文章來源：學(xué)習(xí)那些事

原文作者：前路漫漫

X射線照相是非破壞性檢測封裝缺陷的關(guān)鍵手段，可精準(zhǔn)識別密封工藝中的空洞、引線異常及多余物等內(nèi)部問題?；诿芏扰c厚度差異成像，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中密封寬度≥75%設(shè)計(jì)要求等判據(jù)，保障高可靠性器件的封裝質(zhì)量。

X射線在封裝中的應(yīng)用

X射線照相是采用非破壞性方法檢測封裝內(nèi)缺陷的有效手段，尤其適用于檢測密封工藝引發(fā)的缺陷及內(nèi)部缺陷，如多余物、內(nèi)引線連接錯誤、芯片附著材料中的空洞，以及玻璃密封時玻璃內(nèi)部的空洞等。通過X射線照相，可對芯片粘接區(qū)的空洞、鍵合引線（不包括鋁絲）形狀等進(jìn)行精準(zhǔn)檢查。對于高可靠性陶瓷氣密封裝器件，X射線照相還可用于檢查密封工藝中的各類缺陷，圖1給出了密封區(qū)域X射線檢查的結(jié)果。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確了X射線照相檢查的方法、判據(jù)及要求，其中規(guī)定，無論何種類型的器件，若整體封蓋密封不連續(xù)，或密封寬度未達(dá)到設(shè)計(jì)密封寬度的75%，均應(yīng)予以拒收。最終密封過程中產(chǎn)生的噴濺，若能確認(rèn)其連續(xù)、均勻且附著于母體材料，且不呈現(xiàn)球斑點(diǎn)或淚滴形狀，則不視為外來物。

有關(guān)密封寬度不合格的情況，存在3種典型情形（見圖2）：1) 管殼腔體內(nèi)、外邊緣位置存在空洞，導(dǎo)致密封寬度A不足設(shè)計(jì)密封寬度W的25%；2) 管殼腔體內(nèi)、外邊緣及密封區(qū)中心位置存在空洞，導(dǎo)致密封寬度B+C不足設(shè)計(jì)密封寬度W的25%；3) 管殼腔體邊緣一側(cè)存在非貫穿型長空洞，導(dǎo)致密封寬度D不足設(shè)計(jì)密封寬度W的25%。當(dāng)A/W、(B+C)/W或D/W<0.25時，判定為密封寬度不合格。

實(shí)際器件密封后，在X射線照相檢測中，密封寬度d與設(shè)計(jì)密封寬度D的比值是否大于75%，是判斷密封是否合格的重要依據(jù)（見圖3）。

X射線照相檢測原理

由于被測物質(zhì)在密度、厚度方面存在差異，X射線穿透被測物質(zhì)時，強(qiáng)度會發(fā)生相應(yīng)變化并產(chǎn)生不同程度的衰減，其強(qiáng)度衰減規(guī)律遵循下面的計(jì)算公式。密度高、厚度大的區(qū)域?qū)射線的吸收作用更強(qiáng)，密度低、厚度小的區(qū)域?qū)射線的吸收作用較弱。X射線穿過被測物質(zhì)到達(dá)探測器后，衰減后的X射線會被轉(zhuǎn)換為可見光，并在照相底片或光學(xué)傳感器上成像。因透射的X射線強(qiáng)度存在差異，轉(zhuǎn)換后的可見光強(qiáng)度也會不同，進(jìn)而在照相底片或傳感器上形成密度各異的影像。如圖4所示，顏色較淺的區(qū)域代表待檢查物質(zhì)密度低、厚度小的部分；顏色較深的區(qū)域代表待檢查物質(zhì)密度高、厚度大的部分。

X射線強(qiáng)度的計(jì)算公式為

其中，I0為入射X射線強(qiáng)度；I為透射X射線強(qiáng)度；μ為衰減系數(shù)；x為待檢查物質(zhì)厚度。

密封空洞成像原理

密封空洞的存在會導(dǎo)致被檢材料中焊料厚度不均勻。當(dāng)X射線從焊料上方穿透時，無空洞區(qū)域的總體焊料厚度為T，而存在空洞的焊料區(qū)域總體厚度為T-T?（如圖5所示）。由于T-T?