Pourquoi contrôler vos PCB aux rayons X ?

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Avec la complexité croissante des cartes électroniques, l’inspection aux rayons X (AXI) en 2D et en 3D s’avère désormais indispensable pour vérifier la conformité des prototypes. Sur les assemblages de PCB en BGA ou en QFN pour l’industrie automobile, les projets militaires, l’aéronautique, les télécommunications ou encore le secteur médical, l’inspection optique est souvent insuffisante. Elle ne permet plus d’assurer la conformité des prototypes.

Découvrez pourquoi l’inspection aux rayons X en 2D/3D garantit une qualité optimale de vos cartes électroniques.

Indispensable pour les assemblages BGA et QFN

Avec l’arrivée des nouveaux dispositifs de composants BGA et QFN où les connexions par brasage ne sont plus visibles à l’inspection par microscope, l’inspection classique AOI se révèle insuffisante.

En plus de la course à la miniaturisation, les nouveaux design de cartes CMS nécessitent d’augmenter la densité des soudures BGA (Ball Grid Array), QFN (Quad Flat No-Leads) et des LGA (Land Grid Array). L’inspection aux rayons X aide ainsi à éliminer le risque de produire des assemblages de PCB défectueux et à optimiser les coûts de réparation causés par des connexions cachées. Elle est également indispensable pour les composants sans plomb.

L’inspection aux rayons X des circuits imprimés permet de détecter principalement :

  • Des brasures non conductrices et donc défectueuses
  • Des ponts ou des courts circuits
  • Des bulles de gaz (voids) dans la brasure
  • Des défauts de placements ou d’alignement des composants sur les circuits imprimés.

Comment fonctionne l’inspection aux rayons X

L’avantage des rayons X est de pouvoir réaliser une inspection non destructive grâce à l’émission d’un rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons.

Sur l’image, les éléments denses absorbent davantage les photons et apparaissent en noir, les éléments les moins denses sont traversés par les photons et l’on peut voir plus facilement à travers.

Ces propriétés permettent de réaliser une inspection extrêmement détaillée des PCB multicouches en 2D et en 3D. Sur certaines machines, un joystick permet d’explorer le circuit imprimé avec facilité à la manière d’un simulateur de vol et de vérifier couche par couche les soudures et les composants sur toutes les faces.

L’importance d’inspecter les PCB en 2D et en 3D

Pour contrôler la fiabilité d’un prototype électronique, la résolution de l’image doit être en très haute définition. La 2D offre la possibilité d’inspecter les deux faces du PCB, un peu à la manière d’une radiographie médicale classique. Seul problème, pour les implantations de composants sur deux faces, ceux-ci apparaissent sur la radiographie en superposition. Cela limite la qualité et la profondeur des tests.

L’imagerie 3D va plus loin en utilisant plusieurs techniques dont la tomographie, la laminographie et même la tomodensitométrie ou scanographie. Ces techniques permettent de reproduire un modèle en 3D du prototype électronique et de pouvoir réaliser une inspection poussée.

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La machine utilisée chez Protoélectronique

Protoélectronique a opté pour la YXLON Cougar, un système de contrôle à microfocus ultra-performant représentant un investissement de 130 000 €. Avec cette machine, nous pouvons réaliser des contrôles en 2D basiques jusqu’à des analyses d’assemblages complexes en générant un modèle en trois dimensions avec Volume Graphics Studio. C’est la tomographie qui est ici utilisée parmi les trois techniques 3D décrites plus haut.

Les caractéristiques techniques de la YXLON Cougar

Attribut Valeur respective
Dimensions de l'échantillon 400 mm x 550 mm (17 "x 21")
Dimension du système 1100 x 1100 x 2100 [mm]
Puissance maximale du tube 64 [W]
FeinFocus Tube à rayons X FXE 160 [kV]
Temps jusqu'à la première image ~ 10 [s]
Temps d'analyse μCT ~ 8 [s]
Grossissement géométrique maximal 2000x
Observation oblique +/- 70 ° (140 °)

Cette nouvelle acquisition s’inscrit dans une suite logique à notre certification ISO 9001:2015.

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