3、自動光學(xué)檢查AOI (Automatic Optical Inspection)
隨著線路板上元器件組裝密度的提高,給電氣接觸測試增加了困難,將AOI技術(shù)引入到SMT生產(chǎn)線的測試領(lǐng)域也是大勢所趨。AOl不但可對焊接質(zhì)量進行檢驗,還可對光板、焊膏印刷質(zhì)量、貼片質(zhì)量等進行檢查。各工序AOI的出現(xiàn)幾乎完全替代人工操作,對提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率都是大有作為的。當(dāng)自動檢測(A01)時,AOI通過攝像頭自動掃描PCB,采集圖像,測試的焊點與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進行比較,經(jīng)過圖像處理,檢查出PCB上缺陷,并通過顯示器或自動標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來,供維修人員修整。
現(xiàn)在的AOI系統(tǒng)采用了高級的視覺系統(tǒng)、新型的給光方式、增加的放大倍數(shù)和復(fù)雜的算法,從而能夠以高測試速度獲得高缺陷捕捉率。AOI系統(tǒng)能夠檢測下面錯誤;元器件漏貼、鉭電容的極性錯誤、焊腳定位錯誤或者偏斜、引腳彎曲或者折起、焊料過量或者不足、焊點橋接或者虛焊等。AOI除了能檢查出目檢無法查出的缺陷外,AOI還能把生產(chǎn)過程中各工序的工作質(zhì)量以及出現(xiàn)缺陷的類型等情況收集、反饋回來,供工藝控制人員分析和管理。但AOI系統(tǒng)也存在不足,如不能檢測電路錯誤,同時對不可見焊點的檢測也無能為力。
4、自動X射線檢查AXI(AutomaticX-raylnspection)
AXI是近幾年才興起的一種新型測試技術(shù)。當(dāng)組裝好的線路板(PCBA)沿導(dǎo)軌進入機器內(nèi)部后,位于線路板上方有一X-Ray發(fā)射管,其發(fā)射的X射線穿過線路板后被置于下方的探測器(一般為攝像機)接受,由于焊點中含有可以大量吸收X射線的鉛,因此與穿過玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線相比,照射在焊點上的X射線被大量吸收,而呈黑點產(chǎn)生良好圖像,使得對焊點的分析變得相當(dāng)直觀,故簡單的圖像分析算法便可自動且可靠地檢驗焊點缺陷。AXI技術(shù)已從以往的2D檢驗法發(fā)展到目前的3D檢驗法。前者為透射X射線檢驗法,對于單面板上的元件焊點可產(chǎn)生清晰的視像,但對于目前廣泛使用的雙面貼裝線路板,效果就會很差,會使兩面焊點的視像重疊而極難分辨。而3D檢驗法采用分層技術(shù),即將光束聚焦到任何一層并將相應(yīng)圖像投射到一高速旋轉(zhuǎn)使位于焦點處的圖像非常清晰,而其它層上的圖像則被消除,故3D檢驗法上的圖像則被消除,故3D檢驗法可對線路板兩面的焊點獨立成像。
3DX-Ray技術(shù)除了可以檢驗雙面貼裝線路板外,還可對那些不可見焊點如BGA(BallGridArry,焊球陳列)等進行多層圖像"切片"檢測,即對BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進行徹底檢驗。同進利用此方法還可測通孔(PTH)焊點,檢查通孔中焊料是否充實,從而極大地提高焊點連接質(zhì)量。
二、未來SMT測試技術(shù)展望
預(yù)測今后二十年里那一種測試技術(shù)會取得成功或者被淘汰不是一件簡單的工作,因為這不僅需要總結(jié)過去,還需要清楚地了解未來的應(yīng)用情況。從近幾年的發(fā)展趨勢來看,使用多種測試技術(shù),特別是AXI與ICT組合測試會很快成為這一領(lǐng)域的測試首選。
由于目前線路板越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的電路接觸式測試受到了極大限制,通過ICT測試和功能測試很難診斷出缺陷。隨著大多數(shù)復(fù)雜線路板的密度不斷增大,傳統(tǒng)的測試手段只能不斷增加在線測試儀的測試接點數(shù)。然而隨著接點數(shù)的增多,測試編程和針床夾具的成本也呈指數(shù)倍上升。開發(fā)測試程序和夾具通常需要幾個星期的時間,更復(fù)雜的線路板可能還要一個多月。另外,增加ICT接點數(shù)量會導(dǎo)致ICT測試出錯和重測次數(shù)的增多。AXI技術(shù)則不受上述因素的影響,其對工藝缺陷的覆蓋率很高,通常達97%。而工藝缺陷一般要占總?cè)毕莸?0%-90%,并可對不可見焊點進行檢查,但AXI技術(shù)不能測試電路電氣性能方面的缺陷和故障。
將AXI檢測技術(shù)和傳統(tǒng)的ICT在線測試方法相結(jié)合,則可以取長補短,使SMT檢測技術(shù)達到完美的結(jié)合,因為每一個技術(shù)都補償另一技術(shù)的缺點。X射線主要集中在焊點的質(zhì)量。它也可確認元件是否存在,但不能確認元件是否正確,方向和數(shù)值是否正確。另一方面,ICT可決定元件的方向和數(shù)值但不能決定焊接點是否可接受,特別是焊點在封裝體底部的元件,如BGA、CSP等。圖2為AXI和ICT測試方法檢查范圍互補圖。需要特別指出的是隨著AXI技術(shù)的發(fā)展,目前AXI系統(tǒng)和ICT系統(tǒng)可以"互相對話",這種被稱為"AwareTest",的技術(shù)能消除兩者之間的重復(fù)測試部分。通過減小ICT/AXI多余的測試覆蓋面可大大減小ICT的接點數(shù)量。這種簡化的ICT測試只需原來測試接點數(shù)的30%就可以保持目前的高測試覆蓋范圍,而減少ICT測試接點數(shù)可縮短ICT測試時間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費用。
三、結(jié)束語
以上詳細說明了在高度復(fù)雜線路板測試中采用組合式AXI/ICT測試方法的優(yōu)點,而這項技術(shù)本身也在不斷改進使它愈加引人注目,比如AwareTest。在過去的兩三年里,應(yīng)用AXI/ICT組合測試復(fù)雜線路板的情況出現(xiàn)了驚人的增長,而且增長速度還在加快,因為有更多的待業(yè)領(lǐng)先生產(chǎn)廠家意識到了這項技術(shù)的優(yōu)點并將其投入使用。