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¿Qué es la inspección por rayos X de PCB y sus beneficios?

La inspección por rayos X de PCB implica el uso de rayos X para comprobar si hay defectos en las placas de circuito. Es uno de los métodos de control de calidad más eficaces, especialmente cuando se trata de visualizar defectos ocultos, y se utiliza habitualmente para complementar la inspección visual. ¿Entonces, cómo funciona? Esta descripción general explica en detalle la inspección por rayos X de las características de la PCB, incluidos sus beneficios.

¿Qué es la inspección de PCB por rayos X?

La inspección por rayos X de PCB significa utilizar una máquina de rayos X para examinar las placas de circuito impreso. Los rayos X son de muy alta frecuencia y alta energía. ondas electromagnéticas de longitudes muy cortas, más cortas que las de la luz visible. Estas ondas pueden penetrar objetos sólidos.

En el mundo de la electrónica, los fabricantes utilizan la penetrabilidad de los rayos X para ver características ocultas de las placas de circuito impreso. Por ejemplo, con la inspección por rayos X, se pueden comprobar componentes de PCB como BGA y conexiones IC de alta densidad para detectar desalineaciones y otros problemas.

Más importante aún, la inspección por rayos X permite a los técnicos de control de calidad ver las uniones soldadas e inspeccionarlas en busca de defectos. Esto ayuda a detectar defectos que de otro modo pasarían desapercibidos debido a su naturaleza oculta. Así es como funciona la inspección por rayos X de PCB:

  • Los materiales pesados ​​o de alta densidad absorben los rayos X más que los materiales más ligeros.
  • En una PCB, el aleación de soldadura transporta materiales más pesados. Estos absorben más rayos X que los componentes y otras partes del tablero.
  • Por lo tanto, cuando se proyectan rayos X sobre una PCB de muestra, solo unos pocos atravesarán las piezas soldadas.
  • Un detector, con la ayuda de un software especial, utiliza la absorción variada de los rayos X para crear una imagen de la PCB; muy parecido a lo que ocurre cuando se escanean huesos.
  • Las áreas soldadas aparecen oscuras, mientras que otras partes aparecen brillantes. Esta imagen se proyecta en la pantalla de una computadora.
  • Cuando hay un defecto, aparecerá una discrepancia en las áreas claras y oscuras, como sombras en los pines y las almohadillas.
  • El técnico inspector ve esta imagen para encontrar áreas o componentes soldados defectuosos, garantizando así una producción de alta calidad.
Máquina de PCB de rayos X y sus componentes
Máquina de PCB de rayos X y sus componentes
Recurso: https://www.mdpi.com

Máquina de rayos X de PCB

Una máquina de rayos X para inspección de PCB se compone de estas partes principales; el cabezal de escaneo (también llamado tubo de rayos X), la plataforma de muestra, el sistema de accionamiento y la unidad de detección, y. El cabezal de escaneo emite rayos X, mientras que la plataforma de muestra sostiene la PCB que se está escaneando.

La unidad de detección capta los rayos X que pasan a través de la placa de circuito, utilizando sus niveles de absorción diferenciales, crea una imagen en vivo de la placa y sus componentes. Las máquinas de rayos X de PCB pueden producir una 2D o 3D representación de la junta directiva.

Inspección de rayos X de PCB 2D

La inspección 2D mediante rayos X produce una transmisión en vivo de un solo eje de la placa de circuito. Cuando se inclina (moviendo la unidad de detección), se logran imágenes en ángulo. La inspección 2D es un método más rápido de utilizar. También es menos costoso. Sin embargo, para un análisis más detallado, el 3D suele ser una mejor opción.

Inspección de rayos X de PCB 3D

En este modo, una máquina de inspección por rayos X de PCB combina cortes 2D para producir una estructura 3D. Aunque es más lento y costoso, este método proporciona una visión más detallada de la muestra. Como resultado, el técnico inspector puede ver toda la pila de PCB a la vez e identificar defectos más fácilmente.

