3D-AXI 技术

凭借独有技术“平面CT”实现高速/高精度检查

SAKI的3D-AXI实现高速且高精度半导体、电源模块检查、PCB检查。

3D CT-X检查的必要性

正如近年智能手机所代表的一样,随着电子仪器的功能越来越先进,并呈现出小型化、超薄化,加速了电子元件及半导体包的小型化、高功能化、高密度化。
由于这种外部环境的变化,我们相信,今后通过采用倒装芯片BGA、LGA、PoP、WLP,将是更高水平检查能力必不可少的。

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X射线检查的必要性

在外观检查中,以往的元件在很多情况下都无法确认焊接接合,因此需要X射线检查来作为替代的检查手法。
另外,对市场需求较高的锡球Head In Pillow及空隙进行可靠检查时,3D CT-X射线检查必不可少。
此外,近年来,由于全球竞争加剧而导致高质量要求提高,在线进行3D CT-X射线检查的需求也随之增加。

3D CT-X射线自动检查装置BF-X系列

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各种不同的X射线检查技术

X射线检查技术包括有X射线分层摄影法、断层融合法、倾斜CT方式等各种不同的检查方法。
在量产现场使用时,检查速度和高度检查由于存在平衡的关系,因此仅限于在线使用。
而平面CT方式(图1)则是一种极有可能打破这种平衡的技术。

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SAKI的平面CT方式

平面CT方式就是可以用较少的平面物体投影数,获取高精度检查所必须的高画质CT图像。
然而,存在着CT运算量多,运算速度提高的问题。本公司是一家在印刷电路板的在线检查中首先采用平面CT方式的首个厂商。
本公司的X射线检查装置、BF-X系列(图2)为通过自行开始CT计算软件,实现高速、高精度检查。

图1 平面CT方式概念图

图2 BF-X系列外观图

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SAKI平面CT和断层融合的比较

和断层融合方式相比,可以清楚地看到,本公司的平面CT方式图像可以获取非常清晰的断层图像。

SAKI平面CT图像(上层)和断层融合图像(下层)的比较结果

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满足多样化的需求

此外,除了印刷电路板专用的密闭型X射线源(130kv)之外,还包括有面向IGBT等电源模块及半导体的大功率(200kv),支持高分辨率的开放型X射线源,满足X射线检查市场的多样化需求。

独有硬件

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利用独有的高刚性门架实现高精度检查。

对于在线且长时间的量产环境,为了保持稳定的精度,同时实现高级检查,其平台硬件的高停止精度、定位精度及高刚性构造必不可少。
通过载物台驱动直线电机,可实现稳定的停止精度、定位精度。
另外,通过在X射线管的Z轴采用直线标尺,即使每个FOV都动态地更改分辨率,也可实现高重复再现性。

独有软件

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基于全存储技术的舒适操作性。

除了在2D-AOI中培育的专用技术,还在组合独有高刚性门架和电路板表面修正技术的同时,通过在存储器上展开电路板全面无缝3D图像,就可利用3D全画面保存功能满足可追溯性。

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运用独有CT重建运算中生成切片图像的高精度检查

在进行在线量产检查之后,使用通过CT重建运算所获得的切片图像进行3D检查。
如前所述,由于CT图像的重建及3D检查的运算量较多,因此还面临着高速运算处理的问题。
本公司通过独有的高速运算处理,在所有的元件中都实现了利用高画质图像进行高速3D检查。
例如,翼形引线的填角检查可以精确再现填角形状,锡膏不浸润检查也可以通过后填角的位置、高度、角度信息轻松地判定是否合格。

锡膏填角的3D显示

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X射线检查的发展

对象物内的不特定位置发生的微小空隙(图7)也可以通过使用切片图像的高清晰度3D检查进行可靠检测。
另外,由于存在各种不同的不良模式,对于3D检查也被认为困难的锡球Head in Pillow(图8),除了高画质3D图像,还通过独有的算法开发中的形状检查,使检查能力明显提升。

图7 锡球 空隙

图8 锡球HiP

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符合IPC标准的措施

目前,电子行业的事实标准IPC标准(Class3)规定将后填角的浸润上升高度作为判定翼形引线焊接是否合格的标准,因此预计今后符合IPC标准的后填角检查市场需求将会扩大。
除此之外,检查对象需求还涉及IPC标准中要求的通孔焊接的填充率(图9)、倒装芯片的微凸块、PoP的焊接接合、IGBT等电源模块的焊接检查等。

图9 通孔焊接

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满足多样化需求的SAKI X射线检查装置

除了本公司自行开发的独有软件,通过面向印刷电路板的密闭型X射线源(130kv)、IGBT等电源模块及面向半导体的大功率(200kv),支持高分辨率的开放型X射线源,满足X射线检查市场的多样化需求,实现检查对象的可扩展性。

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