Nikon aggiorna i sistemi CT a raggi X XT V per l’elettronica additiva
Il 5 dicembre 2025 Nikon ha presentato una serie di aggiornamenti hardware e software per i sistemi a raggi X e tomografia computerizzata (CT) della serie XT V, pensati per l’ispezione non distruttiva di componenti elettronici e, in particolare, di parti prodotte tramite stampa 3D. Le novità mirano a migliorare la qualità delle immagini, l’ispezione di componenti sensibili e la gestione di campioni complessi come le schede ibride che combinano elettronica tradizionale e parti metalliche o polimeriche realizzate in additive manufacturing.
Contesto: elettronica sempre più complessa e componenti stampati in 3D
La diffusione di geometrie sempre più fitte su schede a montaggio superficiale, packaging avanzati e moduli di potenza rende l’ispezione ottica tradizionale insufficiente, soprattutto quando si devono verificare giunti di saldatura nascosti, via interni o canali di raffreddamento integrati. In parallelo, cresce l’utilizzo della stampa 3D per integrare strutture di raffreddamento, supporti meccanici o antenne direttamente nei moduli elettronici, con combinazioni di materiali e densità molto diverse all’interno dello stesso componente. Per certificare l’affidabilità di queste architetture diventa essenziale una tomografia a raggi X in grado di distinguere in modo netto porosità, difetti di fusione, delaminazioni e inclusioni senza distruggere il pezzo.
La serie Nikon XT V: piattaforma CT per l’elettronica
La serie XT V di Nikon comprende sistemi di ispezione a raggi X e CT progettati specificamente per l’elettronica: PCB carichi, BGA e μBGA, flip-chip, package complessi e dispositivi elettronici miniaturizzati. I sistemi combinano una sorgente a raggi X “open-tube” con generatore integrato, un manipolatore campione a 5 assi ad alta precisione e una catena di acquisizione ad alta risoluzione, consentendo sia radiografia in tempo reale sia tomografia volumetrica.
L’architettura verticale con tubo sotto il campione e rivelatore inclinabile facilita l’accesso a giunti nascosti e a regioni di interesse interne. Il sistema è pensato per coprire un ampio spettro di applicazioni: dall’ispezione di PCB ad alta densità alla verifica di moduli di potenza, fino a componenti automotive e medicali che integrano elettronica e parti strutturali stampate in 3D.
High Contrast Filter 2.0: contrasto uniforme su campioni disomogenei
Il cuore dell’aggiornamento software è il modulo High Contrast Filter 2.0, che elabora le immagini CT per mantenere un contrasto stabile in presenza di campioni con densità molto diverse tra loro. In un singolo componente 3D-stampato, per esempio, possono coesistere zone a densità quasi piena, porosità diffuse, aree di parziale fusione e inserti metallici o ceramici.
Il filtro agisce sulla distribuzione dei livelli di grigio per evidenziare in modo coerente difetti come lunker, mancanza di fusione, delaminazioni o inclusioni, riducendo la necessità di ricalibrare manualmente finestra e livello per ogni sezione. Per gli utilizzatori nella produzione additiva ciò significa poter confrontare in modo più affidabile lotti diversi, parametri di processo e strategie di scansione.
Portacampioni rinforzato per assemblati pesanti e parti AM di grande formato
Sul fronte hardware, Nikon introduce un portacampioni rinforzato per la serie XT V, in grado di sostenere componenti e assemblati più pesanti rispetto alle configurazioni standard. Questo è particolarmente utile quando si ispezionano interi moduli di potenza, gruppi batteria, dissipatori complessi o blocchi stampati in 3D di dimensioni significative, ad esempio realizzati in processi di metal powder bed fusion o con tecnologie multimateriale.
Il manipolatore a 5 assi mantiene precisione di posizionamento e capacità di inclinazione anche con carichi elevati, permettendo scansioni CT ad alto ingrandimento su specifiche zone critiche senza rinunciare al campo di vista sull’intero assemblato. In questo modo il sistema può passare rapidamente dall’ispezione di dettaglio alla vista globale del modulo, mantenendo coerenza nelle condizioni di misura.
