少一些普通工藝問(wèn)題模板

少部分一般工藝問(wèn)題ByCraigPynn歡迎來(lái)到工藝缺點(diǎn)診所。這里所描述每個(gè)缺點(diǎn)全部將覆蓋特殊缺點(diǎn)類型，將存檔成為未來(lái)參考或培訓(xùn)新職員一個(gè)無(wú)價(jià)工藝缺點(diǎn)指南。大多數(shù)企業(yè)現(xiàn)在正在使用表面貼裝技術(shù)，同時(shí)又向球柵陣列(BGA)、芯片規(guī)模包裝(CSP)和甚至倒裝芯片裝配前進(jìn)。不過(guò)，部分企業(yè)還在使用通孔技術(shù)。通孔技術(shù)使用不一定是和成本或經(jīng)驗(yàn)相關(guān)-可能只是因?yàn)樵摦a(chǎn)品不需要小型化。很多企業(yè)繼續(xù)使用傳統(tǒng)通孔元件，并將繼續(xù)在混合技術(shù)產(chǎn)品上使用這些零件。本文要看看部分不夠普遍工藝問(wèn)題。期望傳統(tǒng)元件裝配問(wèn)題及其實(shí)際處理措施將幫助提供對(duì)在今天制造中什么可能還會(huì)犯錯(cuò)洞察。

靜電對(duì)元件破壞從上圖，我們使用光學(xué)照片和掃描電子顯微鏡(SEM,scanningelectronmicroscopy)看到在一個(gè)硅片表面上靜電擊穿。靜電放電，引入到一個(gè)引腳，引發(fā)元件工作狀態(tài)改變，造成系統(tǒng)失效。在試驗(yàn)室對(duì)靜電放電模擬也能夠顯示實(shí)時(shí)發(fā)生在芯片表面失效。如上面照片所表示，靜電可能是一個(gè)問(wèn)題，處理措施是一個(gè)有效控制政策。手腕帶是最初最關(guān)鍵防御。樹(shù)枝狀晶體增加樹(shù)枝狀結(jié)晶發(fā)生在施加電壓和潮濕和部分可離子化產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)。電壓總是要在一個(gè)電路上，但潮濕含量將取決于應(yīng)用和環(huán)境。可離子化材料可能來(lái)自印刷電路板(PCB)表面，因?yàn)檠b配期間或在空板制造階段時(shí)不良清潔。假如要調(diào)查這類缺點(diǎn)，不要接觸板或元件。在失效原因全部證據(jù)毀滅之前，讓缺點(diǎn)拍成照片并進(jìn)行研究。污染可能常常來(lái)自焊接過(guò)程或使用助焊劑。另一個(gè)可能性是裝配期間帶來(lái)通常操作污垢。工業(yè)中最普遍缺點(diǎn)原因來(lái)自助焊劑殘留物。在上面例子中，失效發(fā)生在元件返修以后。這個(gè)特殊電話單元是由一個(gè)第三方企業(yè)使用高活性助焊劑返修，不象原來(lái)制造期間使用低活性材料。

焊盤破裂當(dāng)元件或?qū)Ь€必需作為一個(gè)第二階段裝配安裝時(shí)，通常使用C形焊盤。例子有，重型元件、線編織或不能滿足焊接要求元件。在一些情況中，品質(zhì)人員不知道破裂原因，認(rèn)為是PCB腐蝕問(wèn)題。上面照片是一個(gè)設(shè)計(jì)陷井，不是PCB缺點(diǎn)。在焊盤上存在兩個(gè)破裂，但只有一個(gè)需要預(yù)防焊接而且通常預(yù)防焊接過(guò)程方向。

錫球錫球是對(duì)于任何引入免洗技術(shù)工程師一個(gè)問(wèn)題。為了幫助控制該問(wèn)題，她必需降低其企業(yè)使用不一樣電路板供給商數(shù)量。經(jīng)過(guò)這么，她將降低使用在其板上不一樣阻焊類型，并幫助孤立關(guān)鍵問(wèn)題-阻焊層。錫球可能由很多裝配期間工藝問(wèn)題引發(fā)，但假如阻焊層不讓錫球粘住，該問(wèn)題就處理了。假如阻焊類型不許可錫球粘住表面，那么這就為工程師打開(kāi)工藝窗口。錫球最常見(jiàn)原因是在波峰表面上從助焊劑產(chǎn)生排氣，當(dāng)板從波峰處理時(shí)，焊錫從錫鍋表面彈出。

IC座熔焊點(diǎn)集成電路(IC)引腳之間焊錫短路不是那么常見(jiàn)，但會(huì)發(fā)生。通常短路是過(guò)程問(wèn)題太高結(jié)果。這種問(wèn)題可能來(lái)自無(wú)錢工藝，必需為未來(lái)工藝裝配考慮。在座引腳和/或IC引腳上使用錫/鉛端子，增加了短路可能性。零件簡(jiǎn)直已經(jīng)熔合在一起。問(wèn)題會(huì)變得更差，假如改變接觸表面上錫/鉛厚度。假如我們?nèi)渴褂脽o(wú)鉛，在引腳和座引腳上可熔合涂層將出現(xiàn)少，問(wèn)題能夠避免。該問(wèn)題也能夠經(jīng)過(guò)不預(yù)壓IC來(lái)避免。

焊點(diǎn)失效單面焊接點(diǎn)可靠性是決定于焊錫數(shù)量、孔對(duì)引腳比率和焊盤尺寸。上面例子顯示一個(gè)失效焊點(diǎn)，相對(duì)小焊點(diǎn)橫截面。該例中孔對(duì)引腳比率大，造成焊點(diǎn)強(qiáng)度弱。伴隨從引腳到孔邊距離增加，橫截面上焊接點(diǎn)厚度降低。假如有任何機(jī)械應(yīng)力施加于焊接點(diǎn)，或假如焊接點(diǎn)暴露于溫度循環(huán)中，其結(jié)果將類似于所顯示例子。是，你能夠增加更多焊錫，但這只會(huì)延長(zhǎng)壽命-不會(huì)消除問(wèn)題。這類失效也可能因?yàn)閷?duì)已經(jīng)脆弱焊接點(diǎn)不妥處理而發(fā)生。

不完整焊接圓角上面照片顯示一個(gè)單面板上不完整焊接圓角一個(gè)例子。這個(gè)缺點(diǎn)發(fā)生，因?yàn)楹芏嗬碛?。不完整焊接圓角由不妥孔和引腳比率、陡峭傳送帶角度、過(guò)高波峰溫度和焊盤邊緣上污染所引發(fā)。照片顯示不妥孔和引腳比率一個(gè)清楚例子，這使得該聯(lián)絡(luò)大量焊接極難達(dá)成。引腳對(duì)孔比率設(shè)計(jì)規(guī)則是引腳尺寸加上最少0.010"(0.25mm)。加上0.015"(0.38mm)孔在焊接期間還可得到滿意焊點(diǎn)。一個(gè)常常忘記問(wèn)題是，伴隨引腳對(duì)孔比率增加，焊接點(diǎn)尺寸降低，這正影響焊點(diǎn)強(qiáng)度和可靠性。上面例子也顯示銅焊盤上去毛刺。在鉆孔或沖孔期間，板面上銅已經(jīng)在一些區(qū)域傾斜，使得焊接困難。假如松香從或基板或基板和銅焊盤之間結(jié)合點(diǎn)上涂在焊盤邊緣上。測(cè)試方法入門ByBrianTolenoandGregParks本文介紹，在你設(shè)施內(nèi)已經(jīng)有穩(wěn)定、輕易跟隨、可反復(fù)性測(cè)試方法嗎？假如沒(méi)有，問(wèn)題可能就在前面。試想這種情形：你品質(zhì)確保(QA,qualityassurance)經(jīng)理打電話給你：“我們有一個(gè)問(wèn)題，需要你來(lái)這里立即處理。”

當(dāng)你抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，QA經(jīng)理給你看剛從生產(chǎn)線上來(lái)一塊電路板，上面長(zhǎng)有部分“白色浮渣”。這是什么？假如有，多少白色浮渣應(yīng)該許可？現(xiàn)存白色浮渣應(yīng)該怎樣測(cè)量？

為了回復(fù)這些問(wèn)題，你需要一個(gè)方法對(duì)研究中白色浮渣進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)方法應(yīng)該幫助你找出證據(jù)和有多少白渣存在。開(kāi)始測(cè)量方法(TM,testmethod)

什么是測(cè)量方法？對(duì)過(guò)程控制、品質(zhì)確保和失效分析很關(guān)鍵，測(cè)試方法是概括用于取得相關(guān)測(cè)試主體，如板、元件、焊錫和助焊劑，數(shù)據(jù)方法具體程序。這些方法應(yīng)該以這么一個(gè)方法寫下，方便它們輕易跟隨和能夠再現(xiàn)。一個(gè)測(cè)試方法(TM)應(yīng)該是可反復(fù)，方便在多種時(shí)間從不一樣測(cè)試所產(chǎn)生結(jié)果能夠相互比較。一個(gè)跟隨困難和/或不夠具體測(cè)試方法可能引發(fā)問(wèn)題。比如，假如一個(gè)測(cè)試方法是寫給已裝配電路板清潔度測(cè)試，經(jīng)過(guò)測(cè)量浸出溶液(extractsolution)導(dǎo)電率，但沒(méi)有要求進(jìn)行浸出溫度，這么可能得到錯(cuò)誤結(jié)果。

可能開(kāi)頭例子中白色浮渣是一個(gè)清潔度問(wèn)題。為了找出原因，你在內(nèi)部測(cè)試一塊板，并送出一塊一樣板給一個(gè)獨(dú)立試驗(yàn)室測(cè)試。兩個(gè)設(shè)施全部進(jìn)行一項(xiàng)清潔度測(cè)試，經(jīng)過(guò)在酒精/水溶液中浸出板和測(cè)量導(dǎo)電率，以氯化鈉(NaCl)當(dāng)量形式匯報(bào)結(jié)果。

不幸是，兩個(gè)設(shè)施跟隨測(cè)試方法沒(méi)有要求浸出溫度。你試驗(yàn)室在30°C進(jìn)行測(cè)試，得到1.4μg/cm2氯化鈉當(dāng)量；獨(dú)立試驗(yàn)室在40°C進(jìn)行測(cè)試，得到2.0μg/cm2氯化鈉當(dāng)量。因?yàn)槟銟?biāo)準(zhǔn)(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))對(duì)這個(gè)測(cè)試定義1.56μg/cm2氯化鈉當(dāng)量污染水平為失效，所以從你試驗(yàn)室出來(lái)板標(biāo)識(shí)為經(jīng)過(guò)，而從獨(dú)立試驗(yàn)室出來(lái)板標(biāo)識(shí)為失效，即使它們應(yīng)該給出一樣結(jié)果！現(xiàn)在，雙方度必需反復(fù)測(cè)試，每個(gè)全部以相同浸出溫度來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

假如測(cè)試方法正確地寫下，全部測(cè)試參數(shù)全部定義，包含進(jìn)行浸出時(shí)溫度，那么這個(gè)問(wèn)題能夠避免。本例是關(guān)鍵說(shuō)明突出問(wèn)題。遺漏，或不好好定義較細(xì)小事項(xiàng)也可能給未來(lái)使用者帶來(lái)問(wèn)題。

測(cè)試方法不應(yīng)該和標(biāo)準(zhǔn)(失效標(biāo)準(zhǔn))混淆。反過(guò)來(lái)也一樣。測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該含有協(xié)同關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)能夠引出一個(gè)測(cè)試方法，有時(shí)甚至可能討論測(cè)試方法部分細(xì)節(jié)。理想地，測(cè)試方法不應(yīng)該定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，方便它可由一個(gè)更大用戶群使用。假如一個(gè)企業(yè)制造產(chǎn)品用于要求性能很關(guān)鍵場(chǎng)所，如生命支持器具，而另一家企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品用于為何需要測(cè)試方法？

測(cè)試方法需要有很多理由。一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是過(guò)程控制(processcontrol)和品質(zhì)確保。對(duì)過(guò)程控制有一個(gè)測(cè)試方法，可確保對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程所搜集數(shù)據(jù)每一次全部是以相同方法產(chǎn)生。另外，有一個(gè)測(cè)試方法可許可相同測(cè)試在很多不一樣地方進(jìn)行，確保從每個(gè)設(shè)施得出數(shù)據(jù)全部是能夠和其它設(shè)施所產(chǎn)生數(shù)據(jù)比較。那么多種測(cè)試設(shè)施可說(shuō)同一個(gè)語(yǔ)言。這個(gè)方面一樣是關(guān)鍵，當(dāng)測(cè)試方法應(yīng)用是用來(lái)區(qū)分或給資格供給商。供給商能夠參考一個(gè)眾所周知測(cè)試方法，在描述其產(chǎn)品數(shù)據(jù)表上匯報(bào)結(jié)果。然后一個(gè)潛在用戶能夠?qū)?lái)自其它供給商材料進(jìn)行相同測(cè)試，比較在材料數(shù)據(jù)表中統(tǒng)計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果。

