檢測技術(shù)與設(shè)備

1、檢測技術(shù)概述檢測技術(shù)概述 隨著表面組裝密度越來越高，隨著表面組裝密度越來越高，SMASMA組件焊接質(zhì)量控制組件焊接質(zhì)量控制要求更為嚴(yán)格，檢測技術(shù)是指采用要求更為嚴(yán)格，檢測技術(shù)是指采用人為或非人為手段人為或非人為手段進(jìn)行進(jìn)行電路組裝過程測試、校驗的方法。電路組裝過程測試、校驗的方法。SMTSMT檢測技術(shù)內(nèi)涵豐富，基本內(nèi)容包含：檢測技術(shù)內(nèi)涵豐富，基本內(nèi)容包含：可測試性設(shè)計；可測試性設(shè)計；原材料來料檢測；工藝過程檢測（組裝后組件檢測）原材料來料檢測；工藝過程檢測（組裝后組件檢測）等。等。電路可測試性設(shè)計電路可測試性設(shè)計 可測試性設(shè)計主要為在線路設(shè)計階段進(jìn)行的可測試性設(shè)計主要為在線路設(shè)計階段進(jìn)行的PC

2、BPCB電路電路可測試性設(shè)計，包括光板可測試性設(shè)計和在線可測試性可測試性設(shè)計，包括光板可測試性設(shè)計和在線可測試性設(shè)計兩種。設(shè)計兩種?！驹牧蟻砹蠙z測原材料來料檢測】包括包括PCBPCB和元器件檢測以及焊和元器件檢測以及焊膏、焊劑等全部膏、焊劑等全部SMTSMT組裝工藝材料檢測；組裝工藝材料檢測；【工藝過程檢測工藝過程檢測】包括印刷、貼片、焊接、清洗包括印刷、貼片、焊接、清洗等各工序工藝質(zhì)量檢測：組件外觀檢測、組件性等各工序工藝質(zhì)量檢測：組件外觀檢測、組件性能測試和功能測試等。能測試和功能測試等。原料檢測與工藝檢測原料檢測與工藝檢測SMTSMT檢測技術(shù)分類檢測技術(shù)分類 電子組裝業(yè)中常使用的檢測技

3、術(shù)分視覺檢查（電子組裝業(yè)中常使用的檢測技術(shù)分視覺檢查（Visual Visual InspectionInspection）和電氣測試（）和電氣測試（Electrical TestElectrical Test）。）。檢測技術(shù)分類檢測技術(shù)分類人工目檢（人工目檢（Manual Vision Inspection - MVIManual Vision Inspection - MVI）自動視覺檢測（自動視覺檢測（Automatic Vision Inspection - AVIAutomatic Vision Inspection - AVI）自動光學(xué)檢測（自動光學(xué)檢測（Automatic Opt

4、ical Inspection - AOIAutomatic Optical Inspection - AOI）在線電路檢測（在線電路檢測（In Circuit Test - ICTIn Circuit Test - ICT）自動自動X X射線檢測（射線檢測（Automatic X-Ray Inspection - AXIAutomatic X-Ray Inspection - AXI）功能檢測（功能檢測（Function Test - FTFunction Test - FT）飛針檢測（飛針檢測（Flying Probe Test Flying Probe Test FPT FPT） 來料檢

5、測來料檢測元器件檢測元器件檢測【性能和外觀質(zhì)量檢測性能和外觀質(zhì)量檢測】 元器件性能和外觀質(zhì)量對元器件性能和外觀質(zhì)量對SMASMA可靠性有直接影響，需可靠性有直接影響，需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對其進(jìn)行檢查。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對其進(jìn)行檢查。【可焊性檢測可焊性檢測】 引腳可焊性是影響引腳可焊性是影響SMASMA焊接可靠性的重要因素，導(dǎo)致焊接可靠性的重要因素，導(dǎo)致可焊性出問題的主要原因是元器件引腳表面氧化?？珊感猿鰡栴}的主要原因是元器件引腳表面氧化?！疽_共面性檢測引腳共面性檢測】 PCB PCB表面貼裝對元器件引腳共面性有比較嚴(yán)格的要求表面貼裝對元器件引腳共面性有比較嚴(yán)格的要求，要求在，要求在0.1mm

