Jak je důležité míti rentgena

Současným trendem je vyrábět s co nejvyšší jakostí, které je možné dosáhnout zejména důkladnou kontrolou. Pro kontroly jakosti ve výrobě elektroniky se uplatňovaly zejména optické inspekce, protože jejich výsledky byly dostačující. Jak ale opticky zkontrolovat součástky, kde není na spoje vidět? Toto jednoduše není možné a přichází na řadu rentgen.

Určitě jste již zaslechli o tom, že rentgen není pouze pro zdravotnictví, ale uplatňuje se i při inspekcích v průmyslu. Právě v elektronice možnosti jeho využití výrazně rostou společně s rozvojem a miniaturizací samotných součástek. Velmi moderní pouzdra typu BGA, často používaná QFN, výkonné součástky s chladicími pady nebo moduly v pouzdrech LGA se nedají zkontrolovat jinak než rentgenem. Ne všechny závady jsou totiž odhaleny funkčními testy.

Jedna z nejčastějších závad při pájení je vznik tzv. voidů (vzduchových bublinek) ve spoji. Tato závada se zpravidla neprojeví okamžitě, protože kontakty jsou spojené. Projeví se až po určitém čase používání – spoje se vzduchovými bublinkami jsou křehčí a při transportech či manipulacích praskají.

Důležitou kontrolou jsou také chladicí pady pod výkonnějšími součástkami. Například driver pro LED diody či motory musí být kvalitně připájen, aby měl dostatečnou životnost a nepřehříval se. Pokud jsou pod chladicím padem umístěny neuzavřené prokovy, mohou odsát většinu pájecí pasty a chladicí pad se nedostatečně připájí (viz obr. 2).

Rentgen výrazně pomáhá nejen ve výrobě, ale i při vývoji

Díky současné dostupnosti rentgenových přístrojů se vyplatí jej využívat nejen pro inspekce v sériové výrobě, ale také ve vývoji. Při výrobě prototypů se mohou osazovat jednotky kusů ručně, případně na strojích bez důkladného nastavení. Často se může stát, že v některých místech je více či méně pasty nebo je špatně nastavený teplotní profil a vzniknou vady ve spojích. Vývojář poté stráví dlouhý čas hledáním chyby v návrhu, a přitom se může jednat pouze o vadu výroby prototypu. Vzhledem k tomu, že vývojová hodina je velmi nákladná, náklady na použití rentgenu se snadno zaplatí.

Použití rentgenu:

• Průběžná kontrola výroby – BGA, QFN, LGA, thermal pady i běžné součástky
• Kontrola nastavení teplotních profilů před zahájením sériové výroby
• Kontrola prototypů u vývoje
• Kontrola produktů při vyřizování reklamací

Podle čeho vybírat vhodný rentgen?

U rentgenů se udává řada parametrů. Jedním z nejzákladnějších parametrů je anodové napětí na rentgence. Udává se v kV a pohybuje se zpravidla od 50 kV až do stovek kV. Tato hodnota v kombinaci s anodovým proudem nejvíce ovlivňuje, co vše zvládne rentgen prozářit. Hodnoty v řádu nad 120 kV jsou již vhodné také pro prozařování lehčích kovových předmětů. Vlastnosti rentgenu také ovlivňuje velikost ohniska. U rentgenů s tzv. mikroohniskem (velikost v rámci několika desetin mikrometrů) je možné dosahovat lepších snímků díky využití geometrického zvětšení, které umožňuje často i desetinásobné zvětšení. Dalším faktorem ovlivňujícím výsledný snímek je použitý typ snímače. Nejlevnější rentgeny využívají metody nepřímé digitalizace, která má nižší energetické i fyzické rozlišení, ale pro řadu aplikací je dostačující a hlavně výrazně levnější. Pro kontrolu elektroniky jsou nejvhodnější CMOS detektory s vysokým energetickým rozlišením, případně zesilovače obrazu, které však výrazně navyšují cenu přístroje. Nejlepší je však vzít vlastní vzorky vyráběných produktů a podívat se na výstup z konkrétního rentgenu.

Rentgen se zdá být velmi nákladnou investicí. Cena rentgenu však již nemusí být v řádu několika milionů. Nyní jsou dostupné i technologie, které zajistí kvalitní rentgenovou inspekci, a přitom stojí méně než milion korun. Při uvažované životnosti přístroje nejméně 7 let již vychází náklady této technologie na méně než 400 korun za den. Rentgen vám zajistí vysokou kvalitu osazování a výrazně tak snížíte četnost reklamací či zkrátíte dobu řešení závad ve vývojovém oddělení.