可能在開(kāi)頭例子中白色浮渣是和助焊劑相關(guān)。所以，現(xiàn)在你不得不決定以后使用誰(shuí)助焊劑。助焊劑必需含有低于3%固體含量。你以前供給商和你企業(yè)已經(jīng)同意使用IPC標(biāo)準(zhǔn)TM-6502.3.34來(lái)決定固體含量。你接觸兩個(gè)新供給商，A和B，要求她們一樣信息，使用相同測(cè)試方法。供給商A匯報(bào)其助焊劑含有2.6%固體，供給商B匯報(bào)3.9%固體含量。因?yàn)檫@兩個(gè)供給商進(jìn)行和原來(lái)供給商相同測(cè)試方法，所以三個(gè)值能夠相互比較。在這個(gè)信息基礎(chǔ)上，你企業(yè)開(kāi)始對(duì)使用哪個(gè)助焊劑供給商作出有知識(shí)選擇。測(cè)試方法怎樣應(yīng)用？

測(cè)試方法是標(biāo)準(zhǔn)和接收準(zhǔn)則應(yīng)用和監(jiān)測(cè)關(guān)鍵工具。這些標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試準(zhǔn)則用于多種情況。正如所討論，這些標(biāo)準(zhǔn)，和和之一起使用測(cè)試方法，可用來(lái)給資格新材料供給商。另一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是在過(guò)程控制之中。再一次，提供接收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)測(cè)試方法用來(lái)監(jiān)測(cè)被測(cè)試來(lái)跟蹤過(guò)程參數(shù)。只要測(cè)試方法是以連續(xù)方法應(yīng)用，從測(cè)試產(chǎn)生數(shù)據(jù)可用來(lái)監(jiān)測(cè)過(guò)程。在這個(gè)例子，和一個(gè)和標(biāo)準(zhǔn)和接收準(zhǔn)則相關(guān)測(cè)試方法任何其它應(yīng)用中，測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)必需設(shè)計(jì)成相互適應(yīng)。假如公布一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或一個(gè)特殊接收準(zhǔn)則，那么跟隨這個(gè)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)特殊測(cè)試方法是關(guān)鍵。假如給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，為該標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)測(cè)試方法改變了，那么標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)效。

回到開(kāi)頭例子，你已經(jīng)最終跟蹤這個(gè)問(wèn)題到你正在使用助焊劑中一個(gè)污染。現(xiàn)在，你需要決定就表面絕緣電阻率而言，是否新助焊劑將滿足你規(guī)格。你決定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在85%HR/85°C條件下在七天以后大于4.00x109Ω。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是使用一個(gè)0.4mm線和0.5mm間隔測(cè)試梳狀電路來(lái)決定。當(dāng)測(cè)試新助焊劑時(shí)，得到3.00x109Ω表面絕緣電阻值。當(dāng)測(cè)試更仔細(xì)地考查時(shí)，使用了0.5mm線和結(jié)論

測(cè)試方法是電子材料制造一個(gè)關(guān)鍵方面。已經(jīng)公布方法和對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可用性許可愈加好過(guò)程控制(processcontrol)和品質(zhì)確保(qualityassurance)。另外，這些測(cè)試方法在失效分析和新產(chǎn)品和材料研究開(kāi)發(fā)中是有用工具。測(cè)試方法廣泛使用性許可在電子材料制造行業(yè)愈加好信息溝通。怎樣能夠取得測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)？試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)常常能夠從互聯(lián)網(wǎng)上訂購(gòu)或下載。部分公布測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)組織包含：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI,AmericanNationalStandardsInstitute)，網(wǎng)址：;11West42ndSt.美國(guó)測(cè)試和材料協(xié)會(huì)(ASTM,AmericanSocietyofTestingandMaterials)，網(wǎng)址：/;100BarrGarborDr.,West美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)會(huì)(EIA,ElectronicIndustriesAlliance),網(wǎng)址：/;2500WilsonBlvd.,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC,InternationalElectrotechnicalCommission),網(wǎng)址：http://www.iec.ch/;3,ruedeVarembe,P.O.Box131,CH-1211GENEVA20,Switzerland;+41229180211.美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(IPC,AssociationConnectingElectronicsIndustries),網(wǎng)址：/;2215SandersRd.,三維錫膏檢驗(yàn)ByRobertKelleyandDavidClark本文介紹，伴隨表面可貼裝優(yōu)異封裝幾何形狀減小，而產(chǎn)品包裝密度增加，和錫膏相關(guān)問(wèn)題作為缺點(diǎn)關(guān)鍵起源繼續(xù)處于很多制造商問(wèn)題清單最前面，而且混合著這么一個(gè)事實(shí)，即這些新元件返工越來(lái)越難和昂貴?？墒?，綜合、三維(3-D)錫膏檢驗(yàn)?zāi)軌驇椭a膏缺點(diǎn)和降低返工成本。當(dāng)大家想像自動(dòng)光學(xué)或表面貼裝檢驗(yàn)時(shí)候，她們首先想到常常是在SMT線尾部檢驗(yàn)。想像是一部機(jī)器，能夠檢驗(yàn)焊點(diǎn)內(nèi)缺點(diǎn)、誤放或丟失元件、元件值錯(cuò)誤、和其它多種能夠在最終產(chǎn)品中了結(jié)工藝問(wèn)題。這種類型檢驗(yàn)?zāi)軌蝾A(yù)防缺點(diǎn)性產(chǎn)品走出工廠，不過(guò)對(duì)改善產(chǎn)品質(zhì)量作用很小。一個(gè)更有效方法是預(yù)防這些缺點(diǎn)首先發(fā)生。1物體形狀

錫膏工藝還是SMT脊椎骨。假如錫點(diǎn)機(jī)械上失效，那么產(chǎn)品最可能將在很快未來(lái)完全失效。一個(gè)錫點(diǎn)強(qiáng)度最可靠預(yù)報(bào)值之一就是其形狀。焊點(diǎn)正確形狀，即彎液面(meniscus)，通常確保強(qiáng)度和應(yīng)力釋放足夠橫截面積。焊點(diǎn)形狀最好估計(jì)值之一是錫膏量。假如焊盤上太少錫膏，那么它最可能將造成一個(gè)微弱焊點(diǎn)。其次，太多錫膏可能造成成形差焊點(diǎn)和短路。焊點(diǎn)檢驗(yàn)在線(in-line)工藝控制是經(jīng)過(guò)將檢驗(yàn)工具放在缺點(diǎn)最常常發(fā)生地方來(lái)完成。兩個(gè)最常見(jiàn)應(yīng)用是錫膏檢驗(yàn)和元件貼裝檢驗(yàn)。在這些位置合適檢驗(yàn)機(jī)器可提供多種好處。在線工藝控制

首先，經(jīng)過(guò)在通常發(fā)生地方查找缺點(diǎn)，在線檢驗(yàn)可更輕易地、以較低成本在回流爐階段完成之前處理返工問(wèn)題。比如，絲印(screen)差錫膏能夠從印刷電路板(PCB)上洗掉，板重新印刷。在線錫膏檢驗(yàn)系統(tǒng)能夠發(fā)覺(jué)其它常見(jiàn)缺點(diǎn)包含橋接、錫膏不足或過(guò)多、和錫膏位置不正(圖一和二)。在回流之前，誤放或丟失元件也輕易地糾正。在回流焊接以后，糾正這種缺點(diǎn)危及損壞板或元件。在回流以后指出一個(gè)缺點(diǎn)真正原因是困難。最常匯報(bào)線尾(endofline)裝配缺點(diǎn)是錫橋。即使橋接常常是因?yàn)檫^(guò)量錫膏，但在回流以后極難肯定這個(gè)判定，因?yàn)槠渌蛉缭_或貼裝可能犯錯(cuò)。使用在程(in-process)錫膏檢驗(yàn)?zāi)軌蛳稿a缺點(diǎn)作為問(wèn)題一個(gè)起源，并幫助澄清工藝中問(wèn)題其它原因。經(jīng)過(guò)從過(guò)程中消除錫膏缺點(diǎn)，問(wèn)題其它原因能夠暴露和發(fā)覺(jué)。其次，一個(gè)好在線檢驗(yàn)工具不僅是將好從壞產(chǎn)品中分類出來(lái)。經(jīng)過(guò)提供對(duì)關(guān)鍵參數(shù)正確、可反復(fù)測(cè)量，很輕易地從一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)取得有價(jià)值過(guò)程控制(process-control)數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)提供給SMT裝配工藝一個(gè)有價(jià)值窗口。信息不僅包含從每塊在建(built)板上缺點(diǎn)，而且它“看到”正常工藝變量和識(shí)別缺點(diǎn)原因。X軸R圖表是常常推薦作為一個(gè)在錫膏印刷過(guò)程中查找異常改變好方法。(圖三)第三，提供在線過(guò)程控制檢驗(yàn)工具能夠用于加速過(guò)程調(diào)整和幫助降低產(chǎn)品介入周期。SMT工藝前沿(leadingedge)不停改變，伴隨材料、元件和裝配方法引入，以降低成本和改善產(chǎn)品性能。所以，當(dāng)裝配工藝改變時(shí)，應(yīng)該重新認(rèn)證和檢定，以確保高效率。在很多情況中，能夠?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)方法進(jìn)行工藝研究，著眼于深入改善效率。有了來(lái)自監(jiān)測(cè)關(guān)鍵工藝步驟在線檢驗(yàn)工具可靠數(shù)據(jù)，這種工程工作可更輕易地進(jìn)行。關(guān)鍵放在變量

錫膏檢驗(yàn)通常把關(guān)鍵放在那些是焊點(diǎn)質(zhì)量最好估計(jì)值變量上面：錫膏量、高度、面積、位置和是否錫膏弄臟。為了正確測(cè)量錫膏體積和高度，要求某種類型3-D傳感器。另一個(gè)要求是，該工具不僅完成經(jīng)過(guò)/失效檢驗(yàn)，而且進(jìn)行測(cè)量。反過(guò)來(lái)，測(cè)量應(yīng)該滿足精度和可反復(fù)性要求，以使得該檢驗(yàn)系統(tǒng)可勝任測(cè)量工藝。一個(gè)沒(méi)有所要求精度系統(tǒng)可能影響產(chǎn)品品質(zhì)。使用不夠穩(wěn)定性、可反復(fù)性和精度工具進(jìn)行任何檢驗(yàn)全部將不是有效，最可能將引發(fā)延誤和降低產(chǎn)量。更小封裝和間距

表面貼裝元件(SMD)兩個(gè)發(fā)展也推進(jìn)對(duì)錫膏檢驗(yàn)需求。元件尺寸。只有在最近幾年內(nèi)0402和0201無(wú)源(passive)元件引入才在新設(shè)計(jì)中變得普遍起來(lái)?？墒?，伴隨其不停增加應(yīng)用，出現(xiàn)問(wèn)題機(jī)會(huì)繼續(xù)增加。每一個(gè)尺寸降低全部意味著必需正確地使用甚至更少錫膏沉積(deposit)，在剩下裝配和運(yùn)輸期間將零件固定在板上。芯片規(guī)模封裝技術(shù)(CSP,chipscalepackage)。CSP是陣列類型(array-type)元件，即其錫點(diǎn)是在封裝下面，使得檢驗(yàn)愈加困難。所以，檢驗(yàn)錫膏應(yīng)用工藝步驟更為輕易，以確保最終產(chǎn)品含有所要求品質(zhì)特征。另外，CSP比其對(duì)應(yīng)高引腳數(shù)元件更小。所以，焊盤尺寸更小，引腳間距更緊。因?yàn)檫@些原因，CSP已經(jīng)是相關(guān)其在表面貼裝應(yīng)用中可靠性多個(gè)研究目標(biāo)。它們?cè)俅慰隙ê附狱c(diǎn)可靠性是關(guān)鍵，假如產(chǎn)品要滿足和QFP(quadflatpack)和球柵陣列(BGA)封裝相關(guān)可靠性。這意味著對(duì)優(yōu)異封裝錫膏印刷是愈加困難。模板(stencil)上更小開(kāi)孔意味著用來(lái)將元件附著到PCB每個(gè)孔錫膏量越少。而且伴隨間距和焊盤尺寸縮小，開(kāi)孔面積降低比其孔壁面積快得多。這增加了在印刷期間錫膏黏附到模板而不潔凈地釋放到板上傾向。監(jiān)測(cè)錫膏印刷工藝過(guò)程也變得愈加困難，因?yàn)槌练e尺寸降低加上其在PCB上數(shù)量增加。返工成本

證實(shí)任何在線檢驗(yàn)工具經(jīng)過(guò)方法是估量有和沒(méi)有這個(gè)能力時(shí)生產(chǎn)成本。除了檢驗(yàn)系統(tǒng)外，它包含編程、維護(hù)成本和監(jiān)測(cè)結(jié)果。它也要求對(duì)包含產(chǎn)生和修理缺點(diǎn)產(chǎn)品成本估算。在較新和較小封裝類型情況中，更緊密工作區(qū)域和更高精度將要求用于返工，返工常常必需在更脆弱板和元件上進(jìn)行。結(jié)果，在一些產(chǎn)品情況中，將達(dá)成得失平衡點(diǎn)，可能報(bào)廢缺點(diǎn)板更合算，裝配另外而不是企圖去返工。當(dāng)出現(xiàn)有底部灌充材料CSP時(shí)候，情況更是如此。伴隨返工變得愈加困難和在一些情況不可行，剩下唯一選擇可能是接收增加成本或改善第一次經(jīng)過(guò)合格率(FPY,first-passyield)。假如制造商選擇后者，只有改善對(duì)缺點(diǎn)最多數(shù)量相關(guān)工藝步驟才有意義，即，最常見(jiàn)是，錫膏印刷工藝2。當(dāng)相同問(wèn)題在下個(gè)工藝步驟之前發(fā)生時(shí)，糾正成本通常能夠降低10倍或更多3。可靠性

