ایکس ری بردهای الکتریکی

ایکس ری بردهای الکتریکی چیست و برای چه منظوری استفاده می‌شود؟

این دستگاه ایکس ری چگونه کار می‌کند و چه کاربردهایی دارد؟ و …

همه این سوال ها شاید برای شمایی باشد که این کلید واژه را جستوجو کرده‌اید.

ما در این مقاله سعی بر آن داشتیم که صفر تا 100 ایکس ری بردهای الکتریکی را برای شما شرح دهیم.

پس در ادامه با ما همراه شوید…

اشعه ایکس چیست؟


اشعه ایکس نوعی پرتو الکترومغناطیسی نامرئی است، شبیه نور اما با انرژی بسیار بالاتر می‌باشد.

این اشعه با انرژی بالایی که دارد قابلیت عبور از اجسام را دارا می‌باشد.

در حالی که اشعه ایکس یک ابزار قدرتمند است، در دوزهای بالا نیز می تواند مضر باشد.

با این حال، مقدار تشعشعی که در یک اشعه ایکس معمولی استفاده می شود، بسیار کم است و به طور کلی ایمن در نظر گرفته می شود.

دستگاه ایکس ری چیست؟


یک دستگاه ایکس ری، پرتویی از اشعه ایکس را تولید می‌کند.

اشعه ایکس از جسمی که تصویربرداری می‌شود، عبور می‌کند.

مواد متراکم تر، مانند استخوان ها، اشعه ایکس بیشتری را جذب می‌کنند و مواد با تراکم کمتر، مانند بافت نرم یا هوا، اشعه ایکس کمتری را جذب می‌کنند.

یک آشکارساز ( دتکتور ) اشعه ایکس، اشعه ایکس باقی‌مانده‌ای را که از جسم عبور می‌کند، ثبت می‌کند.

تاریخچه دستگاه ایکس ری


کشف اشعه ایکس در سال 1895 به صورت اتفاقی توسط ویلهلم کُنراد رونتگِن  (Wiljelm Conrad Rontgen) صورت گرفت.

به علت ماهیت ناشناخته بودن این پدیده، رونتگِن اشعه ایکس را با حرف X  نام گذاری کرد.( X  نماد ناشناخته ها می باشد. )

در اواخر دهه 1800 تا اوایل دهه 1900 ، دستگاه‌های اولیه ایکس ری به هیچ وجه مشابه نمونه‌های پیشرفته امروزی نبود.

دستگاه های اولیه از صفحهات فلورسنت بهره می‌بردند که دقت کمتری داشته و گرفتن تصویر نیاز به نوردهی بیشتری را داشت.

دستگاه های مبتنی بر فیلم جهش قابل توجه‌ای رو به جلو بود که کیفیت تصویر بهتر و سرعت بالاتری نسبت به نمونه های پیشین  در تصویر برداری داشت.

اما در سال 1980 با حضور سیستم‌های پیشرفته دیجیتال، تحولی در دستگاه های ایکس ری بوجود آمد.

این دستگاه ها از آشکارسازهای الکتریکی استفاده می‌کنند که انرژی اشعه ایکس را به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل می‌کند.

سپس این سیگنال‌ها به تصاویری با کیفیت بالا تبدیل شده و به سرعت در مانیتور ( نمایشگر ) دستگاه نمایان می‌شوند.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره تاریخچه دستگاه ایکس ری به بخش تاریخچه مقاله زیر رجوع کنید.

« ایکس ری ویژه اتاق امانات بانک »

برد الکتریکی ( برد مدار چاپی ) چیست؟


برد الکتریکی یا PCB مخفف Printed Circuit Board که به آن مدار چاپی نیز گفته می‌شود.

این برد، صفحه‌ای است از جنس مواد غیررسانا مانند فیبر شیشه، اپوکسی یا پلی‌مید ساخته شده و روی آن مسیرهای هادی مسی چاپ شده است.

امروزه تمامی لوازم الکترونیکی در زندگی روزمره ما، از تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی در قلب خود از این اعجوبه تکنولوژی یعنی برد مدار چاپی (PCB)  بهره می‌برند.

این شاهکار مهندسی کوچک‌شده، به‌عنوان زیرساختی عمل می‌کند که مدارهای الکترونیکی پیچیده روی آن ساخته می‌شوند و به عنوان قلب تپنده سیستم جریان اطلاعات و انرژی را درون یک دستگاه هدایت می‌کند.

