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VT-X750-V3可以對EV和面向5G的電子基板進行全數(shù)檢查
【實現(xiàn)了快速檢查速度的CT型X射線自動檢查設(shè)備「VT-X750-V3」】
近年來，5G、EV、自動駕駛等使用電子基板的需求急速增加。特別是以車載為首的這些用途關(guān)系到人的生命安全，所以品質(zhì)要求更高。另外，為了保證最終產(chǎn)品的性能提高和安全性，為了在基板上增加搭載元件數(shù)量，基板兩面的元件貼裝和元件集成的IC芯片化正在進行中。為了更準確地檢查這些在外觀上無法檢查的元件，不是用以往的X射線進行2D拍攝，而是必須用3D進行檢查。但是，因為3D檢查在拍攝和圖像處理上花費時間，所以運用效率和高品質(zhì)檢查的兩者兼顧是非常困難的，這是目前存在的課題。在制造現(xiàn)場的現(xiàn)狀是為了確保與2D檢查時同等的生產(chǎn)數(shù)量，對基板上的元件不是全數(shù)檢查而是部分檢查，或者為了全數(shù)檢查，把檢查設(shè)備放置在遠離生產(chǎn)線的地方，也需要花費時間來應對。
【同樣的焊錫用2D X射線拍攝后的圖像（左）和
用3D X射線拍攝后的圖像（右）】
這次發(fā)售的「VT-X750-V3」比現(xiàn)行機型的檢查速度提高了1.5倍，可以在復雜的基板上進行全數(shù)檢查。通過無縫地控制搭載的歐姆龍制控制設(shè)備，實現(xiàn)了連續(xù)拍攝技術(shù)*2，采用了靈敏度比以往高兩倍*3的探測器，實現(xiàn)了清晰的3D圖像高速拍攝。因此，可以在短時間內(nèi)進行高性能的檢查。另外，通過AI自動設(shè)定檢查的拍攝條件，大幅縮短基板檢查程序的制作時間。歐姆龍在這些技術(shù)革新的基礎(chǔ)上，運用在檢查現(xiàn)場30年以上的經(jīng)驗技術(shù)，為客戶生產(chǎn)性的兼顧做出貢獻。
【復雜的基板?元件的檢查事例】
歐姆龍以3個“i”、 「integrated（控制進化）」、「intelligent（智能化）」、「interactive（人與機械的新協(xié)調(diào)）」構(gòu)成的戰(zhàn)略概念「i-Automation」為基礎(chǔ)，致力于制造業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場革新。以豐富的控制機器的經(jīng)驗和焊錫檢查的知識，i-Automation!體現(xiàn)在「VT-X750-V3」中。我們提出了從減少整個貼裝工序的不良開始，面向構(gòu)建不產(chǎn)生不良的生產(chǎn)線的整體解決方案。
*1 CT型X射線自動檢查設(shè)備：使用X射線對人看不見的構(gòu)造物的內(nèi)部進行拍攝并生成連續(xù)的斷層圖像，通過計算機處理，搭載了獲得三維立體圖像的技術(shù)的檢查設(shè)備。與醫(yī)療機構(gòu)等使用的CT掃描相同的技術(shù)。
*2 連續(xù)拍攝技術(shù)：在移動的同時拍攝立體圖像的技術(shù)
*3 靈敏度比以往高2倍：與舊型號相比，靈敏度約為2倍。在同一拍攝條件下，圖像傳感器(拍攝部件)將X射線作為光感知的程度。
主要特長
01
采用歐姆龍新設(shè)計的連續(xù)拍攝技術(shù)實現(xiàn)了與以往比1.5倍的檢查速度
保持與以往高畫質(zhì)的3D-CT數(shù)據(jù)（3D圖像）的拍攝一樣，通過高度優(yōu)化用于拍攝的硬件控制，實現(xiàn)了以往比1.5倍的高速拍攝。由此，保持了以往同等的生產(chǎn)性，可以高精度的全數(shù)檢查。
在硬件控制的高度優(yōu)化方面，集合了歐姆龍的控制機器所擁有的技術(shù)訣竅，實現(xiàn)了高速無縫的連續(xù)拍攝，同時通過反饋控制實現(xiàn)了更準確的位置拍攝。通過這些技術(shù)，實現(xiàn)了清晰的3D-CT圖像（3D圖像）的拍攝。并且，在3D CT數(shù)據(jù)（3D圖像）的生成時，通過本公司開發(fā)的新的3D-CT算法的搭載和高靈敏度高速探測器的采用，可以生成噪點較少的3D圖像。
【與以往設(shè)備的檢查速度的比較】
02
功率類產(chǎn)品的檢查
新追加了對IGBT和MOSFET*5等功率類元件優(yōu)化的檢查邏輯。另外，在基板貼裝后的組裝工程中的通孔連接器的焊錫填充檢查，近幾年采用量增加的SiP/PoP封裝*6和PressFit連接器等的檢查也有很多應用實績。
