자동화된 X-Ray 검사

회로 기판 산업에서는 솔더가 보이지 않기 때문에 AOI(자동 광학 검사)로 검사하기 어려운 부품 및 기판이 증가하고 있습니다. 또한 자동차 산업의 접합 강도 및 솔더의 ​​전면 검사와 같은 고품질 요구 사항이 증가하고 있습니다. 이러한 요구를 해결하기 위해 Omron은 필요한 인라인 소요 시간(고객 요구를 충족하기 위해 제품을 완료해야 하는 비율) 내에 검사를 수행하는 새로운 기술을 도입했습니다. 이것은 컴퓨터 단층 촬영(CT) X선 자동 검사 장비에 대한 가장 까다로운 요구 사항 중 하나였습니다. 연속 영상 기술을 위해서는 고정밀 위치 제어와 고속 영상 센싱이 필요합니다.

새로운 검사 방법의 경우

최근 몇 년 동안 전기 자동차(EV), 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 심지어 자동 운전 분야에서 놀라운 기술 발전이 이루어졌습니다. 회로 기판 실장 분야의 경우 이는 고밀도화를 향한 움직임을 의미하는 반면 점점 더 많은 수의 부품과 PCB에 시각적으로 접근할 수 없는 납땜 조인트가 있어 육안 검사가 어렵습니다. 대표적인 예로는 패키지 밑면에 솔더 조인트가 배열된 필렛리스 칩과 볼 그리드 어레이(BGA)가 있습니다.

자동차 산업은 소비자를 보호하기 위해 특히 엄격한 품질 보증 요구 사항을 부과하며, 공급업체는 종종 인라인 전체 표면 회로 기판 검사(샘플링 검사가 아닌)를 수행하고 땜납 모양을 측정하고 접합 강도까지 검사해야 합니다. 이를 더욱 복잡하게 하는 것은 라인 작업자 부족 문제로, 현재 고정밀, 고품질 자동 검사에 대한 수요가 급격히 증가하는 데 부분적으로 책임이 있습니다.

따라서 회로 기판 품질 문제 및 생산 라인 중단과 같은 실장 업계의 이벤트는 고객에게 심각한 위험을 초래할 수 있습니다. 불량회로기판의 유출은 즉각적으로 인명과 사회의 안전을 위협하는 위기로 이어진다. 이러한 이유로 결함이 있는 회로 기판이 시장에 유출되지 않도록 하는 메커니즘을 제공하는 것이 그 어느 때보다 중요합니다.

이러한 추세에 대응하여 Omron은 부품 밑면의 솔더 조인트와 같이 시각적으로 접근할 수 없는 항목을 검사할 수 있는 기능 덕분에 표면 실장 기술(SMT) 생산 라인에서 널리 사용되는 AXI(자동 X선 검사) 시스템을 개발했습니다. . 그러나 택트 타임의 문제로 오프라인 샘플링 검사나 핵심 부품의 인라인 검사에만 기존 모델을 주로 사용해왔다.

이 기사에서는 VT-X750 시리즈 자동화 인라인 CT X선 검사 시스템( 그림 1)에 사용된 기술의 개요를 제시하여 이 문제를 개선하고 자동차 회로 기판 실장 프로세스에서 인라인 사용에 충분한 속도를 달성하여 품질 보증을 가능하게 합니다. 대량의 회로 기판.

CT 기반 AXI로 고화질 구현

엑스선 기반 진단 영상 방법의 주요 유형에는 2차원(2D) 엑스선, 단층 합성 및 컴퓨터 단층 촬영이 있습니다. 2D X-ray 방법은 X-ray 소스, 공작물 및 X-ray 카메라가 수직으로 배열되어 샷당 하나의 이미지를 얻는 데 사용됩니다(그림 2). 이 방법으로 투영된 이미지는 2차원 데이터로 기록됩니다. 이 방법은 짧은 시간에 영상을 얻을 수 있지만 처리하는 데이터의 양이 적기 때문에 다른 방법에 비해 화질이 떨어집니다.

단층 합성법은 제한된 각도 범위 내에서 엑스선 소스 또는 엑스선 카메라에 대한 상대적 위치에서 작업물의 특정 수의 이미지를 얻는 데 사용됩니다. 이 방법을 사용하면 원하는 높이가 강조 표시된 단층 촬영 이미지를 얻을 수 있습니다( 그림 3). 2차원 엑스선 방식보다 시간이 많이 걸리지만 단층 합성법은 CT 방식보다 빠른 영상 획득이 가능하고 2차원 엑스선 방식보다 화질 면에서 월등하다. 단층 촬영 이미지는 X선 소스나 카메라의 초점 위치에서 충분히 멀리 떨어져서 촬영하면 CT 이미지보다 흐릿해지는 경향이 있다는 점에 유의해야 합니다.

CT 방식은 360도 회전하는 동안 X선 소스나 카메라에 상대적인 위치에 있는 공작물의 여러 이미지를 획득하고 이를 3차원(3D) 데이터로 재구성하는 데 사용됩니다. 이 방법은 다른 방법보다 많은 양의 데이터를 처리하므로 최상의 이미지 품질을 제공합니다. 재구성된 3차원 데이터에서 수평면 방향 데이터는 물론 높이 방향 데이터까지 추출하여 사용할 수 있다는 것이 강점이다. 엑스선 소스나 엑스선 카메라의 초점 위치에서 멀리 떨어져 촬영하더라도 이 방법을 사용하는 단층 영상은 선명하고 흐림이 적은 화질을 얻을 수 있습니다. 반면에 이 방법은 이미지 획득에 더 많은 시간이 걸리고 일반적으로 공작물에 더 높은 선량을 전달합니다.

AXI 솔루션

Omron은 3D 데이터에서 원하는 지점을 식별하고 이미지 기반 진단을 수행하여 각 솔더 접합 표면의 형상을 정확하게 검사할 수 있는 새로운 검사 방법을 채택했습니다. Omron AXI 솔루션은 CT 방식을 활용하여 회로 기판 하부 제한이 없는 고정밀 검사를 가능하게 합니다. 주요 기술 구성 요소는 안전하고 정밀한 센싱이 가능한 하드웨어와 뛰어난 반응성으로 고속 제어가 가능한 소프트웨어로 구성됩니다.

하드웨어는 크게 기계, 전기 및 이미징 구성 요소로 구성됩니다. 따라서 전자 기계 안전, 차폐, 축 모션 정확도, 제어 응답성, 이미지 품질 및 이미징 속도와 같은 설계 매개변수는 시스템 성능을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 시스템의 소프트웨어 부분은 기계 차이 보정을 위한 어셈블리 옵티마이저, 검사 프로그램 개발을 위한 주요 응용 프로그램, 캡처된 이미지를 3D 데이터로 변환하는 재구성 프로세스 및 획득한 3D 데이터의 검사를 수행하는 데 사용되는 알고리즘으로 구성됩니다. 이러한 기술 구성 요소는 복잡한 방식으로 서로 관련되어 있으며 고정밀, 고속 검사를 위해 각 기능 모듈 내에서 원활하게 함께 작동해야 합니다. 이는 이 기술의 핵심이자 이미징 장치의 기본 성능, 고정밀 기하학 설계 및 제어, 강력한 보정 처리 및 검사 알고리즘을 제공하는 고품질 CT 이미지 획득에 특히 중요합니다.

다음 섹션에서는 이러한 각 기능을 살펴봅니다.

1. 이미징 장치의 기본 성능(FPD 및 X-ray .