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SMT實(shí)用工藝基礎(chǔ)-表面組裝檢測(cè)工藝

作者：博維科技時(shí)間：2018-08-10 16:37

表面組裝檢驗(yàn)(測(cè))工藝
表面組裝檢驗(yàn)工藝內(nèi)容包括組裝前(來料)、工序和表面組裝板檢驗(yàn)。
14.1表面組裝檢驗(yàn)(測(cè))工藝介紹
    檢驗(yàn)方法主要有目視檢驗(yàn)、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(A01)、 x光檢測(cè)和超聲波檢測(cè)、在線檢測(cè)和功能檢測(cè)等。目視檢驗(yàn)是指直接用肉眼或借助放大鏡和顯微鏡等工具檢驗(yàn)組裝質(zhì)量的方法。
    自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(A01)主要用于工序檢驗(yàn)；包括焊膏印刷質(zhì)量、貼裝質(zhì)量以及再流焊后質(zhì)量檢驗(yàn)。自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)主要用來替代目視檢驗(yàn)。
X光檢測(cè)和超聲波檢測(cè)主要用于BGA、CSP以及F1中Chip的焊點(diǎn)檢驗(yàn)。
    在線測(cè)試設(shè)備采用專門的隔離技術(shù)可以測(cè)試電阻器的阻值、電容器的電容值、電感器的電感值、器件的極性，以及短路(橋接)和開路(斷路)等參數(shù)；該種設(shè)備能夠自動(dòng)診斷錯(cuò)誤和故障，并可把錯(cuò)誤和故障顯示、打印出來；并可直接根據(jù)錯(cuò)誤和故障進(jìn)行修板或返修。在線測(cè)的檢測(cè)正確率和效率較高。
    功能檢測(cè)用于表面組裝板的電功能測(cè)試和檢驗(yàn)。功能檢測(cè)就是：降表面組裝板或表面組裝板上的被測(cè)單元作為一個(gè)功能體輸入電信號(hào)，然后按照功能體的設(shè)計(jì)要求檢測(cè)輸出信號(hào)，大多數(shù)功能檢測(cè)都有診斷程序，可以鑒別和確定故障。但功能檢測(cè)的設(shè)備價(jià)格都比較昂貴。最簡(jiǎn)單的功能檢測(cè)是將表面組裝板連接到該設(shè)備的相應(yīng)的電路上進(jìn)行加電，看設(shè)備能否正常運(yùn)行，這種方法簡(jiǎn)單、投資少，但不能自動(dòng)診斷故障。
  具體采用哪一種方法，應(yīng)根據(jù)各單位sMT生產(chǎn)線的具體條件以及表面組裝板的組裝密度而定。但無論具備什么檢測(cè)條件，目視檢驗(yàn)是基本檢測(cè)方法，是SMT工藝和檢驗(yàn)人員必須掌握的內(nèi)容之一。
    表14.1來料檢測(cè)項(xiàng)目表

14.組裝前檢驗(yàn)（來料檢驗(yàn)）
組裝前檢驗(yàn)（來料檢驗(yàn)）是保證表面組裝質(zhì)量的首要條件。元器件、印制電路板、表面組裝構(gòu)材料的質(zhì)量
直接影響組裝質(zhì)量，因此，對(duì)元器件電性能參數(shù)及焊接端頭、引腳的可焊性，印制電路板的可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)及焊盤的可焊性，焊膏、貼片膠、棒狀焊料、焊劑、清洗劑等表面組裝材判的質(zhì)量等，都要有嚴(yán)格的來料檢驗(yàn)和管理制度。元器件、印制電路板、表面組裝材的質(zhì)量問題在后面的工藝過程中是很難甚至是不可能解決的。
一.表面組裝元器件(SMC／SMD)檢驗(yàn)
元器件主要檢測(cè)項(xiàng)目包括：可焊性、引腳共面性和使用性，應(yīng)由檢驗(yàn)部門作抽樣檢驗(yàn)。元器件可焊性的檢測(cè)可用不銹鋼鑷子夾住元器件體浸入235±5℃ 或230±5℃的錫鍋中，2±0.2s或3±0.5s時(shí)取出。在20倍顯微鏡下檢查焊端的沾錫情況，要求元器件焊端90％以上沾錫。
作為加工車間可做以下外觀檢查：
1.目視或用放大鏡檢查元器件的焊端或引腳表面是否氧化或有無污染物。
2.元器件的標(biāo)稱值、規(guī)格、型號(hào)、精度、外形尺寸等應(yīng)與產(chǎn)品工藝要求相符。
3.SOT、SOIC的引腳不能變形，對(duì)引線間距為0.65mm以下的多引線QFP器件，其引腳共面性應(yīng)小于0.1mm(可通過貼裝機(jī)光學(xué)檢測(cè))。
4.要求清洗的產(chǎn)品，清洗后元器件的標(biāo)記不脫落，且不影響元器件性能和可靠性(清洗后目檢)。
二.印制電路板(PCB)檢驗(yàn)
1.PCB的焊盤圖形及尺寸、阻焊膜、絲網(wǎng)、導(dǎo)通孔的設(shè)置應(yīng)符合SMT印制電路板設(shè)計(jì)要求。(如檢查焊盤間距是否合理，絲網(wǎng)是否印到焊盤上，導(dǎo)通孔是否做在焊盤上等)
2.PCB的外形尺寸應(yīng)一致。PCB的外形尺寸、定位孔、基準(zhǔn)標(biāo)志等應(yīng)滿足生產(chǎn)線設(shè)備的要求。
3.PCB允許翹曲尺寸：
——向上／凸面

