測(cè)試技術(shù)應(yīng)用前景分析

　　應(yīng)用


　　從目前應(yīng)用情況來(lái)看，采用兩種或以上技術(shù)相結(jié)合的測(cè)試策略正成為發(fā)展趨勢(shì)。


　　因?yàn)槊恳环N技術(shù)都補(bǔ)償另一技術(shù)的缺點(diǎn)：從將AXI技術(shù)和ICT技術(shù)結(jié)合起來(lái)測(cè)試的情況來(lái)看，一方面，X射線主要集中在焊點(diǎn)的質(zhì)量。它可確認(rèn)元件是否存在，但不能確認(rèn)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(diǎn)是否可接受，特別是焊點(diǎn)在封裝體底部的元件，如BGA、CSP等。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(duì)話”，這種被稱為“AwareTest”的技術(shù)能消除兩者之間的重復(fù)測(cè)試部分。通過(guò)減小ICT/AXI多余的測(cè)試覆蓋面可大大減小ICT的接點(diǎn)數(shù)量。這種簡(jiǎn)化的ICT測(cè)試只需原來(lái)測(cè)試接點(diǎn)數(shù)的30%就可以保持目前的高測(cè)試覆蓋范圍，而減少ICT測(cè)試接點(diǎn)數(shù)可縮短ICT測(cè)試時(shí)間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費(fèi)用。


　　在過(guò)去的兩三年里，采用組合測(cè)試技術(shù)，特別是AXI/ICT組合測(cè)試復(fù)雜線路板的情況出現(xiàn)了驚人的增長(zhǎng)，而且增長(zhǎng)速度還在加快，因?yàn)橛懈�多的行業(yè)領(lǐng)先生產(chǎn)廠家意識(shí)到了這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并將其投入使用。(鮮飛)
測(cè)試技術(shù)介紹


　　AOI測(cè)試技術(shù)


　　AOI是近幾年才興起的一種新型測(cè)試技術(shù)，但發(fā)展較為迅速，目前很多廠家都推出了AOI測(cè)試設(shè)備。
　　實(shí)施AOI有以下兩類主要的目標(biāo)：(1)最終品質(zhì)(Endquality)。對(duì)產(chǎn)品走下生產(chǎn)線時(shí)的最終狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。AOI通常放置在生產(chǎn)線最末端。在這個(gè)位置，設(shè)備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過(guò)程控制信息。(2)過(guò)程跟蹤(Processtracking)。使用檢查設(shè)備來(lái)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程。


　　雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個(gè)位置，但有三個(gè)檢查位置是主要的：(1)錫膏印刷之后。如果錫膏印刷過(guò)程滿足要求，那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度地減少。(2)回流焊前。檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個(gè)典型放置檢查機(jī)器的位置，因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來(lái)自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷。(3)回流焊后。在SMT工藝過(guò)程的最后步驟進(jìn)行檢查，這是目前AOI最流行的選擇，因?yàn)檫@個(gè)位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤。


　　雖然各個(gè)位置可檢測(cè)特殊缺陷，但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個(gè)可以盡早識(shí)別和改正最多缺陷的位置。


　　ICT測(cè)試技術(shù)


　　電氣測(cè)試使用的最基本儀器是在線測(cè)試儀(ICT)，傳統(tǒng)的在線測(cè)試儀測(cè)量時(shí)，使用專門的針床與已焊接好的線路板上的元器件接觸，并用數(shù)百毫伏電壓和10毫安以內(nèi)電流進(jìn)行分立隔離測(cè)試，從而精確地測(cè)出所裝電阻、電感、電容、二極管、三極管、可控硅、場(chǎng)效應(yīng)管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝、錯(cuò)裝、參數(shù)值偏差、焊點(diǎn)連焊、線路板開短路等故障，并將故障是哪個(gè)元件或開短路位于哪個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確告訴用戶。針床式在線測(cè)試儀優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試速度快，適合于單一品種民用型家電線路板極大規(guī)模生產(chǎn)的測(cè)試，而且主機(jī)價(jià)格較便宜。但是隨著線路板組裝密度的提高，特別是細(xì)間距SMT組裝以及新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期越來(lái)越短，線路板品種越來(lái)越多，針床式在線測(cè)試儀存在一些難以克服的問(wèn)題：測(cè)試用針床夾具的制作、調(diào)試周期長(zhǎng)、價(jià)格貴；對(duì)于一些高密度SMT線路板由于測(cè)試精度問(wèn)題無(wú)法進(jìn)行測(cè)試。


