【文章內容簡介】 脫機檢測設備還不能立即查出缺陷。 內置于印刷機中的自動檢測系統 幾家印刷機制造廠推出了內置式二維和三維焊膏檢測系統或故障查找系統。然而，內置于印刷機中的檢測系統與絲網印刷機共享硬件，由于絲印機必須在暫停的狀態(tài)下才能進行檢測，所以降低了印刷速度。 大多數內置式檢測系統都使用攝相視覺技術來評價焊膏 面積、覆蓋率和校準。除了檢測印記外，還可用這個攝相機檢查絲網，查看模板開口是否阻塞和焊膏過多。 一些印刷機制造廠家給印刷機增設了體積測量功能，其方法是將激光束高度測量與視覺系統相結合，這樣，將面積乘以一個中等焊盤高度測量值，即可計算出體積。這種方法可重復性差，有時可監(jiān)測到可能會產生在焊盤末端的焊盤缺陷，但不能識別磚形焊料的不規(guī)則性。 2． 4 自動三維在線樣品檢測設備 與內置在印刷機中的檢測系統相比，自動在線樣品檢測設備有兩個主要優(yōu)點。首先，由于這種設備是獨立的系統，所以可以不利用印刷 機的硬件，不需要停機就可進行檢測。其次，樣品檢測設備的測量性能使你能夠獲得精確的、可重 大量管理資料下載 復的測量結果。 而印刷后的在線檢測設備不能測量每塊印制板上的每個焊盤，為收集 SPC數據，這種設備應用有效的統計技術可檢測出很多板子上的現場操作出現的關鍵問題。由 IBM 公司的一名工藝開發(fā)工程師進行的一項研究證明將樣品檢測設備用于 BGA 焊盤是綽綽有余的。但仍然存在有偶然發(fā)生缺陷的可能性，實際上，缺陷率比末經檢測的缺陷率低得多。 印刷后常用的樣品檢測設備是在線上設計，安裝在傳送帶上，緊接在絲網印刷機后面， 連續(xù)檢測印刷工藝中用戶要求檢測的樣品 (通常為細間隙或 BGA)。檢測設備可將實際的焊盤測量值與預置的參數進行比較，并通知操作人員焊膏印記何時偏離預先規(guī)定的范圍。 樣品檢測設備不同于激光臺式和整塊印制板掃描設備，其使用了配置有探測器的光敏器件，能連續(xù)拍攝目標焊膏印記的快印圖片。該圖像可建立檢測區(qū)域的高分辨率外觀圖。先求出所有高度數據的總和，并乘以己知的圖像面積即可計算出焊膏體積。 與整塊印制板掃描設備比較，樣品檢測設備有幾個優(yōu)點。首先，能夠在幾分鐘之內對其進行預置并編程，而整塊印制板掃描 設備可能需要幾個小時進行預置。設置后，經培訓的人員就能監(jiān)測樣品檢測設備，不需具備工程技能。收集的數據自動顯示在監(jiān)視器上供操作人員觀看，并以標準格式存儲起來以便進一步的分析。其次，可根據檢測速度與生產線速度的匹配情況調節(jié)檢測樣品的數量，這樣在檢測中就不會花費太多的時間。最后，配置的燈技術可對有缺陷傾向的位置進行精確的測量。 其缺點是：由于樣品檢測設備不能檢測每塊印制板上的每個位置，缺陷漏檢的機會高。在規(guī)則的圖形中不會出現定義的偶然缺陷；當使用樣品檢測技術時，仍然有可能存在漏檢的現象。 2． 5 自動 在線整塊印制板檢測設備 高速整塊印制板檢測設備是這一領域的最高檔設備，其能評估每塊印制板上的每個檢測點。這種設備成本高，不過速度非?？臁⒉⑶夷軌驒z測在生產線上運行的整塊印制板。 整塊印制板檢測設備利用激光束進行逐條生產線上的整塊印制板的掃描，收集每個焊盤的所有測量數據，并將實際測量值與須置的合格極限值進行比較。這種設備可檢驗各種不同類型的印記，包括偶然出現的缺陷，如；由模板開口堵塞引起的焊盤漏印。全掃描還可顯示出焊膏沉積圖形的印記，包括坍塌、凹陷和焊料隆起。 整塊印制板檢 測設備的主要優(yōu)點是：實際上能夠指出每個印刷缺陷的位置，并能夠收集板上每個焊盤的實際高度、面積和體積數據。對于潛在成本較高的缺陷或是單元成本高的情況，整塊印制板檢測是比較適用的。應用于汽車、軍事或航空領域的印制電路板必須滿足高可靠性技術要求，常常需要 100％的檢測。 自動光學檢測 (AOI)設備 自動光學檢測設備是目前唯一的一種能夠與組裝生產線保持同步速度并行操作檢測焊膏沉積質量的設備。其每小時可檢測 100000 多個元件，也就是說在線 AOI 設備可對板上的沉積點進行 100％的檢測。