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電子及電氣元件X射線無(wú)損檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-10-22 17:57:14 更新時(shí)間：2025-10-21 17:57:14

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

電子及電氣元件X射線無(wú)損檢測(cè)

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子及電氣元件正朝著微型化、高集成度和高性能的方向不斷演進(jìn)。這些元件廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、通信設(shè)備、汽車電子以及各類消費(fèi)電子產(chǎn)品中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性和連接質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性與安全性。然而，許多關(guān)鍵缺陷，如內(nèi)部的微小裂紋、焊接空洞、引線斷裂、芯片分層或異物夾雜等，往往隱藏在封裝內(nèi)部，傳統(tǒng)的目視檢查或功能測(cè)試難以發(fā)現(xiàn)。在這種情況下，X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提供了一種非破壞性的、高效且精確的內(nèi)部質(zhì)量評(píng)估方法，成為現(xiàn)代電子制造業(yè)質(zhì)量控制體系中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

檢測(cè)項(xiàng)目

X射線無(wú)損檢測(cè)在電子及電氣元件領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，其核心檢測(cè)項(xiàng)目主要聚焦于評(píng)估元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整性與工藝質(zhì)量。具體包括：內(nèi)部連接質(zhì)量檢測(cè)，例如球柵陣列（BGA）、芯片級(jí)封裝（CSP）等器件中焊點(diǎn)的形狀、大小、位置以及是否存在虛焊、冷焊或橋接；元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢查，如集成電路（IC）內(nèi)部的引線鍵合、芯片與基板的粘結(jié)狀況、以及多層陶瓷電容器（MLCC）的內(nèi)部電極層是否存在分層或裂紋；組裝工藝驗(yàn)證，檢測(cè)印刷電路板（PCB）組裝后元件是否錯(cuò)位、缺失，以及通孔鍍層的完整性；此外，還包括對(duì)微型元件內(nèi)部是否存在異物、氣泡或材料夾雜物等缺陷的篩查。

檢測(cè)儀器

執(zhí)行此類檢測(cè)任務(wù)的核心設(shè)備是X射線檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)檢測(cè)需求和精度要求，主要分為二維X射線檢測(cè)系統(tǒng)和三維X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）系統(tǒng)。二維系統(tǒng)通過(guò)單一角度的透射成像，快速提供元件內(nèi)部的平面投影圖像，適用于常規(guī)的焊點(diǎn)檢查和元件定位。而三維X射線CT系統(tǒng)則通過(guò)采集物體在不同角度下的多幅二維投影圖像，利用計(jì)算機(jī)算法重建出被檢測(cè)物體的三維立體模型，能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度的虛擬剖切和精確的尺寸測(cè)量，對(duì)于分析復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)缺陷（如隱藏在內(nèi)部的裂紋或空洞）具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)通常由X射線源、高分辨率探測(cè)器、精密樣品臺(tái)、屏蔽艙以及專業(yè)的圖像處理與分析軟件組成。

檢測(cè)方法

進(jìn)行X射線無(wú)損檢測(cè)時(shí)，首先需要根據(jù)被檢測(cè)元件的材料、尺寸和關(guān)注的缺陷類型，設(shè)定合適的檢測(cè)參數(shù)，主要包括X射線的管電壓（kV）和管電流（μA），這些參數(shù)決定了射線的穿透能力和圖像對(duì)比度。隨后，將待測(cè)元件固定在樣品臺(tái)上，調(diào)整其位置和角度，確保目標(biāo)區(qū)域位于X射線束的照射范圍內(nèi)。系統(tǒng)開始采集圖像，對(duì)于二維檢測(cè)，通常獲取一個(gè)或多個(gè)角度的投影圖；對(duì)于三維CT檢測(cè)，則需使樣品臺(tái)進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，連續(xù)采集數(shù)百至數(shù)千張投影圖像。獲得的原始圖像經(jīng)過(guò)降噪、對(duì)比度增強(qiáng)等預(yù)處理后，由操作人員或自動(dòng)分析軟件進(jìn)行判讀。分析人員通過(guò)觀察圖像的灰度變化、幾何形狀異常等特征，識(shí)別并定位缺陷。先進(jìn)的系統(tǒng)還具備自動(dòng)缺陷識(shí)別（ADI）功能，能夠基于預(yù)設(shè)的算法和標(biāo)準(zhǔn)，快速篩選出可疑區(qū)域，提高檢測(cè)效率和一致性。