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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(lái)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(lái)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(lái)；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(wú)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(lái)料檢測(cè)項(xiàng)目表

14.組裝前檢驗(yàn)（來(lái)料檢驗(yàn)）
組裝前檢驗(yàn)（來(lái)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(lái)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(wèn)題在后面的工藝過(guò)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(wú)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(wú)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(lái)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(wú)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(guò)大不合格的元器件糾正過(guò)來(lái)，比焊接后檢查出來(lái)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(guò)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(wú)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(wú)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(lái)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(wú)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(wú)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(guò)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(wú)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(wú)損，標(biāo)記清晰.
2．插裝件要端正，扭曲、傾斜等不能超過(guò)允許的誤差范圍。
3． PCB和元器件表面要潔凈、無(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(shuō)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(guò)程控制來(lái)保證，不能靠最終檢驗(yàn)后通過(guò)修板、返修來(lái)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(lái)料)檢驗(yàn)關(guān)，在每一步工藝過(guò)程中都要嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，用嚴(yán)格的工藝來(lái)保證和控制質(zhì)量：最后才是通過(guò)工序檢驗(yàn)、表面組裝板檢驗(yàn)糾正并排除故障和問(wèn)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(lái)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(lái)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(wú)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(wèn)題的表面組裝板可以通過(guò)了，只有少數(shù)有問(wèn)題的板可通過(guò)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(guò)程跟蹤。AOI可以把生產(chǎn)過(guò)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(lái)，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(guò)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(guò)光學(xué)部分獲得需要檢測(cè)的圖像；通過(guò)圖像處理部分來(lái)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(guò)光線反射回來(lái)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(guò)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(lái)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(lái)說(shuō)，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(guò)“自動(dòng)跟蹤”燈光“透過(guò)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(wú)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(lái)求暗的面積占整個(gè)焊點(diǎn)的百分比，可檢測(cè)焊錫量過(guò)多或過(guò)少。百分比越大越好。
    3.編程
    通過(guò)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(guò))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(kù)，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(kù))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(lái)。
  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(lái)，(做標(biāo)記或打印出來(lái))。
  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)?？蓹z測(cè)焊膏量過(guò)多、過(guò)少，焊膏圖形的位置有無(wú)偏移、焊膏圖形之間有無(wú)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(guò)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(guò)多、焊錫量過(guò)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(wèn)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(wú)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?？山邮軛l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(wú)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(guò)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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