تاریخچه بردهای الکتریکی


مفهوم برد الکتریکی یا PCB ریشه در اوایل قرن بیستم با اختراع سیم‌کشی نقطه به نقطه روی بردها دارد.

با این حال، این نسخه‌های اولیه حجیم، زمان‌بر برای مونتاژ و مستعد خطا بودند.

جهش واقعی در دهه 1940 با توسعه فناوری مدار چاپی رخ داد.

این فرآیند انقلابی شامل حک کردن مسیرهای رسانا روی یک ماده عایق غیر رسانا بود که امکان تولید انبوه PCB های استاندارد و قابل اعتماد را فراهم می کرد.

اجزای سازنده برد الکتریکی


یک برد الکتریکی، یک برد نازک چندلایه است که از چند عنصر کلیدی تشکیل شده است.

اجزای تشکیل دهنده برد الکتریکی با یکدیگر همکاری کرده و هر کدام نقش حیاتی در عملکرد کلی ایفا می‌کنند.

نوع و تعداد اجزای مورد استفاده در یک برد الکتریکی با توجه به عملکرد و کاربرد آن متفاوت می‌باشد.

در این‌جا نگاهی کلی به اجزای تشکیل دهنده برد الکتریکی می‌پردازیم:

بستر (Substrate) :


لایه پایه، اساس برد الکتریکی (PCB) را تشکیل می دهد که معمولاً از یک ماده غیر رسانا با استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی بالا ساخته شده است.

FR-4، یک کامپوزیت الیاف شیشه ای، به دلیل مقرون به صرفه بودن و خواص مطلوب، انتخابی محبوب است.

این لایه اطمینان حاصل می کند که بین عناصر مختلف مدار، جداسازی الکتریکی وجود داشته باشد و از جریان ناخواسته جلوگیری کند.

لایه‌های رسانا (Conductor Layers):


جادوی برد الکتریکی (PCB) در این مسیرهای پیچیده نهفته است.

لایه‌های نازک فلزی، که اغلب به دلیل هدایت عالی مس هستند، با استفاده از تکنیکی دقیق به نام لیتوگرافی روی بستر حک می‌شوند.

این مسیرهای مسی به عنوان بزرگراه هایی عمل می کنند که سیگنال های الکتریکی در سراسر مدار حرکت می‌کنند.

تعداد لایه‌های رسانا می‌تواند بسته به پیچیدگی مدار متفاوت باشد، بردهای الکتریکی پیشرفته دارای ده‌ها لایه برای برآورده کردن اتصالات پیچیده هستند.

قطعات (Components):


اجزای الکترونیکی، که می‌توان آنها را اجزای واقعی این برد دانست، با دقت بالایی ساخته شده‌اند.

مقاومت ها، خازن ها، ترانزیستورها و مدارهای مجتمع (IC) با دقت روی پدهای تعیین شده روی بردهای الکتریکی (PCB) لحیم می‌شوند.

سیم‌های رابط یا ترمینال‌های این قطعات به مسیرهای مسی متصل می‌شوند و اتصالات الکتریکی را در مدار برقرار می‌کنند.

هر جزء نقش خاصی را ایفا می کند، مانند تنظیم جریان، ذخیره انرژی، تقویت سیگنال ها یا انجام محاسبات پیچیده.

ایکس ری بردهای الکتریکی چیست ؟


بازرسی ایکس ری بردهای الکتریکی (PCB) یک روش تست غیرمخرب است که در صنعت تولید لوازم الکترونیکی اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است.

این تکنیک به تشخیص نقص های پنهان در PCB مانند پل های لحیم  (solder bridges)، اتصال کوتاه لحیم (older shorts)  و سایر مسائلی که می‌تواند عملکرد برد را به خطر بینداز کمک می‌کند.

این فرآیند شامل استفاده از دستگاه های اشعه ایکس برای تولید تصاویر با رزولوشن بالا از PCB است.

این تصاویر می توانند ساختارهای داخلی را آشکار کرده و نقص هایی را شناسایی کنند که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند.

بازرسی ایکس ری بردهای مدار چاپی به ویژه برای بازرسی PCB های چند لایه و قطعات با هندسه‌های پیچیده مفید است.

