Inspeção por raios-x em placas eletrônicas: aplicações e equipamentos

A inspeção por raios-x em placas eletrônicas é uma técnica de ensaio não destrutivo utilizada para investigar conexões de solda, componentes e estruturas que não podem ser completamente avaliados por inspeção visual. Em processos de fabricação eletrônica, essa tecnologia auxilia na identificação de determinadas descontinuidades e na análise da qualidade de montagem das placas.

Componentes como BGA e QFN apresentam conexões localizadas sob seus encapsulamentos, dificultando a inspeção óptica convencional. Os sistemas de raios X permitem visualizar diferenças de atenuação dos materiais e investigar regiões internas sem desmontar a placa.

Neste artigo, você vai entender como funciona a inspeção radiográfica de placas eletrônicas, quais defeitos podem ser identificados e o que avaliar antes de consultar a OMETTO SOLUÇÕES sobre equipamentos de inspeção industrial.

O que é inspeção por raios-x em placas eletrônicas?

A inspeção por raios-x em placas eletrônicas é um método que utiliza radiação ionizante e sistemas de detecção para produzir imagens das estruturas internas de uma placa de circuito impresso montada. A técnica permite examinar determinadas conexões de solda, investigar vazios e avaliar características de componentes que permanecem ocultas à inspeção visual.

Esse procedimento é utilizado em atividades de controle de qualidade, desenvolvimento de produtos e investigação de falhas em montagens eletrônicas.

A capacidade de detecção depende da geometria da placa, das características dos materiais, da resolução do sistema e dos parâmetros de aquisição.

Como funciona a inspeção radiográfica de placas?

Durante a inspeção, a placa é posicionada entre uma fonte de raios X e um detector, conforme a configuração do equipamento.

A radiação atravessa os materiais e sofre atenuação de acordo com sua composição, densidade e espessura. As diferenças registradas pelo detector formam uma imagem que pode ser analisada por profissionais qualificados.

Em determinadas configurações, também é possível utilizar diferentes ângulos de aquisição para investigar regiões com sobreposição de componentes.

Quais defeitos podem ser identificados por raios X?

A inspeção radiográfica pode auxiliar na identificação de descontinuidades em conexões de solda e em determinadas estruturas internas. Entretanto, a capacidade de detectar cada defeito depende do contraste, da orientação e das condições de aquisição da imagem.

Vazios de soldagem em componentes BGA

Os vazios, também chamados de voids, são regiões internas da junta de solda que apresentam ausência de material.

Em componentes BGA, a radiografia pode permitir identificar e avaliar essas regiões, dependendo da resolução e da qualidade da imagem.

A aceitação dos resultados deve considerar as normas aplicáveis, a classe do produto e os critérios definidos pelo fabricante ou cliente.

Pontes de solda e conexões inadequadas

As pontes de solda ocorrem quando existe uma ligação indesejada entre regiões condutoras.

Dependendo da geometria e do contraste, a inspeção por raios X pode auxiliar na identificação dessas ocorrências.

Entretanto, a interpretação precisa considerar possíveis sobreposições de estruturas e limitações da imagem bidimensional.

Falhas em juntas de solda ocultas

Determinadas falhas de soldagem podem ocorrer sob o encapsulamento de componentes eletrônicos, impedindo sua observação direta.

A radiografia pode fornecer informações sobre a geometria das juntas, mas nem todas as falhas são identificadas de maneira conclusiva.

Em situações específicas, podem ser necessários diferentes ângulos de aquisição, reconstrução tridimensional ou métodos complementares de análise.

Quais componentes eletrônicos podem ser inspecionados?

A inspeção por raios X pode ser aplicada a diferentes tipos de componentes, especialmente aqueles com conexões ocultas ou geometrias que dificultam a observação visual.

Componentes BGA

BGA significa Ball Grid Array, uma tecnologia de encapsulamento que utiliza uma matriz de esferas de solda para estabelecer conexões elétricas com a placa.

Como essas conexões ficam sob o componente, a inspeção óptica não permite visualizar diretamente todas as juntas.

Os raios X podem auxiliar na avaliação de vazios, pontes e determinadas alterações geométricas.

