自動X線検査

回路基板業界では、はんだが見えないため、自動光学検査（AOI）による検査が困難な部品や基板が増えています。さらに、自動車産業の接着強度やはんだの全面検査などの高品質要件が高まっています。これらのニーズに対応するため、オムロンは、必要なインライン所要時間（顧客の需要を満たすために製品を完成させる必要がある速度）内に検査を実行するための新しいテクノロジーを導入しました。これは、コンピューター断層撮影（CT）X線自動検査装置にとって最も困難な要件の1つです。連続画像技術には、高精度の測位制御と高速画像検知が必要です。

新しい検査方法の事例

近年、電気自動車（EV）、先進運転支援システム（ADAS）、さらには自動運転においても、目覚ましい技術的進歩が見られます。回路基板の取り付けの世界では、これはさらなる高密度化への移行を意味しますが、ますます多くの部品やPCBが視覚的にアクセスできないはんだ付けされた接合部を持ち、目視検査が困難になっています。これらの典型的な例には、パッケージの下側にはんだ接合部が配置されたフィレットレスチップやボールグリッドアレイ（BGA）が含まれます。

自動車業界は、消費者を保護するために特に厳しい品質保証要件を課しており、サプライヤは、多くの場合、（サンプリング検査ではなく）インライン全表面回路基板検査を実行し、はんだ形状を測定し、接着強度まで検査する必要があります。これをさらに悪化させるのは、ラインワーカーの不足の問題であり、これは、高精度、高品質の自動検査に対する現在の急速な需要の増加の一部の原因となっています。

したがって、回路基板の品質問題や生産ラインの停止などの実装業界でのイベントは、顧客に深刻なリスクをもたらす可能性があります。欠陥のある回路基板の流出は、人々と社会の安全を脅かす可能性のある危機にすぐにつながります。このため、欠陥のある回路基板が市場に流出するのを防ぐメカニズムを提供することがこれまで以上に重要になっています。

このような流れを受けて、オムロンはAXI（自動X線検査）システムを開発しました。これは、部品の下側のはんだ接合部など、視覚的にアクセスできないアイテムを検査できるため、表面実装技術（SMT）の生産ラインで広く使用されています。 。しかし、タクトタイムの問題から、従来のモデルは主にオフラインの抜取検査や主要部品のインライン検査にのみ使用されてきました。

この記事では、VT-X750シリーズ自動インラインCT X線検査システム（図1）で採用されている技術の概要を紹介し、この問題を改善し、自動車の回路基板取り付けプロセスでインライン使用するのに十分な速度を実現し、品質保証を実現します。大量の回路基板。

CTベースのAXIで高画質を実現

X線ベースの画像診断法の主なタイプには、2次元（2D）X線、トモシンセシス、およびコンピューター断層撮影が含まれます。 2D X線法を使用して、X線源、ワークピース、および垂直に配置されたX線カメラを使用してショットごとに1つの画像を取得します（図2）。この方法で投影された画像は、2次元データとして記録されます。この方法は、短時間で画像を取得できますが、処理するデータ量が少ないため、画質の点で他の方法より劣ります。

トモシンセシス法は、限られた角度範囲内のX線源またはX線カメラに対して相対的な位置にあるワークピースの特定の数の画像を取得するために使用されます。この方法では、目的の高さが強調表示された断層画像を取得できます（図3）。 2D X線法よりも時間がかかりますが、トモシンセシスはCT法よりも高速な画像取得が可能であり、画質の点で2DX線法よりも優れています。断層画像がX線源またはカメラの焦点位置から十分に離れた場所でキャプチャされた場合、CT画像よりもぼやける傾向があることに注意する必要があります。

CT法は、360度回転中にX線源またはカメラに対して相対位置にあるワークピースの多数の画像を取得し、それらを3次元（3D）データに再構成するために使用されます。この方法は、他の方法よりも大量のデータを処理するため、最高の画質を提供します。その強みは、水平平面方向データだけでなく、再構築された3Dデータからの高さ方向データの抽出と使用を可能にすることです。 X線源やX線カメラの焦点位置から遠く離れた場所で撮影した場合でも、この方法を使用した断層画像は、鮮明でぼやけの少ない画質になります。一方、この方法では、画像の取得に時間がかかり、通常、ワークピースにより多くの線量が照射されます。

AXIソリューション

オムロンは、3Dデータで目的のポイントを特定し、画像ベースの診断を実行して、各はんだ接合面の形状を正確に検査できる新しい検査方法を採用しました。オムロンAXIソリューションは、CT法を活用し、回路基板の下側の制限のない高精度の検査を可能にします。その主要な技術コンポーネントは、安全で高精度のセンシングが可能なハードウェアと、優れた応答性を備えた高速制御を可能にするソフトウェアで構成されています。

ハードウェアは、主に機械的、電気的、およびイメージングコンポーネントで構成されています。したがって、電気機械の安全性、シールド、軸の動きの精度、制御の応答性、画質、イメージングレートなどの設計パラメータは、システムのパフォーマンスを確保する上で重要な役割を果たします。システムのソフトウェア部分は、機械差補正用のアセンブリオプティマイザ、検査プログラム開発用のメインアプリケーション、キャプチャされた画像を3Dデータに変換するための再構築プロセス、および取得された3Dデータの検査を実行するために使用されるアルゴリズムで構成されます。これらの技術コンポーネントは複雑に関連しており、高精度で高速な検査を行うには、各汎用モジュール内でシームレスに連携する必要があります。これは、このテクノロジーのコアであり、イメージングデバイスの基本的なパフォーマンス、高精度のジオメトリの設計と制御、および堅牢な補正処理と検査アルゴリズムを提供する高品質のCT画像取得にとって特に重要です。

次のセクションでは、これらの各機能について説明します。

1。イメージングデバイスの基本的なパフォーマンス（FPDおよびX線。