تاریخچه ایکس ری بردهای الکتریکی


اختراع برد الکتریکی یا PCB انقلابی در کوچک‌سازی لوازم الکترونیکی ایجاد کرد و امکان ساخت دستگاه‌های فشرده‌تر و قابل حمل‌تر را فراهم آورد.

در حالی که خود فناوری اشعه ایکس سابقه‌ای طولانی دارد که به اواخر دهه 1890 باز می‌گردد که پیشتر گفته شد، استفاده خاص آن برای بازرسی از بردهای مدار چاپی (PCB) یک پیشرفت نسبتاً مدرن است.

در اینجا خلاصه‌ای از این روند زمانی را ایکس ری بردهای الکتریکی را ارائه می‌دهیم:

قبل از بازرسی اشعه ایکس (اویل تا اواسط قرن بیستم):


در اوایل دوران الکترونیک، PCB ها ساده تر بودند و با استفاده از سیم کشی نقطه به نقطه مونتاژ می‌شدند.

بازرسی بصری و تست های الکتریکی پایه، روش های اصلی برای شناسایی نقص بودند.

با پیچیده‌تر شدن PCB ها در اواسط قرن بیستم، بازرسی دستی زمان برتر شد و مستعد خطا گردید.

تکنیک‌هایی مانند اشعه ایکس هنوز به طور گسترده در این کاربرد خاص استفاده نمی‌شد.

ظهور بازرسی PCB با اشعه ایکس (اواخر قرن بیستم):


نیمه دوم قرن بیستم شاهد پیشرفت‌های قابل توجهی در هر دو فناوری اشعه ایکس و پیچیدگی برد الکتریکی (PCB) بود.

در دهه‌های 1970 و 1980، دستگاه‌های اشعه ایکس کوچک‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر شدند و آن‌ها را به گزینه‌ای قابل‌اجرا برای کاربردهای صنعتی تبدیل کردند.

تولیدکنندگان شروع به بررسی استفاده از اشعه ایکس برای بازرسی برد الکتریکی (PCB) کردند.

این امر مزیت قابل توجهی نسبت به روش‌های سنتی ارائه می‌داد، توانایی دیدن نقص‌های پنهان در لایه‌های برد.

کاربردهای اولیه و اصلاحات (اواخر قرن بیستم – اوایل قرن بیستم):


در ابتدا، ایکس ری بردهای الکتریکی در درجه اول برای خطوط تولید با حجم بالا، به ویژه در صنایع الکترونیک مصرفی که در آن قابلیت اطمینان حیاتی بود، استفاده می‌شد.

با پیشرفت این فناوری، ایکس ری بردهای مدار چاپی پیچیده تر شد.

تکنیک‌هایی مانند آنالیز خودکار تصویر و بازسازی سه بعدی پدیدار شدند که امکان تشخیص دقیق‌تر و کارآمدتر نقص را فراهم می‌کردند.

دوران مدرن بازرسی PCB با اشعه ایکس (اواسط قرن 21 – حال):


امروزه، بازرسی توسط ایکس ری بردهای الکتریکی بخش ضروری از فرآیند تولید بردهای مدار چاپی (PCB) برای طیف وسیعی از صنایع، از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا تجهیزات پزشکی و قطعات هوافضا است.

سیستم های پیشرفته اشعه ایکس رزولوشن incredibly high ارائه می دهند و می توانند به لایه های متعدد PCB های پیچیده نفوذ کنند.

ادغام هوش مصنوعی (AI) با خودکارسازی شناسایی نقص و بهبود دقت تحلیل،  بازرسی توسط ایکس ری بردهای مدار چاپی را ارتقا می‌بخشد.

نگاهی به آینده:


به احتمال زیاد، آینده بازرسی برد الکتریکی (PCB) با اشعه ایکس شاهد پیشرفت‌های بیشتری در اتوماسیون، کوچک سازی و ادغام هوش مصنوعی خواهد بود.

با کوچک شدن بردهای مدار چاپی (PCB) و گنجاندن ویژگی‌هایی حتی پیچیده تر، فناوری ایکس ری بردهای الکتریکی نقش مهمی در تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان آنها ایفا خواهد کرد.

