无论你从事电子制造的哪个环节，你可能已经意识到当前对体积更小、元器件分布更加密集的印制电路板组装（PCBA）的偏好越来越明显。

这并不一定是因为PCB组装需要变小，而是新的设计使用了明显更多的球栅阵列(BGA)和其他类型的隐藏焊点连接器件，如四方扁平无引脚封装(QFN)和栅格阵列封装(LGA)。这些器件通常在性能和成本方面比带引脚的大封装有优势，因此这种趋势可能会持续下去。

自动光学检测(AOI)是表面贴装(SMT)制造中一种成熟且关键的过程控制方法，它极大地提高了成品质量的可信度。但对于那些通过光学观察无法检测焊点连接的器件，该如何处理呢？

X射线提供了答案。

X射线检测设备如何为电子制造增值？

将X射线作为过程控制的一部分可以帮助避免出现生产难以修复或修复成本高昂的风险。重新加工错位的器件可能非常耗时，并且可能由于局部加热而又对PCB上周围的元件造成其他问题。重新加工也可能超过允许的最大焊接回流次数。万一在后续过程中发现故障，例如在JTAG或功能测试时，还会增加诊断和重新测试的额外时间和成本损失。

那么，什么情况下应该使用X射线呢？X射线应作为‘首件检查’过程的一部分，以确保无引线器件的回流炉温度曲线处于最佳状态。然后，在生产过程中对样品进行检查也是明智的；通常从批次的开始、中间和结束各抽查几个。另外，也可以使用"在线式”的X-ray检测设备，不过值得注意的是，X射线检测，即使是自动化的，流程也会相对较慢。

X射线检测还可以减少生产线末端的人工检测，例如对于细间距器件，AOI可能无法完全覆盖(取决于您使用的系统类型)，或者可能使用了其他BGA检测方法，如Ersascope。

X射线检测的另一个重要优势是解决质量问题。X射线能够在不需要破坏性重新加工也不需要微切片的情况下进行无损检测。

增强型的X射线设备还能提供"层析成像"甚至全3D功能，有助于发现PCB中的断裂故障以及任何无引脚元件的问题。

除了PCBA，X射线还可以对其他组件进行无损检测，例如需要查看内部细节的电缆组件或机加工零件。它还可以提供一定程度的测量能力。

因此，一个功能强大的X射线检测设备已经被认为是现代电子制造的"必备品"。那么该如何选择合适的呢？

选择X射线设备时需要考虑什么？

市场上有很多供应商，所以应该像所有的设备招标要求一样，最好先有一个"必备"清单再开始寻找。

以下是需要考虑的4个方面：

1.图像质量

如果您打算购买相机，那么像素数更高的相机，比如24MP，质量比16MP的更好，对吗？如果您了解一些摄影知识，您就会知道这是一个过于简化思考方式，而X射线可能看起来更加复杂，因为这背后涉及到很多物理原理和复杂软件。影响图像质量的因素包括功率、电压、焦点大小、探测器分辨率、X射线源与物品的接近程度以及视野范围。以电压为例；160kV系统将具有比130kV系统更强的X射线穿透能力，但更高的电压可能会对图像对比度产生不利影响，从而影响"图像质量"。那么如何决定呢？最实用的解决方案是拿一些典型的样品先试测。

2.有多少个"D"？

D代表维度。有三种系统：

• 2D，提供直接的俯视图。
• 2.5D，允许俯视和倾斜或倾角视图。
• 3D，三维重构。这可能使用断层成像、层析成像或(对于完整的3D效果)计算机断层扫描(CT)等技术。

当然，看到的图像信息越多，检测过程就越慢。例如，复杂的CT扫描可能需要几个小时才能完成。如果目的是查看BGA下面缺失的焊球或它们之间的短路，那么2D就可以了。然而，如果有元件遮挡了关键区域，倾斜可以帮助获得更好的视图。而3D可能用于详细的质量检测。

3.易用性

允许一定程度的自动检测，例如通过编程带有"OK/NG"的检测序列，这就使得重复检测的操作变得非常容易。虽然易于使用，但检测人员需要了解设备的所有设置，并且能够看懂所看到的检测信息，例如在下面这个例子中，被标记为绿色的地方就是焊料中的空洞缺陷：

4.维护

在使用X射线设备之前必须通过安全使用培训。还有熟悉一些基本的，乃至创建使用规则或程序的操作。靠谱的设备供应商这些应该都会提供，另外还应定期对设备进行(至少)年度健康检查。

还值得一提的是，有不同类型的X射线管。"开放式X射线管"相对快速且更换成本较低，但每使用200-300小时左右就需要更换。"密封式X射线管"型可以使用多年，但更换成本要高得多。因此，最佳的选择取决于您的使用频率。

X射线探测器通常是标准或高清平板。X射线会导致这些探测器逐渐退化，通常在10年后会退化20%左右。虽然仍然可用，但建议在8-12年更换。

了解设备及系统的常见故障模式也很重要，例如，电源、连接器或电缆可能需要随时更换，这些在供应商交付时应提前获取更换的操作流程。

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