主要效用是传输信号和电流，并可控制所连接电路中的通或断。 接插件品种繁多，表形各异，其功能是非直接连接和影响到整个电路板中的性能。接插件可分为两大类型：一类是用于电子电器与电路板连接的接插件，另一类是用于电子电器内部电路板与电路板、电路板与器件或组件等之间线路连接的接插件。 接插件和电路板中的通孔是使用焊锡焊接在一起，如果通孔焊锡填充不足，孔内的焊锡填充高度没有达到 IPC要求 (PCB厚度的50%或75%)，或者没有达到客户要求，!影响焊点的可靠性。使用X射线透视观察可以无破坏性观察焊锡填充百分比。并且使用X射线计算机断层扫描(CT)可观察爬锡率的体积。本文介绍了一个运用 Xslicer SMX-6000 微焦点X射线检查装置(带PCT)的X射线透视及 CT 对电路板中接插件通孔爬锡率的观察。 实验部分 1.1仪器 IX-6000 微焦点X射线检查装置(带PCT) 1.2分析条件 X射线透视检查分析条件： X射线 CT检查分析条件： 测试电压：140KV 测试电压：140 KV 测试电流：100uA 测试电流：100uA 观察角度：45° 观察角度：60° 扫描模式：清晰 扫描时间： 10 min 结果与讨论 2.1X射线透视观察 图1显示了一个布满接插件的电路板外观图。尺寸120 mmX120 mmx55mm。针对一个电容上的针脚插入电路板中的焊锡状况进行观察。通过倾斜角度观察，可观察到内部焊接结构。透视图像用黑白的浓淡表示透过内部的X射线剂量的差异。X射线吸收量较多的锡成分部分颜色较深，吸收量少的空气部分颜色较浅。因此在图2中电容插件中其中一个的焊接部分颜色浅的部分没有焊锡，黑的部分是有焊锡，而另外一个全部有焊锡。图3是通过设备的反色功能进行处理得出的图片，没有焊锡的部分显示为灰白色，密度大的焊锡部分显示为白色。再通过软件染色功能进行处理，可根据灰度用颜色显示产品不同的部分，用于直观观察产品结构，如图4图5所示。使用选配软件 HADI-S_THS 软件对插件爬锡率分析，可检测出爬锡率高度，图6示出了电容插件爬爬率高度为63%。 图11电路板外观图 图22电容插件透视图 图3电容插件反色透视图 图4 电容插件彩色透视图 图5电容插件彩色透视图 图6电容插件爬锡率高度检测 2.2X射线CT观察 使用X射线透视时只能看到一个平面，对内部的每层细节部分不能观察。在这种情况下，检查分析可以利用CT成像获取横断面的数据。如图7所示，利用X射线 CT可以获得多平面重建(MPR)图像。横截面图像(左上角)和正交纵断面图像(右上角和左下角)可同时观察。右下角的图像是单独采集的放大图像，，可以清楚的看出内部焊锡情况。操作人员很容易从一个特定的截面分析和检测出缺陷。 在图8所示中，是由图7中的数据中单独采集的横截面图，可以清楚的看到气泡缺陷和焊锡没有填充。这比X射线透视更直观的能够观察出缺陷。 使用 VG 软件虚拟出立体3D图像，，可直观观察出没有填充焊锡部分，如图9所示。 图10是使用 VG软件缺陷分析模块分析插件通孔的焊锡孔隙，用不同颜色渲染表示插件中的焊锡孔隙缺缺。 图11(右)统计分析了图11(左)中的插件通孔的孔隙率。材料总体积为 0.7491mm3，孔隙缺陷体积0.4811mm3，缺陷体积比率为 39.11%。 图7电容插件MPR图 图8 电容插件横截面图 图9 电容插件3D图 图100电容插件孔隙率分析 图11电容插件孔隙率分析统计 结论 采用岛津公司的 SMX-6000 设备检查电路板中接插件通孔爬锡率，可以根据X射线透视和 CT 选择合适的观察方法。任何操作人员都可以轻松的在Ⅹ射线透视和 CT 之间任意切换检查样品内部结构。使用 HADI-S_THS软件可对接插件通孔X射线透视图片进行爬锡率测量，同时针对 CT图像，可使用 VG 软件缺陷分析模块对接插件通孔爬锡缺陷进行孔隙率分析。 岛津应用云 采用岛津公司的SMX-6000设备检查电路板中接插件通孔爬锡率，可以根据X射线透视和CT选择合适的观察方法。任何操作人员都可以轻松的在X射线透视和CT之间任意切换检查样品内部结构。使用HADI-S_THS软件可对接插件通孔X射线透视图片进行爬锡率测量，同时针对CT图像，可使用VG软件缺陷分析模块对接插件通孔爬锡缺陷进行孔隙率分析。