最大0.2mm／50mm長(zhǎng)度
最大0.5mm／整塊PCB長(zhǎng)度方向
——向下／凹面：

    最大0.2mm／50mm長(zhǎng)度
    上凹面
    最大1.5mm／整塊PCB長(zhǎng)度方
   4.檢查PCB是否被污染或受潮。對(duì)受污染或受潮的PCB應(yīng)做清洗和去潮處理。
    三.材料檢驗(yàn)
由于一般中、小企業(yè)都不具備材料的檢測(cè)手段，因此對(duì)于焊膏、貼片膠、棒狀焊料、焊劑、清洗劑等表面組裝材料一般不作檢驗(yàn)，主要靠對(duì)焊膏、貼片膠等材料料生產(chǎn)廠家的質(zhì)量認(rèn)證體系的鑒定，并固定進(jìn)貨渠道，定點(diǎn)采購(gòu)。進(jìn)貨后主要檢查產(chǎn)品的包裝、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期和有效使用期是否符號(hào)要求,檢查外觀、顏色、氣味等方面是否正常，另外，在使用過程中觀察使用效果，例如對(duì)焊膏，主要觀察印刷性和觸變性是否良好，室溫下使用時(shí)間的長(zhǎng)短，焊后的焊點(diǎn)表面形；吠、浸潤(rùn)性，以及錫球和殘留物的多少等，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)與供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)系解決。
14.3工序檢驗(yàn)
一.印刷焊膏工序檢驗(yàn)
印刷工序是保證表面組裝質(zhì)量的關(guān)鍵工序之一，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在PCB設(shè)計(jì)正確、元器件和PCB質(zhì)量有保證的前提下，表面組裝中有70％的質(zhì)量問題出在印刷工藝上。因此，印刷位置正確與否(印刷精度)、焊膏量的多少、焊膏量是否均勻、焊膏圖形是否清晰、有無粘連、印制板表面是否被焊膏粘污等都直接影響表面組裝板的焊接質(zhì)量。
為了保證SMT組裝質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制印刷焊膏的質(zhì)量。(引線中心距0.65mm以下的窄間距器件，必須全檢)。
1.施加焊膏要求
(1)施加的焊膏量均勻，一致性好。焊膏圖形要清晰，相鄰的圖形之間盡量不要粘連。焊膏圖形與焊盤圖形要一致，盡量不要錯(cuò)位。
(2)在—般情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應(yīng)為0.8mg／mm²左右。對(duì)窄間距元器件，應(yīng)為0.5mg／mm²左右(在實(shí)際操作中用模板厚度與開口尺寸來控制)。
(3)印刷在PCB上的焊膏重量與設(shè)計(jì)要求的重量值相比，可允許有一定的偏差，焊膏覆蓋每個(gè)焊盤的面積，應(yīng)在75％以上。
(4)焊膏印刷后，應(yīng)無嚴(yán)重塌落，邊緣整齊，錯(cuò)位不大于0.2mm，對(duì)窄間距元器件焊盤，錯(cuò)位不大于0.lmm。PCB不允許被焊膏污染。
2.檢驗(yàn)方法
目視檢驗(yàn)，有窄間距的用2—5倍放大鏡或3一20倍顯微鏡檢驗(yàn)。
3.檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
按照本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或參照其它標(biāo)準(zhǔn)(例如IPC標(biāo)準(zhǔn)或SJ／T10670-1995表面組裝工藝通用技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn))執(zhí)行。圖14-1(a)為SJ／T10670—1995標(biāo)準(zhǔn)合格的焊膏圖形，圖14-1(b)為免清洗焊膏合格圖形示意圖，圖14-2為焊膏印刷缺陷示意圖。

