О ТЕХНОЛОГИЯХ РЕНТГЕНОВСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ

Введение. Рентгенографические методы широко распространены в настоящее время при производстве различных изделий и компонентов электронной промышленности, в том числе микро- и наноэлектроники. Одним из наиболее информативных и наглядных методов является проекционная рентгеновская микроскопия. Разработаны и используются в промышленности специализированные рентгеновские системы для технологического контроля. Ключевым элементом конструкции системы рентгеновского контроля (СРК) является рентгеновская трубка. В подавляющем большинстве случаев СРК построены на основе разборных микрофокусных рентгеновских трубок с постоянной откачкой. Это существенно усложняет конструкцию установки, увеличивает ее габариты, массу и стоимость.
Цель работы. Анализ возможных технических и технологических решений, позволяющих повысить доступность рентгеновской системы для контроля электронных компонентов при сохранении информативности контроля.
Материалы и методы. Представлены результаты аналитических исследований оценки степени влияния основных параметров рентгеновской трубки – размера фокусного пятна и фокусного расстояния – на разрешающую способность получаемых рентгеновских изображений. Описаны достоинства и недостатки двух вариантов конструкции СРК: на основе разборных и отпаянных от вакуумной откачной системы рентгеновских трубок. Проанализированы зависимости размеров фокусного пятна от напряжения на рентгеновской трубке и от мощности, подводимой электронным пучком к мишени рентгеновской трубки. Показано, что отпаянные микрофокусные рентгеновские трубки могут быть с успехом использованы в качестве источника излучения в установках для рентгенографического контроля. Сделан вывод о том, что в большинстве случаев отпаянные трубки более практичны.
Результаты. При решении большинства задач по неразрушающему контролю электронных компонентов в составе рентгеновской системы с успехом могут быть использованы источники рентгеновского излучения на основе отпаянных рентгеновских трубок. Благодаря этому существенно уменьшаются габариты, масса, а также стоимость рентгеновской системы контроля электронных компонентов.
Заключение. Отпаянные рентгеновские трубки могут служить эффективной альтернативой при разработке рентгеновской системы контроля электронных компонентов, позволяющей принципиально повысить доступность такой системы.

1. Пирогова Е. В. Проектирование и технология печатных плат. М.: Форум Интра-М, 2005. 560 с.

2. Подымский А. А., Потрахов Н. Н. Микрофокусные рентгеновские трубки нового поколения // Контроль. Диагностика. 2017. № 4. С. 4–8.

3. Мазуров А. И., Потрахов Н. Н. Возможности и ограничения микрофокусной рентгенографии в медицине // Биотехносфера. 2010. № 4. С. 20–23.

4. Быстров Ю. А., Иванов С. А. Ускорительная техника и рентгеновские приборы. М.: Высш. шк., 1983. 288 с.

5. Практическая растровая электронная микроскопия / под ред. Дж. Гоулдстейна, Х. Яковица. М.: Мир, 1978. 656 с.

6. Потрахов Н. Н., Грязнов А. Ю., Потрахов Е. Н. Эффект псевдообъемного изображения в микрофокусной рентгенографии // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2009. № 2. С. 18–24.

7. Гнутов А. Установки рентгеновского контроля YXLON – видеть, а не смотреть // Производство электроники. 2013. № 5. С. 1–4.

8. Bernard D. X-ray tube selection criteria for BGA / CSP X-ray inspection // Proc. of SMTA Int. Conf., Chicago, Sept. 2002. Eden Prairie, MN, USA: SMTA, 2002.

9. Шмаков М. Выбор системы рентгеновского контроля. Взгляд технолога // Технологии в электронной промышленности. 2006. № 4. С. 60–68.

10. Шмаков М. Выбор системы рентгеновского контроля. Взгляд технолога // Технологии в электронной промышленности. 2006. № 5. С. 33–40.

11. Гаранин А. Критерии выбора установки рентгеновского контроля: необходимо и достаточно // Печатный монтаж. 2012. № 5. С. 170–177.

12. Подымский А. А. Мощные рентгеновские трубки для проекционной рентгенографии: дис. ... канд. техн. наук / ЛЭТИ. СПб., 2016. 157 c.

13. Микрофокусная компьютерная томография – новый метод исследования микроминиатюрных объектов / В. Б. Бессонов, А. В. Ободовский, В. В. Клонов, Д. К. Кострин // Евразийский союз ученых. 2014. Т. 3. С. 12–15.

14. Кокорева И., Щелкунов Г. Рентгеновские методы неразрушающего контроля // Электроника. Наука. Технология. Бизнес. 2017. № 5. С. 84–93.

15. Баканов Г. Ф., Соколов С. С., Суходольский В. Ю. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств / под ред. И. Г. Мироненко. М.: Academia, 2007. 163 с.

16. Study of the Microfocus X-Ray Tube Based on a Point-Like Target Used for Micro-Computed Tomography / R. Zhou, X. Zhou, X. Li, Y. Cai, F. Liu // PLoS One. 2016 Jun 1; 11(6): eCollection 2016. PMID: 27249559. P. 1–12. doi: 10.1371/journal.pone.0156224

17. Lei Zheng, Huarong Liu, Junting Wang. Transmission-type window of HFCVD diamond film for microfocus X-ray tube // 4th Intern. Conf. on Mechanical Materials and Manufacturing Engineering. Conference Paper. January 2016. P. 641–644. doi: 10.2991/mmme16.2016.212