可靠性是全部產(chǎn)品一個(gè)關(guān)鍵考慮，但對(duì)醫(yī)療、汽車、手提通信和便攜式計(jì)算機(jī)，可靠性有全新關(guān)鍵性。很多這類產(chǎn)品必需可靠地工作，甚至當(dāng)遭受到溫度極端或機(jī)械沖擊和振動(dòng)時(shí)。所以焊接點(diǎn)完整性無(wú)疑是窄小系統(tǒng)關(guān)鍵考慮。即使CSP和0201最終將在多種產(chǎn)品中找到其位置，但它們最近使用將是手提通信和便攜計(jì)算產(chǎn)品，其中更小尺寸是迫切。錫膏量在全部焊接點(diǎn)可靠性中起關(guān)鍵作用。最近研究已經(jīng)顯示，對(duì)于CSP，錫膏量(太多或太少)是長(zhǎng)久錫點(diǎn)完整性關(guān)鍵4。一個(gè)能夠測(cè)量錫膏體積在線錫膏檢驗(yàn)系統(tǒng)可用于生產(chǎn)期間跟蹤這個(gè)參數(shù)。還有，現(xiàn)在很多檢驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)合使用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC,statisticalprocesscontrol)工具，幫助工程師找到工藝趨勢(shì)，和在生產(chǎn)出不合規(guī)格零件之前采取糾正行動(dòng)。結(jié)論

對(duì)于在今天SMT制造中通常所見(jiàn)高生產(chǎn)量，在線錫膏檢驗(yàn)可得到有吸引力收獲。除了較低返工成本外，一個(gè)能夠在印刷錫膏時(shí)候檢驗(yàn)每塊板系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)變得關(guān)鍵。因?yàn)殄a膏印刷工藝內(nèi)來(lái)難以控制，常見(jiàn)不僅是隨機(jī)而且是系統(tǒng)缺點(diǎn)，其中很多連續(xù)產(chǎn)生缺點(diǎn)板可能經(jīng)過(guò)。在這種情況中，所產(chǎn)生缺點(diǎn)板數(shù)量可比那些確定為問(wèn)題發(fā)生板數(shù)量大很多倍。在線錫膏檢驗(yàn)提供比其它檢驗(yàn)方法多好處。這些包含實(shí)時(shí)分析工藝和模板印刷工序性能能力。深入，SPC可幫助操作員看到其造成缺點(diǎn)之前在工藝中趨勢(shì)。假如缺點(diǎn)產(chǎn)生，它們?cè)诎嘿F返工或報(bào)廢要求之前就被發(fā)覺(jué)。最終，自動(dòng)錫膏檢驗(yàn)可幫助改善FPY和降低返工成本。印刷后三維檢測(cè)及檢測(cè)設(shè)備現(xiàn)實(shí)狀況科研處郝宇，第一研究室李桂云本文簡(jiǎn)明敘述了焊膏沉積后使用檢測(cè)方法，并將二維檢測(cè)技術(shù)和三維檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了比較，經(jīng)過(guò)比較關(guān)鍵介紹了三維檢測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及多種檢測(cè)設(shè)備技術(shù)性能。

關(guān)鍵詞：三維檢測(cè)；焊膏沉積；印刷檢測(cè)設(shè)備

伴隨電子組裝更高密度、更小尺寸、更復(fù)雜PCB混合技術(shù)縱深發(fā)展，使得用肉眼對(duì)印刷后質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)已成為歷史。盡管工藝設(shè)備愈加優(yōu)異，仍強(qiáng)調(diào)要對(duì)PCB質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，因?yàn)樵陔娮咏M裝過(guò)程中產(chǎn)生缺點(diǎn)中有70％缺點(diǎn)源自焊膏印刷工藝，在沉積較細(xì)間距元件時(shí)更是如此。另外，在沉積焊膏過(guò)程中產(chǎn)生漏印、焊料過(guò)多或過(guò)少等缺點(diǎn)會(huì)給隨即工序(元件貼裝)帶來(lái)橋接、短路和墓碑現(xiàn)象，使最終生產(chǎn)出來(lái)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性得不到確保。為此，大家越來(lái)越重視印刷后焊膏檢測(cè)。現(xiàn)在，表面組裝檢測(cè)設(shè)備制造廠家提供了多個(gè)不一樣印刷后檢測(cè)方法及多種不一樣焊膏沉積檢測(cè)設(shè)備，從價(jià)格相當(dāng)?shù)土止ぁ⒚摍C(jī)檢測(cè)設(shè)備到100000美元高級(jí)、高速在線檢測(cè)設(shè)備。應(yīng)在充足了解和權(quán)衡比較二維檢測(cè)設(shè)備和三維檢測(cè)設(shè)備之間、脫機(jī)檢測(cè)設(shè)備和在線檢測(cè)設(shè)各之間、樣品檢測(cè)和整塊板子檢測(cè)之間利弊后，為你自己組裝生產(chǎn)線選擇適用焊膏檢測(cè)設(shè)備。

1檢測(cè)使成本上升

電子行業(yè)教授們一致認(rèn)為焊接缺點(diǎn)是由焊膏印刷不良造成。所以，提升印刷質(zhì)量、或降低進(jìn)入下一步工序有缺點(diǎn)電路板數(shù)量，將有利于提升最終質(zhì)量，并經(jīng)過(guò)降低返修量和降低廢品率可實(shí)現(xiàn)降低成本目標(biāo)。

1．1盡早發(fā)覺(jué)缺點(diǎn)

經(jīng)對(duì)在線測(cè)試階段所檢測(cè)有缺點(diǎn)電路板返修或報(bào)廢品所帶來(lái)成本進(jìn)行了大約統(tǒng)計(jì)，發(fā)覺(jué)控制印刷工藝會(huì)給焊膏印刷帶來(lái)很多顯著優(yōu)點(diǎn)。任何一個(gè)缺點(diǎn)全部會(huì)消耗資金，而印刷后檢測(cè)只能幫助降低缺點(diǎn)數(shù)量，并不能根本消除缺點(diǎn)。不過(guò)，實(shí)際上在電路板成本沒(méi)有增加之前，在加工過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)，以求得盡早識(shí)別缺點(diǎn)，確實(shí)能夠降低由缺點(diǎn)所帶來(lái)額外成本，提升一次性檢驗(yàn)合格率對(duì)基礎(chǔ)生產(chǎn)線起到很大作用。

清洗電路板方便再利用要比返修或重新測(cè)試成本低得多。在印刷后對(duì)缺點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)成本估量為0.45美元，在在線測(cè)試后修復(fù)一樣缺點(diǎn)成本近似30美元。不考慮美元比價(jià)，這種關(guān)系仍保持不變。所以，在加工過(guò)程中盡早發(fā)覺(jué)缺點(diǎn)不是什么麻煩事，而是節(jié)省成本一個(gè)良好契機(jī)。

1．2提升可靠性

在印刷工藝中附加檢測(cè)工序可提升組裝后電路板可靠性，原因有兩個(gè)：首先，檢測(cè)降低了返修量，另外；返修后焊點(diǎn)易于損壞，而且比合格焊點(diǎn)更易破裂。其次，焊膏量不足也有可能形成易破裂焊點(diǎn)，即使當(dāng)初能夠經(jīng)過(guò)在線測(cè)試，可是以后也會(huì)斷裂。

有這兩種問(wèn)題電路板雖全部能經(jīng)過(guò)最終測(cè)試，卻輕易在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障。成品中存在這些問(wèn)題會(huì)使用戶不滿意或使保修費(fèi)很高。

1．3必需檢測(cè)

因?yàn)楦芤€間距、更小球柵陣列焊球和更正確印刷間隙要求，使更多PCB組裝廠家在組裝工藝中增加了焊膏檢測(cè)工序。而在部分協(xié)議組裝廠，是依據(jù)用戶要求才增設(shè)檢測(cè)步驟。

依據(jù)技術(shù)要求，而必需實(shí)施焊膏檢測(cè)時(shí)，那么下一步就是確定哪一個(gè)檢測(cè)設(shè)備最適合于特定應(yīng)用。

2選擇檢測(cè)設(shè)備

可在多個(gè)制造廠家中選購(gòu)焊膏檢測(cè)設(shè)備。每個(gè)制造廠家全部提供有不一樣速度、性能和價(jià)格檢測(cè)設(shè)備，不過(guò)全部報(bào)導(dǎo)了焊膏高度、體積和面積測(cè)量結(jié)果(表1)

印刷后檢測(cè)設(shè)備關(guān)鍵有兩類：人工脫機(jī)檢測(cè)設(shè)備，包含視覺(jué)檢測(cè)和臺(tái)式測(cè)量工具；自動(dòng)在線檢測(cè)設(shè)備，包含內(nèi)置于印刷機(jī)中樣品檢測(cè)系統(tǒng)和整塊印制板掃描檢測(cè)設(shè)備。

2．1視覺(jué)檢測(cè)

長(zhǎng)久以來(lái)一直使用視覺(jué)檢測(cè)這種簡(jiǎn)單方法就足以確定樣品“合格或不合格”，直到今天更小器件、更高引線數(shù)和更細(xì)間距元件問(wèn)世，才使得這種方法不適用了。使用發(fā)光放大鏡或校準(zhǔn)顯微鏡，由經(jīng)培訓(xùn)操作人員檢驗(yàn)樣品印制板，并確定什么時(shí)候需進(jìn)行校正操作。視覺(jué)檢測(cè)在工藝監(jiān)測(cè)中是成本最低一個(gè)方法，而且在印刷工藝中其校正操作步騾成本是最合理。

不過(guò)，視覺(jué)檢測(cè)方法帶有大家主觀意識(shí)：操作人員和操作人員之間檢測(cè)結(jié)果是不一樣。視覺(jué)檢測(cè)工具沒(méi)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，不能夠給出工藝控制所需數(shù)據(jù)。從實(shí)際情況來(lái)看，伴隨超細(xì)間距和BGA器件不停普及，也就不再使用視覺(jué)檢測(cè)方法，因?yàn)樗巡辉偈潜O(jiān)測(cè)印刷工藝行之有效方法。

2．2人工激光檢測(cè)

為降低缺點(diǎn)，下一步操作是使用人工臺(tái)式艙機(jī)檢測(cè)設(shè)備。這些測(cè)量工具使用了非接觸式激光技術(shù)來(lái)測(cè)量焊膏高度和統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過(guò)對(duì)操作人員稍微進(jìn)行一下培訓(xùn)，這些設(shè)備通常就可產(chǎn)生一致性結(jié)果，不會(huì)因?yàn)椴僮魅藛T不一樣而使檢測(cè)結(jié)果也不一樣。

激光三維檢測(cè)設(shè)備使用激光束建立測(cè)量參考點(diǎn)。這種設(shè)備可匯報(bào)在激光束所照射到焊盤上某個(gè)點(diǎn)時(shí)測(cè)量單一焊膏高度，通常為焊盤中心。這種類型測(cè)試儀還可用焊盤長(zhǎng)度乘以焊盤寬度得出面積測(cè)量值。然后，將面積測(cè)量值乘以高度測(cè)量值，即可計(jì)算出體積測(cè)量值。

脫機(jī)檢測(cè)設(shè)備使用基礎(chǔ)工藝控制是將樣品電路板從生產(chǎn)線中卸下來(lái)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量，并統(tǒng)計(jì)下檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。新PC式檢測(cè)設(shè)備可將數(shù)據(jù)存放起來(lái)，提供給SPC(統(tǒng)計(jì)工藝控制)進(jìn)行分析。然而，在印刷其它有缺點(diǎn)電路板之前，脫機(jī)檢測(cè)設(shè)備還不能立即查出缺點(diǎn)。

2.3內(nèi)置于印刷機(jī)中自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

幾家印刷機(jī)制造廠推出了內(nèi)置式二維和三維焊膏檢測(cè)系統(tǒng)或故障查找系統(tǒng)。然而，內(nèi)置于印刷機(jī)中檢測(cè)系統(tǒng)和絲網(wǎng)印刷機(jī)共享硬件，因?yàn)榻z印機(jī)必需在暫停狀態(tài)下才能進(jìn)行檢測(cè)，所以降低了印刷速度。

大多數(shù)內(nèi)置式檢測(cè)系統(tǒng)全部使用攝相視覺(jué)技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)焊膏面積、覆蓋率和校準(zhǔn)。除了檢測(cè)印記外，還可用這個(gè)攝相機(jī)檢驗(yàn)絲網(wǎng)，查看模板開(kāi)口是否阻塞和焊膏過(guò)多。

部分印刷機(jī)制造廠家給印刷機(jī)增設(shè)了體積測(cè)量功效，其方法是將激光束高度測(cè)量和視覺(jué)系統(tǒng)相結(jié)合，這么，將面積乘以一個(gè)中等焊盤高度測(cè)量值，即可計(jì)算出體積。這種方法可反復(fù)性差，有時(shí)可監(jiān)測(cè)到可能會(huì)產(chǎn)生在焊盤末端焊盤缺點(diǎn)，但不能識(shí)別磚形焊料不規(guī)則性。