圖14-2 焊膏印刷缺陷示意圖
二.貼裝工序檢驗(yàn)(包括機(jī)器貼裝和手工貼裝)
貼裝工序檢驗(yàn)(焊前檢驗(yàn))，也是非常重要的。在焊接前把型號(hào)、極性貼錯(cuò)以及貼裝位置偏差過大不合格的元器件糾正過來，比焊接后檢查出來再進(jìn)行返工要節(jié)省成本；因?yàn)楹负蟮牟缓细裥枰倒すr(shí)、材料、還可能損壞元器件或印制電路板(有的元器件是不可逆的)等的損失很大。即使元器件沒有損壞，但對(duì)其可靠性也會(huì)有影響。
貼裝機(jī)自動(dòng)貼裝工序的首件檢驗(yàn)非常重要，只要首件檢驗(yàn)時(shí)元器件的型號(hào)、規(guī)格、極性正確，貼裝位置偏移量合格(只要在貼裝過程中補(bǔ)充元器件時(shí)不要上錯(cuò)元器件)，因?yàn)橛匈N裝程序保證，機(jī)器是不貼錯(cuò)的首件自檢合格后必須送專檢，專檢合格后才能批量貼裝。
      有窄間距(引線中心距0.65mm以下)器件時(shí)，必須全檢。
      無窄間距器件時(shí)，可按取樣規(guī)則抽檢。
      1.貼裝元器件的工藝要求
(1)各裝配位號(hào)元器件的類型、型號(hào)、標(biāo)稱值和極性等特征標(biāo)記己要符合產(chǎn)品的裝配圖和明細(xì)表要求。
       ( 2)貼裝好的元器件要完好無損。
(3)貼裝元器件焊端或引腳不小于1／2厚度要浸入焊膏。對(duì)于一般元器件貼片時(shí)的焊膏擠出量(長(zhǎng)度) 應(yīng)小于0.2mm，對(duì)于窄間距元器件貼片時(shí)的焊膏擠出量(長(zhǎng)度)應(yīng)小于0.1mm。
(4)元器件的端頭或引腳均和焊盤圖形對(duì)齊、居中。由于再流焊時(shí)有自定位效應(yīng)，因此元器件貼裝位置允許有一定的偏差。
    允許偏差范圍要求如下：
   ——矩型元件：在元件的寬度方向焊端寬度1／2以上在焊盤上；在元件的長(zhǎng)度方向元件焊端與焊盤必須交疊；有旋轉(zhuǎn)偏差時(shí)，元件焊端寬度的1／2以上必須在焊盤上。
  ——小外形晶體管(SOT)：允許X、Y、T(旋轉(zhuǎn)角度)有偏差，但引腳(含趾部和跟部)必須全部處于焊盤上。
  ——小外形集成電路(SOIC)：允許X、Y、T(旋轉(zhuǎn)角度)有貼裝偏差，但必須保證器件引腳寬度的3／4(含趾部和跟部)處于焊盤上。
    ——四邊扁平封裝器件和超小形封裝器件(QFP)：
要保證引腳寬度的3／4處于焊盤上，允許X、Y、T(旋轉(zhuǎn)角度)有較小的貼裝偏差。允許引腳的趾部少量伸出焊盤，但必須有3／4引腳長(zhǎng)度在焊盤上、引腳的跟部也必須在焊盤上。
2.檢驗(yàn)方法
   檢驗(yàn)方法要根據(jù)各單位的檢測(cè)設(shè)備配置以及表面組裝板的組裝密度而定。
普通間距元器件可用目視檢驗(yàn)，高密度窄間距元器件可用放大鏡、顯微鏡或自動(dòng)光學(xué)檢查設(shè)備(A01) 檢驗(yàn)。
3.檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
按照本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或參照其它標(biāo)準(zhǔn)(例如IPC標(biāo)準(zhǔn)或SJ／T10670-1995表面組裝工藝通用技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn))執(zhí)行。
(1).矩形片式元件貼裝位置，見圖14-3。

