线路板行业X光检查机技术现状

线路板行业X光检查机技术及突破徐地华刘世群广东正业科技股份摘要：本文阐述一种国内新型线路板行业用X光检查机及其发展历程。介绍了线路板行业用X光检查机结构、原理等,以及国内线路板行业用X光检查机技术水平现状。并指出制约国内线路板行业用X光检查机的技术瓶颈。通过对新型X光检查机与其它几种品牌X光检查机作比较分析，阐述新型X光检查机技术突破的重要意义，促使我国X光检查机技术水平达到国际先进水平。关键词：X光检查机X光管辐射防护寿命清晰度ThetechnologyandbreakthroughsofX-rayinspectorinPrintCircuitBoardindustryAbstract：ThispaperintroducesanewdomesticX-rayinspectoranditsdevelopmentprocessusinginthecircuitboardindustry.Meanwhile,itintroducesthestructure,principleandthetechnologylevelofdomesticX-rayinspector.PointingoutthetechnologyrestrictionandtheimportanceoftechnologicalbreakthroughsofX-rayinspectorusinginthedomesticcircuitboardindustrybycomparingthenewX-rayinspectorandseveralotherbrandX-rayinspector,tomakethetechnologystandardsofdomesticX-rayinspectionmachinereachtheinternationaladvancedlevel.Keywords：X-rayinspector；Xtube；anti-radiation；longevity；definition1前言国内X光检查机品种较多，在医疗、工程机械、军工等行业都有广泛应用。对于线路板行业用X光检查机，在国内发展历史不长且多为进口，尤其是高清晰度和高精度X光检测设备，几乎全部为进口垄断。对于生产X光检查机厂家来说，其采用的结构、原理大致相同且并不复杂，但产品的各项性能指标不尽相同。而线路板行业X光检查机技术与其它行业用X光检查机技术有所区别，主要表现在以下几个方面：一是零部件选型不同。医疗、工程机械多采用大功率、大电流、大焦斑的X光管，电压一般在几百千伏以上。而线路板行业一般采用较小电压电流X光管，电压一般在几十千伏左右。如目前国内几款线路板行业X光检查机电压均为50KV。二是精度和参数要求不同。医疗、工程机械等行业，主要要求图像观察及其效果，对图像之细微观察要求不高。所以，X光管焦斑在110-1200μm之间。而线路板行业一般要求除图像及效果外，还要求对细微孔、线等进行观察和测量，并且要求有一定精度的测量和分析等功能，对清晰度的要求更高，所以X光管焦斑一般在35-110μm之间。广东正业科技股份（以下简称正业科技）的爱思达品牌X光检查机，在研发初期，就对国内外各个同档次X光检测设备进行了全面的对比分析，并与成都电子科技大学联合研制。重要件X光管采用同档次最高的35μm焦斑光管，在性能上相对国内几个品牌有一定优势。但与国外同类产品及高端的打靶机等的效果相比，还有一定差距(尽管在价格和服务上有一定优势)。但客户的要求总是与高端产品相比较。因此，国内几个品牌的竞争，成了价格与成本的竞争。而在技术性能上，没有哪个品牌形成绝对压倒性的优势。其主要原因在于关键性能上没有突破。屈正业科技通旬过几年的研振究，在线路挨板行业用X武光检查机上厦的关键技术攀上获得突破图，产品的关残键性能获得带客户的首肯予，抱技术水平达赢到国际先进园水平。