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VT-X750-V3可以對EV和面向5G的電子基板進(jìn)行全數(shù)檢查
【實(shí)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(jìn)行中。為了更準(zhǔn)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(jìn)行2D拍攝，而是必須用3D進(jìn)行檢查。但是，因?yàn)?D檢查在拍攝和圖像處理上花費(fèi)時(shí)間，所以運(yùn)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(shí)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(yuǎn)離生產(chǎn)線的地方，也需要花費(fèi)時(shí)間來應(yīng)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(jī)型的檢查速度提高了1.5倍，可以在復(fù)雜的基板上進(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)了清晰的3D圖像高速拍攝。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)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(shí)間。歐姆龍?jiān)谶@些技術(shù)革新的基礎(chǔ)上，運(yùn)用在檢查現(xiàn)場30年以上的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，為客戶生產(chǎn)性的兼顧做出貢獻(xiàn)。
【復(fù)雜的基板?元件的檢查事例】
歐姆龍以3個(gè)“i”、 「integrated（控制進(jìn)化）」、「intelligent（智能化）」、「interactive（人與機(jī)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(jī)器的經(jīng)驗(yàn)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(gè)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(jìn)行拍攝并生成連續(xù)的斷層圖像，通過計(jì)算機(jī)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(jī)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(shí)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(jì)的連續(xù)拍攝技術(shù)實(shí)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(shí)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(jī)器所擁有的技術(shù)訣竅，實(shí)現(xiàn)了高速無縫的連續(xù)拍攝，同時(shí)通過反饋控制實(shí)現(xiàn)了更準(zhǔn)確的位置拍攝。通過這些技術(shù)，實(shí)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(shí)，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(diǎn)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(yīng)用實(shí)績。
特別是在功率類元件方面，功率半導(dǎo)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(dú)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(gè)參數(shù)，以前是一邊反復(fù)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(jìn)行檢查時(shí)，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(jìn)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(shí)間。
04
降低被輻射風(fēng)險(xiǎn)
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(dǎo)體元件等的輻射造成的故障風(fēng)險(xiǎn)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(zhǔn)確地模擬每個(gè)元件的輻射量的功能。
由此，通過對照每個(gè)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(fēng)險(xiǎn)。
【每個(gè)元件的輻射模擬】
*4 M尺寸基板的全面檢查的時(shí)間?；宓陌崛?搬出時(shí)間除外。包含2,000～3,000Pin的BGA 2個(gè)和SiP， 基板的正面、反面的全部元件的3D檢查需要的時(shí)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(dá)等所需的部件，是將電池等直流電轉(zhuǎn)換成馬達(dá)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(dá)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(gè)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(fù)雜。由于構(gòu)造復(fù)雜，使用X射線檢查時(shí)更需要3D檢查。另外，SiP多用作車聯(lián)或智能手機(jī)終端等5G通信用元件， PoP經(jīng)常被用作智能手機(jī)的應(yīng)用程序處理器（主CPU）。
*7 SiC和GaN：傳統(tǒng)的半導(dǎo)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(dǎo)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(gè)“i”構(gòu)成的自動化的進(jìn)化，以飛躍性地提高制造現(xiàn)場的生產(chǎn)性，實(shí)現(xiàn)以制作高附加值的產(chǎn)品為目標(biāo)。
「integrated（控制進(jìn)化）」是為了讓所有人都能簡單地實(shí)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(jìn)化。「intelligent（智能化）」是可以廣泛的活用控制機(jī)器和AI，機(jī)器可以自己學(xué)習(xí)來維護(hù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不斷進(jìn)化的設(shè)備和生產(chǎn)線。「interactive（人和機(jī)器的新協(xié)調(diào)）」是人和機(jī)器在同一工作空間里共同工作，機(jī)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(jī)器的制造商可以提供人和機(jī)器的新的協(xié)調(diào)關(guān)系。