6、0.1mm誤差范圍內(nèi)。誤差范圍內(nèi)。PCBPCB與工藝材料檢測與工藝材料檢測PCBPCB檢測檢測 1 PCB1 PCB尺寸與外觀檢測、翹曲和扭曲檢測尺寸與外觀檢測、翹曲和扭曲檢測 2 PCB2 PCB可焊性測試可焊性測試 3 PCB3 PCB阻焊膜完整性測試阻焊膜完整性測試 4 PCB4 PCB內(nèi)部缺陷檢測內(nèi)部缺陷檢測組裝工藝材料檢測組裝工藝材料檢測 1 1 焊膏檢測焊膏檢測 2 2 焊料合金檢測焊料合金檢測 3 3 焊劑檢測焊劑檢測 4 4 其它來料檢測其它來料檢測在線測試技術(shù)在線測試技術(shù)一、在線測試技術(shù)一、在線測試技術(shù)ICTICT 在線測試是通過對在線元器件電性能進(jìn)行測試來檢在線測試是通過對

7、在線元器件電性能進(jìn)行測試來檢查制造缺陷及元器件不良的一種標(biāo)準(zhǔn)測試手段。主要檢查制造缺陷及元器件不良的一種標(biāo)準(zhǔn)測試手段。主要檢查在線單個元器件及各電路網(wǎng)絡(luò)的通斷及短路情況，具查在線單個元器件及各電路網(wǎng)絡(luò)的通斷及短路情況，具有操作簡單、快捷迅速、故障定位準(zhǔn)確等特點。有操作簡單、快捷迅速、故障定位準(zhǔn)確等特點。 ICT ICT按測試方式又分為按測試方式又分為飛針和針床飛針和針床兩種。兩種。 針床在線測試方法使用專門制作的針床與已焊接好的針床在線測試方法使用專門制作的針床與已焊接好的電路板表面元器件接觸，采用數(shù)百電路板表面元器件接觸，采用數(shù)百mVmV電壓和電壓和10mA10mA以內(nèi)電流以內(nèi)電流進(jìn)行進(jìn)行分

8、立隔離分立隔離測試，精確測出所裝電阻、電感、電容、二測試，精確測出所裝電阻、電感、電容、二極管、三極管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝、錯裝極管、三極管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝、錯裝、參數(shù)值偏差、焊點連焊、線路板開短路等故障，并將故、參數(shù)值偏差、焊點連焊、線路板開短路等故障，并將故障元件或開短路位置準(zhǔn)確反饋給用戶。障元件或開短路位置準(zhǔn)確反饋給用戶。 針床在線測試技術(shù)針床在線測試技術(shù) 針床在線測試儀必須用測試針床對針床在線測試儀必須用測試針床對PCBPCB上的導(dǎo)電體進(jìn)行上的導(dǎo)電體進(jìn)行接觸性測試檢查，從而采集電氣信號。在線測試儀的測定接觸性測試檢查，從而采集電氣信號。在線測試儀的測定可靠性

9、取決于可靠性取決于測試針測試針接觸狀態(tài)。接觸狀態(tài)。 表面貼裝電路板中，不能從單面測試所有布線結(jié)點的表面貼裝電路板中，不能從單面測試所有布線結(jié)點的情況很多，因此需采用從電路板兩面測試的兩面針床。因情況很多，因此需采用從電路板兩面測試的兩面針床。因涉及涉及PCBPCB位置高精度吻合性、元器件對測試針位避讓、位置高精度吻合性、元器件對測試針位避讓、PCBPCB變形矯正等問題，兩面針床的結(jié)構(gòu)要求較復(fù)雜。變形矯正等問題，兩面針床的結(jié)構(gòu)要求較復(fù)雜。針床在線測試儀針床在線測試儀針床測試針床測試 優(yōu)點是測試速度快、適合于單一品種電路優(yōu)點是測試速度快、適合于單一品種電路組件大規(guī)模生產(chǎn)測試，且主機(jī)價格較便宜。但組