(2)小外形晶體管(SOT)貼裝位置，見圖14-4。

圖14-4 SOT件引腳位置示意圖
具有少量短引線的元器件，如SOT，貼裝時(shí)允許在x或Y方向及旋轉(zhuǎn)角度上有偏差，但必須使引腳(含趾部和跟部)全部位于焊盤上。
(3)小外形集成電路及四邊扁平(翼或J形)封裝器件貼裝位置；以SOP件為例，見圖14-5。

SOIC、QFP、PLCC等器件允許有較小的貼裝偏差，但應(yīng)保證元器件引腳長(zhǎng)度方向都在焊盤上(包括趾部和跟部)寬度的75％位于焊盤上為合格。

    三.再流焊工序檢驗(yàn)(焊后檢驗(yàn))
    焊后必須100％全檢。
    1.檢驗(yàn)方法
        檢驗(yàn)方法要根據(jù)各單位的檢測(cè)設(shè)備配置來確定。如沒有光學(xué)檢查設(shè)備(A01)或在線測(cè)試設(shè)備，一般采用目視檢驗(yàn)，可根據(jù)組裝密度選擇2-5倍放大鏡或3～20倍顯微鏡進(jìn)行檢驗(yàn)。
    2.檢驗(yàn)內(nèi)容
    (1)檢驗(yàn)焊接是否充分、有無焊膏融化不充分的痕跡。
    (2)檢驗(yàn)焊點(diǎn)表面是否光滑、有無孔洞缺陷，孔洞的大小。
    (3)焊料量是否適中、焊點(diǎn)形狀是否呈半月狀。
    (4)錫珠和殘留物的多少。
    (5)吊橋、虛焊、橋接、元件移位等缺陷率。
    (6)還要檢查PCB表面顏色變化情況，再流焊后允許PCB有少許但是均勻的變色。
    3.檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
        按照本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或參照其它標(biāo)準(zhǔn)(例如IPC標(biāo)準(zhǔn)或SJ／T10670-1995表面組裝工藝通用技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn))執(zhí)行。
    四.清洗工序檢驗(yàn)
        清洗工序檢驗(yàn)要根據(jù)產(chǎn)品清潔度要求進(jìn)行，如果是軍品、醫(yī)療、精密儀表等特殊要求的產(chǎn)品需要用歐米伽(C))儀等測(cè)量?jī)x器測(cè)量Na離子污染度、絕緣電阻等清潔度指標(biāo)。對(duì)于一般要求的產(chǎn)品也可以通過目檢方法進(jìn)行檢驗(yàn)。
    用20倍顯微鏡檢查，PCB和元器件表面潔凈，無錫珠、助焊劑殘留物和其它污物。
14.4表面組裝板檢驗(yàn)
        對(duì)組裝好的PCB，需要100％檢驗(yàn)。
        對(duì)組裝密度高的組裝板，應(yīng)在2～5倍放大鏡或3-20倍立體顯微鏡下檢驗(yàn)。裝有靜電敏感元器件的組裝板，檢驗(yàn)人員必須戴防靜電腕帶，在防靜電工作臺(tái)上檢驗(yàn)。
    檢驗(yàn)時(shí)輕拿輕放，待檢驗(yàn)或完成檢驗(yàn)的表面組裝板應(yīng)碼放在防靜電箱、架上，并要有標(biāo)識(shí)。
    一.外觀檢驗(yàn)
1．元器件應(yīng)完好無損，標(biāo)記清晰.
2．插裝件要端正，扭曲、傾斜等不能超過允許的誤差范圍。
3． PCB和元器件表面要潔凈、無超標(biāo)的錫珠和其它污物。
4.元器件的安裝位置、型號(hào)、標(biāo)稱值和特征標(biāo)記等應(yīng)與裝配圖相符。
5.焊點(diǎn)潤(rùn)濕良好，焊點(diǎn)要完整要、連續(xù)、園滑，焊料要適中，焊點(diǎn)位置應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，不能有脫焊、吊橋、虛焊、橋接、漏焊等不良焊點(diǎn)。
6.焊點(diǎn)允許有孔洞缺陷，但其孔洞直徑不得大于焊點(diǎn)尺寸的1／5，且一個(gè)焊點(diǎn)上不能超過二個(gè)孔洞(肉眼觀察)。
    二.貼裝元器件焊端位置檢驗(yàn)
    貼裝元器件的焊端一般要求全部位于焊盤上，但允許有偏差。
    允許元器件在橫向、縱向和旋轉(zhuǎn)方向有偏差，橫向和旋轉(zhuǎn)方向要求元件焊端偏離焊盤之外的部分應(yīng)小于元件寬度的75％；元件焊端與相鄰的元器件焊端、引腳或與印制電路板表面的導(dǎo)線、過孔不能短路：為形成正常焊點(diǎn)的彎月面，要求元件焊端與焊盤搭接交疊后，縱向剩余焊盤(焊盤伸出部分)應(yīng)不小于焊端高度的1／3。
1.Chip元件焊端位置要求，見圖14-7