2．4自動(dòng)三維在線樣品檢測(cè)設(shè)備

和內(nèi)置在印刷機(jī)中檢測(cè)系統(tǒng)相比，自動(dòng)在線樣品檢測(cè)設(shè)備有兩個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)。首先，因?yàn)檫@種設(shè)備是獨(dú)立系統(tǒng)，所以能夠不利用印刷機(jī)硬件，不需要停機(jī)就可進(jìn)行檢測(cè)。其次，樣品檢測(cè)設(shè)備測(cè)量性能使你能夠取得正確、可反復(fù)測(cè)量結(jié)果。

而印刷后在線檢測(cè)設(shè)備不能測(cè)量每塊印制板上每個(gè)焊盤，為搜集SPC數(shù)據(jù)，這種設(shè)備應(yīng)用有效統(tǒng)計(jì)技術(shù)可檢測(cè)出很多板子上現(xiàn)場(chǎng)操作出現(xiàn)關(guān)鍵問(wèn)題。由IBM企業(yè)一名工藝開(kāi)發(fā)工程師進(jìn)行一項(xiàng)研究證實(shí)將樣品檢測(cè)設(shè)備用于BGA焊盤是綽綽有余。但仍然存在有偶然發(fā)生缺點(diǎn)可能性，實(shí)際上，缺點(diǎn)率比末經(jīng)檢測(cè)缺點(diǎn)率低得多。

印刷后常見(jiàn)樣品檢測(cè)設(shè)備是在線上設(shè)計(jì)，安裝在傳送帶上，緊接在絲網(wǎng)印刷機(jī)后面，連續(xù)檢測(cè)印刷工藝中用戶要求檢測(cè)樣品(通常為細(xì)間隙或BGA)。檢測(cè)設(shè)備可將實(shí)際焊盤測(cè)量值和預(yù)置參數(shù)進(jìn)行比較，并通知操作人員焊膏印記何時(shí)偏離預(yù)先要求范圍。

樣品檢測(cè)設(shè)備不一樣于激光臺(tái)式和整塊印制板掃描設(shè)備，其使用了配置有探測(cè)器光敏器件，能連續(xù)拍攝目標(biāo)焊膏印記快印圖片。該圖像可建立檢測(cè)區(qū)域高分辨率外觀圖。先求出全部高度數(shù)據(jù)總和，并乘以己知圖像面積即可計(jì)算出焊膏體積。

和整塊印制板掃描設(shè)備比較，樣品檢測(cè)設(shè)備有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，能夠在幾分鐘之內(nèi)對(duì)其進(jìn)行預(yù)置并編程，而整塊印制板掃描設(shè)備可能需要多個(gè)小時(shí)進(jìn)行預(yù)置。設(shè)置后，經(jīng)培訓(xùn)人員就能監(jiān)測(cè)樣品檢測(cè)設(shè)備，不需含有工程技能。搜集數(shù)據(jù)自動(dòng)顯示在監(jiān)視器上供操作人員觀看，并以標(biāo)準(zhǔn)格式存放起來(lái)方便深入分析。其次，可依據(jù)檢測(cè)速度和生產(chǎn)線速度匹配情況調(diào)整檢測(cè)樣品數(shù)量，這么在檢測(cè)中就不會(huì)花費(fèi)太多時(shí)間。最終，配置燈技術(shù)可對(duì)有缺點(diǎn)傾向位置進(jìn)行正確測(cè)量。

其缺點(diǎn)是：因?yàn)闃悠窓z測(cè)設(shè)備不能檢測(cè)每塊印制板上每個(gè)位置，缺點(diǎn)漏檢機(jī)會(huì)高。在規(guī)則圖形中不會(huì)出現(xiàn)定義偶然缺點(diǎn)；當(dāng)使用樣品檢測(cè)技術(shù)時(shí)，仍然有可能存在漏檢現(xiàn)象。

2．5自動(dòng)在線整塊印制板檢測(cè)設(shè)備

高速整塊印制板檢測(cè)設(shè)備是這一領(lǐng)域最高級(jí)設(shè)備，其能評(píng)定每塊印制板上每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。這種設(shè)備成本高，不過(guò)速度很快、而且能夠檢測(cè)在生產(chǎn)線上運(yùn)行整塊印制板。

整塊印制板檢測(cè)設(shè)備利用激光束進(jìn)行逐條生產(chǎn)線上整塊印制板掃描，搜集每個(gè)焊盤全部測(cè)量數(shù)據(jù)，并將實(shí)際測(cè)量值和須置合格極限值進(jìn)行比較。這種設(shè)備可檢驗(yàn)多種不一樣類型印記，包含偶然出現(xiàn)缺點(diǎn)，如；由模板開(kāi)口堵塞引發(fā)焊盤漏印。全掃描還可顯示出焊膏沉積圖形印記，包含坍塌、凹陷和焊料隆起。

整塊印制板檢測(cè)設(shè)備關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)際上能夠指出每個(gè)印刷缺點(diǎn)位置，并能夠搜集板上每個(gè)焊盤實(shí)際高度、面積和體積數(shù)據(jù)。對(duì)于潛在成本較高缺點(diǎn)或是單元成本高情況，整塊印制板檢測(cè)是比較適用。應(yīng)用于汽車、軍事或航空領(lǐng)域印制電路板必需滿足高可靠性技術(shù)要求，常常需要100％檢測(cè)。

2.6自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)設(shè)備

自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備是現(xiàn)在唯一一個(gè)能夠和組裝生產(chǎn)線保持同時(shí)速度并行操作檢測(cè)焊膏沉積質(zhì)量設(shè)備。其每小時(shí)可檢測(cè)100000多個(gè)元件，也就是說(shuō)在線AOI設(shè)備可對(duì)板上沉積點(diǎn)進(jìn)行100％檢測(cè)。這種設(shè)備采取了圖像分析軟件、測(cè)量元件、確定其值及極性和確保貼裝精度邊緣視覺(jué)技術(shù)。應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)CAD和Gerberfile編程。還應(yīng)用了統(tǒng)計(jì)工藝控制(SPC)軟件工具，并建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，而且和返修工作站建立了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)。其和自動(dòng)在線整塊PCB檢測(cè)設(shè)備有很多相同功效。它最顯著特點(diǎn)是用途廣泛，不僅能夠檢測(cè)印刷質(zhì)量，還可檢測(cè)其它工序質(zhì)量，如：貼裝機(jī)精度等。在SMT生產(chǎn)線中放置AOI系統(tǒng)ByRayP.Prasad本文介紹多個(gè)檢驗(yàn)方法，分析了怎樣選擇在SMT生產(chǎn)線放置AOI系統(tǒng)位置。有多種檢驗(yàn)和測(cè)試方法使用在電子工業(yè)中。視覺(jué)檢驗(yàn)方法是最一般和低成本，但很依靠操作員。X射線方法成本高、速度慢，能力有限。自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)(AOI,automatedopticalinspection)速度較快但價(jià)格昂貴。在線測(cè)試(ICT,in-circuittest)和功效測(cè)試有時(shí)也作檢驗(yàn)工具使用，但其能力也是有限。本文，我將討論視覺(jué)和AOI方法。視覺(jué)檢驗(yàn)

最普遍和廣泛使用檢驗(yàn)方法是視覺(jué)檢驗(yàn)，使用2~10倍放大鏡或顯微鏡。J-STD-001要求對(duì)于引腳間距大于0.020"全部元件使用2~4倍檢驗(yàn)。對(duì)于引腳間距0.020"或以下密間距元件要求10倍放大系數(shù)。更高放大系數(shù)應(yīng)該只用作參考。視覺(jué)檢驗(yàn)關(guān)鍵問(wèn)題是，決定于操作員，所以，是主管。比如，假如相同裝配給不一樣檢察員，她們將匯報(bào)不一樣品質(zhì)水平。對(duì)這個(gè)情況一個(gè)一般反應(yīng)是降低人為原因，轉(zhuǎn)向眾多自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)中一個(gè)。自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)(AOI)

因?yàn)殡娮庸I(yè)元件進(jìn)入到更密間距個(gè)球柵陣列(BGA)元件，錫點(diǎn)視覺(jué)檢驗(yàn)已經(jīng)變得或很困難或不可能。還有，如前面所討論，甚至是在可行時(shí)候，視覺(jué)檢驗(yàn)也是很取決于操作員。所以，工業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)。市場(chǎng)上有很多系統(tǒng)，價(jià)格范圍很大。新機(jī)器不停介紹到市場(chǎng)。在選擇所需機(jī)器時(shí)，你需要決定你想要AOI系統(tǒng)作什么。比如，你想機(jī)器指出丟失元件、元件極性、貼裝精度、錫膏印刷或焊點(diǎn)品質(zhì)嗎？關(guān)鍵是記住，多數(shù)AOI機(jī)器當(dāng)用來(lái)確定錯(cuò)誤極性或丟失元件時(shí)工作正常，但用來(lái)正確地確定焊錫點(diǎn)品質(zhì)可能是具挑戰(zhàn)性。不管使用哪一個(gè)設(shè)備類型，通常AOI系統(tǒng)要求應(yīng)該包含精度、可反復(fù)性、速度、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)兼容性、和誤失效和誤接收(當(dāng)使用機(jī)器作錫點(diǎn)品質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)一個(gè)很普遍問(wèn)題)。有時(shí)，錯(cuò)誤認(rèn)為自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)可用來(lái)過(guò)程控制，經(jīng)過(guò)改變合適變量來(lái)實(shí)時(shí)地糾正缺點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)，現(xiàn)在這可能是有期望想法，因?yàn)楹芏嘈枰A(yù)防問(wèn)題改變?nèi)恳笕藶楦深A(yù)。實(shí)時(shí)地控制焊接點(diǎn)品質(zhì)唯一方法是，假如焊接和檢驗(yàn)系統(tǒng)集成在一起。用這么一個(gè)集成系統(tǒng)，焊接點(diǎn)或停止或繼續(xù)，取決于單個(gè)焊接點(diǎn)熱量輸入要求。在在傳統(tǒng)回流焊接工藝如對(duì)流中簡(jiǎn)直不可能?，F(xiàn)在，含有閉環(huán)檢驗(yàn)特征激光焊接系統(tǒng)能夠買得到，來(lái)達(dá)成這一目標(biāo)?？墒?，沒(méi)有真正能夠指出一個(gè)給定缺點(diǎn)和確定其原因系統(tǒng)。缺點(diǎn)分析可能要求人為干預(yù)和工程判定。比如，自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)很大程度上依靠焊點(diǎn)質(zhì)量和密度(少錫、多錫或無(wú)錫)。可是，有不止一個(gè)原因缺點(diǎn)可能永遠(yuǎn)不能只放入這三類中一類，以滿足自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)需要。少錫可能由空洞、焊接圓角不足或錫膏不足所引發(fā)。對(duì)這些缺點(diǎn)改善行動(dòng)是不一樣，需要人為判定和干預(yù)。檢驗(yàn)主導(dǎo)思想

有兩種檢驗(yàn)主導(dǎo)思想：缺點(diǎn)預(yù)防或缺點(diǎn)發(fā)覺(jué)。合適方法應(yīng)該是缺點(diǎn)預(yù)防，因?yàn)槠潢P(guān)鍵是在過(guò)程控制和經(jīng)過(guò)實(shí)施更正行動(dòng)來(lái)消除缺點(diǎn)。在這么一個(gè)方法中，AOI機(jī)器或放在SMT生產(chǎn)線錫膏印刷機(jī)以后，或放在元件貼裝以后。使用發(fā)覺(jué)哲學(xué)人把檢驗(yàn)機(jī)器放在SMT線很后方-在回流焊接爐以后。這是制造工藝中最終步驟，以確保沒(méi)有壞品逃出工廠。從主導(dǎo)思想上說(shuō)，很多人不認(rèn)同檢驗(yàn)預(yù)防方法。假如你同意這個(gè)思想，那么你應(yīng)該在生產(chǎn)線哪里放置AOI系統(tǒng)呢？第一個(gè)選擇是將AOI系統(tǒng)放在錫膏印刷正后面。因?yàn)楹芏嗳秉c(diǎn)和錫膏量和印刷品質(zhì)相關(guān)，這是AOI系統(tǒng)一個(gè)好位置。這么一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該監(jiān)測(cè)什么呢？只有錫膏X-Y尺寸，包含誤印或錫膏體積(X-Y-Z)？錫膏體積測(cè)量將比X-Y測(cè)量慢，但提供更有用數(shù)據(jù)。這個(gè)在一些應(yīng)用中比其它應(yīng)用更為關(guān)鍵。比如，對(duì)于陶瓷排列包裝，錫膏體積對(duì)達(dá)成所期望焊點(diǎn)品質(zhì)很關(guān)鍵。第二個(gè)選擇是把AOI系統(tǒng)直接放在射片機(jī)以后。這里，可檢驗(yàn)誤放或放錯(cuò)小元件，包含電阻和電容，和BGA和密間距元件錫膏品質(zhì)和體積，這些元件是用生產(chǎn)線內(nèi)射片機(jī)以后不一樣貼片機(jī)貼裝。使用其視覺(jué)能力，它們通常對(duì)較大包裝有愈加好精度。第三個(gè)選擇是將AOI系統(tǒng)放在密間距和BGA貼裝機(jī)器后面(回流之前)，來(lái)檢驗(yàn)誤放密腳、BGA和其它大元件。這是一個(gè)好位置，因?yàn)榇蠖鄶?shù)缺點(diǎn)和密腳元件相關(guān)。這些是對(duì)于預(yù)防哲學(xué)主張者選擇。假如你集中在發(fā)覺(jué)方法，你有第四個(gè)選擇-將AOI系統(tǒng)放在回流焊接以后，查找品質(zhì)差焊點(diǎn)。這對(duì)于那些想要確保不可接收焊點(diǎn)在發(fā)貨給最終用戶之前發(fā)覺(jué)到企業(yè)是一個(gè)好方法。第五個(gè)選擇是結(jié)合使用預(yù)防和發(fā)覺(jué)二者思想，將AOI系統(tǒng)放在每一個(gè)工藝步驟以后-錫膏印刷、射片機(jī)、BGA和密腳貼裝、和回流焊接。這個(gè)選擇可能是供不起。多數(shù)人有有限預(yù)算，必需決定在SMT線哪里放置系統(tǒng)。假如只購(gòu)置一臺(tái)AOI系統(tǒng)，你可能想要把它直接放在射片機(jī)以后，你能夠檢驗(yàn)兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題-較小元件誤貼裝或錯(cuò)誤和BGA和密腳元件錫膏品質(zhì)和體積。還有，這是決定整個(gè)品質(zhì)最關(guān)鍵位置。結(jié)論

