原创 采用X射线测试系统应考虑的12个问题

采用X射线测试系统应考虑的12个问题

作者：Glen Leinbach，安捷伦科技公司技术营销工程师

行业经验表明，每增加一级测试，查找和维修印刷电路板缺陷的费用就将提高5到10倍。对于密集而且采用表面贴装技术的电路板，用户可以在进行在线测试和功能性测试之前，通过X射线测试来查找和维修缺陷，从而减少维修费用。如果用户还根据X射线测试提供的数据来改善生产流程，防止缺陷的产生，那么还可以大大节省长期费用。用户在考虑尝试购买X射线测试系统之前，应该对成本和收益进行评估。在考察这一测试系统时，应该考虑以下12个问题。

1. X射线测试是否能满足你的需求？

要了解X射线测试是否能改进你的制造和测试流程，首先你必须明确你所要查找的缺陷种类，以及 X射线测试系统能否找到这些缺陷。一些阵列器件，例如BGA的大多数缺陷(比如焊锡不足，润湿不好，电源和接地不良等)只能通过X射线技术找出来，因为器件上的引脚是隐蔽的，使得光学检测技术和针床检测技术无法检测。这些“带伤工作"的产品往往可以通过电子测试，但是却可能导致产品在早期就出现故障。

2．你测试的目标是什么？

你应该明确地说明测试系统必须解决的问题以及你希望通过测试系统实现的目标。你是否想挖掘出新的优势来超过竞争对手？是否想提高客户对产品的满意程度？客户是否需要X射线测试这一功能？你是否希望通过完善你的内部流程来减少成本费用？是否想提高最终产品的可靠性，减少保修费用？是否想避免产品以后出现故障？如果是这样，测试系统应该对流程给出哪些反馈信息呢？

3．你的生产环境如何？

你所处的行业和生产的数量将决定你需要哪一类的测试系统。你是一个小的原型设计部门，或是一个为众多客户生产成百上千种产品的大型电子制造服务供应商(EMS)，还是在一段时间只生产一种产品但产量巨大的原始设备制造商(OEM)呢？你的生产流程是产量高而种类少，还是产量低而种类多呢？一个相对而言较为便宜的手动X射线检测系统适合于一个产量较低的工厂、维修站，或者用于流程的开发改进。对于生产量大的制造商而言，购买一台自动测试系统可以省去在生产线上使用两台不同测试设备带来的麻烦。

4．你将怎样使用测试系统？

你应该决定什么时候使用X射线检测系统以及它将扮演什么角色。你是打算将X射线检测系统应用于整个生产中，或是用于原型设计中，还是用它来故障分析？测试系统是在生产平台上工作，还是用于实验室？你是长期需要这个测试系统，还是用作短期目的？(你是否打算用这个测试系统来排除一些缺陷，之后将它用于其他的生产线或工厂？)你购买测试系统仅仅是为了评估使用X射线技术的可行性，还是打算实行一个完整的质量改进计划？

5．故障的代价有多大？

产品使用带来的风险决定了测试的深入程度。终端产品是否需要如航空飞机或者医用植入产品那样超高的可靠性呢？或者你所制造的是计算器、手机或者其他一些产品，即使出现了故障，也决不会危及生命。但是心脏起搏器或火箭导航系统出现了故障，其代价将是惨重的，而如果一个厨房用具的定时器失灵，其损失就显得微不足道了。当然，有时候一些微妙的原因也可能使微小的故障引发巨大的损失。比如，一个电子游戏机可能不值钱，但是如果出了故障，有可能会使制造商丢掉未来利润丰厚的游戏软件订单。

6． 你的产品中引进了什么技术？

想想你的电路板里安装了什么样的元件。电路板里是否有很多球栅列阵(BGA)、被屏蔽的器件、通孔元器件，压合式连接器或者其他隐蔽了的焊点？设想下一次更新产品时，会改变这其中哪些技术，你所挑选的测试系统应该适应产品的更新发展。虽然一个能满足你现在需求的测试系统价格会很低廉，但是如果它无法满足未来的需要，那会使以后增加很多花费。

7．哪种测试系统能满足你的需求？

你只要确定所需的是一台自动系统还是手动系统就够了。生产系统和产品种类繁多的环境需要系统便于使用。你是否能把测试系统安装到生产线上使其在线使用呢？你生产的电路板的大小和复杂程度将影响你对测试系统的选择。透视式(两维)X射线测试系统可以处理单面电路板，许多价格低廉的测试系统可以检测小型电路板。交叉折射式或者叫联合式(三维)X射线测试系统更适合于检测双面电路板。在评估一个具体的模式时，应考虑这一模式是否已经被证实了或者这还是一个全新的模式。其结果是一致的(可重复验证的)吗？它是否提供测量数据(持续的变量)或者品质数据(是否被接受/不被接受)？是否有像维修站那样的产品或是像计算机辅助设计转换程序和维修软件那样的软件，进而将系统集成到你的生产线上呢？你通常多久校准一次测试系统呢？

8．哪个供应商可以满足你的需求？

要弄清楚供应商是否提供你所需的培训和支持。X射线测试并不像视觉检测那样直观。要想成功运行X射线测试系统，培训是其中至关重要的一环。而且，如果没有销售商的帮助，用户将无法或者很难进行系统技术支持和维护。销售商提供哪些服务与支持？时间多长呢？

9．测试系统的费用是多少？

一目了然的费用包括设备的买入价和折旧费，但是你也要考虑编制程序和维护设备的费用。你需要有操作人员在生产线上操作，还需要维修人员在系统抛锚的时候来维修。某些测试系统还要求每一种电路板类型或者电路板系列都有专门的工艺装备或者夹具。

10．如何运行测试系统？

你的系统运行方案应该包括制定使用地点以及如何使用测试系统，购买和安装系统的时间表，购买和安装系统的费用，以及雇佣和培训必要人员的费用。这些人员中谁将负责开发文档管理，谁将负责支持和维护设备，谁来评估流程，并将结果汇报给上级管理层和客户。

11．如何收回购买和运行系统的成本？

在说服上级管理层购买固定资产设备时，你需要向他们证明设备的成本可以收回。产品故障的减少和成品率的提高都将节省大笔资金。而且，X射线测试可以检测出其他测试技术无法发现的缺陷，使你在产品质量竞争中处于优势地位。

在运行了X射线测试系统后，用于下游检修故障的技术人员和设备的数量将减少，费用也随之降低，同时还可以减少废品的产生。这样你可以大大缩减维修费用。下游测试成品率的大幅提高与产品返修率的降低可以提高工厂的生产能力，并腾出宝贵的生产平台。

12．如何汇报检测项目的成功？

你的客户和管理层都应该知道X射线测试系统为工厂带来的好处。在测试系统运行和随后的过程中，你应该收集有关产品质量提高和费用降低的数据。记住一定要让客户了解：X射线测试系统为工厂节省的费用是其他技术所无能为力的，因为某些缺陷只有X射线测试系统能够检测。

仔细考虑并回答上述12个问题对你计划采购和实际应用X射线测试系统有重要意义，系统投入使用后的有效收益也取决于你深思熟虑的决策。