圖14-8    J形、翼形引腳橫向、縱向和旋轉(zhuǎn)位置要求示意圖
    橫向(寬度方向)要求75％以上搭接在焊盤上，即A>75％B。
    縱向和旋轉(zhuǎn)位要求引腳的腳趾和腳跟不能超出焊盤。
三.表面組裝元器件的焊點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
    焊接后元器件焊點(diǎn)應(yīng)飽滿且潤(rùn)濕性良好，成彎月形；保證焊點(diǎn)表面光滑、連續(xù)，不能有虛焊、漏焊、脫焊、豎碑、橋接等不良現(xiàn)象，氣泡、錫球等缺陷應(yīng)在允許范圍內(nèi)。
    1.矩形片式元件(Chip)焊點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于Chip元件，焊點(diǎn)焊錫量適中，焊端周圍應(yīng)被良好潤(rùn)濕，對(duì)于厚度<1.2mm的元件，其彎月形高度(h)最低不能小于元件焊端高度(H)的1／3，焊點(diǎn)高度(h)最高不能超過元件高度(H)見圖14-9。

2.翼形引腳器件焊點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
翼形引腳器件包括SOP、QFP器件以及小外形晶體管(SOT)；引腳跟部和底部應(yīng)填滿焊料，引腳的每個(gè)面都應(yīng)被良好潤(rùn)濕，其彎月面高度(焊料填充高h(yuǎn))等于引腳厚度(H)時(shí)為最優(yōu)良，彎月面高度至少等于引腳厚度的1／2，見圖14-10.