　　基本的ICT技術(shù)近年來(lái)不斷改善。例如，當(dāng)集成電路變得太大以至于不可能為相當(dāng)?shù)碾娐犯采w率提供探測(cè)目標(biāo)時(shí)，ASIC工程師開發(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)確認(rèn)在不允許探針的地方的元件連接。額外的電路設(shè)計(jì)到IC內(nèi)面，允許元件以簡(jiǎn)單的方式與周圍的元件通信，以一個(gè)容易檢查的格式顯示測(cè)試結(jié)果。


　　AXI測(cè)試技術(shù)


　　AXI是近幾年才興起的一種新型測(cè)試技術(shù)。當(dāng)組裝好的線路板(PCBA)沿導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)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(guò)線路板后，被置于下方的探測(cè)器(一般為攝像機(jī))接受，由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛，因此與穿過(guò)玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線相比，照射在焊點(diǎn)上的X射線被大量吸收，而呈黑點(diǎn)產(chǎn)生良好圖像，使得對(duì)焊點(diǎn)的分析變得相當(dāng)直觀，故簡(jiǎn)單的圖像分析算法便可自動(dòng)且可靠地檢驗(yàn)焊點(diǎn)缺陷。


　　AXI技術(shù)已從以往的2D檢驗(yàn)法發(fā)展到目前的3D檢驗(yàn)法。前者為透射X射線檢驗(yàn)法，對(duì)于單面板上的元件焊點(diǎn)可產(chǎn)生清晰的視像，但對(duì)于目前廣泛使用的雙面貼裝線路板，效果就會(huì)很差，會(huì)使兩面焊點(diǎn)的視像重疊而極難分辨。而3D檢驗(yàn)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)的接受面上，由于接受面高速旋轉(zhuǎn)使位于焦點(diǎn)處的圖像非常清晰，而其它層上的圖像則被消除，故3D檢驗(yàn)法可對(duì)線路板兩面的焊點(diǎn)獨(dú)立成像。


　　3DX-Ray技術(shù)除了可以檢驗(yàn)雙面貼裝線路板外，還可對(duì)那些不可見焊點(diǎn)如BGA等進(jìn)行多層圖像“切片”檢測(cè)，即對(duì)BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行徹底檢驗(yàn)。同時(shí)利用此方法還可測(cè)通孔(PTH)焊點(diǎn)，檢查通孔中焊料是否充實(shí)，從而極大地提高焊點(diǎn)連接質(zhì)量。


　　目前在電子組裝測(cè)試領(lǐng)域中使用的測(cè)試技術(shù)種類繁多，常用的有手工視覺(jué)檢查(MVI)、在線測(cè)試(ICT)、自動(dòng)光學(xué)測(cè)試(AOI)、自動(dòng)X射線測(cè)試(AXI)、功能測(cè)試(FT)等。由于電子組裝行業(yè)的復(fù)雜性，很難界定哪些手段是組裝業(yè)所必須的，哪些是不需要的，每種測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和測(cè)試手段都不盡相同。本文重點(diǎn)介紹了AOI測(cè)試技術(shù)、ICT測(cè)試技術(shù)和AXI測(cè)試技術(shù)。





摘自《中國(guó)電子報(bào)》2002.3.1