Diamond Window: più contrasto e migliore trasmissione per materiali leggeri
Un’altra opzione resa disponibile per la XT V è la finestra in diamante collocata all’uscita del fascio di raggi X. Rispetto alle finestre convenzionali, una sottile membrana di diamante policristallino offre alta trasparenza ai raggi X, conducibilità termica elevata e buona resistenza meccanica.
Queste caratteristiche permettono di aumentare l’efficienza della sorgente e migliorare il contrasto soprattutto alle energie più basse, fattore importante per campioni costituiti da materiali leggeri o da combinazioni di polimeri e metalli. Nelle applicazioni di elettronica additiva – ad esempio substrati polimerici stampati in 3D con piste conduttive integrate – la Diamond Window contribuisce a distinguere meglio interfacce, micro-vuoti e difetti sottili che altrimenti rischierebbero di essere mascherati dal rumore.
Low-Dose-Collimator: ispezione sicura di elettronica sensibile
L’aggiornamento hardware include un Low-Dose-Collimator dedicato alla riduzione della dose su componenti particolarmente sensibili alle radiazioni ionizzanti, come semiconduttori avanzati, memorie, sensori e dispositivi a stato solido integrati in moduli stampati in 3D.
Il collimatore modula e restringe il fascio in modo da limitare l’esposizione complessiva pur mantenendo la risoluzione richiesta per individuare vuoti, cricche o ponti di saldatura. In combinazione con tempi di esposizione ottimizzati e con la maggiore efficienza della finestra in diamante, l’ispezione a basso dosaggio permette controlli su lotti più grandi senza compromettere la funzionalità dei dispositivi.
Ispezione in aree EPA: compatibilità con le normative ESD
Per linee di produzione e laboratori che operano in ambienti EPA (Electrostatic Protected Area), Nikon propone un pacchetto di upgrade che rende i sistemi XT V compatibili con i principali standard per la protezione ESD. Questo riguarda gli aspetti di messa a terra delle apparecchiature, il controllo delle cariche sulle superfici accessibili e la compatibilità con le procedure di monitoraggio già implementate nelle linee di assemblaggio.
La possibilità di effettuare ispezioni CT direttamente in area protetta evita spostamenti ripetuti dei moduli, riducendo il rischio di danni da scariche elettrostatiche durante il trasporto e semplificando l’integrazione della tomografia nel flusso qualità esistente.
CT ad alto ingrandimento per microstrutture e substrati 3D
Un nuovo braccio CT ad alto ingrandimento consente alla XT V di ottenere voxel di dimensioni molto ridotte su aree selezionate, utile per analisi come il controllo di microvia e through-hole riempiti, la verifica di interfacce tra materiale stampato in 3D e inserti elettronici, l’analisi di micro-canali di raffreddamento integrati in blocchi di potenza e la caratterizzazione di microstrutture su substrati polimerici 3D-stampati.
La combinazione di manipolatore preciso, sorgente stabile e rivelatori a pannello piatto permette di passare da scansioni veloci “panoramiche” a tomografie ad altissimo ingrandimento sulla stessa macchina, senza riposizionare il campione su altri sistemi. Ne risulta una catena di misura più coerente, con meno variabili dovute alla movimentazione del pezzo.
Un’unica piattaforma dalla prototipazione alla produzione in serie
Con questi aggiornamenti, Nikon posiziona la serie XT V come una piattaforma di controllo qualità che copre l’intera catena del valore, dalle prime fasi di design alla produzione in serie di componenti elettronici e 3D-stampati. Nei centri di sviluppo, la CT viene usata per validare nuove architetture termiche o meccaniche integrate nei moduli elettronici, verificando rapidamente l’effetto di variazioni di layout, materiali o parametri di processo additivo.
In produzione, la stessa piattaforma consente ispezioni automatiche basate su ricette, con throughput elevato e tracciabilità dei risultati. In post-vendita, infine, la capacità di analizzare internamente i moduli restituiti senza distruggerli supporta le attività di analisi dei guasti e il miglioramento continuo del processo, riducendo tempi di diagnosi e costi legati a fermi macchina o richiami di prodotto.