特別是在功率類元件方面，功率半導體正在從Si向SiC和GaN*7變化中，散熱的課題越來越重要。對于作為EV課題的1次充電中的行駛距離的延長、高輸出化、小型?輕量化，散熱的課題不能避開。歐姆龍對散熱課題之一的焊錫焊接中的氣泡檢查，開發(fā)出并搭載了獨自的檢查算法。
【GaN功率元件（左）和 SiP（右）的３D-CT拍攝事例】
03
AI無技能化、自動化
根據(jù)檢查對象物、元件、以及背面搭載的元件的影響等，需要優(yōu)化X射線拍攝條件。這些拍攝條件的設(shè)定有幾個參數(shù)，以前是一邊反復輸入&嘗試，一邊設(shè)定拍攝條件。這些設(shè)定已經(jīng)可以通過AI自動設(shè)定，因此可以大幅縮短拍攝條件的設(shè)定。
另外，使用VT-X750-V3拍攝的3D-CT數(shù)據(jù)（3D圖像）進行檢查時，需要3D圖像處理技術(shù)。通過事先登錄3D圖像處理的設(shè)定，在生產(chǎn)現(xiàn)場進行自動檢查。
3D圖像處理的設(shè)定需要專業(yè)技能，這次通過自動化其中一部分，可以不依賴專業(yè)技能，縮短設(shè)定時間。
04
降低被輻射風險
防止對作業(yè)者的輻射自不必說，降低對檢查工裝上的半導體元件等的輻射造成的故障風險是大的課題。這次，追加了根據(jù)基板的正反面和搭載的位置等可以更準確地模擬每個元件的輻射量的功能。
由此，通過對照每個元件的被輻射量的界限值，可以降低因被輻射而引起的元件故障的風險。
【每個元件的輻射模擬】
*4 M尺寸基板的全面檢查的時間?；宓陌崛?搬出時間除外。包含2,000～3,000Pin的BGA 2個和SiP， 基板的正面、反面的全部元件的3D檢查需要的時間。
*5 IGBT和MOSFET：功率類產(chǎn)品是使用電池中儲存的電來驅(qū)動馬達等所需的部件，是將電池等直流電轉(zhuǎn)換成馬達驅(qū)動所需交流的部件。特別是近年來，汽車、鐵路等電動化的重要部件之一。家用家電產(chǎn)品中，插座交流電可以直接用于馬達等的驅(qū)動，而電動汽車和PHEV則是以電池為驅(qū)動源，需要從直流轉(zhuǎn)換為交流。IGBT和MOSFET是功率類產(chǎn)品中的一種代表，根據(jù)用途不同使用也不一樣。
*6 SiP/PoP封裝：SiP=System in Package、PoP=Package on Package的簡稱。這兩個都是貼裝在基板上的元件名稱，以往的IC/LSI元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是單層，但是SiP和PoP等內(nèi)部結(jié)構(gòu)是多層，結(jié)構(gòu)復雜。由于構(gòu)造復雜，使用X射線檢查時更需要3D檢查。另外，SiP多用作車聯(lián)或智能手機終端等5G通信用元件， PoP經(jīng)常被用作智能手機的應用程序處理器（主CPU）。
*7 SiC和GaN：傳統(tǒng)的半導體元件中，包括功率元件在內(nèi)，Si（硅）是主流。針對功率元件，電容的大容量化和高壓/高電流化，耐熱溫度成為課題。SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）比Si的耐熱性更好，被期待作為下一代的功率半導體元件。
關(guān)于“i-Automation!”
歐姆龍把基于“i-Automation”來革新制造業(yè)現(xiàn)場作為理念，由以下3個“i”構(gòu)成的自動化的進化，以飛躍性地提高制造現(xiàn)場的生產(chǎn)性，實現(xiàn)以制作高附加值的產(chǎn)品為目標。
「integrated（控制進化）」是為了讓所有人都能簡單地實現(xiàn)迄今為止依賴熟練工人的技能，使自動化技術(shù)得以進化。「intelligent（智能化）」是可以廣泛的活用控制機器和AI，機器可以自己學習來維護狀態(tài)，實現(xiàn)不斷進化的設(shè)備和生產(chǎn)線。「interactive（人和機器的新協(xié)調(diào)）」是人和機器在同一工作空間里共同工作，機器能夠理解人的行動和想法并加以協(xié)助等，歐姆龍作為精通生產(chǎn)現(xiàn)場的控制機器的制造商可以提供人和機器的新的協(xié)調(diào)關(guān)系。