Uso del equipo de inspección por rayos X BGA
Uso del equipo de inspección por rayos X BGA
Recurso: https://www.researchgate.net

Inspección de rayos X de PCB

El uso de una máquina de rayos X para la inspección de PCB permite ver características que no se pueden ver con medios convencionales, como microscopios y AOI (inspección visual automatizada). Con esta técnica, se comprueba la PCB para detectar problemas tanto de componentes como de soldadura.

Inspección por rayos X para componentes electrónicos

Dispositivos SMT, como BGA y QFN or circuitos integrados complejos, puede ser difícil de inspeccionar mediante el método visual, ya que sus conexiones siempre están debajo del paquete y son prácticamente inaccesibles. Esto requiere el uso de rayos X. La inspección por rayos X SMT normalmente ayuda a detectar estos defectos:

  • Componentes faltantes
  • Componentes desalineados
  • Componentes dañados
  • Valor de componente incorrecto
  • Pasadores o cables levantados

Los defectos de los componentes, como la desalineación, suelen aparecer como una falta de coincidencia entre las sombras de los pines y las almohadillas. De manera similar se detectan otros defectos; observando las áreas brillantes y oscuras e identificando discrepancias visibles.

Inspección de juntas de soldadura por rayos X

Los materiales pesados ​​de la aleación de soldadura absorben fácilmente los rayos X. Como resultado, la soldadura aparece más oscura que las otras partes de la placa, incluidos los componentes y el núcleo o sustrato. Durante la inspección por rayos X de PCB, el tono oscuro de la soldadura ayuda a detectar los siguientes problemas:

  • vacíos de soldadura
  • Puentes de soldadura
  • soldadura insuficiente
  • Exceso de soldadura
  • Calidad de soldadura
  • Cortocircuitos de soldadura

Por ejemplo, un puente menos oscuro (gris) entre uniones soldadas puede significar un cortocircuito en la soldadura, mientras que un punto más brillante dentro de la pieza soldada puede ser un vacío. Una soldadura insuficiente también se identifica como un punto brillante en la línea, entre otros defectos.

Imagen de inspección de rayos X de PCB
Imagen de inspección de rayos X de PCB
Recurso: https://hackaday.com

Ventajas de los rayos X de PCB

En la industria electrónica, su práctica estándar es utilizar una máquina de rayos X para la inspección de PCB. Esto resulta útil cuando se trata de placas de circuitos críticos, como los utilizados en aplicaciones médicas, militares y aeroespaciales. La inspección por rayos X de PCB, en comparación con la inspección visual y otros métodos de examen, ofrece varios beneficios únicos.

  • Sin daños: La inspección por rayos X no es invasiva y no destructiva. Ninguna parte del tablero o sus componentes ensamblados resultan dañados o destruidos durante el proceso.
  • Defectos ocultos: A diferencia del método visual, la inspección de PCB por rayos X puede ayudar a ver partes de la placa que están ocultas a la vista, como las capas internas o las conexiones BGA e IC.
  • Examen flexible: Con la capacidad de crear vistas 2D o 3D de la estructura de la PCB, la inspección por rayos X proporciona la flexibilidad necesaria para analizar diferentes tipos de placas de circuito según los niveles de visualización requeridos.
  • Mayor precisión: La inspección de PCB por rayos X ofrece una mayor precisión en comparación con otras técnicas como el uso de lupas o microscopios y AOI. Proporciona un análisis claro de las uniones de soldadura, las conexiones de los componentes y otra información importante necesaria para garantizar una inspección exhaustiva.
  • Analisis fallido: Utilizando la información de la inspección por rayos X, los ingenieros pueden analizar los defectos y encontrar eficazmente sus causas fundamentales. Eso significa PCB de mejor calidad basados ​​en mejoras prácticas.

Para Concluir

La inspección por rayos X de PCB es una técnica eficaz que puede ayudar a visualizar defectos ocultos para una identificación más sencilla. Al integrarlo en la línea de producción, los fabricantes de PCB pueden garantizar una producción de alta calidad de conjuntos de placas de circuito impreso. La inspección de PCB cuando se utilizan rayos X también ofrece una mayor flexibilidad, ya que la placa se puede ver en modo 2D o 3D, o con el uso de diferentes niveles de rayos.

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