X 射线芯片计数器是通过照射 X 射线获取透射图像并解析,对卷轴所载载带中半导体芯片等电子元件进行数量计数的装置。
智能手机、电脑等几乎所有电子设备,都搭载了集成 IC、二极管、电容器等各类电子元件的印刷电路板。这些电子元件统称为 “芯片",其种类繁多,不少尺寸仅为数毫米,体积十分小巧。
X 射线芯片计数器主要用于半导体制造商、电子元件制造商确认卷轴收纳的芯片数量及卷轴状态,同时也是组装厂商进行芯片入库检验和库存管理的核心设备。
组装厂商在印刷电路板上装配电子元件时,卷轴装载的芯片会直接安装到贴片机上。贴片机从卷轴中拉出载带,逐一取出芯片并精准装配到电路板上。
电路板装配过程中,芯片会从卷轴中逐个取用,剩余芯片则随卷轴一同作为库存管理。由于不同电路板需搭配多种芯片,工厂内的芯片库存管理显得尤为重要。
X 射线是波长约 0.1 纳米~10 纳米的电磁波,广义上属于光的范畴。其能量约为可见光的 1000 倍,穿透能力强,类似 X 光检查的应用逻辑 —— 照射物体时,不同物质会呈现不同的 X 射线透射率。
芯片经编带工艺封装在载带中,再卷绕到卷轴上。X 射线芯片计数器可直接将卷轴放入检测腔室,向卷轴照射 X 射线后,通过 X 射线相机或扫描仪捕捉透射图像并完成成像。
卷绕载带的卷轴由塑料制成,与半导体、电容器等电子元件构成的芯片相比,二者的 X 射线透射率差异显著。在卷轴的透射图像中,芯片会以螺旋排列的黑色小块形式呈现,设备通过图像处理软件即可完成芯片数量的统计。
此外,还有一类芯片计数器类似影音设备的开放式卷轴磁带录音机,需从卷轴中拉出载带,逐一枚数芯片后再卷回另一侧卷轴。
相比这类传统设备,X 射线芯片计数器的计数速度优势显著,且无需额外的载带拉扯、卷绕操作,减少了人工干预和故障风险。不过目前仍存在少量计数误差、设备价格较高等问题。
卷轴中芯片的尺寸、形状各不相同。由于 X 射线芯片计数器通过解析 X 射线透射图像实现计数,实际应用中可能出现计数误差。各制造商通过优化 X 射线照射方式、改进图像解析算法提升计数精度,选购时需重点确认设备对自身所处理芯片形状的计数精度是否达标。
考虑到 X 射线芯片计数器直接关联生产线运行和库存管理,选购时还应关注设备的自动化适配能力,以及库存管理相关功能的完善程度。
半导体制造商、电子元件制造商向电子设备组装厂商(或电路板芯片装配厂商)交付芯片时,主要采用以下几种包装方式:
载带封装后卷绕到卷轴
托盘排列装载
条形管收纳
散装袋装
为保障芯片在制造商与组装厂商间的顺畅供应,这些包装方式均遵循日本工业标准(JIS)的详细规定。
其中,载带封装后卷绕到卷轴的方式,适用于大批量交付尺寸较小的芯片。封装所用载带称为 “嵌入式载带",由树脂或纸质材料制成,厚度均匀且按固定间距设有凹槽。通过编带机将芯片逐一嵌入凹槽后,用胶带封口,再卷绕到卷轴上完成包装。