Componentes QFN e LGA

QFN significa Quad Flat No-Lead, enquanto LGA corresponde a Land Grid Array.

Esses encapsulamentos apresentam regiões de conexão que podem ficar parcialmente ou totalmente ocultas após a montagem.

A inspeção radiográfica pode auxiliar na avaliação de determinadas características das juntas de solda, conforme o projeto do componente.

Placas com montagem SMT

SMT é a sigla de Surface Mount Technology, tecnologia de montagem superficial utilizada na fabricação de placas eletrônicas.

Em processos SMT, a inspeção por raios X pode complementar verificações ópticas e elétricas, especialmente quando existem conexões ocultas.

A seleção do método deve considerar os riscos do processo e os requisitos de qualidade da montagem.

Qual é a diferença entre inspeção por raios X 2D e 3D?

A inspeção 2D produz imagens de projeção nas quais estruturas posicionadas em diferentes profundidades podem aparecer sobrepostas. Já sistemas de inspeção tridimensional utilizam múltiplas projeções e métodos de reconstrução para representar informações volumétricas ou seções do componente.

Inspeção por raios X 2D

Os sistemas bidimensionais permitem visualizar a distribuição de materiais e investigar determinadas características das conexões.

Podem ser utilizados em análises de juntas BGA, identificação de vazios e verificação de algumas alterações geométricas.

Entretanto, a sobreposição de estruturas pode dificultar a localização precisa de determinadas descontinuidades.

Inspeção por raios X 3D

Os sistemas tridimensionais podem utilizar técnicas como tomografia computadorizada ou laminografia para reconstruir informações em diferentes planos.

Essas tecnologias podem auxiliar na separação de estruturas sobrepostas e na investigação de características internas.

A escolha depende da resolução necessária, da geometria da placa, do tempo de aquisição e dos recursos disponíveis no equipamento.

Quais são as vantagens da inspeção por raios-x em placas eletrônicas?

A inspeção por raios-x em placas eletrônicas permite investigar regiões que não são acessíveis por métodos exclusivamente ópticos. Sua utilização pode complementar o controle de qualidade e fornecer informações para análise de processos de soldagem.

• Visualização de conexões ocultas: permite investigar juntas localizadas sob componentes eletrônicos.
• Análise de vazios: auxilia na identificação de determinadas regiões sem material de solda.
• Controle de qualidade: fornece registros que podem apoiar a avaliação das montagens.
• Investigação de falhas: contribui para examinar possíveis descontinuidades internas.
• Documentação digital: permite armazenar imagens conforme os recursos do sistema.
• Apoio à melhoria de processos: oferece informações que podem auxiliar na avaliação das etapas de montagem.

Esses benefícios dependem da qualidade da aquisição, da interpretação dos resultados e da integração com outros procedimentos de inspeção.

Inspeção por raios X ou inspeção óptica: qual utilizar?

A inspeção óptica automatizada, conhecida como AOI, utiliza imagens da superfície da placa para identificar determinadas irregularidades de montagem.

Já a inspeção por raios X permite investigar regiões internas e conexões ocultas que não podem ser visualizadas diretamente por câmeras convencionais.

As duas tecnologias possuem aplicações complementares. A AOI pode identificar problemas visíveis de posicionamento e soldagem, enquanto os raios X contribuem para a avaliação de características internas.

Testes elétricos e funcionais também podem ser necessários, pois uma imagem radiográfica não comprova, isoladamente, o funcionamento correto de uma placa eletrônica.

Como escolher um equipamento de inspeção por raios X?

Para escolher um equipamento de inspeção por raios X, é necessário avaliar as dimensões das placas, os tipos de componentes, a resolução necessária e os defeitos que precisam ser identificados. Também devem ser considerados os recursos de software, a produtividade desejada e os requisitos de segurança radiológica.

Resolução e capacidade de detecção

A resolução espacial influencia a capacidade de distinguir detalhes próximos na imagem.

Entretanto, o tamanho nominal do pixel não determina isoladamente a capacidade de identificar um defeito.

A qualidade depende também da fonte de raios X, do detector, da magnificação geométrica e dos parâmetros de aquisição.