10、件大規(guī)模生產(chǎn)測試，且主機(jī)價格較便宜。但隨隨PCBPCB組裝密度提高、線路板品種增多存在一組裝密度提高、線路板品種增多存在一些難以克服的問題：些難以克服的問題：測試用針床夾具制作、調(diào)測試用針床夾具制作、調(diào)試周期長、價格高；部分高密度試周期長、價格高；部分高密度SMTSMT線路板由線路板由于測試精度問題無法進(jìn)行測試。于測試精度問題無法進(jìn)行測試。 針床測試技術(shù)特點針床測試技術(shù)特點飛針測試法飛針測試法 飛針式測試是對傳統(tǒng)針床在線測試的一種改進(jìn)，采用飛針式測試是對傳統(tǒng)針床在線測試的一種改進(jìn)，采用探針來代替針床，在探針來代替針床，在X-YX-Y機(jī)構(gòu)上裝有可獨立高速移動的機(jī)構(gòu)上裝有可獨立高速移動的4 4對對

11、共共8 8根測試探針，最小測試間隙為根測試探針，最小測試間隙為0.2mm0.2mm。測試作業(yè)時，根。測試作業(yè)時，根據(jù)預(yù)先編排的坐標(biāo)位置，移動測試探針到測試點處與之接據(jù)預(yù)先編排的坐標(biāo)位置，移動測試探針到測試點處與之接觸，各測試探針根據(jù)測試程序?qū)ρb配的元器件進(jìn)行開路觸，各測試探針根據(jù)測試程序?qū)ρb配的元器件進(jìn)行開路/ /短路或元件測試。短路或元件測試。 飛針測試儀可檢查短路、開路和元件特征值，可使用飛針測試儀可檢查短路、開路和元件特征值，可使用相機(jī)輔助查找丟失元件，并用相機(jī)來檢查方向明確的元件相機(jī)輔助查找丟失元件，并用相機(jī)來檢查方向明確的元件形狀，如極性電容。形狀，如極性電容。【較短測試開發(fā)周期較短

12、測試開發(fā)周期】不像針床測試，高成本的測試開發(fā)不像針床測試，高成本的測試開發(fā)與夾具可能將生產(chǎn)周期延誤幾天，甚至幾個月與夾具可能將生產(chǎn)周期延誤幾天，甚至幾個月【較低的測試成本較低的測試成本】無需制作專門測試夾具無需制作專門測試夾具【設(shè)定、編程和測試簡單、快速設(shè)定、編程和測試簡單、快速】【測試精度較高測試精度較高】飛針在線測試定位精度（飛針在線測試定位精度（10m10m）和重復(fù)）和重復(fù)性（性（10m10m）較高）較高飛針測試技術(shù)特點飛針測試技術(shù)特點 傳統(tǒng)的針床測試儀探針數(shù)目有傳統(tǒng)的針床測試儀探針數(shù)目有500-3000500-3000只，針床與只，針床與PCBPCB一次接觸即可完成在線測試的全部要求，

13、測試時間只要一次接觸即可完成在線測試的全部要求，測試時間只要幾十秒，而飛針探針只有幾十秒，而飛針探針只有4 4對，針床一次接觸所完成的檢測對，針床一次接觸所完成的檢測，飛針需要許多次運(yùn)動才能完成，測試效率低。，飛針需要許多次運(yùn)動才能完成，測試效率低。 測試探針與通孔和測試焊盤上的焊錫發(fā)生物理接觸，測試探針與通孔和測試焊盤上的焊錫發(fā)生物理接觸，可能會在焊錫上留下小凹坑。對某些高端客戶來說，這些可能會在焊錫上留下小凹坑。對某些高端客戶來說，這些小凹坑可能被認(rèn)為是外觀缺陷，造成拒絕接受。小凹坑可能被認(rèn)為是外觀缺陷，造成拒絕接受。 飛針測試技術(shù)特點飛針測試技術(shù)特點飛針測試飛針測試人工目檢人工目檢 人工