錫點(diǎn)檢驗(yàn)是一個(gè)事后步驟。一個(gè)更有效方法是采取預(yù)防方法。即，實(shí)施過(guò)程控制來(lái)確保問(wèn)題不發(fā)生。這是否意味著檢驗(yàn)無(wú)須要呢？完全不是。檢驗(yàn)將不得不繼續(xù)完成缺點(diǎn)搜集反饋，以監(jiān)測(cè)工藝過(guò)程和實(shí)施改善行動(dòng)，所以問(wèn)題不會(huì)發(fā)生。AOI技術(shù)新突破ByBobRies本文介紹，自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)(AOI)，作為對(duì)在線測(cè)試(ICT)一個(gè)有用補(bǔ)充，正確地確定和識(shí)別在印刷電路板(PCB)上元件可變性，所以改善整個(gè)系統(tǒng)性能。對(duì)于今天越來(lái)越復(fù)雜PCB和固體元件，傳統(tǒng)ICT和功效測(cè)試編程正變得費(fèi)力和費(fèi)時(shí)。PCB制造商發(fā)覺(jué)，使用針床(bed-of-nails)測(cè)試夾具極難取得對(duì)密、細(xì)間距板測(cè)試探針物理空間。為復(fù)雜板編寫功效測(cè)試程序是一個(gè)令人敬畏任務(wù)，這些板測(cè)試夾具制造也是昂貴和費(fèi)時(shí)。為了克服這個(gè)障礙，AOI證實(shí)是對(duì)ICT和功效測(cè)試一個(gè)有力補(bǔ)充。人力檢察員還完成大部分檢驗(yàn)，不過(guò)越來(lái)越小電路板特征已經(jīng)使得手工檢驗(yàn)不可靠、主觀和輕易產(chǎn)生和手工裝配相關(guān)成本和質(zhì)量問(wèn)題。人力檢驗(yàn)可反復(fù)性水平低，尤其是一個(gè)操作員不一樣于另一個(gè)，視覺(jué)疲憊不可避免地造成疏忽缺點(diǎn)。因?yàn)檫@些原因，AOI逐步地在裝配線上替換人為檢驗(yàn)。對(duì)于PCB裝配，AOI優(yōu)點(diǎn)

視覺(jué)檢驗(yàn)特征和板上電子元件是直接了當(dāng)。元件和其下面PCB形狀、尺寸、顏色和表面特征是輪廓分明，元件能夠在板表面上可預(yù)見(jiàn)位置找到。因?yàn)檫@個(gè)簡(jiǎn)單性，PCB裝配自動(dòng)檢驗(yàn)在25年前成為計(jì)算機(jī)化圖象分析技術(shù)首例工業(yè)應(yīng)用。功效強(qiáng)度AOI技術(shù)證實(shí)是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試方法經(jīng)濟(jì)、可靠補(bǔ)充。AOI正成功地作為測(cè)量印刷機(jī)或元件貼裝機(jī)性能過(guò)程監(jiān)測(cè)工具。實(shí)際優(yōu)點(diǎn)包含：檢驗(yàn)和糾正PCB缺點(diǎn)，在過(guò)程監(jiān)測(cè)期間進(jìn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在最終測(cè)試和檢驗(yàn)以后進(jìn)行成本，通常達(dá)成十幾倍。過(guò)程表現(xiàn)趨勢(shì)-貼裝位移或不正確料盤安裝-能夠在整個(gè)過(guò)程較早時(shí)候發(fā)覺(jué)和糾正。沒(méi)有早期檢驗(yàn)，反復(fù)太多有相同缺點(diǎn)板將在功效測(cè)試和最終檢驗(yàn)期間被拒絕。當(dāng)AOI用于在元件貼放以后、回流之前元件貼裝檢驗(yàn)時(shí)，較早地發(fā)覺(jué)丟失、歪斜、無(wú)放元件或極性錯(cuò)誤元件，降低成本高回流后返修。回流焊接后AOI比用于焊點(diǎn)缺點(diǎn)，如錫橋、破裂焊點(diǎn)、干焊點(diǎn)和其它缺點(diǎn)，檢驗(yàn)X射線檢驗(yàn)成本低?？墒牵a點(diǎn)檢驗(yàn)無(wú)可爭(zhēng)辯地是基于運(yùn)算法則(Algorithm-based)AOI系統(tǒng)最困難任務(wù)，因?yàn)榭山邮胀獗碜兞糠秶鷱V。傳統(tǒng)AOI系統(tǒng)局限

基礎(chǔ)上，全部AOI方法可描述為，經(jīng)過(guò)一列攝像機(jī)或傳感器取得一塊板照明圖象并數(shù)字化，然后分析和和前面定義“好”圖象進(jìn)行比較。照明來(lái)自于一個(gè)范圍光源，如白光、發(fā)光二極管(LED)和激光。今天，有很多完善圖象分析技術(shù)，包含：模板比較(template-matching)(或自動(dòng)對(duì)比auto-correlation)、邊緣檢驗(yàn)(edge-detection)、特征提取(featureextraction)、灰度模型(graymodeling)、傅里葉分析(Fourieranalysis)、形狀、光學(xué)特征識(shí)別(OCR,opticalcharacterrecognition)、還有很多。每個(gè)技術(shù)全部有優(yōu)勢(shì)和局限。模板比較(Template-matching)

模板比較決定一個(gè)所期望物體圖像平均地看上去象什么，如片狀電容或QFP，并用該信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)剛性基于像素模板。這是橫越板圖像，在估計(jì)物體位置周圍，找出相同東西。當(dāng)相關(guān)區(qū)域全部點(diǎn)評(píng)定以后和找出模板和圖像之間有最小差異位置以后，停止搜尋。為每個(gè)要檢驗(yàn)物體產(chǎn)生這種模板，經(jīng)過(guò)在合適位置使用合適模板建立對(duì)整個(gè)板檢驗(yàn)程序，來(lái)查找全部要求元件。因?yàn)樵O少剛好匹配模板，模板是用一定數(shù)量許可誤差來(lái)確定匹配，只要當(dāng)元件圖像相當(dāng)靠近模板。假如模板太僵硬，可能產(chǎn)生對(duì)元件“誤報(bào)”。假如模板松散到接收大范圍可能變量，也會(huì)造成誤報(bào)。運(yùn)算法則(Algorithm)

常常，多個(gè)流行圖像分析技術(shù)結(jié)合在一個(gè)“處方”內(nèi)，形成一個(gè)運(yùn)算法則，尤其適合于特殊元件類型。在有很多元件復(fù)雜板上，這可能造成眾多不一樣運(yùn)算法則，要求工程師在需要改變或調(diào)整時(shí)作大量重新編程。比如，當(dāng)一個(gè)供給商修改一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件時(shí)，對(duì)該元件運(yùn)算法則處方可能需要調(diào)整，消耗珍貴編程時(shí)間。還有，相同元件類型外形可能改變很大，一個(gè)不一樣一個(gè)。伴隨時(shí)間過(guò)去，新改變出現(xiàn)，用戶必需調(diào)整或“扭轉(zhuǎn)”運(yùn)算法則來(lái)接納全部可能改變。比如，一個(gè)0805片電容，能夠分類為含有一定尺寸和矩形形狀，兩條亮邊中間包圍較黑色區(qū)域。然而，這個(gè)外部簡(jiǎn)單元件外形當(dāng)在一個(gè)單一生產(chǎn)運(yùn)行中光學(xué)檢驗(yàn)時(shí)能夠改變很大，圖一所表示。圖一、0805片電容外形改變傳統(tǒng)、基于運(yùn)算法則AOI方法常常太過(guò)嚴(yán)格，以致于不能接納合理改變，如對(duì)比度、尺寸、形狀和陰影。甚至不關(guān)鍵元件也可能難以可靠地查找和檢驗(yàn)，所以造成有元件而系統(tǒng)不能發(fā)覺(jué)“錯(cuò)誤拒絕”。還有，因?yàn)榭山邮蘸筒豢山邮請(qǐng)D像差異相當(dāng)細(xì)小，運(yùn)算法則不能區(qū)分，引發(fā)“錯(cuò)誤接收”，真正缺點(diǎn)不能發(fā)覺(jué)。為了處理部分這種問(wèn)題，用戶不得不在圖像分析領(lǐng)域要有合適見(jiàn)識(shí)。還有，傳統(tǒng)AOI要求不停和廣泛再編程。用戶需要常常調(diào)整其AOI方法，以接納合理改變。全部這些可花上一到兩天作細(xì)小扭轉(zhuǎn)，甚至幾周，當(dāng)對(duì)一個(gè)新板設(shè)計(jì)和優(yōu)化一個(gè)檢驗(yàn)程序時(shí)。有自調(diào)性、基于知識(shí)AOI

多個(gè)AOI供給商已經(jīng)打破圖像處理傳統(tǒng)方法，而正使用有自調(diào)性軟件技術(shù)。一個(gè)方法*是設(shè)計(jì)將用戶從運(yùn)算法則復(fù)雜性分開(kāi)。經(jīng)過(guò)顯示一系列要確定物體例子，該方法使用一個(gè)令人驚訝直截了當(dāng)數(shù)學(xué)技術(shù)，叫做統(tǒng)計(jì)外形建模技術(shù)(SAM,statisticalappearancemodeling)，來(lái)自動(dòng)計(jì)算出怎樣識(shí)別合理圖像改變。不象基于運(yùn)算法則方法，統(tǒng)計(jì)外形建模技術(shù)(SAM)使用自調(diào)性、基于知識(shí)軟件來(lái)計(jì)算出變量。這戲劇性地降低編程時(shí)間和實(shí)際上消除天天調(diào)整。實(shí)際上，這個(gè)方法通常返回誤報(bào)率比現(xiàn)有AOI方法好10~20倍。SAM是怎樣工作

在顯示了一個(gè)特殊物體一系列已知好樣板以后，SAM軟件建立一個(gè)該物體靈活數(shù)學(xué)模型。當(dāng)它檢驗(yàn)更多樣板時(shí)候，軟件不停地調(diào)整其估量，該物體應(yīng)該象什么？因?yàn)樽匀怀叽?、形狀、顏色和表面圖案改變，其外形可怎樣地合理改變？不象現(xiàn)有處方方法，它需要基于用戶認(rèn)為她們了解元件改變運(yùn)算法則，SAM是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方法，不要求使用者內(nèi)在了解或檢驗(yàn)系統(tǒng)決定。使用者在目標(biāo)物體周圍畫一個(gè)方塊，然后給AOI系統(tǒng)顯示一系列樣板。經(jīng)過(guò)觀察，SAM軟件立即建立在一個(gè)可接收物體中尋求什么具體模型。一個(gè)SAM模型是在訓(xùn)練周期期間建立，在這里存放和分析一個(gè)所期望元件類型樣板，確定最關(guān)鍵改變模式。這許可該AOI系統(tǒng)找出元件改變和未來(lái)可能改變方法特征。然后根據(jù)估計(jì)元件圖像來(lái)評(píng)定該SAM模型。假如元件外形在模型內(nèi)改變方法所定義極限之內(nèi)，軟件肯定元件存在，而且比較其位置公差。伴隨新樣板和圖像加入到SAM模型，該模型觀察改變并調(diào)整結(jié)合全部在好圖像中看到視覺(jué)差異。這也增加系統(tǒng)區(qū)分可接收和不可接收?qǐng)D像能力，使得誤報(bào)率伴隨系統(tǒng)學(xué)習(xí)越多而改善。不象使用剛性模板處方方法，SAM許可AOI機(jī)器自己決定一個(gè)元件哪個(gè)方面可能改變，改變多少，沒(méi)有使用者直接輸入。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，SAM系統(tǒng)必需看大約20塊PCB，才可看到它將要碰到大部分改變。在這個(gè)培訓(xùn)階段，使用者反饋是需要。軟件將標(biāo)識(shí)看上去要失效邊界線元件，要求使用者確定，方便SAM模型能夠?qū)?yīng)調(diào)整。精度、可反復(fù)性和靈活性