    4.說明：
    (1) 以上檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參考{(SJ／T10670—1995表面組裝工藝通用技術(shù)要求》、((SJ／T10666-1995表面組裝組件的焊點(diǎn)質(zhì)量評(píng)定》。
    (2)檢驗(yàn)時(shí)判斷元器件焊端位置與焊點(diǎn)質(zhì)量是否合格，建議根據(jù)本企業(yè)的產(chǎn)品用途、可靠性以及電性能要求，參考IPC標(biāo)準(zhǔn)、電子部標(biāo)準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)制訂適合具體產(chǎn)品的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，或制訂適合本企業(yè)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
    例如高可靠性要求的軍品、保障人體生命安全的醫(yī)用產(chǎn)品以及精密儀表等產(chǎn)品應(yīng)按照“優(yōu)良”標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮到可靠性要求。清潔度與電性能指標(biāo)都要用高標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。
(3)SMT的質(zhì)量要靠質(zhì)量管理體系、把握工藝過程控制來保證，不能靠最終檢驗(yàn)后通過修板、返修來解決。
    SMT的質(zhì)量目標(biāo)首先應(yīng)盡量保證高直通率。為了實(shí)現(xiàn)高直通率首先要從PCB設(shè)計(jì)開始，PCB設(shè)計(jì)必須符合SMT的工藝要求，還要滿足生產(chǎn)線設(shè)備的可生產(chǎn)性的設(shè)計(jì)要求。正式批量投產(chǎn)前必須對(duì)PCB設(shè)計(jì)，以及可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)作全面審查，要選擇能滿足該產(chǎn)品要求的印制電路板加工廠，選擇適合該產(chǎn)品要求的元器件和焊等材料；然后把好組裝前(來料)檢驗(yàn)關(guān)，在每一步工藝過程中都要嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，用嚴(yán)格的工藝來保證和控制質(zhì)量：最后才是通過工序檢驗(yàn)、表面組裝板檢驗(yàn)糾正并排除故障和問題。
14.5 AOl檢測(cè)與X光檢測(cè)簡(jiǎn)介
    隨著元器件小型化、SMT的高密度化，人工目視檢驗(yàn)的難度和工作量越來越大，而且檢驗(yàn)人員的判斷標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一。為了配合SMT自動(dòng)生產(chǎn)線高速度、大生產(chǎn)，以及保證組裝質(zhì)量的穩(wěn)定性。AOI越來越被廣泛應(yīng)用。
一、AOI在SMT中的作用
    1.代替人工目視檢驗(yàn)，并檢查人工無法檢查的小型化高密度的產(chǎn)品。
  2.節(jié)省人工目視檢驗(yàn)的工作量。降低人工成本。
    如果沒有AOI，不管焊后有沒有缺陷，都需要人工對(duì)焊后的印制板100％的進(jìn)行檢查并修板，一條先進(jìn)的SMT生產(chǎn)線需要配備很多檢查修板人員。
    采用AOl，沒有問題的表面組裝板可以通過了，只有少數(shù)有問題的板可通過屏幕顯示PCB圖像中的缺陷信息，做標(biāo)記，進(jìn)行在線返修。另外，也可以離線檢修(把不良板信息儲(chǔ)存在檢修站系統(tǒng)下，檢修日擬檢修站調(diào)出不良板信息)。
    3.可將AOI放置在印刷后、焊前、焊后不同位置進(jìn)行過程跟蹤。AOI可以把生產(chǎn)過程中各個(gè)工序的質(zhì)量以及缺陷的類型、數(shù)量統(tǒng)計(jì)出來，可以及時(shí)將缺陷信息反饋給工藝人員，可供工藝人員分析和管理，采取措施，減少缺陷的產(chǎn)生。AOI已成為有效的過程控制工具。
    4.最終品質(zhì)控制，統(tǒng)—評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。保證組裝質(zhì)量的穩(wěn)定性。
二.AOI的基本原理
    自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)的光源分為兩類：可見光檢測(cè)(用LED光源)和X光檢測(cè)。
  (此處介紹可見光檢測(cè))AOI檢測(cè)分為兩部分：光學(xué)部分和圖像處理部分。通過光學(xué)部分獲得需要檢測(cè)的圖像；通過圖像處理部分來分析、處理和判斷。圖像處理部分需要很強(qiáng)的軟件支持，因?yàn)楦鞣N缺陷需要不同的計(jì)算方法用電腦進(jìn)行計(jì)算和判斷。有的AOI軟件有幾十種計(jì)算方法，
例如黑／白、求黑占白的比例、彩色、合成、求平均、求和、求差、求平面、求邊角等等。
    1.燈光變化的智能控制
    人認(rèn)識(shí)物體是通過光線反射回來的量進(jìn)行判斷，反射量多為亮，反射量少為暗。AOI與人判斷原理相同。