14、目檢（人工目檢（MVIMVI）是利用人的眼睛或借助簡單光學(xué)放）是利用人的眼睛或借助簡單光學(xué)放大系統(tǒng)對組裝電路板進(jìn)行的人工目視檢測。雖然只能檢測大系統(tǒng)對組裝電路板進(jìn)行的人工目視檢測。雖然只能檢測可視焊點外觀缺陷情況，且檢測速度慢，檢測精度有限，可視焊點外觀缺陷情況，且檢測速度慢，檢測精度有限，但由于其檢測方便、成本低，在但由于其檢測方便、成本低，在SMASMA常規(guī)檢測中廣泛應(yīng)用。常規(guī)檢測中廣泛應(yīng)用。無鉛化后，焊點外觀變得粗糙，呈現(xiàn)亞光型，失去刺眼光無鉛化后，焊點外觀變得粗糙，呈現(xiàn)亞光型，失去刺眼光澤而有利于目檢，但元器件引腳的微小化對人工目檢提出澤而有利于目檢，但元器件引腳的微小化對人工目檢提出

15、了巨大挑戰(zhàn)。了巨大挑戰(zhàn)。自動光學(xué)檢測自動光學(xué)檢測AOIAOIAOIAOI外形外形 檢測時，檢測時，AOIAOI設(shè)備通過攝像頭自動掃描設(shè)備通過攝像頭自動掃描PCBPCB，將將PCBPCB上元器件或焊點特征捕捉成像，通過軟件上元器件或焊點特征捕捉成像，通過軟件處理與數(shù)據(jù)庫中合格參數(shù)進(jìn)行綜合比較，判斷元處理與數(shù)據(jù)庫中合格參數(shù)進(jìn)行綜合比較，判斷元器件及特征是否合格，然后得出檢測結(jié)論：如元器件及特征是否合格，然后得出檢測結(jié)論：如元器件缺失、橋接或焊點質(zhì)量等問題，相當(dāng)于將人器件缺失、橋接或焊點質(zhì)量等問題，相當(dāng)于將人工目視檢測的工目視檢測的自動化、智能化自動化、智能化。AOIAOI檢測原理檢測原理AOIAO

16、I工作原理及系統(tǒng)組成工作原理及系統(tǒng)組成 每一塊PCB板檢測時，AOI系統(tǒng)工作臺都要自動運(yùn)動到攝像頭位置，進(jìn)行圖像攝取。機(jī)械運(yùn)動精度參數(shù)確保正確的檢測過程。為實現(xiàn)精密工作臺準(zhǔn)確運(yùn)行，采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動精密滾珠絲杠，實現(xiàn)位置閉環(huán)控制。精密機(jī)械系統(tǒng)模塊精密機(jī)械系統(tǒng)模塊CCDCCD攝像系統(tǒng)模塊攝像系統(tǒng)模塊 CCD攝像系統(tǒng)主要由攝像頭、圖像卡、攝像頭、圖像卡、LEDLED程控光源程控光源組成。攝像頭所獲取的視頻圖像信號傳送到圖像采集卡上，由控制圖像采集卡完成圖像采集，主控計算機(jī)將采集的圖像處理后，將結(jié)果返回給主控程序，通過顯示器就可以對圖像進(jìn)行實時觀測并完成其它相應(yīng)控制過程。 AOI AOI攝像機(jī)采集