弹2X蛋光检查机基窜本结构原理慌与性能要求陶2.1傅X光检查机窜结构原理届（如图1）括主要包括X饶光管、X光暴管高压电源准组件、控制币单元、图像忽增强器、X束-CCD等旺。吓控制单元操币作X光管，碍发出X射线圈，X射线穿著透线路板，撤被图像增强她器接收转化弯，经X-C塑CD成像和遍计算机处理券获得相应的惊图像，从而肃对要求检测创部位进行观抱察和检测。图1滑2.2拖影响X光检屿查机性能的貌主要零部件时凳X光管、图瓣像增强器、夫X-CCD肃、控制单元因、X光管高泪压电源组件燥等是制约X奔光检查机性虽能的主要零泥部件羡，这些部件沿的质量与水谅平对整机性丘能有重要影浆响。捎因此，对以伤上几种零部盯件的正确选增型，是确保东产品性能与气质量的前提琴。帝杜也正因为库如此，丝对选型以上辉几种零部件强品牌，成为锐生产厂家作弄为竞争的筹普码之一。但辱这几种零部次件对产品的抖关键性能起串不到决定性沫作用，最终悼制约产品优寺势性能的是责产品的控制解软件。控制厘软件技术水仙平可提高产纸品的多项技锈术性能。同头时，还可以则弥补部分品星牌零部件的架不足。旋2.3勾性能要求割灵X光检查脸机测试成像辜质量州X光检查机剪主要用于观演察，猫因而忧测试时成像饶质量是最主弯要的指标。寿成像质量的魔好坏，是进抵入销售的一琴道门坎。因认此，图像清代晰度是线路显板行业X光疯检查机的一晶项关键性能惩指标。硬论X光管的曾使用潜寿命赤目前，在使矛用的X光检敢查机中，X刻光管易损坏掏、乌寿命短，始写终是客户头数痛的问题之筐一。X光管除易损坏的最纵主要原因就框是X光管的泉冷却效果问辫题。X光管罢的冷却效果冻不佳，极易疲导致X光管鹅因温度过高辞而损坏；巧另外洗不同客户的仗使用工况和情使用方法不猜同，铅例如膊有的是几乎序24小时工卫作，似而捷有的是偶尔虏观察使用。但所以X光管弟的损坏情况睡不一样。这鄙也是X光管昌供应商不能绸确切告诉客府户X光管寿匠命的原因。示虾X射线关泄漏量广X射线泄漏若会对身体造蜓成一定伤害亿，甚至致癌贷。因此，对非X射线防护美是首要的安粉全问题。贴另外，弹由于X射线拉防护所需材塞料耳易损坏，译所以对防护蜂的方法要求珍较高。稠惯辅助功能雹如同心圆的蛙测量，孔距聪的测量，四常图合并等功委能。睬正业科技A狸SIDA-融XG21远X光检查机呆与国内几家芦X光检查机璃的参数性能岔比较圣如表一词所示。吼从表中可看辅出，凝ASIDA礼-XG21管X光检查发机与国内几伪家X光检查街机的性能相索比，有一定软优势。恰ASIDA增-XG21上X光检查铺机投入市场仁以来，基本扣获得客户的贺认可。但是落，客户对目根前市面几款甲X光检查机浮产品测试清粥晰度都不满孕意，期以至几款产策品的竞争，范不时出现价贩格与成本竞肝争的尴尬局剖面咐，吊却无法实现辩客户提出的紧更高的清晰腐度要求。稠客户要求的号效果是与同膀类产品价高恳多倍的X光精打靶机的效掀果。尽管客浙户的要求较草高谈，福但只要有需畜求，就提高绒X光检查机竞测试图像的伤清晰度央的必要性。拢如果在测试眯图像的清晰税度有所突破济，必将举带来在同类余产品竞争中堂的顽绝对优势。表一武No盾对比项目颠ASIDA谣-XG21埋台湾汪某品牌德某品牌A蛮某品牌B炕某品牌C哲进口购某品牌侵1染检测PCB隙板尺寸扑30〃x4充5〃游24〃x2添8〃串30〃x2沃4〃蒙30〃x3辰0〃客30〃x3诊0〃厚28〃x3兵0〃它2眨板厚部12mm票约僻15mm代16层板崖5mm慢8mm浴20mm问3徐X光管指标碍最大爽电压悉50kv优50KV辜50kv愿跪50kv纵饥50kv忧60kv蜓4饰最大匹电流辆1mA探1mA勿1mA拔1mA结1mA故1mA寿5尾功率犁50W讯50W衣50W选50W关50W项60W跪7饮焦斑讽35顿μ辈m跪110挡μ魔m列拢100仗μ络m被65霞μ叶m妙80旨μ乓m目8秧放大住倍率片8X～40凡X镜1好0X径～饱20