    AOI通過人工光源LED燈光代替自然光，光學(xué)透鏡和CCD代替人眼，把從光源反射回來的量與已經(jīng)編好程的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較、分析和判斷。
    對(duì)AOI來說，燈光是認(rèn)識(shí)影象的關(guān)鍵因素，但光源受環(huán)境溫度、AOI設(shè)備內(nèi)部溫度上升等因素影響，不能維持不變的光源，因此需要通過“自動(dòng)跟蹤”燈光“透過率”對(duì)燈光變化進(jìn)行智能控制。
    2.焊點(diǎn)檢測(cè)原理(舉例)
    AOI是X、Y平面(2D)檢測(cè)，而焊點(diǎn)是立體的因此需要3D檢測(cè)焊點(diǎn)高度(Z)。3D檢測(cè)的方法有：
    (1)激光——這種方法最有效、最經(jīng)濟(jì)，但是需要對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行掃描，掃描花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，無法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。
    (2)最流行的是采用頂部燈光和底部(水平)燈光兩種燈光照射——用頂部燈光照射焊點(diǎn)和Chip元件時(shí)，元件部分燈光反射到camera，而焊點(diǎn)部分光線反射出去。即用頂部燈光可以得到元件部分的影象。與此相反，用底部(水平)燈光照射時(shí)，元件部分燈光反射出去，焊點(diǎn)部分光線反射到career。即用底部燈光可以得到焊點(diǎn)部分的影象。
    同一個(gè)元件，照射燈光的角度不同，camera認(rèn)識(shí)的影象就不同。如果垂直燈光和水平燈光得到的兩種圖像的函數(shù)關(guān)系是已知的就可以區(qū)分元件還是焊點(diǎn)。因?yàn)楹更c(diǎn)比較暗，焊盤比較亮，用黑／白光計(jì)算方法、求黑占白的比例來求暗的面積占整個(gè)焊點(diǎn)的百分比，可檢測(cè)焊錫量過多或過少。百分比越大越好。
    3.編程
    通過CAD轉(zhuǎn)換很容易將PCB、元件的坐標(biāo)、種類等信息輸入軟件。
    編程時(shí)要對(duì)PCB上每一種元件的各種缺陷進(jìn)行編程。要畫出缺陷的檢測(cè)窗口；輸入缺陷的名稱、燈光的類型、計(jì)算方法；設(shè)置合格通過)的范圍；然后根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果再調(diào)整檢測(cè)窗口的大小，調(diào)整各項(xiàng)設(shè)置參數(shù)，使其達(dá)到對(duì)缺陷不能漏判，而且誤判率最低時(shí)為止。
    (1)在線編程：輸入元件位置和元件的種類等信息。在線編程需要停止檢驗(yàn)。
    (2)離線編程：用棚匡框住，輸入元件的種類、信息的門檻值、上限、下限等信息。
    (3)可利用元件庫，也可自定義。
    (4)對(duì)已編好的程序可進(jìn)行編輯和修改
    由于元件批次不同，元件外觀與示教好(元件庫)的元件外觀不同發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，可作簡(jiǎn)單更改；
    (5)文字識(shí)別(OCR)系統(tǒng)可檢查元件的標(biāo)稱值和器件的型號(hào)。
    (6)對(duì)PCB上每種元件的各種缺陷編輯完畢以后，保存在硬盤。作為該產(chǎn)品的檢測(cè)程序。
  三.檢測(cè)方法
  1.首先調(diào)出需要檢測(cè)產(chǎn)品的檢測(cè)程序。
  2.將需要檢測(cè)的印制板放在AOI中進(jìn)行掃描。
  3.AOI自動(dòng)將掃描并計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與檢測(cè)程序比較，并把計(jì)算結(jié)果顯示出來。
  4.連續(xù)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)程序進(jìn)行比較，并把不合格的部分記錄下來，(做標(biāo)記或打印出來)。
  5.將有缺陷的板送返修站返修。
四.AOI的應(yīng)用
    AOI可放置在印刷后、焊前、焊后不同位置。
    1.AOI放置在印刷后——可對(duì)焊膏的印刷質(zhì)量作工序檢測(cè)。可檢測(cè)焊膏量過多、過少，焊膏圖形的位置有無偏移、焊膏圖形之間有無粘連。
    2.AOl放置在貼裝機(jī)后、焊接前——可對(duì)貼片質(zhì)量作工序檢測(cè)?？蓹z測(cè)元件貼錯(cuò)、元件移位、元件貼反(如電阻翻面)、元件側(cè)立、元件丟失、極性錯(cuò)誤、以及貼片壓力過大造成焊膏圖形之間粘連等。
    3.AOl放置在再流焊爐后——可作焊接質(zhì)量檢測(cè)?？蓹z測(cè)元件貼錯(cuò)、元件移位、元件貼反(如電阻翻面)、元件丟失、極性錯(cuò)誤、焊點(diǎn)潤(rùn)濕度、焊錫量過多、焊錫量過少、漏焊、虛焊、橋接、焊球(引腳之間的焊球)、元件翹起(豎碑)等焊接缺陷。
        五、AOL有待改進(jìn)的問題
            1.只能作對(duì)外觀檢測(cè)，不能完全代替在線測(cè)（ICT）。