17、圖形信號，經(jīng)過攝像機(jī)采集圖形信號，經(jīng)過A/DA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，生成二進(jìn)制數(shù)字信號。換，生成二進(jìn)制數(shù)字信號。CCDCCD攝像系統(tǒng)模塊攝像系統(tǒng)模塊 掃描掃描PCBPCB后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換獲得的二進(jìn)后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換獲得的二進(jìn)制條碼送往邏輯硬件進(jìn)行分析制條碼送往邏輯硬件進(jìn)行分析 CCDCCD攝像系統(tǒng)模塊攝像系統(tǒng)模塊實際電路板經(jīng)掃描后經(jīng)過分析形成的二進(jìn)制圖形實際電路板經(jīng)掃描后經(jīng)過分析形成的二進(jìn)制圖形 CCDCCD攝像系統(tǒng)模塊攝像系統(tǒng)模塊采用設(shè)計規(guī)則檢驗（采用設(shè)計規(guī)則檢驗（DRC: Design-rule checkDRC: Design-rule check）將建立）將建立的二進(jìn)制條碼與相關(guān)參數(shù)經(jīng)對比軟件進(jìn)行邏輯分析

18、，并的二進(jìn)制條碼與相關(guān)參數(shù)經(jīng)對比軟件進(jìn)行邏輯分析，并通過邏輯分析檢測圖形和發(fā)現(xiàn)通過邏輯分析檢測圖形和發(fā)現(xiàn)PCBPCB缺陷，實現(xiàn)自動檢測。缺陷，實現(xiàn)自動檢測。CCDCCD攝像系統(tǒng)模塊攝像系統(tǒng)模塊AOI控制系統(tǒng)主要完成：X、Y精密工作臺作m級精度運(yùn)動控制、口控制，保證運(yùn)動準(zhǔn)確性和快速響應(yīng)性，配合機(jī)械、視覺模塊實現(xiàn)整機(jī)功能?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)AOIAOI控制系統(tǒng)原理圖控制系統(tǒng)原理圖AOI系統(tǒng)軟件有安全和平穩(wěn)的數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)支持等特性。軟件CAD設(shè)計文件轉(zhuǎn)換，提高編程效率，具有良好運(yùn)行性能和符合人機(jī)工程的界面。軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)AOIAOI特點及存在的問題特點及存在的問題無鉛焊點檢測無鉛焊點檢測X X射線檢

19、測射線檢測-AXI-AXI AXI AXI檢測利用檢測利用X X射線強(qiáng)的穿射線強(qiáng)的穿透性透視被檢器件內(nèi)部，達(dá)到透性透視被檢器件內(nèi)部，達(dá)到檢測、分析電子元件各種常見檢測、分析電子元件各種常見焊點焊接品質(zhì)的目的。焊點焊接品質(zhì)的目的。 X X射線檢測可分二維檢測和射線檢測可分二維檢測和三維檢測兩種。三維檢測兩種。 三維三維X X射線檢測射線檢測X X射線檢測設(shè)備組成射線檢測設(shè)備組成 X X射線發(fā)射管發(fā)射射線發(fā)射管發(fā)射X X射線穿過射線穿過PCBPCB被下方探測器接受，被下方探測器接受，焊點中含有可大量吸收焊點中含有可大量吸收X X射線的組分，與穿過非焊點區(qū)域射線的組分，與穿過非焊點區(qū)域的的X X射線進(jìn)行對比，焊點位置射線進(jìn)行對比，焊點位置X X射線被吸收而呈黑點并形成射線被吸收而呈黑點并形成良好圖像，可直觀進(jìn)行圖像分析來檢驗焊點缺陷。良好圖像，可直觀進(jìn)行圖像分析來檢驗焊點缺陷。X X射線檢測原理射線檢測原理1 1）檢查缺陷種類范圍廣，缺陷覆蓋率高達(dá)）檢查缺陷種類范圍廣，缺陷覆蓋率高達(dá)9797，且適用，且適用BGABGA、CSPCSP等底部焊點器件。等底部焊點器件。2 2）可對肉眼和在線測試檢查不到的區(qū)域進(jìn)行檢