مزایای استفاده از ایکس ری بردهای الکتریکی


استفاده از ایکس ری بردهای الکتریکی به عنوان یک تکنولوژی پیشرو در کنترل کیفیت، فراتر از صرفاً تشخیص نقص عمل می‌کند و طیف وسیعی از مزایا را نسبت به روش‌های سنتی ارائه می‌دهد.

این مزایا منجر به بهبود کیفیت، کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان در تولید بردهای مدار چاپی می‌شود و در نهایت به محصولات باکیفیت‌تر برای مصرف‌کنندگان نهایی می‌انجامد.

در اینجا نگاهی به برخی از مهم‌ترین این مزایا می‌اندازیم:

آزمایش غیر مخرب :


برخلاف برخی از روش‌های سنتی بازرسی که شامل کاوش فیزیکی یا نیاز به حذف قطعات می‌شوند، بازرسی با ایکس ری بردهای الکتریکی کاملاً بدون تماس است.

این امر خطر آسیب رساندن به مدارهای ظریف را در طول فرآیند بازرسی از بین می برد.

علاوه بر این، ایکس ری بردهای مدار چاپی امکان انجام بازرسی های مکرر در طول چرخه تولید را بدون به خطر انداختن یکپارچگی برد فراهم می کند و تضمین کننده کنترل کیفیت مداوم است.

تشخیص نقص‌های پنهان:


یکی از مهم ترین مزایای بازرسی با ایکس ری بردهای الکتریکی ، توانایی آن در دیدن فراتر از سطح PCB است.

برخلاف بازرسی بصری که تنها محدود به سطح برد مدار چاپی (PCB) است، اشعه ایکس می‌تواند به لایه‌های داخلی نفوذ کند .

اشعه ایکس به راحتی به لایه های متعدد برد نفوذ می کند و نقص های پنهانی را آشکار می کند که برای چشم غیر مسلح یا حتی ابزارهای بزرگنمایی قوی کاملاً نامرئی هستند.

این قابلیت به ویژه برای بردهای الکتریکی (PCB) مدرن که با چیدمان های پیچیده و اجزای با تراکم بالا به طور فزاینده ای پیچیده می شوند، بسیار مهم است.

با نگاه عمیق به داخل برد، این دستگاه مشکلات زیر سطحی مانند اتصالات لحیم غیرقابل قبول، حفره‌ها (voids) در لحیم، و شکستگی‌های مویی را آشکار می‌سازد.

این امر به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا ایرادات را قبل از اینکه منجر به خرابی برد یا عملکرد نادرست دستگاه نهایی شوند، شناسایی و اصلاح کنند.

بهبود کیفیت و کاهش هزینه‌های تولید:


با شناسایی و رفع زودهنگام نقص‌ها، بازرسی توسط ایکس ری بردهای الکترکی به طور قابل توجهی کیفیت و قابلیت اطمینان بردهای الکتریکی را افزایش می‌دهد.

این امر به ویژه برای صنایع با الزامات سختگیرانه عملکرد، مانند هوافضا و پزشکی، اهمیت دارد.

در حالی که ممکن است هزینه اولیه خرید تجهیزات ایکس ری بردهای الکتریکی بالا باشد، مزایای بلندمدت آن اغلب این هزینه را جبران می‌کند.

با جلوگیری از خرابی‌های ناشی از نقص و بازسازی، بازرسی اشعه ایکس می‌تواند در نهایت منجر به کاهش هزینه‌های تولید شود.

بازرسی سریع و خودکار:

دستگاه های ایکس ری بردهای مدار چاپی مدرن می‌توانند، به طور خودکار بردهای الکتریکی (PCB) را اسکن کرده و نقص‌ها را شناسایی کنند.

سیستم های بازرسی ایکس ری بردهای الکتریکی مدرن فراتر از گرفتن تصاویر اشعه ایکس عمل می‌کنند.

آنها اغلب مجهز به نرم افزار تجزیه و تحلیل تصویر خودکار پیچیده هستند، این نرم افزار نقش حیاتی در ساده سازی فرآیند بازرسی ایفا می‌کند.

با مقایسه تصاویر اشعه ایکس با معیارهای از پیش تعریف شده برای تشخیص عیوب، نرم افزار می تواند به طور خودکار مشکلات احتمالی را پرچم گذاری کند.

این امر نه تنها زمان و تلاش مورد نیاز برای بازرسی دستی را کاهش می دهد، بلکه احتمال خطای انسانی را نیز به حداقل می‌رساند و منجر به فرآیند کنترل کیفیت منسجم تر و قابل اعتمادتری می‌شود.

