随着电子技术的飞速发展,封装的小型化和组装的高密度化以 及各种新型封装技术的不断涌现,对电子组装质量的要求也越来越高。 于是对检查的方法和技术提出了更高的要求。为满足这一要求,新的 检测技术不断出现,自动X射线检测技术就是这其中的典型代表。它不 仅可对不可见焊点进行检测,如BGA(球栅阵列封装)等,还可对检测结 果进行定性、定量分析,以便及早发现故障。
不同测试技术特点不同
目前在电子组装测试领域中使用的测试技术种类繁多,常用的有 人工目检(MVI)、在线测试(ICT)、自动光学测试(AOI)、自 动X射线测试(AXI)、功能测试(FT)等。这些检测方式都有各自的 优点和不足之处。
人工目检是一种用肉眼检查的方法。其检测范围有限,只能检察 器件漏装、方向极性、型号正误、桥连以及部分虚焊。由于人工目检 易受人的主客观因素的影响,具有很高的不稳定性。在处理0603、0402 和细间距芯片时人工目检更加困难,特别是当BGA器件大量采用时, 对其焊接质量的检查,人工目检几乎无能为力。
飞针测试是一种机器检查方式。它是以两根探针对器件加电的方 法来实现检测的,能够检测器件失效、元件性能不良等缺陷。这种测 试方式对插装PCB和采用0805以上尺寸器件贴装的密度不高的PCB比较 适用。但是器件的小型化和产品的高密度化使这种检测方式的不足表 现明显。对于0402级的器件由于焊点的面积较小探针已无法准确连接。 特别是高密度的消费类电子产品如手机,探针会无法接触到焊点。此 外其对采用并联电容,电阻等电连接方式的PCB也不能准确测量。所 以随着产品的高密度化和器件的小型化,飞针测试在实际检测工作中 的使用量也越来越少。
ICT针床测试是一种广泛使用的测试技术。其优点是测试速度快, 适合于单一品种大批量的产品。但是随着产品品种的丰富和组装密度 的提高以及新产品开发周期的缩短,其局限性也越发明显。其缺点主 要表现为以下几方面:需要专门设计测试点和测试模具,制造周期长, 价格贵,编程时间长;器件小型化带来的测试困难和测试不准确;PCB 进行设计更改后,原测试模具将无法使用。
自动光学检测(AOI)是近几年兴起一种检测方法。它是通过CCD 照相的方式获得器件或PCB的图像,然后经过计算机的处理和分析比 较来判断缺陷和故障。其优点是检测速度快,编程时间较短,可以放 到生产线中的不同位置,便于及时发现故障和缺陷,使生产、检测合 二为一。可缩短发现故障和缺陷时间,及时找出故障和缺陷的成因。 因此它是目前采用得比较多的一种检测手段。但AOI系统也存在不足, 如不能检测电路错误,同时对不可见焊点的检测也无能为力。
功能测试。ICT能够有效地查找在SMT组装过程中发生的各种缺陷 和故障,但是它不能够评估整个线路板所组成的系统在时钟速度时的 性能。而功能测试就可以测试整个系统是否能够实现设计目标,它将 线路板上的被测单元作为一个功能体,对其提供输入信号,按照功能 体的设计要求检测输出信号。这种测试是为了确保线路板能否按照设 计要求正常工作。所以功能测试简单的方法,是将组装好的某电子 设备上的专用线路板连接到该设备的适当电路上,然后加电压,如果 设备正常工作,就表明线路板合格。这种方法简单、投资少,但不能 自动诊断故障。
自动X射线检查逐渐兴起
根据对各种检测技术和设备的了解,AXI(自动检测技术)与上述 几种检测技术相比具有更多的优点。它可使我们的检测系统得到较高 的提升。为我们提高“一次通过率”和争取“零缺陷”的目标,提供 一种有效检测手段。
AXI是近几年才兴起的一种新型测试技术。
AXI检测的特点:一是对工艺缺陷的覆盖率高达97%。可检查的缺 陷包括:虚焊、桥连、立碑、焊料不足、气孔、器件漏装等等。尤其 是X射线对BGA、CSP等焊点隐藏器件也可检查。二是较高的测试覆盖 度。可以对肉眼和在线测试检查不到的地方进行检查。比如PCBA被判 断故障,怀疑是PCB内层走线断裂,X射线可以很快的进行检查。三是 测试的准备时间大大缩短。四是能观察到其他测试手段无法可靠探测 到的缺陷,比如:虚焊、空气孔和成型不良等。五是对双面板和多层 板只需一次检查(带分层功能)。六是提供相关测量信息,用来对生产 工艺过程进行评估。如焊膏厚度、焊点下的焊锡量等。
近几年AXI检测设备有了较快的发展,已从过去的2D检测发展到 3D检测,具有SPC统计控制功能,能够与装配设备相连,实现实时监控 装配质量。目前的3D检测设备按分层功能区分有两大类:一是不带分 层功能,这类设备是通过机械手对PCBA进行多角度的旋转,形成不同 角度的图像,然后由计算机对图像进行合成处理和分析,来判断缺陷。 二是具有分层功能,计算机分层扫描技术可以提供传统X射线成像技 术无法实现的二维切面或三维立体表现图,并且避免了影像重叠、混 淆真实缺陷的现象,可清楚地展示被测物体内部结构,提高识别物体 内部缺陷的能力,更准确地识别物体内部缺陷的位置。
X射线检测技术为SMT生产检测手段带来了新的变革,可以说它是 目前那些渴望进一步提高生产工艺水平,提高生产质量,并将及时发 现电子组装故障作为解决突破口的生产厂家的选择。随着SMT器 件的发展趋势,其他装配故障检测手段由于其局限性而寸步难行,X 射线自动检测设备将成为SMT生产设备的新焦点并在SMT生产领域中发 挥着越来越重要的作用。 相关链接 AXI检测技术
目前BGA、CSP等新型元件的大量使用,由于焊点隐藏在封装体 下面,传统的检测技术(如ICT)已无能为力。为应对新挑战,AXI (Automatic X-ray Inspection)检测技术开始兴起。当组装好的线路板沿导 轨进入机器内部后,位于线路板上方的X射线发射管,其发射的X射线 穿过线路板后被置于下方的探测器(一般为摄像机)接收,由于焊点中 含有可以大量吸收X射线的铅,因此与穿过玻璃纤维、铜、硅等其它材 料的X射线相比,照射在焊点上的X射线被大量吸收,而呈黑点产生良 好图像,使得对焊点的分析变得相当直观,故简单的图像分析算法便 可自动且可靠地检验焊点缺陷。
X射线检测技术应用升温
更新时间: 2006-03-30 17:30:28来源: 粤嵌教育浏览量:1372