很多傳統(tǒng)AOI系統(tǒng)關(guān)鍵依靠識(shí)別元件邊緣來(lái)達(dá)成正確和可反復(fù)測(cè)量。一旦邊緣找到，利用這些邊緣對(duì)稱模型通常產(chǎn)生元件在板表面上坐標(biāo)?？墒?，用視覺(jué)技術(shù)極難找到邊緣。因?yàn)樵吘壊皇峭耆本€，將一條直線去配合這種邊緣企圖全部是有問(wèn)題。還有，邊緣傾向于是黑色背景上黑色區(qū)域，正確確實(shí)定會(huì)產(chǎn)生像素噪音變量。像素不能足夠小，以避免部分像素分割影響，像素分割就是一個(gè)物體細(xì)節(jié)坐落在兩個(gè)像素之間。使用基于邊緣處方方法，一個(gè)好視覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差大約為十分之一像素可反復(fù)性。可是，SAM技術(shù)提供標(biāo)準(zhǔn)偏差相當(dāng)于20分之一像素可反復(fù)性。元件位置上總變量小于一個(gè)像素十分之三，所以當(dāng)匹配到一個(gè)元件時(shí)，改善精度和可反復(fù)性。當(dāng)檢驗(yàn)一個(gè)特定元件類型時(shí)，SAM模型是內(nèi)在靈活。在吻合一個(gè)外形大不相同正當(dāng)元件時(shí)(如剛性傳統(tǒng)方法)，它會(huì)在X和Y軸上移動(dòng)，企圖經(jīng)過(guò)位置(唯一可變參數(shù))調(diào)整達(dá)成最好吻合。經(jīng)過(guò)將一個(gè)合適SAM模型吻合元件-其變量受控制，只許可實(shí)際上可發(fā)生哪些外形-外形調(diào)整到最好位置，而不要妥協(xié)X和Y位置。比如，一些可許可元件顏色變量是因?yàn)檎诒位蜻^(guò)分曝光臨近較大元件所引發(fā)，實(shí)際上用傳統(tǒng)運(yùn)算法則是不可能接納。因?yàn)镾AM計(jì)算出所許可圖像變更，所以使用者不需要依靠那些要求大量編程運(yùn)算法則，或供給商供給對(duì)不一樣元件運(yùn)算法則庫(kù)。(圖二)圖二、SAM調(diào)整最好元件位置和灰度變量SAM方法有效地識(shí)別元件和板上標(biāo)識(shí)和文字變量。傳統(tǒng)基于OCR技術(shù)極難應(yīng)付印刷質(zhì)量或外形改變，不過(guò)SAM方法把這種改變識(shí)別為只是合理改變另一個(gè)形式而已。立體視覺(jué)光學(xué)

傳統(tǒng)AOI系統(tǒng)不能完全接納PCB外形因?yàn)榫植繌澢a(chǎn)生自然三維(3-D)改變，圖三所表示。甚至物理上夾緊一塊板全部不能確保絕對(duì)平面性?，F(xiàn)有AOI方法通常使用遠(yuǎn)心(telecentric)透鏡來(lái)從光學(xué)上去掉視差和透視效果。因?yàn)楦叨壬贤敢曅Чサ袅?，在圖像邊緣上物體看上去好象和中間物體在同一平面上。即使這消除了光學(xué)視差錯(cuò)誤，不過(guò)應(yīng)該跟隨板表面弧形點(diǎn)和點(diǎn)之間測(cè)量成為跨過(guò)平面弦直線距離。這造成關(guān)鍵測(cè)量誤差和自動(dòng)去掉相關(guān)板表面形狀有價(jià)值信息。經(jīng)過(guò)將SAM技術(shù)和兩排攝像機(jī)立體視覺(jué)安排相結(jié)合，這個(gè)完整AOI系統(tǒng)可測(cè)量和接納物體和表面高度，結(jié)果在數(shù)學(xué)上使PCB變平。這些有角度攝像機(jī)提供物體兩個(gè)透視，然后計(jì)算PCB高度地圖或三維(3-D)表面拓?fù)鋱D形。在板上任何元件正確X和Y位置也經(jīng)過(guò)計(jì)入其在板表面高度來(lái)計(jì)算。部分AOI機(jī)器使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)板傳送帶來(lái)在攝像機(jī)下面移動(dòng)PCB，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單高頻熒光管來(lái)照明。伴隨板在傳送帶上按刻度移動(dòng)，在攝像機(jī)排列之下經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)將圖像立體象對(duì)排列組成一幅攝影鑲嵌圖(photo-mosaicimage)。然后這個(gè)攝影鑲嵌圖合成地變平和實(shí)時(shí)地分析。SAM自調(diào)性建模技術(shù)和立體視覺(jué)成像技術(shù)這種結(jié)合已經(jīng)顯示出優(yōu)越于現(xiàn)有AOI技術(shù)精度和可反復(fù)性。這個(gè)新AOI技術(shù)已經(jīng)證實(shí)是理想地使用于精密和可靠貼裝后和回流前元件確定和PCB檢驗(yàn)。結(jié)論

現(xiàn)有AOI基于運(yùn)算法則系統(tǒng)對(duì)于處剪發(fā)生在今天PCB和固態(tài)元件中外形改變程度是有困難。它們依靠軟件運(yùn)算法則，需要不停調(diào)整，而且要求專業(yè)工程人員來(lái)保持其成功地運(yùn)行。可是，SAM建模技術(shù)和立體視覺(jué)機(jī)器技術(shù)結(jié)合提供內(nèi)置靈活性，來(lái)正確地確定和識(shí)別在PCB上元件外形合理改變。這改善了整個(gè)系統(tǒng)性能，降低誤報(bào)，降低用戶編程介入，和實(shí)際上消除行進(jìn)中軟件工程支持需要。處理優(yōu)異技術(shù)板：將X光和ICT結(jié)合ByEdCrane,EdKinneyandBillJeffrey本文介紹，將在線測(cè)試和自動(dòng)X光檢驗(yàn)結(jié)合可幫助你降低整體成本，改善產(chǎn)品質(zhì)量和加速抵達(dá)市場(chǎng)時(shí)間。為大型、高密度印刷電路板裝配(PCBA,printedcircuitboardassembly)發(fā)展一個(gè)穩(wěn)健測(cè)試策略是關(guān)鍵，以確保和設(shè)計(jì)符合和功效。除了這些復(fù)雜裝配建立和測(cè)試之外，單單投入在電子零件中金錢可能是很高-當(dāng)一個(gè)單元到最終測(cè)試時(shí)可能達(dá)成25,000美元。因?yàn)檫@么高成本，查找和修理裝配問(wèn)題現(xiàn)在比其過(guò)去甚至是更為關(guān)鍵步驟。今天更復(fù)雜裝配大約18平方英寸，18層；在頂面和底面有2900多個(gè)元件；含有6000個(gè)電路節(jié)點(diǎn)；有超出0個(gè)焊接點(diǎn)需要測(cè)試。

在朗訊加速制造工廠(N.Andover,MA)，制造和測(cè)試藝術(shù)級(jí)PCBA和完整傳送系統(tǒng)。超出5000節(jié)點(diǎn)數(shù)裝配對(duì)我們是一個(gè)關(guān)注，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)靠近我們現(xiàn)有在線測(cè)試(ICT,incircuittest)設(shè)備資源極限(圖一)。我們現(xiàn)在制造大約800種不一樣PCBA或“節(jié)點(diǎn)”。在這800種節(jié)點(diǎn)中，大約20種在5000~6000個(gè)節(jié)點(diǎn)范圍?？墒牵@個(gè)數(shù)快速增加。

新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目要求愈加復(fù)雜、更大PCBA和更緊密包裝。這些要求挑戰(zhàn)我們建造和測(cè)試這些單元能力。更深入，含有更小元件和更高節(jié)點(diǎn)數(shù)更大電路板可能將會(huì)繼續(xù)。比如，現(xiàn)在正在畫電路板圖一個(gè)設(shè)計(jì)，有大約116000個(gè)節(jié)點(diǎn)、超出5100個(gè)元件和超出37800個(gè)要求測(cè)試或確定焊接點(diǎn)。這個(gè)單元還有BGA在頂面和底面，BGA是緊接著。使用傳統(tǒng)針床測(cè)試這個(gè)尺寸和復(fù)雜性板，ICT一個(gè)方法是不可能。

在制造工藝，尤其是在測(cè)試中，不停增加PCBA復(fù)雜性和密度不是一個(gè)新問(wèn)題。意識(shí)到增加ICT測(cè)試夾具內(nèi)測(cè)試針數(shù)量不是要走方向，我們開(kāi)始觀察可替換電路確定方法。看到每百萬(wàn)探針不接觸數(shù)量，我們發(fā)覺(jué)在5000個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，很多發(fā)覺(jué)錯(cuò)誤(少于31)可能是因?yàn)樘结樈佑|問(wèn)題而不是實(shí)際制造缺點(diǎn)(表一)。所以，我們著手將測(cè)試針數(shù)量降低，而不是上升。盡管如此，我們制造工藝品質(zhì)還是評(píng)定到整個(gè)PCBA。我們決定使用傳統(tǒng)ICT和X射線分層法相結(jié)合是一個(gè)可行處理方案。表一、達(dá)成可接收假陰率(false-negativerate)要求探針接觸質(zhì)量，當(dāng)夾含有幾千個(gè)針時(shí)是不可能維持

5.55.65.75.85.96<=Sigma針數(shù)31.720.613.38.55.43.4<=PPM0000000

5001.6%1.0%0.7%0.4%0.3%0.2%

10003.2%2.1%1.3%0.9%0.5%0.3%

15004.8%3.1%2.0%1.3%0.8%0.5%

6.3%4.1%2.7%1.7%1.1%0.7%

25007.9%5.2%3.3%2.1%1.4%.0.9%

30009.5%6.2%4.0%2.6%1.6%1.0%

350011.1%7.2%4.7%3.0%1.9%1.2%

400012.7%8.2%5.3%3.4%2.2%1.4%

450014.3%9.3%6.0%3.8%2.4%1.5%

500015.9%10.3%6.7%4.3%2.7%1.7%

550017.4%11.3%7.3%4.7%3.0%1.9%

600019.0%12.4%8.0%5.1%3.2%2.0%

650020.6%13.4%8.6%5.5%3.5%2.2%

700022.2%14.4%9.3%6.0%3.8%2.4%

公式：(100塊板xPPM率x針數(shù))/(1M*100)=100板產(chǎn)生一個(gè)誤報(bào)%測(cè)試策略

我們整體測(cè)試策略大部分依靠邊界掃描，它提供一個(gè)部分處理方案。很多元件在ICT不能確定，很多復(fù)雜ASIC有很多必需確定電源和接地引腳。這些引腳開(kāi)路可能造成長(zhǎng)久可靠性問(wèn)題。我們采取測(cè)試策略是使用自動(dòng)X射線分層檢驗(yàn)系統(tǒng)確定整個(gè)板上每個(gè)焊接點(diǎn)可接收性。在這個(gè)策略中，生產(chǎn)PCBA全部經(jīng)過(guò)X光系統(tǒng)。有缺點(diǎn)板經(jīng)過(guò)修理站進(jìn)行更正行動(dòng)和重檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)PCBA進(jìn)入在線電路板測(cè)試系統(tǒng)作深入測(cè)試。這個(gè)策略在對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)中優(yōu)異技術(shù)裝配實(shí)施最終階段。設(shè)計(jì)模型或開(kāi)發(fā)/原型階段PCBA只經(jīng)過(guò)焊接點(diǎn)完整性X光檢驗(yàn)，因?yàn)樵诰€測(cè)試機(jī)測(cè)試夾具和/或測(cè)試程序通常這時(shí)還沒(méi)有。

使用生產(chǎn)X光檢驗(yàn)進(jìn)行模型評(píng)定，許可診療技術(shù)員排除焊點(diǎn)相關(guān)問(wèn)題，如開(kāi)路、短路、元件丟失、少錫和部分極性方向問(wèn)題。這個(gè)新工藝已經(jīng)節(jié)省時(shí)間和金錢?，F(xiàn)在，為模型開(kāi)發(fā)進(jìn)行制造測(cè)試趨向于大約和生產(chǎn)運(yùn)行相同規(guī)模。模型運(yùn)行可能在150個(gè)單元范圍，高端PCBA生產(chǎn)運(yùn)行在200個(gè)單元范圍。

我們PCBA使用自動(dòng)貼片機(jī)器完成，手工連接器貼裝和手工面板裝配。使用X光和ICT技術(shù)測(cè)試完成裝配，來(lái)確定我們工藝。測(cè)試程序確保正確零件已經(jīng)以正確位置和方向放在板上，X光決定全部焊接點(diǎn)已經(jīng)形成。這時(shí)功效還沒(méi)有確定。接收板經(jīng)營(yíng)單位選擇是否做整板功效測(cè)試。這個(gè)決定是在單個(gè)板基礎(chǔ)上作出。其次，PCBA安裝到架子內(nèi)，架子放入框內(nèi)，框和框連接。最終，整個(gè)系統(tǒng)功效測(cè)試，全部裝配在最終系統(tǒng)測(cè)試期間接收功效測(cè)試。在合適測(cè)試以后，系統(tǒng)發(fā)送到最終用戶。X光/ICT相互作用

