СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПАЙКИ И МОНТАЖА ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ РЕНТГЕНОВСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям систем для контроля скрытых дефектов в различных материалах, электронных компонентах, деталях и приборах методом рентгеновского излучения.
Известен рентгенотелевизионный микроскоп, содержащий замкнутую телевизионную систему, источник рентгеновского излучения, заключенный в облицованную свинцом камеру, обеспеченную полной радиационной защитой рабочую камеру, в которую помещены просвечиваемые объекты, трубку-коллиматор, соединяющую рабочую камеру с камерой источника рентгеновского излучения, и камеру, в которую помещен рентгеночувствительный видикон с фокусирующей и отклоняющей системой, а направление просвечивания и ось рентгеновидикона наклонены к вертикали, например под углом 45 градусов, причем рентгеновидикон расположен фотослоем вниз, источник рентгеновского излучения расположен под рентгеновидиконом, а рабочая камера снабжена окном и зеркалом, установленным внутри рабочей камеры под просвечиваемым объектом (см., например, АС на №266267, кл. Н05G) [1].
Известное устройство [1] в силу использования в его конструкции устаревшей элементной базы обладает ограниченными возможностями и не высокой точностью тестирования. В частности, в устройстве используется источник рентгеновского излучения (трубка) устаревшего типа, требующая водяного Охлаждения и имеющая ограниченный срок службы. При этом трубка известного устройства [1] имеет низкое разрешение, что не позволяет с ее помощью инспектировать образцы с размером менее 1 мкм, а используемый в известном устройстве [1] ручной манипулятор затрудняет возможность полноценного контроля образца путем изменения его положения (приближение и удаление, повороты и наклоны) относительно трубки.
Известна также система для контроля качества пайки и монтажа электронных компонентов рентгеновским излучением, производства компании Dagef Holdings Ltd, модель XD7600NT, содержащая рентгеновскую трубку «закрытого типа», генератор, соединенный с трубкой высоковольтным кабелем, детектор и манипулятор с механизмом перемещения по нескольким осям (см., например, информацию на сайте производителя: http://www.dage-aroup.com) [2].
Эта система [2] лишена многих недостатков устройства [1], однако использование в системе [2] трубки «закрытого типа» ограничивает срок службы трубки гарантированный производителем без ухудшения характеристик 5000 часов работы (порядка 2 лет) и при этом в системе [2] не предусмотрена возможность установки трубок иных производителей, кроме штатной трубки Dage. Также конструкция системы [2] предусматривает соединение трубки с генератором, обеспечивающим питание системы, высоковольтным кабелем, что увеличивает количество обязательно обслуживаемых деталей системы, а в отдельных случаях может быть даже причиной отказа системы (например, при пробое кабеля).
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в усовершенствование устройства и его адаптация к работе с трубками и манипуляторами различных производителей, а также обеспечение максимальной разрешающей способности системы 0,25 мкм.
Техническим результатом от использования предложенной полезной модели. является усовершенствование устройства и его адаптация к работе с трубками и манипуляторами различных производителей, а также обеспечение максимальной разрешающей способности системы 0,25 мкм.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в системе для контроля качества пайки и монтажа электронных компонентов рентгеновским излучением, содержащей рентгеновскую трубку, генератор, детектор и держатель образцов, согласно предложению, в качестве основной рентгеновской трубки применяется рентгеновская трубка «открытого типа» с разрешением 0,25 мкм, снабженная вакуумной подсистемой, и размещенная в одном корпусе с генератором; при этом система снабжена контроллером, представленным в виде персонального компьютера с предустановленным специализированным программным обеспечением, который обеспечивает системе возможность установки различных рентгеновских трубок, детекторов и механизмов перемещения образцов; кроме того, система оборудована подсистемой активной безопасности, включающей в себя электромеханические замки дверей с функцией моментального отключения электропитания в случае их открытия в момент работы системы.
Заявителем не обнаружены источники информации, содержащие одинаковую совокупность существенных признаков, указанных в формуле полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «новизна».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема устройства.
Система для контроля качества пайки и монтажа электронных компонентов рентгеновским излучением X-RAY SDX100/160 содержит рентгеновскую трубку «открытого типа» с разрешением 0,25 мкм (1), детектор (2), генератор (3), контроллер трубки (4), контроллер' перемещения (5), держатель образцов (6), вакуумную подсистему (7), контроллер (ПК+монитор+специальное ПО) (8) и подсистему активной безопасности (9).
Система для контроля качества пайки и монтажа электронных компонентов рентгеновским излучением работает следующим образом.
Проверяемый образец фиксируется держателем образов (6), который обеспечивает крепление, а при необходимости перемещение, наклон и поворот образца. генератор (3), являющейся частью рентгеновской трубки «открытого типа» с разрешением 0,25 мкм (1), обеспечивает трубку высоким напряжением под управлением контроллера трубки (4).
Рентгеновская трубка «открытого типа» с разрешением 0,25 мкм (1) генерирует рентгеновское излучение ускорением электронов и последующим столкновением их с мишенью. Энергия излучения достаточна для проникновения его через образец (например, микросхему или печатную плату с установленными компонентами).
Работа рентгеновской трубки «открытого типа» с разрешением 0,25 мкм (1) в силу ее конструкции возможна только при поддержании высокого уровня вакуума внутри, который обеспечивает вакуумная подсистема (7), основой которой являются вакуумные насосы.
Так как область инспекции, как правило, меньше размера объекта, возникает необходимость перемещения образца относительно детектора (2), что обеспечивается механизмом перемещения под управлением контроллера перемещения (5).
Детектор (2) имеет активные элементы, поглощающие рентгеновское излучение, поступающее от рентгеновской трубки «открытого типа» с разрешением 0,25 мкм (1) и преобразует его в аналоговый сигнал, усиливает и конвертирует в цифровой сигнал. В зависимости от.поглощения излучения, образцов изменяется его интенсивность. воздействия на детектор (2), т.е. контраст изображения.
Изображение от детектора (2) передается на контроллер (ПК+монитор+специальное ПО) (8), где в дальнейшем обрабатывается и анализируется специализированным программным обеспечением (ПО). Данное ПО также контролирует работу всех элементов системы.
Далее рентгеновское изображение выводится на монитор, может быть сохранено в виде файла и (или) распечатано на принтере.
Безопасность системы обеспечивается за счет применения активной и пассивной безопасности. В рамках пассивной безопасности по всему периметру корпуса системы располагается слой поглощающего материала (свинец), который не пропускает рентгеновское излучение максимальной энергии.
Подсистема активной безопасности (9) включает в себя функции моментального отключение высокого напряжения от трубки при попытке проникновения внутрь системы (например, открытие двери). Замки дверей шасси, входящие в подсистему активной безопасности (9) являются электромеханическими устройствами. Так, например, открытие двери для загрузки образца влечет преждевременное отключение высокого напряжения трубки. При этом контроллер трубки (4) обеспечивает отключение напряжение при некорректной работе системы.
Использование предложенной полезной модели позволит осуществлять эффективный контроль качества пайки и монтажа электронных компонентов рентгеновским излучением, в том числе с разрешающей способностью 0,25 мкм, с высокой степенью безопасности.