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IPC-7095D-W AM1 CN 2019 年 1 月 11 3 30 kV 至 160 kV ，目标功率 10W 至 20W 的 X 射线系 统， 完全能检验和方便定位所有的印制板缺陷。 图 7-37 展示了人工 X 射线检验系统预期得到的可比较 级别的图像质量。图 7-38 展示了枕形失真和电压过曝 的例子。 7.3.3 X 射线系统术语的定义和讨论 目前市面上的 X 射线检测系统有手动 X 射线检测（ MXI ）和 AXI 配…
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所有 X 射线检验系统都依赖于吸收对比成像，其中对比度是由样品的阻止能力产生的。因此，较高密度的样
品和 / 或较厚区域产生灰度图像较暗的区域。
图 7-34 显示适用 X 射线设备的基本原理。图片中呈现的一般特性适用于大多数 X 射线系统。
图 7-35 和图 7-36 显示了 X 射线图像关于 HoP 和空洞的特性。
F
E
D
C
B
A
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图 7-34 X 射线技术基本原理
A–X- 射线管
B– 调制器
C– 探测器（图像链）
D– 射线管控制
E– 控制杆 / 计算机数字控制
F– 图像处理器
图 7-35 枕头效应（HoP）焊点的 X 射线示例
图 7-36 焊球触点空洞的三个 X 射线图示例
7.3.2 X 射线图像采集
实时 X 射线检测系统使用了一个 X 射线源，以及一个将不可见的 X 射线图像转化为
视频播放信号的探测器系统。这些系统可提供样品的即时成像结果。由这些系统所生成的图像不应该失真或
包含由 X 射线系统自身所导致的伪影。目前的高质量平板 X 射线探测器使现代 X 射线检验系统能够以每秒 30
帧的速度产生分辨率非常高的 16 位图像。特征识别可达到 0.1
μ
m，X 射线图像尺寸可达 6.7 兆像素。
可用的实时系统尺寸范围很广，从小型桌面系统到大型落地式操控系统。可用的 X 射线源电压范围也很宽广。
对于 BGA 的检测并没有具体的电压规定。所需的电压部分取决于所使用的特定 X 射线系统的灵敏度和待测
BGA 的结构和特性。例如对带有铜散热器的 BGA，比 PBGA 或 CBGA 需要更高的穿透电压。而带有铝散热
器的 BGA，不需要较高的电压，因为铝属于低密度材料，相比于铜更能让 X 射线穿透。一般来说，电压范围
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30 kV 至 160 kV，目标功率 10W 至 20W 的 X 射线系
统，完全能检验和方便定位所有的印制板缺陷。
图 7-37 展示了人工 X 射线检验系统预期得到的可比较
级别的图像质量。图 7-38 展示了枕形失真和电压过曝
的例子。
7.3.3 X 射线系统术语的定义和讨论
目前市面上的
X 射线检测系统有手动 X 射线检测（MXI）和 AXI 配
置。MXI 系统有不同程度的自动化，可包括：
• 自动 BGA 检验
• 自动 QFN 检验
• 自动空洞面积计算
• 焊盘分析
• 自动图像处理功能
透射标靶型 X 射线系统的另一特点是通过侧视获得高
放大倍率（见 7.3.3.2 节 ）。
AXI 系统和 MXI 的区别为，AXI 系统能在线使用并
且不需要操作员作出接受／拒收的判定。MXI 设备
几乎只有 X 射线透射技术，而 AXI 设备可以进行透射、切面或者两者的组合。MXI 系统能给出更好的分
辨率和生成更优质的图片质量，因此手动模式的结果更精确。一些 MXI 系统提供自动路径，包括逐步和
重复，自动进行检查 BGA,QFN, 空洞面积和焊盘分析，但这些相对于其主要功能为 X 射线显微镜来说都
是次要的。
AXI 系统也较快。很多情况下 MXI 系统用以验证 AXI 的结果，并帮助优化 AXI 自动检测参数。
图 7-37 手动 X- 射线系统图像质量的两个示例
图 7-38 枕形失真和电压过曝的 X- 射线例子
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AXI 设备通常有三种形式：
1）2D AXI 系统 - 只采用 2D X 射线图像作自动运算
2）3D AXI 系统 - 采用 3D 断层合成或分层成像切面作自动运算
3）2D/3D AXI 的组合
2D AXI 系统自动生成位于 X 射线源和探测器之间的样品的所有特征图像。图 7-39、图 7-40 和图 7-41 展示了
透射、断层合成和分层成像的 X 射线图像的示例。
切面 AXI 一次会自动生成印制板组件一个切面的图
像。断层合成和分层成像是切面 AXI 最常见的形式。
AXI 组合设备在印制板检验中并行使用 2D 和切面技
术。组合系统会根据具体状况自动选取最合适的技术并
允许用户自由选取自己所需的技术。负责板子编程的工
程师决定使用哪种类型的技术（2D 或 3D）。在两面贴
装元器件的印制板上（类型 2）， 2D X 射线系统由于重
叠使得焊点的部分区域无法看到，除非采用斜视法。
当不能采用斜视时，切面技术将有更多的测试通道。
由于 2D X 射线技术从整个焊点体积捕促信息，而切面
型技术捕捉的是焊点特定切面的信息，在探测某些类
型的焊点缺陷时，这些技术具有独特和通用能力。有
经验的板子编程工程师以互补的方式使用它们。另外，
2D 技术可能较快，但 3D 截面技术可以在 2D 技术无
效时（如检验双面且杂乱的印制板）允许自动检验。
所有的透射、切面和 X 射线组合技术都能探测到由于焊点外形变化引起的印制板组件缺陷。这些缺陷类型包
括但不限于：
• 焊接短路
• 焊接开路
图 7-39 透射图像（2D）
图 7-40 断层合成图像（3D）
图 7-41 分层成像 3D 自动 X 射线检验（AXI）截
面图像