在电子制造业，印制电路板（PCB）组件越来越小、组装密度越来越高已成为持续的发展趋势。这种趋势的出现不一定是因为需要PCB组件变得更小，而是因为新设计大幅采用了更多的隐藏了焊接连接的球栅阵列封装（BGA）和其他器件，比如方形扁平无引脚封装（QFN）和柱栅陈列封装（LGA）。与较大的有引脚封装相比，这类器件通常在性能和成本方面具有一定优势，所以更小更密的趋势可能会继续保持。
自动光学检测（AOI）是SMT行业中一项成熟的关键工艺控制技术，它在很大程度上提高了对成品质量的信心。但是对于器件上那些无法用肉眼看到的焊接连接要如何检测呢？X射线检测正是要找的答案。
由于隐藏了连接点的器件被误贴装，而造成生产出的组件无法维修或需要高昂维修费用，而采用X射线作为制程控制方法可去除这种风险。误贴装器件的返工不仅会耗费时间，还可能引起组件上的其他问题，例如由于局部加热而导致周围元件或PCB产生问题。返工还有可能超过双面组件所能承受的最多回流焊周期次数。造成工艺流程后期出现故障，例如JTAG或功能测试中，诊断和重新测试会产生额外的时间和费用。
那么你应该在什么时候使用X射线呢？当然应该在第一次检测过程中就使用，这样可以确保所使用炉子的加热曲线对无引脚器件而言是最佳方案。在这之后，明智的做法是在组件生产的整个过程中选取样品进行检测；通常是在一个批次开始生产的初期、中期和末期选取几个样品进行检测。备选方式是使用一个在线式流程，但需要注意的是X射线检测（即使是自动化过程）的速度相对较慢。在操作过程中，无引脚器件（尤其是BGA）的放置很简单，并且通常不会引起什么问题，所以应该慎重使用X射线检测。
图1：X射线检测，无需借助具有潜在破坏性的返工或显微剖切
X射线检测还可以减少生产线末端的人工检测，例如无法使用AOI进行全面检测的细间距器件（取决于所使用的系统类型），或者是其他BGA检测方法（例如使用Ersascope）。
X射线检测的另一个优点是可以解决质量问题。X射线检测无需借助具有潜在破坏性的返工或显微剖切，而这两种方式会增加成本，造成组件报废。显微剖切还需要操作者基于所学知识猜测问题出在了哪里。
你是不是经常听到有人说它没通过测试，我也不知道问题出在了哪里，所以肯定是BGA出了问题？增强的X射线可以提供X射线分层成像，或者说是全面的3D功能，可以检查整个组件，从而找到诸如PCB布线或孔壁断裂等故障，以及无引脚元件的任何问题。
除了PCBA，X射线还可以对其他制造出的元件进行无损检测，例如电缆组件或其他需要检测内部细节的机加工部件。甚至还能进行一定程度的测量。
所以说一台功能强大的X射线检测设备是现代电子产品组装生产线所必须的设备。既然你已经决定了需要这样的一台设备，或是你的电子制造服务（EMS）合作伙伴需要为你投资这样一台设备，你要如何选择出合适的系统呢？
关键考虑因素
市面上有很多供应商和系统，在所有的投资设备评估方式中，最好是从自己已经列好的必备清单开始入手。我们假设价格（和投资回报）是评估等式的一部分，当然，所选系统的体积要足够可以装得下你想检测的物体。
以下四点也是需要考虑的方面：
1.图像质量
如果你想买一台相机，那么高像素的相机比如24 MP一定是比16 MP相机的质量更好。如果你懂一点摄影，你就知道这句话是过度简化了相机的质量标准（或者说就是毫无意义），总之，X射线要比相机更为复杂。
其中还涉及了物理学和智能软件。这些因素会影响到图像质量，包括电源、电压、光点大小、检测器分辨率、X射线光源到物体的距离以及视野范围。以电压为例：电压为160 kV的系统，其X射线穿透力要强于130 kV的系统，但高电压对图像对比度具有反作用，从而会影响到图像质量。你应该作何决定呢？最实际的做法就是选取一些典型样品组件，用X射线系统对其进行检测。图像质量可以是一种主观意见。
你会发现针对PCB组件的系统可以提供很好乃至极佳的图像质量。这也可能更多地取决于检测设备的检测设置方式，而不是其组成部分的技术能力。
2.多少个D？
D表示维度。市面上主要有三种系统：
· 2D只有自上而下的直观视图；
· 2.5D自上而下并倾斜、带有一定角度的视图；
· 3D组件的三维重构视图。这种系统可以采用断层成像术、X射线分层成像法或（用于全面3D效果的）计算机断层扫描法（也叫做CT）。
当然，你想查看的细节越多，检测也就越慢。例如复杂的CT扫描就可能会花上好几个小时才能完成。再比如说，如果检测的目的是查看BGA下焊料球的缺失或焊料球间的短路现象，那么使用2D系统就足够了。但如果有元件挡住了目标检测区域，倾斜视图更有助于检测。而3D则更适用于详细的质量调查。
3.易用程度
有些系统可以完成一定程度的自动检测，例如按照合格/不合格标准对检测顺序进行编程。该方法让重复检测和操作变得十分简单，如果有需求的话，还可以满足在线生产流程要求。但是这种设备的设置以及从事特殊检测时确实是需要一定技能的。
虽然现代X射线系统使用起来非常容易，但检查员确实需要了解所有设置的功能（例如之前提到的电压和对比度设置），并且要能够解读所见到的图像，这就要求操作员对PCB组装有一定的知识储备。也有一些方法可以让图像解释变得简单一些，例如使用颜色标注。
4.维护
请谨记，在使用X射线设备之前一定要告知英国卫生与安全管理局（HSE）。在制订使用规程时也会存在一定的责任义务，而且需要聘用防辐射监管员和顾问。设备供应商要有能力给出一些建议，最好让他们（至少）每年对系统进行一次检查。
值得一提的是，X射线管有很多不同种类。开放式管路相对来说更换时间较短且费用较低也许只需要几英镑在几小时之内就可以搞定了，但这种管路每使用200~300小时就需要更换一次。闭合式管路可以使用很多年，但价格要高得多，大概需要几千英镑。所以说在选择最佳方案时还是取决于系统的使用频率。
X射线探测器往往是标准或高清平板。而X射线会让这些仪器日益退化，一般在使用10年后会退化20%。尽管还可以继续使用，但建议在使用8~12年后就进行更换。
最好可以找出系统的常见失效模式，因为尽管元件都是相似的，但组装方式却各不相同。例如，电源、连接器或电缆都需要及时更换。