X辱7X刚～3势5X扁40X事8鹿～被88X绍/晌9纱成像系统梦可视钻范围索Φ京18mm昼9.7X鲁8.6mm苍25X钟25mm侄25X时25mm皱2.5～坟25mm勇可调暗约15X旗15mm泼11盐空间冰解析度求211p感/cm净/覆201p坝/cm丝251p天/cm误321p悉/cm恶15居μ卫m着12除导航CCD救分辨率12蚁80登×打1024掠无支无型无要无娃无血13死辐射泄漏量顾≤萌0.5谜μ蛮sv/h血≤乱1谊μ浴sv/h伪/捞/制/墙14蚁清晰度笔好侍差战差务差才差竖较好链15桨被测板的观宵察匪定位孔和同谁心圆等栋定位孔和同蛇心圆等庄定位孔和彩同心圆等着定位孔语和同心圆等浅/域/李16旧测量功能向线和圆测量希线和圆测量姐线和圆测量协线和圆测量触/妻/全16宜图片保存逝可四图合并缴可四图合并戚单张图保存漂单张图保存露可四图合并电/环17杰同心圆的观勇察忠7.95由㎜相板厚农及26层同趴心圆秒6.5收㎜签板厚但看不老出有多少个生同心圆预6.5掠㎜仿板厚但看不承出有多少个候同心圆(1炮6层)潜6.5片㎜汉板厚但看不荐出有多少个闹同心圆疾可观察8圾㎜尼板20呆Oz铜厚队/早4正如业科技爱思姿达品牌X光疏检查机的技栏术突破烛4.1鼻初期入市有纵优势，但不兵具优势压倒臣性铜爱思达品牌闯X光检查机谢是正业科技爬与成都电子脖科技大学联治合研制的产牵品。从投市恢以来，与竞松争对手相比姨，有一定优剧势。基本上救能满足客户烫使用需求，注但这种优势悠不具压倒性华的威力。客砌户的要求更势高当，姑关键是X光停检查机的主唯要性能霸——阴测试图像的幻清晰度仍然政不够理想。掠相对目前国叉内几个品牌钥，要在竞争开中脱颖而出乞，还须在X版光检查机的饱主要性能拖——姜测试图像的眼清晰度上有圾所突破。袄正业科技力蹦克难关，实盏现技术突破断本产品相关迁研究坚人员，分三钢步解决以下狗技术难题奶：鬼槐第一步，确毒保安全性蹈从X射线上霜防护上下功验夫。经与多兆个客户及员股工交流，患普遍对X射雁线泄漏存在术着恐惧感。才恐惧感除了倒X射线本身得对人体可能桌造成伤害外嚷，傅很重要的一果点就是X射堆线看不到、梨摸不着，医形象比喻就歪是援“弊暗箭难防换”眨。棍为了保证产神品的安全性晌，是本品混在结构上精勾心设计，生买产上严格制作作，质量部饭门严格把关政。保证掘操作人员正轨确操作，来辐射泄漏符丰合相关国家贤标准，从而镰保证安全性奔。疮从表一可看松出，正业科衔技ASID凭AX光检被查机辐射泄语漏量映不大于0.攻5议μ敬sv挽/h。（逗国家标准要骨求辐射腊泄漏量梦不大于2m欠SV/ye牙ar，相当制于不大于0爷.5炭μ搁SV/h,昏欧洲标准为增不大于1.蹲0惕μ若SV/h柜）握.享经专业机构恩对辐射泄漏伙测试验证，汤辐射泄漏量党完全符合相兵关国家标准蚕。非两第二步，流提高X光管卖寿命者潮X光管的寿谎命，取决于邮以下两个方僵面反：道一是工作时咽间和工作负尿荷。挤X光管自身碰会齐衰减盐，工作时间芽及工作负荷寿不同而龄衰减乘程度也不同狂。在非常理佩想状况下，请衰雅减至完全不即能发生X光匪时型的舒理论时间约意为4万小时传。而在工作珠时，一般衰彼减至一定程珠度就无法满却足测试的要泥求。蓄二是对X鞭光管工作时眉的温度控制甩。冈X光管工作欲时，对X光购管表面的温匙度有一定要市求。如果超干过该温度要邪求其寿命就搜大打折扣，俩甚至损坏。德因此对X光奋管工作时的换温度保证至您关重要潮，吓温度是影响康X光管寿命芽的最大因素虎。魄由于用户使文用情况有差张异，再加上吸对X光管的牲认识不足，割对X光管造膊成损坏的情级况也不一样波。贞有的用于偶筑尔观察，所碗以尚可用一扬年半载；而驰有的是接近凑二十四小时割连续工作，斯短期就损坏波，最短的甚拣至只有几十抄个小时。原恭因就在于，晒X光检测设穷备在X光管四的温度保护冤上做得不够黑。因而造成廊较多客户认漠为X光管是彻极易损坏的敬部件之一。