Dimensões e geometria das placas

O equipamento precisa comportar as dimensões das placas e permitir o posicionamento adequado dos componentes.

Também é importante avaliar se o sistema permite adquirir imagens em diferentes ângulos quando necessário.

Essas características influenciam a viabilidade da inspeção em montagens com componentes sobrepostos.

Recursos de software e automação

Os sistemas podem apresentar ferramentas de visualização, medição, comparação de imagens e identificação automatizada de determinadas características.

AXI é a sigla de Automated X-ray Inspection, utilizada para designar sistemas de inspeção automatizada por raios X.

A disponibilidade desses recursos depende da configuração e deve ser confirmada na documentação técnica do equipamento.

Quais cuidados de segurança são necessários?

A inspeção por raios X utiliza radiação ionizante e exige medidas de proteção compatíveis com o equipamento.

Em sistemas de cabine, podem existir recursos de blindagem e intertravamento destinados a impedir exposições indevidas.

A instalação e a operação devem respeitar os requisitos regulatórios aplicáveis, incluindo procedimentos de segurança, manutenção e controle de acesso.

A definição das medidas necessárias deve envolver profissionais qualificados.

Quanto custa um equipamento de inspeção por raios X?

O investimento depende da fonte de radiação, do detector, da capacidade de movimentação, dos recursos de software e das funcionalidades de inspeção.

Também devem ser considerados os custos de instalação, treinamento, manutenção e integração à rotina de produção.

Antes de solicitar uma proposta, é recomendável informar os tipos de placas, os componentes utilizados, as dimensões e os requisitos de inspeção.

Esses dados ajudam a identificar alternativas tecnicamente compatíveis.

Conheça as soluções de inspeção industrial da OMETTO

A OMETTO SOLUÇÕES atua no segmento de equipamentos para análise e inspeção industrial, incluindo tecnologias relacionadas à radiografia digital e aos ensaios não destrutivos.

Para empresas interessadas em inspeção por raios X de placas eletrônicas, é importante consultar a disponibilidade de sistemas compatíveis com componentes BGA, QFN e outras tecnologias de montagem.

A escolha deve considerar a finalidade da inspeção, a resolução necessária e as condições de instalação.

Precisa avaliar equipamentos para inspeção por raios-x em placas eletrônicas? Entre em contato com a OMETTO SOLUÇÕES, apresente as características das placas e solicite informações técnicas sobre as alternativas disponíveis e as condições de orçamento.

Consulte as soluções de inspeção industrial da OMETTO.

Perguntas frequentes sobre inspeção por raios X em placas eletrônicas

Para que serve a inspeção por raios X em placas eletrônicas?

A técnica permite investigar determinadas características internas de placas e componentes, incluindo juntas de solda ocultas, vazios e possíveis irregularidades de montagem.

É possível inspecionar soldas BGA com raios X?

Sim. A radiografia pode auxiliar na avaliação de juntas BGA, incluindo identificação de vazios e determinadas alterações geométricas. A capacidade de detecção depende da configuração e da qualidade da imagem.

Qual é a diferença entre inspeção 2D e 3D?

A inspeção 2D produz imagens de projeção, enquanto sistemas 3D utilizam múltiplas projeções para reconstruir informações volumétricas ou seções do componente.

A inspeção por raios X substitui a AOI?

Não necessariamente. A AOI avalia características visíveis da montagem, enquanto os raios X permitem investigar regiões ocultas. As técnicas podem ser utilizadas de maneira complementar.

Os raios X podem danificar componentes eletrônicos?

A exposição deve ser avaliada conforme a sensibilidade dos componentes e as condições de inspeção. Determinados dispositivos podem exigir limites ou procedimentos específicos para evitar efeitos indesejados da radiação.

É necessário utilizar equipamentos de proteção radiológica?

Sim. A instalação precisa atender aos requisitos de segurança aplicáveis. As medidas dependem da configuração do equipamento, da blindagem e das condições de operação.

Quanto custa um equipamento de inspeção por raios X para PCB?

O preço depende da configuração, da resolução, dos recursos de automação e das condições comerciais. Para solicitar orçamento, informe as características das placas e os requisitos de inspeção.