現在,，汽車上用于控制性能和安全的電子設備越來越多,，例如，舒適的駕駛環(huán)境和越來越多的輔助駕駛功能都是通過電子設備實現的,。近年來,，科技的發(fā)展促使安全方面的功能，如自動駕駛和抑制誤啟動功能進化得愈加復雜,，人們同時也在研究“如何不斷提高控制這些功能的電控設備的性能”,。另外，對環(huán)境的保護,，也要求提高燃料的燃燒效率,，并希望根據行駛狀況對發(fā)動機進行控制。這些控制可通過被稱為車載電腦或行車電腦的電子控制單元(ECU)實現,。  

汽車在行駛過程中一直處于振動狀態(tài),，而且來自環(huán)境溫度、發(fā)動機和道路的熱量也會對電控部分產生影響,，但它們仍需維持正常工作,。汽車作為高可靠性交通工具，需要將包括ECU在內的大部分電子部件封裝于保護殼中,。由于無法直接從部件外觀進行檢查,，所以我們引入X射線設備進行無損檢查。

我們將在本文中介紹使用X射線CT設備觀察ECU的例子,。

汽車上會安裝各種傳感器以保證其在惡劣的環(huán)境下也能正常工作,，ECU結構復雜，通過讀取這些傳感器提供的信息,，優(yōu)化發(fā)動機燃燒效率,、掌握汽車姿態(tài)、工作溫度,、輪胎氣壓等,，控制車輛安全行駛。此外,，為了實現更高的安全性和行駛性能,，在控制上也使用了功能和性能更優(yōu)異的部件，為了節(jié)省這些部分所占空間，人們也在不斷提高零件的密度和基板層數,。過去,，從可靠性的角度看，使用的元器件只要能可靠工作,，即使功能較弱也可接受,。但近年來，越來越復雜的要求促使廠家使用性能更高,、體積更小的器件,，隨之而來的對基板焊接表面貼裝的要求也越來越高。人們不僅使用通電測試的專用檢查設備來確認控制動作是否正常,，而且使用X射線透視設備評價使用條件變化后的可靠性?，F在的 X射線CT設備，可以進一步提高評估的分析精度,。

我們首先,，使用微焦點X射線CT系統(tǒng)inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus（以下簡稱inspeXio SMX-225CTFPD HR Plus）（圖1）拍攝整個ECU（圖2）的結果如圖3所示。

 圖1 微焦點X射線CT系統(tǒng) inspeXio™ SMX™-225CT FPD HR Plus

 圖2 ECU外觀圖                    圖3 ECU透視圖像

inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus配備了16英寸平板探測器,，大透視視野約為300×300毫米,，可以一次拍攝ECU整體圖像。

提高放大倍率,，可以更詳細地觀察零件內部情況和焊接狀態(tài),。圖4是IC周圍的透視放大圖像，可以觀察到IC內部的導線和焊點,，進一步放大焊點圖像,，可以看到焊點處的氣泡（孔隙）（圖5）。

 圖4 IC部分的透視圖像                  圖5 ECU的透視圖像

 圖6 ECU的MPR圖像

下一步,，對整個ECU進行CT掃描,，MPR顯示如圖6所示。MPR（Multi Planer Reconstruction）是一種將拍攝的CT圖像放置在虛擬空間中并顯示任意截面圖像的功能,，在CT圖像中，密度越高,，圖像越亮,，因此焊點，電子部件和基板布線看起來很亮,。從整體圖像上可以看到是否有零件和焊料,。

 圖7 IC的放大VR圖像

通過使用三維軟件VGSTUDIO MAX（Volume Graphics GmbH），顯示VR（VolumeRendering）CT圖像,，以更接近實物現狀的方式進行觀察,，還可以立體觀察部件和端子的彎曲以及基板背面是否有部件等。此外,，還可以通過放大部分的CT圖像來檢查IC內部的導線,，每個端子和小部件的焊點（圖7）,。

接下來，放大拍攝與汽車各接線連接的連接器部分,，VR顯示的圖像如圖8所示,。大多數端子為焊接，如果焊料內部有空隙,，受到振動和熱膨脹的影響,，空隙會相互連接，甚至會發(fā)展成裂紋,。

 圖8 焊接部放大VR圖像

 圖9 對焊接部內部的氣泡進行分析

通過VGSTUDIO MAX的可選功能,，還可以可視化單個氣泡，并量化位置,、體積和表面積（圖9）,。除了檢查氣泡的情況外，還可以通過從各種數字化信息中識別缺陷的狀態(tài)并改變回流焊條件來提高制造效率,，例如提高產量,。

X射線CT設備不會破壞檢測產品，因此可以在被檢產品上進行振動測試和熱沖擊測試等循環(huán)測試,，并觀察每個測試周期的內部狀態(tài)過程,，從而降低測試數量和各種測試設備的數量。因此,，X射線CT設備有助于分析破壞的過程,，并通過縮短開發(fā)時間和減少樣品數量來降低成本。

總結

使用inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus,，可以在不拆卸產品的情況下觀察和分析產品,。此外，由于可以改變制造條件并在測試前后進行各種比較,，因此它不僅可以用于制造過程,，而且可以用于開發(fā)過程。

對于分析軟件,，通過不同模塊實現各種分析功能,，不僅可以檢測產品質量，還可以通過分析改善制造工藝,，并比較不同批次產品的差別,。

工業(yè)CT，用不同于平常的方法從視覺角度描述產品的狀態(tài),。從宏觀到微觀,，如何大限度地發(fā)揮其作用，還有待我們進一步地發(fā)掘。