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摘 要：随着电子组装技术朝着组装密度高、重量轻、体积小等方向发展，如何快速准确地进行组装缺陷的检测成为行业关注的焦点。本文介绍了一种平面CT检测设备，基于X射线透视本领，具有3D检测能力，拥有快速扫描、三维断层成像、缺陷自动分析等特点，实现对PCBA、IGBT等电子器件内部焊接和组装缺陷的自动扫描和自动识别及分析。

关键词：平面CT 3D断层 缺陷识别分析

1 引言

SMT（Surface Mounted Technology）和DIP（Dual In-line Package）等封装技术在电子制造中广泛应用，电子产品的小型化，导致元器件也朝着微小型的方向发展，随着元器件的封装结构越来越复杂，对于缺陷无损检测的难度也越来越大。目前，电子行业常用的通过成像技术进行内部结构无损检测的手段有X-ray、CT、超声等技术，其中X-ray技术作为内部结构的无损分析技术得到广泛的应用。但是，随着电子封装结构复杂化，X-ray成像中前后遮挡的问题越来越严重。CT技术可以实现断层成像，即使结构复杂的器件也可以避免前后遮挡的问题，但一直以来，CT技术由于扫描速度较慢，大多数是在实验室研究中应用，在生产现场没有得到广泛的应用。具有快速扫描能力的CT断层成像技术，逐渐成为电子行业生产中提出的更高检测需求。

平面CT技术是一种基于CL（Computed Laminography）模式的扫描方式，扫描速度比传统CT有了大幅提升，同时可以进行断层成像，针对电子行业的样品特点，还可以通过编程进行缺陷的自动识别和标定，适用于电子行业对快速、断层、自动分析的需求，在未来会成为重要的检测技术发展方向。

2 EFPscan系列平面CT检测系统

2.1检测系统工作原理

CT（computed tomography），计算机断层成像技术，CT系统的主要组成部件有：X射线源、样品台机械系统，平板探测器、控制计算机系统及辅助系统，其成像原理是利用X射线源产生射线，扫描样品时，射线穿过被测样品，在此过程中，部分X射线被吸收，射线强度因此衰减，不同衰减程度的射线被探测器接收，在控制电路的作用下，读出各个像素的存储电荷经模拟/数字转换器输出数字信号，传入计算机进行处理从而形成X射线图像。通过机械运动系统，采集到一系列不同角度穿透样品的图像，通过三维重建算法最终得到CT断层图像和三维数据体。

2.2 检测系统工作流程和技术指标

平面CT采用CL扫描模式，即射线源保持静止，样品台和探测器朝着同一方向水平运动，平移运动一次，完成扫描（如图1所示）。这种扫描模式只需一维直线运动，即可完成一次扫描，机械结构简单，可靠性高，扫描速度快，最快可在5秒内完成一个区域（FOV）扫描。

EFPscan平面CT（如图2所示），是一款适合PCB、IGBT等电子产品的快速自动化检测系统，采用了三英精密自主开发的先进的CL扫描算法，可在离线、线边、在线等多种应用场合下对全板进行检测，对于各种尺寸的板状样品，均能获得高分辨率成像。

3 EFPscan平面CT检测系统的应用

平面CT检测方法可以获得样品真实的内部结构，在电子产品生产过程质量监控和失效分析中都必不可缺，针对气孔率、开路、桥联、枕头效应、润湿不良、缺件、错件，多锡、少锡和爬锡高度等缺陷，有良好的检测效果，典型的测试结果如下所示：

BGA缺陷如图3所示，扫描时间为10秒，分辨率为10 μm，

Pressfit插针存在弯针、断针、跪脚、阵脚变形等多种形式的缺陷，平面CT扫描重建后的图如图4所示，

功率器件IGBT焊接层气孔如图5所示，扫描时间为10秒，分辨率为50 μm。

BGA缺陷自动识别并自动进行分析，过程及结果如图6所示。

4 总结

本文展示了一种平面CT技术和产品，解决了复杂电子封装结构的内部无损成像检测的难题具有扫描速度快、3D断层成像、自动化程度高等特点，在电子行业会对传统X-ray技术进行有效的补充，提供更加全面的缺陷检测效果。

作者：马亚硕，张 宗 天津三英精密仪器股份有限公司