ایجاد تصاویر با کیفیت بالا:


ایکس ری بردهای الکترکی می‌توانند تصاویر با رزولوشن بالا از بردهای الکتریکی (PCB) تولید کنند که امکان بررسی دقیق جزئیات و شناسایی حتی کوچکترین نقص‌ها را فراهم می‌سازد.

پیشرفت های فناوری اشعه ایکس منجر به سیستم هایی شده است که قادر به تولید تصاویر با رزولوشن incredibly high هستند.

این رزولوشن استثنایی به بازرسان اجازه می دهد، حتی ریزترین جزئیات روی بردهای الکتریکی (PCB) را با دقت بررسی کنند.

دستگاه های ایکس ری بردهای مدار چاپی قادر به نفوذ به لایه‌های بیشتر و اسکن بردهای الکتریکی (PCB) پیچیده‌تر با ویژگی‌های ریزتر شده‌اند.

آنها می توانند اندازه، شکل و کیفیت اتصالات لحیم را به طور دقیق ارزیابی کنند و اطمینان حاصل کنند که اتصالات الکتریکی مناسب بین اجزا وجود دارد.

علاوه بر این، تصویربرداری با رزولوشن بالا، تشخیص حتی کوچکترین نقص در خود اجزا، مانند ترک یا شکستگی های داخلی که می تواند عملکرد آنها را به خطر بیندازد، تسهیل می کند.

این امر ایکس ری بردهای الکترکی را برای طیف وسیعی از کاربردها ایده‌آل می‌سازد.

سخن آخر


ایکس ری بردهای الکتریکی به نگهبانی ضروری در عرصه تولید لوازم الکترونیکی تبدیل شده است و عملکرد بی نقص بردهای مدار چاپی (PCB) را تضمین می‌کند.

این روش تست غیر مخرب، از قدرت دستگاه های اشعه ایکس برای تولید تصاویر با رزولوشن بالا استفاده می کند و به عمق ساختار بردهای الکتریکی (PCB) نفوذ می‌کند.

سازگاری با نیازهای در حال تحول صنعت الکترونیک با کوچکتر شدن و پیچیده‌تر شدن بردهای الکتریکی، نیاز به روش‌های بازرسی دقیق‌تر را افزایش می‌دهد.

ایکس ری بردهای الکتریکی با قابلیت نفوذ به لایه‌های بیشتر و اسکن بردهایی با ویژگی‌های ریزتر، خود را با این نیازهای در حال تحول وفق می‌دهند.

این انعطاف‌پذیری باعث می‌شود تا از بازرسی اشعه ایکس در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله تولید گوشی‌های هوشمند گرفته تا تجهیزات فضایی پیشرفته، استفاده شود.

با آشکارسازی نقص های پنهانی که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند، بازرسی اشعه ایکس نقش حیاتی در حفظ کیفیت و قابلیت اطمینان دستگاه های الکترونیکی در صنایع مختلف ایفا می‌کند.

در نتیجه، بازرسی بردهای مدار چاپی با ایکس ری بردهای الکتریکی یک راه‌حل جامع برای ارتقای کیفیت و قابلیت اطمینان در تولید بردهای مدار چاپی به شمار می‌رود.

این فناوری با تشخیص زودهنگام نقص، کاهش هزینه‌ها، بهبود عملکرد و سازگاری با نیازهای روزافزون صنعت الکترونیک، نقشی اساسی در موفقیت تولیدکنندگان مدرن ایفا می‌کند.

ایکس ری چیست ؟پیشهاد پایش برای مطاله به شما :

 

پایش (پایگاه دانش AMAN SCAN) برای آگاهی بیشتر شما را به مطاله این دانشنامه دعوت می‌کند.

شما با مطالعه این مقاله با عملکرد این ابزار بازرسی (ایکس ری) بیش از پیش آشنا می‌شوید.

همچنین برایتان انواع های مختلف این دستگاه و مکان‌‌هان‌های کاربردی ایکس ری را در آن  آورده‌ایم.

انتظار می‌رود با مطالعه  مقاله«ایکس ری چیست ؟» با این ابزار بازرسی و استفاده ار آن جهت افزایش ضریب امنیت آشنایی پیدا کنید.

keyboard_arrow_up