超出5200個(gè)ICT機(jī)器節(jié)點(diǎn)限制PCBA是不可能使用傳統(tǒng)針床夾具ICT測(cè)試。而且，我們沒(méi)有裝配可在在線測(cè)試機(jī)上完全測(cè)試。通常，10~15%板關(guān)鍵電路不能測(cè)試。比如，旁路電容和ASIC元件電源和接地引腳對(duì)DC級(jí)測(cè)量是不可見(jiàn)。因?yàn)檫@些節(jié)點(diǎn)不能用通常ICT測(cè)試，我們使用了X射線分層工藝。在使用X光之前，大板上覆蓋率在60~70%之間。在測(cè)試測(cè)量中包含X光提供99%測(cè)試覆蓋。對(duì)于經(jīng)過(guò)X光系統(tǒng)確定焊點(diǎn)完整性元件，我們假設(shè)遵照了前面工序確保板上貼裝正確元件。

另外，我們必需確定板是結(jié)構(gòu)上連接-全部焊接點(diǎn)正確連接而且沒(méi)有內(nèi)部短路或開(kāi)路存在。這是由X射線檢驗(yàn)來(lái)完成。

對(duì)于ASICICT，相當(dāng)廣泛地使用邊界掃描，它許可我們測(cè)試機(jī)快速地讀入ASICID寄存器。假如成功，邊界掃描顯示ASIC在位置上并方向正確。前面確定焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)完整性降低針床夾具需要接觸節(jié)點(diǎn)數(shù)量。ICT將不需要切換每一個(gè)ASIC引腳來(lái)確定其是否開(kāi)路。

經(jīng)過(guò)使用專門X射線分層檢驗(yàn)系統(tǒng)，我們已經(jīng)能夠平均降低40%所要求節(jié)點(diǎn)數(shù)量。ICT節(jié)點(diǎn)數(shù)降低，降低夾具復(fù)雜性和成本，也得到更少誤報(bào)，這使得板愈加快速地經(jīng)過(guò)我們返修和制造工序。使用X射線也將ICT處第一次經(jīng)過(guò)合格率增加20%。使用X射線/ICT結(jié)合測(cè)量已經(jīng)降低整體成本，改善可靠性和輸出產(chǎn)品品質(zhì)。許可產(chǎn)品愈加快出貨。X射線/ICT測(cè)量未來(lái)現(xiàn)在，在我們生產(chǎn)線上只有一少部分板超出5200個(gè)節(jié)點(diǎn)ICT限制。我們估計(jì)在很快未來(lái)該百分比會(huì)穩(wěn)定增加。

還有，伴隨我們?nèi)〉媒?jīng)驗(yàn)和增加X(jué)射線能力，我們可能將我們新測(cè)量應(yīng)用到節(jié)點(diǎn)數(shù)低至2500個(gè)節(jié)點(diǎn)PCBA。因?yàn)楝F(xiàn)在存在于4000~5000個(gè)節(jié)點(diǎn)范圍板合格率問(wèn)題，這些問(wèn)題是因?yàn)樘结樈佑|問(wèn)題而不是實(shí)際裝配問(wèn)題，我們估計(jì)使用X射線/ICT相結(jié)合測(cè)量能夠看到一個(gè)改善。

早在九十年代，我們決定標(biāo)準(zhǔn)化ICT系統(tǒng)選擇，我們測(cè)試工程師可作三種配制，而不是一個(gè)開(kāi)口測(cè)量。我們分1900個(gè)節(jié)點(diǎn)、3900個(gè)節(jié)點(diǎn)和5200個(gè)節(jié)點(diǎn)配制?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)升級(jí)幾乎每一個(gè)測(cè)試達(dá)成3900或5200個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，傾向于5200個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。

X射線分層法和ICT技術(shù)相結(jié)合深入使用是理想，因?yàn)槊恳粋€(gè)技術(shù)全部賠償另一技術(shù)缺點(diǎn)。X射線關(guān)鍵集中在焊點(diǎn)質(zhì)量。它也可確定元件是否存在，但不能確定元件是否正確，方向和數(shù)值是否正確。其次，ICT可決定元件方向和數(shù)值但不能決定焊接點(diǎn)是否可接收，尤其是在大表面貼裝元件包裝下面。

在很快未來(lái)，我們期望在看到電路原理圖時(shí)立即能夠決定對(duì)新電路設(shè)計(jì)測(cè)試測(cè)量。這時(shí)，對(duì)高節(jié)點(diǎn)數(shù)原理圖，我們可決定哪些節(jié)點(diǎn)應(yīng)該用ICT，哪部分節(jié)點(diǎn)應(yīng)該用X射線。現(xiàn)在，我們直到一個(gè)設(shè)計(jì)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中相對(duì)清楚時(shí)才可作出決定。

理想地，軟件可產(chǎn)生X光和在線測(cè)試技術(shù)，ICT測(cè)試程序應(yīng)該相當(dāng)?shù)匦?。測(cè)試測(cè)量信息能夠放在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)布局系統(tǒng)，包含較少數(shù)量要求測(cè)試焊盤特征節(jié)點(diǎn)。測(cè)試焊盤降低一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)是板面資源節(jié)省，使得布局任務(wù)愈加輕易。針床夾具也應(yīng)該伴隨接觸探針降低而簡(jiǎn)化；一樣降低測(cè)試針和其目標(biāo)接觸不良可能性。簡(jiǎn)而言之，用復(fù)雜性更低程序和夾具可達(dá)成愈加好缺點(diǎn)覆蓋率。在線測(cè)試怎樣工作在線測(cè)試(ICT)是經(jīng)過(guò)探測(cè)分布于板表面測(cè)試點(diǎn)來(lái)確定一個(gè)電路子裝配電氣完整性過(guò)程。對(duì)于自動(dòng)測(cè)試，探針是安裝于一塊厚苯酚板上彈簧加力“針”，分別連線到一個(gè)開(kāi)關(guān)矩陣。開(kāi)關(guān)矩陣是繼電器排列，將合適針連接到測(cè)試程序中每一步所要求電流源和電壓測(cè)量?jī)x器。

帶有成百上千彈簧針苯酚板組成一個(gè)針床，測(cè)試工程師采取了“針床夾具”名詞來(lái)叫這個(gè)板。每個(gè)針全部有定位，使適當(dāng)板放在夾具上，由真空裝置拉下時(shí)，針全部接觸其目標(biāo)測(cè)試點(diǎn)，而不短路到相鄰電流結(jié)構(gòu)。

ICT能夠確定導(dǎo)電路線存在，排除短路可能性，測(cè)量單個(gè)電阻和電感器，檢驗(yàn)二極管、三極管和集成電路存在和方向。ICT通常不能決定極性電容極性或確定丟失旁路電容?？墒?，它可發(fā)覺(jué)短路電容和開(kāi)路電感器?；A(chǔ)ICT多年來(lái)伴隨克服優(yōu)異技術(shù)局限技術(shù)而改善。比如，當(dāng)集成電路變得太大以至于不可能為相當(dāng)電路覆蓋率提供探測(cè)目標(biāo)時(shí)，ASIC工程師開(kāi)發(fā)了邊界掃描技術(shù)。邊界掃描(boundaryscan)提供一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)確定在不許可探針地方元件連接。額外電路設(shè)計(jì)到IC內(nèi)面，許可元件以簡(jiǎn)單方法和周圍元件通信，以一個(gè)輕易檢驗(yàn)格式顯示測(cè)試結(jié)果。

另一個(gè)無(wú)矢量技術(shù)(vectorlesstechnique)將交流(AC)信號(hào)經(jīng)過(guò)針床施加到測(cè)試中元件。一個(gè)傳感器板靠住測(cè)試中元件表面壓住，和元件引腳框形成一個(gè)電容，將信號(hào)偶合到傳感器板。沒(méi)有偶合信號(hào)表示焊點(diǎn)開(kāi)路。

用于大型復(fù)雜板測(cè)試程序人工是很大。幸好，自動(dòng)測(cè)試程序產(chǎn)生(ATPG,automatedtestprogramgeneration)軟件可基于PCBACAD數(shù)據(jù)和裝配于板上元件規(guī)格庫(kù)，自動(dòng)地設(shè)計(jì)所要求夾具和測(cè)試程序。即使這些技術(shù)幫助簡(jiǎn)單程序生成時(shí)間，但高節(jié)點(diǎn)數(shù)測(cè)試程序論證還是一個(gè)費(fèi)時(shí)和技術(shù)挑戰(zhàn)性努力。X射線分層法怎樣工作PCBA制造基礎(chǔ)上是將預(yù)制元件焊接到預(yù)制印刷電路板上。理論上，只要正確元件以正確方向放在正確位置，并以良好焊點(diǎn)電氣連接，PCBA將按設(shè)計(jì)一樣運(yùn)行。所以，對(duì)于一個(gè)PCBA制造商測(cè)試問(wèn)題歸結(jié)為確保焊接點(diǎn)質(zhì)量-一個(gè)結(jié)構(gòu)性檢驗(yàn)。

當(dāng)焊接點(diǎn)隱藏于大集成電路(IC)包裝下面，檢驗(yàn)就要求X光。X光可滲透IC包裝但被密度大得多鉛基焊錫所吸收，留下影子一樣圖象?？墒?，一個(gè)簡(jiǎn)單X光影象會(huì)被分布在IC內(nèi)部結(jié)構(gòu)中和多層電路板層中金屬導(dǎo)體所混淆。當(dāng)PCBA在兩面有電路時(shí)情況變得更差。

X射線分層法，或3維X光，是一個(gè)用于隔離PCBA內(nèi)水平面技術(shù)，使得它們能夠分別檢驗(yàn)。和陰影圖一樣，該技術(shù)從X射線平行光源和圖象感應(yīng)器排列開(kāi)始。不象陰影圖技術(shù)(shadowgraph)，分層X(jué)光束以一個(gè)角度穿過(guò)板。感應(yīng)器直接在板結(jié)構(gòu)底下在視覺(jué)范圍內(nèi)，但偏移來(lái)截至以一角度來(lái)X射線束。

在成像過(guò)程中，感應(yīng)器和光源二者全部繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)視覺(jué)區(qū)(FOV,fieldofview)。圖像模糊引發(fā)在圖象面結(jié)構(gòu)顯得靜止，而圖像面上或下物體在圓周運(yùn)動(dòng)中快速移動(dòng)，看上去不聚焦，快速?gòu)囊曇跋А＿@個(gè)現(xiàn)象類似于“穿過(guò)”飛機(jī)旋轉(zhuǎn)螺旋槳來(lái)看。

基于得到圖象細(xì)節(jié)，計(jì)算機(jī)運(yùn)算法則可決定焊點(diǎn)圓角確實(shí)切形狀，超出焊點(diǎn)內(nèi)空洞。它也可計(jì)算焊錫量。這些測(cè)量全部可顯示焊接點(diǎn)品質(zhì)。該技術(shù)也可用來(lái)查找可能引發(fā)短路錫橋。高清楚度X光檢驗(yàn)用于改善合格率ByLukeC.Kensen本文介紹，合約電子制造商正轉(zhuǎn)向使用X光檢驗(yàn)來(lái)改善產(chǎn)品質(zhì)量和合格率。其挑戰(zhàn)存在于將要用于制造合格率新數(shù)據(jù)快速搜集和分析。合約制造商(CM,contractmanufacturer)已經(jīng)成為X光成像系統(tǒng)一個(gè)大市場(chǎng)，在資金數(shù)量和銷售單位數(shù)量?jī)煞矫嫒渴?。這些系統(tǒng)通常是非在線(off-line)，放在SMT工藝裝配線后面，用于在價(jià)值增加以后但剛好通孔(through-hole)工藝之前檢驗(yàn)?？墒?，在線(on-line)系統(tǒng)正變得越來(lái)越普遍，伴隨X光和自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)(AOI,automatedopticalinspection)系統(tǒng)結(jié)合。在這個(gè)比較新機(jī)器視覺(jué)(machine-vision)市場(chǎng)背后動(dòng)力是球柵陣列(BGA,ballgridarray)和其它區(qū)域排列元件增加使用，和期望合格率改善和作為對(duì)印刷電路板(PCB)制造商首要利益關(guān)注快速返工修理。

在測(cè)試運(yùn)作期間，一個(gè)經(jīng)典PCB制造商所產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)和巨大產(chǎn)量大大地激發(fā)了在合格率改善中這個(gè)愛(ài)好。伴隨自動(dòng)檢驗(yàn)儀器改善，數(shù)據(jù)量繼續(xù)增加。改善缺點(diǎn)或失效分析工具已經(jīng)帶來(lái)改善數(shù)據(jù)正確性?？焖俅_定、搜集、分析和返修即是優(yōu)勢(shì)也是所期望，因?yàn)槊總€(gè)全部降低因?yàn)榛靵y和偏離所引發(fā)響應(yīng)時(shí)間(和成本)。結(jié)果，制造工程師和品質(zhì)控制人員常常被激發(fā)去快速搜集和分析任何新數(shù)據(jù)，并用它來(lái)改善制造合格率。BGA和X光檢驗(yàn)

X光檢驗(yàn)很快成為PCB和電子合約制造商(CM)使用關(guān)鍵工具，因?yàn)樵谶@里BGA、微型BGA、芯片規(guī)模包裝(CSP)、倒裝芯片(flipchip)和其它隱蔽連接元件已經(jīng)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCB設(shè)計(jì)元素。