  2.如無法對(duì)BGA、CSP、FlipChip等不可見的焊點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。
  3.對(duì)PLCC也要采用側(cè)面的CCD才能較準(zhǔn)確的檢測(cè)。
  4.有些分辨率較低的AOI不能作OCR字符識(shí)別檢測(cè)。
  六.X光檢測(cè)
    BGA、CSP、FlipChip的焊點(diǎn)在器件的底部，用肉眼和AOl都不能檢測(cè)，因此，X光檢測(cè)就成了BGA、CSP器件的主要檢測(cè)設(shè)備。
    目前x光檢測(cè)設(shè)備大致有三種檔次：
    1.傳輸X射線測(cè)試系統(tǒng)——適用于單面貼裝BGA的板以及SOJ、PLCC的檢測(cè)。缺點(diǎn)是對(duì)垂直重疊的焊點(diǎn)不能區(qū)分。
    2.斷面x射線、或三維X射線測(cè)試系統(tǒng)——克服了傳輸x射線測(cè)試系統(tǒng)的缺點(diǎn)，該系統(tǒng)可以做分層斷面檢測(cè)，相當(dāng)于工業(yè)CT。
    3.目前又推出X光ICT結(jié)合的檢測(cè)設(shè)備——用ICT可以補(bǔ)償x光檢測(cè)的不足。適用于高密度、雙面貼裝BGA的板。
14.6美國(guó)電子裝聯(lián)協(xié)會(huì)((電子組裝件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)IPC-A-610C))簡(jiǎn)介
    一.概述
    IPC-A-610C是美國(guó)電子裝聯(lián)業(yè)協(xié)會(huì)制定的《電子組裝件外觀質(zhì)量驗(yàn)收條件的標(biāo)準(zhǔn)》，94年1月制定，96年1月修訂為B版，2000年1月修訂為C版。 IPC-A-610C是國(guó)際上電子制造業(yè)界普遍公認(rèn)的可作為國(guó)際通行的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
    1.IPC標(biāo)準(zhǔn)將電子產(chǎn)品劃分為三個(gè)級(jí)別：
    一級(jí)為通用類電子產(chǎn)品——包括消費(fèi)類電子產(chǎn)品，部分計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備，以及對(duì)外觀要求不高而對(duì)其使用功能要求為主的產(chǎn)品。
    二級(jí)為專用服務(wù)類電子產(chǎn)品——包括通訊設(shè)備、復(fù)雜商業(yè)機(jī)器、高性能長(zhǎng)使用壽命要求的儀器。這類產(chǎn)品需要持久的壽命，但不要求必須保持不間斷工作，外觀上也允許有缺陷。
    三級(jí)為高級(jí)能電子產(chǎn)品—包括持續(xù)運(yùn)行或嚴(yán)格按指令運(yùn)行的設(shè)備和產(chǎn)品，這類產(chǎn)品使用中不能出現(xiàn)中斷，例如醫(yī)用救生設(shè)備、飛行控制系統(tǒng)、精密測(cè)量?jī)x器以及使用環(huán)境苛刻的高保證、高可靠性要求的產(chǎn)品。
    2.將各級(jí)產(chǎn)品分為四級(jí)驗(yàn)收條件
    (1)目標(biāo)條件——是指近乎完美的或稱“優(yōu)選”。這是希望達(dá)到但不一定總能達(dá)到的條件。
    (2)可接受條件——是指組裝件在使用環(huán)境下運(yùn)行能保證完整、可靠，但不是完美。可接受條件稍高于最終產(chǎn)品的最低要求條件。
    (3)缺陷條件——是指組裝件在完整、安裝或功能上可能無法滿足要求。這類產(chǎn)品可根據(jù)設(shè)計(jì)、服務(wù)和用戶要求進(jìn)行返工、修理、報(bào)廢或“照章處理”，其中”照章處理”須取得用戶認(rèn)可。
    (4)過程警示條件——是指雖沒有影響到產(chǎn)品的完整、安裝和功能，但存在不符合要求條件(非拒收)的一種情況。這些是由于材料、設(shè)計(jì)、操作、設(shè)備要求，采取有效改進(jìn)措施。
    3.接收或拒收的判定
    接收或拒收的判定以合同、圖紙、技術(shù)規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)和參考文件為依據(jù)。
    當(dāng)文件發(fā)生沖突時(shí)，按以下優(yōu)先次序執(zhí)行：
    (1)用戶與制造商達(dá)成的協(xié)議文件。
    (2)反映用戶具體要求的總圖和總裝配圖。
    (3)在用戶或合同認(rèn)可情況下，采用IPC-A-610C標(biāo)準(zhǔn)。
    (4)用戶的其它附加文件。
二.IPC-A-610C焊點(diǎn)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)舉例

SOP、QFP焊點(diǎn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
三、IPC－A－610C焊接缺陷舉例

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SMT實(shí)用工藝基礎(chǔ)-表面組裝檢測(cè)工藝

作者：博維科技 時(shí)間：2018-08-10 16:37

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