穿而X光管又尖是X光检查郊机最为重要逆的部件之一片，如果频繁他地更换，必终将增加大量帅成本。鸣正业科技精烈密仪器研究际院在ASI甚DAX光陵检查机设计析中，在冷却奖方面下苦功帮夫，充分考终虑到客户工床作的最恶劣日工况，譬如诊二十四小时余工况。并根步据客户工况剑来设计和设做置有关冷却建方面的硬件观和软件，保亦证X光管的农安全。剥经正业科技连精密仪器研棉究院的精心疤设计，X光驴管的温度控新制在额50予℃牧以内，充分郑保证X光管其的安全，将烂大大提高X炒光管的使用滑寿命。糠对第三步是在见图像处理技肿术上下功夫乎X光检查机萄主要用于观蛇察印制线路屡板内部的一币些情况行，逐如同心圆掘、器线路错位情蛇况派、渣钻孔对位等痛线路板内部演情况选，同时带茎有部分测量心功能。挑既是观察和非测量，所以乡，通过设备愚获得的图像烤清晰与否至殖关重要。堪图2为正业讽科技ASI种DAX光饶检查机软件戴改进前图像供情况，肚分析如下：的畸变轻微，例能观察26饰层板。总体菊图像尚可观暑察。这也是梯正业科技与哲成都电子科粮大共同完成雷的有比较优但势的一个结呀果柱，勇基本上获得即市场的认可权。啄慰时A畸变服情况图虑恐诱卡娘B肚26脱层板坑C14层躲板图2腊以下图3是甚本文表一中眠台湾某品牌档X光检查机缺的同一个位良置图像情况绑。畸变较严违重，14层将板看不清仆，坦总体上图像谢清晰度较差顽。愉梨畜A痰畸变情况图左踪披归樱走B14收层板季恰卸武撇浇宇瓶房图3闯图4是另一冲品牌图像效窑果质，馅畸变严重择、兼清晰度差。爹东控式由筛图4牌对于其它几惭个厂家，图竞像清晰效果伪在上图2至毒图4效果之爸间爬，斜差距不大。允虽然正业科令技ASID评AX光检采查机在性能厅上特别在图王像清晰度上督有一定优势徒，但差距不品大，因而权这种优势显蜡不出压倒性坡的效果。娃经过与众多殖客户沟通了疏解，以及对回较高价位的哄X光打靶机屿等的图像效智果比较分析裳，雄发现X光打绸靶机与普通不X光检查机叛在功能剩、估技术上，特握别是在图清岂晰度上有明垃显的差别捐，咳也因此X光雾打靶机在价壮位上大不相归同。华客户要求有妨X光打靶过机的图像效塑果，同时又晕是普通X光法检查机的价抽位。说有销售人员诵认为，价不弓同，物不同套，难度也不脾同盛，国内还达厨不到要求。垒能不能在普器通X光检查牲机上的图像愉达到与X光楼打靶机相同漠或相近的效狭果呢？技“鞋能！湿”敏正业兰科技人员给郊出了这样的亭答案。铅正业科技技吹术人员，大即胆地向X光版打靶机盯发出了挑战梁：要经在X光图像辆清晰度上达永到或超过X削光打靶机效秤果属！经过相关尽技术人员近预六个月的攻锦关，成功编砌制一套新的摇独创的软件美，并最终攻龟克了图像清困晰度不足的当问题，在图璃像清晰度上路获得突破。促如下图5两千张照片，是帽在软件改进瓣前后，观察筒26层板的果图像清晰度纹对比情况。今菜元A淹软件改进前奔捧暂璃横畅社B软件交改进后沾生帖料旅池卫图5井从图5可看押出，改进前绘的软件，可宾观察26层钥，但清晰度漠不够。改进贷后的软件，受层次分明，标图像清晰。六同时，改进炮后的软件，栋通过对线路解板其它部分焰进行观察，迟如在观察线拿路形状，孔截对位情况等换方面显得更破加清晰明朗懂，课如图6所示梳。庙叠茧略A软课件改进前录李帐域抢大B软件代改进后图6伍图7是进口混某著名品牌勒X光检查机皱图像效果图唇。其清晰度疼与图秋6A沃比较略优，草与图6B比絮较略次。这拜充分说明了间，正业AS毛IDAX辜光检查机图睁像清晰效果扶已不亚于进道口同类产品纸！侄对于测量方膝面，由于清壶晰度的提高娱，可减少生因类人为因素造辅成的误差。图7旨图8是进口羡某品牌X光亩打靶机图像躬效果与正业啄科技ASI迅DAX光沃检查机的图除像效果比较当。从图可看涨出，正业科健技ASID万AX光检米查机的图像自清晰效果比蜂某品牌X光饰打靶机图像悔清晰效果略新优。惧屋A正业A蜡SIDA减X光检查机鸭图容B币某