傳統(tǒng)確實(shí)定方法不再足以分析這些元件。經(jīng)過(guò)使用X光檢驗(yàn)，隱蔽焊接點(diǎn)特征能夠一個(gè)簡(jiǎn)單、可靠和成本低廉方法進(jìn)行檢驗(yàn)。因?yàn)閄光檢驗(yàn)更高合格率意味著更少PCB需要診療、修理和重測(cè)。在一些制造運(yùn)行中，這個(gè)合格率改善已經(jīng)是如此戲劇性以至于制造商取消在線測(cè)試(ICT)，從而節(jié)省勞力、固定資產(chǎn)和工廠空間。

在功效板測(cè)試(FBT,functionalboardtest)情況中，節(jié)省可能更具戲劇性。這些節(jié)省產(chǎn)生可經(jīng)過(guò)縮短測(cè)試時(shí)間、降低要求診療失效PCB數(shù)量、降低熟練技術(shù)員使用(和成本)、和實(shí)質(zhì)上消亡造成板報(bào)廢“致命”缺點(diǎn)。

直到BGA結(jié)合使用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中時(shí)候，大多數(shù)PCB和電子合約制造商(CM)還沒(méi)有發(fā)覺(jué)將X光檢驗(yàn)使用到其產(chǎn)生過(guò)程中太多需要。傳統(tǒng)方法，諸如人工視覺(jué)檢驗(yàn)和電氣測(cè)試，包含制造缺點(diǎn)分析(MDA,manufacturingdefectanalysis)、ICT和功效測(cè)試，已經(jīng)足夠?？墒?，這些方法不足以檢驗(yàn)隱蔽焊錫點(diǎn)問(wèn)題，諸如空洞、冷焊和焊錫附著差。只有X光檢驗(yàn)有效地找到這些問(wèn)題，除了監(jiān)測(cè)過(guò)程品質(zhì)和提供過(guò)程控制所要求即時(shí)反饋之外。經(jīng)典BGA問(wèn)題

以下是部分經(jīng)典X光和BGA問(wèn)題。關(guān)注首要地方是一旦BGA安裝到PCB上它無(wú)效或錯(cuò)位焊錫和錫球。其次是錫橋，常常發(fā)生在接觸點(diǎn)上過(guò)多焊錫或焊錫不合適使用時(shí)候-尤其是返修BGA。第三是不對(duì)齊-BGA錫球沒(méi)有和PCB焊盤合適對(duì)準(zhǔn)。第四是焊錫空洞，它是因?yàn)樵诩訜崞陂g夾在焊錫中化學(xué)成份膨脹結(jié)果。即使有空洞BGA焊接點(diǎn)能夠正常工作，不過(guò)空洞表示可能造成以后失效工藝問(wèn)題。開(kāi)路和冷焊點(diǎn)是另外問(wèn)題。這些發(fā)生在焊錫和對(duì)應(yīng)焊盤不接觸或它們之間焊錫沒(méi)有合適流動(dòng)時(shí)候(圖一)。選擇X光系統(tǒng)

選擇一個(gè)X光系統(tǒng)可能是挑戰(zhàn)性，即使今天有這些系統(tǒng)能力和價(jià)格范圍。在作決定之前，關(guān)鍵是考慮對(duì)系統(tǒng)全部要求和來(lái)自于將系統(tǒng)結(jié)合到制造過(guò)程中估量成本節(jié)省。要考慮關(guān)鍵原因包含初始成本、清楚度、放大系數(shù)、圖象處理特征和所要求自動(dòng)化程度。還有另一個(gè)關(guān)鍵考慮：競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)。在大宗合約上，PCB裝配是致命關(guān)鍵，X光系統(tǒng)可能是在取得一個(gè)合約中決定原因。

現(xiàn)在，考慮價(jià)格。系統(tǒng)可分范圍從基礎(chǔ)手動(dòng)單元，價(jià)格大約$50,000開(kāi)始，到全自動(dòng)在線系統(tǒng)，價(jià)格超出$500,000。有一個(gè)企業(yè)*已經(jīng)發(fā)覺(jué)一個(gè)非在線、高清楚度、X光檢驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)甚至最大PCB應(yīng)用全部是最好選擇。即使還要求一個(gè)操作員作主觀決定，但基于機(jī)器視覺(jué)X光檢驗(yàn)本質(zhì)上愈加可靠，而且提供比手工檢驗(yàn)更高輸出。手動(dòng)系統(tǒng)

手動(dòng)系統(tǒng)通常為那些不要求完全檢驗(yàn)X光檢驗(yàn)提供最靈活和最經(jīng)濟(jì)處理方案。通常，這些系統(tǒng)用于制造過(guò)程各個(gè)階段，包含元件來(lái)料檢驗(yàn)、過(guò)程監(jiān)測(cè)、品質(zhì)控制和失效分析。使用手工系統(tǒng)，操作員在視覺(jué)上分析X光影像和決定什么代表缺點(diǎn)，可是，因?yàn)槿魏螞Q定只是基于操作員判定，結(jié)果將隨操作員水平、工作時(shí)間、產(chǎn)量要求和個(gè)人原因而改變，個(gè)人原因諸如操作員注意力連續(xù)時(shí)間和尤其日子(檢驗(yàn)在星期五下午比星期一早晨更缺乏效率)。不管怎樣，這些系統(tǒng)提供最大檢驗(yàn)靈活性和最快實(shí)施時(shí)間，不需要高深操作員培訓(xùn)或系統(tǒng)編程。半自動(dòng)和自動(dòng)系統(tǒng)

半自動(dòng)X光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)使用機(jī)器視覺(jué)和可編程設(shè)備定位臺(tái)提供較高檢驗(yàn)技巧。這些系統(tǒng)基于預(yù)設(shè)灰度參數(shù)分析元件貼裝和焊錫完整性。

全自動(dòng)X光系統(tǒng)最常見(jiàn)于高產(chǎn)量/低混合制造應(yīng)用或在產(chǎn)品可靠性問(wèn)題一定要求100%錫點(diǎn)檢驗(yàn)情況中。這些系統(tǒng)特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)式傳送帶，并以生產(chǎn)線速度運(yùn)行。部分自動(dòng)系統(tǒng)也提供額外能力，進(jìn)行雙面板截面或三維焊接點(diǎn)檢驗(yàn)。這些系統(tǒng)要求大量編程和運(yùn)作支持，通常最適合于高產(chǎn)量/低混合應(yīng)用。增加工藝過(guò)程合格率

X光檢驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)被證實(shí)、檢驗(yàn)隱藏焊錫點(diǎn)、幫助建立和控制制造過(guò)程、分析原型(prototype)、和確定過(guò)程缺點(diǎn)工具。它們效率高、成本低廉，而且和MDA、ICT和AOI系統(tǒng)不一樣，它們能夠快速確定短路、開(kāi)路、空洞和BGA及其它區(qū)域排列包裝在板上錫球不對(duì)準(zhǔn)。

記住，提升產(chǎn)品質(zhì)量即提升過(guò)程合格率，確保維持長(zhǎng)久運(yùn)行成本關(guān)鍵原因之一停留在低水平。不停改善過(guò)程合格率是滿足成本壓力可靠方法。這分成兩類：(1)確保過(guò)程品質(zhì)連續(xù)地高，即避免合格率損失或偏離，(2)連續(xù)改善長(zhǎng)久過(guò)程合格率。結(jié)論

長(zhǎng)久工藝改善要求從盡可能多資源得到輸入。自動(dòng)搜集、維護(hù)和監(jiān)測(cè)缺點(diǎn)數(shù)據(jù)X光檢驗(yàn)，是改善產(chǎn)品質(zhì)量和合格率兩個(gè)方面一個(gè)理想開(kāi)始點(diǎn)。一個(gè)管理良好合格率改善系統(tǒng)是達(dá)成和維持在合約制造商(CM)PCB生產(chǎn)中高合格率費(fèi)用低廉方法。X光測(cè)試得失ByColinCharette本文介紹，怎樣評(píng)定X光測(cè)試技術(shù)在你PCBA制造工藝過(guò)程中需要。今天電子制造正面對(duì)變得越來(lái)越密印刷電路板裝配(PCBA,printedcircuitboardassembly)，在線測(cè)試(ICT,in-circuittest)可訪問(wèn)性大大降低了。這個(gè)受局限測(cè)試訪問(wèn)意味著制造商必需擴(kuò)展測(cè)試策略，而不只是視覺(jué)檢驗(yàn)、ICT和功效測(cè)試。

一個(gè)針對(duì)受局限訪問(wèn)性問(wèn)題快速增加測(cè)試技術(shù)是X光檢驗(yàn)/測(cè)試。X光測(cè)試檢驗(yàn)焊接點(diǎn)結(jié)構(gòu)完整性，查找開(kāi)路、短路、元件丟失、極性電容反向、和冷焊錫點(diǎn)這類缺點(diǎn)。

X光測(cè)試經(jīng)典覆蓋大約是工藝過(guò)程、或機(jī)械缺點(diǎn)97%，全部缺點(diǎn)70~90%。X光覆蓋范圍補(bǔ)充和重合傳統(tǒng)ICT技術(shù)(圖一)。了解X光測(cè)試

為了完整地了解X光測(cè)試潛在優(yōu)點(diǎn)，考查X光檢驗(yàn)系統(tǒng)部分能力是關(guān)鍵。從這些能力，可勾勒出X光測(cè)試潛在優(yōu)點(diǎn)。X光測(cè)試能力包含：工藝過(guò)程缺點(diǎn)高覆蓋率，經(jīng)典地97%不管可訪問(wèn)性高覆蓋率測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)間短，短至2~3小時(shí)不要求夾具對(duì)ICT現(xiàn)有賠償又有重合所找出缺點(diǎn)是其它測(cè)試所不能可靠地發(fā)覺(jué)，包含空洞(voiding)、焊點(diǎn)形狀差和冷焊錫點(diǎn)。測(cè)試設(shè)定成本通常比ICT程序和夾具成本低得多。自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于在線(in-line)使用一次過(guò)測(cè)試單面或雙面板能力工藝參數(shù)，如錫膏厚度、相關(guān)信息正確地定位缺點(diǎn)，達(dá)成引腳位置水平，正確定位，提供快速、低成本修復(fù)表一列出使用X光測(cè)試潛在優(yōu)點(diǎn)和可能受益電子制造商類型。表一、使用X光測(cè)試潛在優(yōu)勢(shì)潛在優(yōu)勢(shì)理由制造商類型降低在ICT和功效測(cè)試時(shí)失效板數(shù)量，降低在ICT和功效測(cè)試時(shí)診療和修理成本X光含有良好工藝缺點(diǎn)覆蓋，在ICT和功效測(cè)試之前使用X光，將篩選出工藝缺點(diǎn)，結(jié)果降低在ICT和功效測(cè)試失效、修理和診療將從降低在ICT或功效測(cè)試返工數(shù)量受益任何制造商更少現(xiàn)場(chǎng)失效X光測(cè)試抓住那些任何其它測(cè)試技術(shù)所不能可靠地抓住缺點(diǎn)，包含冷錫、腳跟少錫和空洞，抓住這些常?？山档同F(xiàn)場(chǎng)失效那些想降低現(xiàn)場(chǎng)失效制造商，很多使用X光已經(jīng)匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)失效大大降低含有對(duì)全部板高測(cè)試覆蓋，獨(dú)立于電子和視覺(jué)測(cè)試可訪問(wèn)性X光含有高覆蓋率，不要求可訪問(wèn)性，電路板密度越高，X光系統(tǒng)性能越好那些需要靈活測(cè)試策略來(lái)出來(lái)受局限訪問(wèn)板任何制造商降低原型試驗(yàn)成本，而增加測(cè)試覆蓋，潛在地改善測(cè)試時(shí)間使用X光測(cè)試開(kāi)發(fā)能夠很快和不要求夾具，測(cè)試覆蓋率高，和訪問(wèn)性無(wú)關(guān)，使用X光來(lái)作現(xiàn)在用ICT原型測(cè)試或ICT成本高原型測(cè)試可實(shí)現(xiàn)節(jié)省生產(chǎn)很多原型板和現(xiàn)在ICT夾具和程序成本高制造商在原型板中降低給設(shè)計(jì)者缺點(diǎn)改善原型階段測(cè)試覆蓋率可得到較少缺點(diǎn)板送給設(shè)計(jì)者生產(chǎn)那些可能有缺點(diǎn)板送給設(shè)計(jì)者原型板制造商，通常，高混合工廠抵達(dá)市場(chǎng)愈加快時(shí)間測(cè)試原型板愈加快和含有更高覆蓋率可得到原型板愈加快發(fā)貨，從而較快市場(chǎng)時(shí)間那些使用ICT作原型測(cè)試和可能為原型ICT夾具等數(shù)周制造商更流暢工藝步驟降低到ICT和功效測(cè)試缺點(diǎn)可得到這些測(cè)試階段較少瓶頸，從而使工藝步驟更流暢那些ICT或功效測(cè)試是瓶頸制造商，那些想確保流暢工藝步驟不受過(guò)程問(wèn)題影響制造商降低過(guò)程中工作(WIP)降低在ICT和功效測(cè)試缺點(diǎn)，使工藝步驟流暢可幫助計(jì)劃和降低過(guò)程中板總數(shù)那些可從降低其WIP或倉(cāng)存成本到經(jīng)濟(jì)價(jià)值和那