Korunk elektronikai áramkörei számos, gyakran egymásnak ellentmondó kihívás elé állítják a gyártásban érdekelt szakembereket. Egyik részről a folyamatosan csökkenő méretek okán egyre inkább terjed a BGA és CSP tokok alkalmazása, amelyek a tok alá rejtett forrasztásokkal csökkentik a helyigényt, másrészt egyes iparágak, például az autóipar, mindinkább szigorodó minőségi előírásai az áramkörök beépítésének fokozott ellenőrzését igénylik

Az erős igénybevételnek kitett területek részére készített termékek esetén elvárás a forrasztások 100%-os ellenőrzése. Mivel a korszerű tokozások nagy részénél a forrasztások rejtetten, a tok alá kerülnek, a már kialakult és kiválóan automatizálható optikai ellenőrzési eljárások nem alkalmazhatók.
A röntgensugaras vizsgálat lehetőségei is korlátozottak. Egy egyszerű átvilágítással csak az előforduló hibák egy kis hányada mutatható ki, és a felvételek automatikus kiértékelése is nehezebben megoldható, a kiváló áttekintést nyújtó, háromdimenziós CT-felvételek készítése és számítógépes rekonstrukciója pedig időigényes, a termékek teljes ellenőrzése nehezen illeszthető be a gyártási folyamat időkeretébe.

1. ábra. BGA alkatrész hagyományos röntgenátvilágítással készült képe. A bejelölt golyók képén semmilyen eltérés sem figyelhető meg

Felhasználva az optikai ellenőrzés terén összegyűjtött több évtizedes tapasztalatait, a japán Omron cég automata ellenőrzési üzletága forradalmian új, röntgensugaras vizsgálati módszert alkalmazó készülékkel jelent meg a piacon, amely egyesíti a háromdimenziós röntgenfelvételek pontosságát az automatikus optikai vizsgálat gyorsaságával. Az Omron VT-X700 a gyártósorba integrálható, gyors, háromdimenziós, automatikus ellenőrzésre alkalmas röntgenkészülék.

2. ábra. Ugyanazon BGA alkatrész forrasztásainak a VT-X700 segítségével, vízszintes síkban felvett metszete. Könnyen észrevehető a két bejelölt golyó eltérő mérete, amely hibás forrasztásra utal

A berendezés nagy sebességének egyik kulcsa, hogy a tervezők nem törekedtek az optikai ellenőrzés teljes kiváltására: a jól látható forrasztásokkal rendelkező, "hagyományos" felületszerelt alkatrészek ellenőrzése továbbra is az optikai berendezések feladata. A röntgensugaras vizsgálat csak az áramkör azon területeire korlátozott, ahol az tényleg szükséges: az alkatrészek takarásában vagy a tokok alatti, az optikai vizsgálat részére láthatatlan forrasztásokra.
Egy másik felismerés is hozzájárult a sebesség növeléséhez: egy termék életciklusának különböző szakaszaiban eltérő szintű az ellenőrzés igénye. A gyártástechnológia bevezetésekor, valamint egyes változtatások esetén végzett vizsgálatok során nagy hasznát vehetjük a minden részletre kiterjedő, háromdimenziós rekonstrukciónak, amelyet egy hagyományos, de időigényes CT-felvétel szolgáltat, viszont az ezekben a szakaszokban végzett elemzések esetén az időtényező nem kritikus. Egy bejáratott technológiai folyamattal végzet sorozatgyártás alatt egy-egy megfelelően kiválasztott síkban felvett metszet is elegendő információt tartalmazhat az előforduló hibák felismeréséhez, ezek pedig egy sokkal gyorsabb eljárással, a gyógyászatban már elterjedten alkalmazott tomoszintézissel is elkészíthetőek.

3. ábra. BGA alkatrész forrasztásainak 3D-s elemzéshez készült rekonstruált képe

A gyorsvizsgálat során a leképezőegység körbejár, és több szögből készít felvételt a vizsgálandó alkatrészt tartalmazó képmezőről, amelyek feldolgozása és elemzése már a felvétel során elkészül. A felbontás 15 és 30 µm/képpont, a felvételek száma 16 és 32 között, igény szerint megválasztható. Egy képmező vizsgálata mintegy 5 másodperc. Az Omron nyilvánosságra hozott tesztjei során egy 160×240 mm méretű komplex áramköri kártya vizsgálata, amelyen a vizsgálandó alkatrészek 5 képmezőbe csoportosíthatók, 43 másodpercet vett igénybe, a betöltési és kiadási időket is beleértve. Egy ilyen komplexitású kártya tipikus gyártási idejét is figyelembe véve, ez az ellenőrzés beilleszthető egy átlagos gyártósorba.
Az elemzővizsgálat során alkalmazott technika hasonló, de nagyobb mennyiségű, azaz 128 felvétel készül, magasabb, akár 10 µm/képpont felbontással, amely alkalmas a nagy pontosságú, háromdimenziós rekonstrukció előállításához. Egy ilyen vizsgálat időigénye természetesen meghaladja a gyártási folyamat időkeretét, viszont kiválóan alkalmas az egyes mintadarabok átfogó elemzésére.
A készülék tervezése során egyaránt nagy súlyt fektettek a biztonságra és a megbízhatóságra. Az impulzusüzemmódban működő röntgencső élettartama lényegesen hosszabb, mint a folyamatosan működőké, valamint ezzel a módszerrel a készülék külső sugárzása is mélyen az egészségi és biztonsági előírások által megengedett határérték alatt marad, azaz alacsonyabb, mint 0,5 µSv/h.
Bár az ilyen jellegű vizsgálati technikák elterjedése jelenleg még elég korlátozott, a várható fejlődési tendenciák alapján várható, hogy a nem is távoli jövőben ezek a berendezések a kritikus minőségi elvárásoknak megfelelő áramköröket gyártó gépsorok megszokott elemeivé válnak. Az Omron automata optikai és röntgenvizsgálóberendezésekről az E-Tronics Kft.-től kérhet bővebb tájékoztatást.