Установки для рентгеновского контроля (обзор)

Представлен обзор конструктивных элементов (отдельных компонентов, печатных плат и др.) рентгеновских систем для контроля изделий электронной техники. Приведены основные принципы построения подобных систем и типовой состав оборудования для обеспечения минимально необходимой функциональности. Среди основных технических характеристик выделена разрешающая способность, зависящая от размеров пикселя, толщины слоя сцинтиллятора детектора рентгеновского излучения и размеров эффективного фокусного пятна рентгеновской трубки. Проведен сравнительный анализ преимуществ и недостатков разборных (открытого типа) и отпаянных (закрытого типа) рентгеновских трубок — одного из основных узлов подобных систем. Представлены структурная схема разборной рентгеновской трубки, характеристики отечественных и зарубежных разработок. Отмечены основные недостатки систем на основе разборных трубок: большие габариты и масса, относительная сложность конструкции, наличие вакуум-плотных разборных соединений, необходимость откачной системы с высоким вакуумом и высоковольтной тренировки узлов трубки после их замены. Приведены конструкции отпаянной микрофокусной рентгеновской трубки БС и источника излучения на ее основе (параметры отдельных конструктивных элементов: диаметр и длина металлостеклянного баллона — 75 и 315, диаметр и длина медной анодной трубы — 10 и 100 мм). Вольфрамовая мишень нанесена на бериллиевую подложку (выходное окно рентгеновской трубки) толщиной 0,2 мм, минимальное фокусное расстояние при рентгеновской съемке — 0,5 мм. При сравнении характеристик разборной рентгеновской трубки с постоянной откачкой и рентгеновской трубки, отпаянной от вакуумного поста, сделан вывод об успешности использования последней в современных системах рентгеновского контроля.

1. Пирогова Е. В. Проектирование и технология печатных плат: учеб. для вузов. — М.: Форум, 2005. — 560 с.

2. Баканов Г. Ф., Соколов С. С., Суходольский В. Ю. Основы конструирования технологии радиоэлектронных средств. — М.: Akademia, 2007. — 363 с.

3. Коледов Л. А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок: учеб. для вузов. — СПб.: Лань, 2008. — 400 с.

4. Шмаков М. Выбор системы рентгеновского контроля. Взгляд технолога / Технологии в электронной промышленности. 2006. № 4. С. 33 – 40.

5. Гаранин А. Критерии выбора установки рентгеновского контроля: необходимо и достаточно / Электроника. Наука. Технология. Бизнес. 2012. № 6. С. 170 – 177.

6. Артемьев Б. В., Буклей А. А. Радиационный контроль: учеб. пособие / Под. общ. ред. В. В. Клюева. — М.: Спектр, 2013. — 192 с.

7. Грязнов А. Ю., Жамова К. К., Бессонов В. Б., Лившиц А. О., Кунашик Е. С. Методика получения псевдоцветных рентгеновских изображений в двухэнергетичной рентгенографии / Биотехносфера. 2014. № 3(33). С. 17 – 20.

8. Staroverov N. E., Kholopova E. D., Gryaznov A. Yu., Zhamova K. K. Development of digital processing method of microfocus X-ray images / Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol. 808. N 1. P. 34 – 38.

9. Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ № 2018612318. Программа управления динамическим детектором рентгеновского излучения / Ободовский А. В., Бессонов В. Б., Ларионов И. А., Клонов В. В. Заявка № 2017663475 от 25.12.2017. Регистрация 15.02.2018.

10. Иванов С. А., Щукин Г. А. Рентгеновские трубки технического назначения. — Л.: Энергоатомиздат, 1989. — 200 с.

11. Heinrich K., Newbury D., Yakowitz H. (eds.). Use of Monte Carlo calculations in electron probe microanalysis and scanning electron microscopy: proceedings of a workshop held at the National Bureau of Standards. — Gaithersburg, Maryland, 1975. — 164 p.

12. Иванов С. А., Чигак Ф. Ф. Рентгеновские трубки с мишенями «прострельного» типа и характеристики их излучения / Приборы для исследования физических свойств материала. — Киев: Наукова думка, 1974. С. 61 – 65.

13. Drouin D., Couture A., Joly D. CASINO V2.42 — A Fast and Easy-to-use Modeling Tool for Scanning Electron Microscopy and Microanalysis Users / Scanning. 2007. Vol. 29. P. 92 – 101.

14. Быстров Ю. А., Иванов С. А. Рентгеновская техника и ускорительные приборы: учеб. для вузов. — М.: Высшая школа, 1983. — 288 с.

15. Подымский А. А. Мощные рентгеновские трубки для проекционной рентгенографии: дис. ... канд. тех. наук. — М., 2016. — 140 с.

16. Иванов С. А., Иоффе Ю. К., Кириенко С. В. и др. Малогабаритные источники рентгеновского излучения / Обзоры по электронной технике. Сер. 4. 1987. Вып. 4.

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

18. Пат. 2278440 РФ, МПК H01J35/02, H05G1/02, A61B6/03. Моноблок источника рентгеновского излучения. / Потрахов Н. Н., Мухин В. М.; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина) (RU). — № 200511181309/09; заявл. 20.04.05; опубл. 20.06.05. Бюл. № 17.

19. Бессонов В. Б., Ободовский А. В., Клонов В. В., Кострин Д. К. Микрофокусная компьютерная томография — новый метод исследования микроминиатюрных объектов / Евразийский союз ученых. 2014. № 5-3(5). С. 12 – 15.

20. Hamamatsu — X-ray source. http://www.hamamatsu.com (дата обращения 20.12.2018).