這種設備采 用了圖像分析軟件、測量元件、確認其值及極性和保證貼裝精度的邊緣視覺技術。應用了標準的 大量管理資料下載 CAD 和 Gerber file 編程。還應用了統計工藝控制 (SPC)軟件工具，并建立了數據庫，而且與返修工作站建立了網絡聯系。其與自動在線整塊 PCB 檢測設備有很多相似的功能。它最顯著的特點是用途廣泛，不僅可以檢測印刷質量，還可檢測其它工序的質量，如：貼裝機的精度等。 在 SMT 生產線中放置 AOI系統 By Ray P. Prasad 本文介紹幾種檢查方法，分析了如何選擇在 SMT 生產線放置 AOI 系統的位置。 有各種 檢查和測試方法使用在電子工業(yè)中。視覺檢查方法是最普通和低成本的，但非常依靠操作員的。 X 射線方法成本高、速度慢，能力有限。自動光學檢查 (AOI, automated optical inspection)速度較快但價格昂貴。在線測試 (ICT, incircuit test)和功能測試有時也作檢查工具使用，但其能力也是有限的。本文，我將討論視覺和 AOI 方法。 視覺檢查 最普遍和廣泛使用的檢查方法是視覺檢查，使用 2~10 倍的放大鏡或顯微鏡。JSTD001 要求對于引腳間距大于 的所有元件使用 2~4 倍的檢查。對于引腳間距 或以下的密間距元件要求 10 倍的放大系數。更高的放大系數應該只用作參考。 視覺檢查的主要問題是，決定于操作員，因此，是主管的。例如，如果相同的裝配給不同的檢察員，他們將報告不同的品質水平。對這個情況的一個普通反應是減少人為因素，轉向眾多的自動檢查系統中的一種。 自動光學檢查 (AOI) 由于電子工業(yè)元件進入到更密間距個球柵陣列 (BGA)元件，錫點的視覺檢查已經變得或者很困難或者不可能。還有，如前面所討論的，甚至是在可行的時候，視覺檢查也是非常取決于操作員。因此，工業(yè) 已經轉移到自動檢查系統。市場上有許多系統，價格范圍很大。新的機器不斷介紹到市場。 在選擇所需的機器時，你需要決定你想要 AOI 系統作什么。例如，你想機器指出丟失的元件、元件的極性、貼裝精度、錫膏印刷或焊點的品質嗎？重要的是記住，多數 AOI 機器當用來確認錯誤極性或丟失的元件時工作正常，但用來精確地確認焊錫點的品質可能是具挑戰(zhàn)性的。 不管使用哪一種設備類型，一般的 AOI 系統的要求應該包括精度、可重復性、速度、計算機輔助設計 (CAD)兼容性、和誤失效與誤接收 (當使用機器作錫點品質檢查時的一個非常普遍的問題 )。 有時，錯誤認為自動檢查系統可用來過程控制，通過改變適當的變量來實時地糾正缺陷。對于大多數系統，現在這可能是有希望的想法，因為許多需要防止問題的改變都要求人為的干預。 實時地控制焊接點品質的唯一方法是，假如焊接與檢查系統集成在一起。用這樣一個集成系統，焊接點或者停止或者繼續(xù)，取決于單個焊接點熱量輸入要求。 大量管理資料下載 在在傳統的回流焊接工藝如對流中簡直不可能?，F在，具有閉環(huán)檢查特性的激光焊接系統可以買得到，來達到這一目標。 可是，沒有真正可以指出一個給定缺陷和確認其原因的系統。缺陷分析可能要求人為干預和工程判斷 。例如，自動檢查系統很大程度上依靠焊點的質量和密度 (少錫、多錫或無錫 )?？墒?，有不止一個原因的缺陷可能永遠不能只放入這三類中的一類，以滿足自動檢查系統的需要。少錫可能由空洞、焊接圓角不足或錫膏不足所引起。對這些缺陷的改進行動是不同的，需要人為的判斷和干預。 檢查主導思想 有兩種檢查主導思想：缺陷防止或缺陷發(fā)現。適當的方法應該是缺陷的防止，因為其重點是在過程控制和通過實施改正行動來消除缺陷。在這樣一個方法中，AOI 機器或者放在 SMT 生產線的錫膏印刷機之后，或者放在元件貼裝之后。 使用發(fā)現哲學的人把檢 查機器放在 SMT 線的很后方 在回流焊接爐之后。這是制造工藝中的最后步驟，以保證沒有壞品逃出工廠。 從主導思想上說，許多人不認同檢查的預防方法。如果你同意這個思想，那么你應該在生產線哪里放置 AOI 系統呢？ 第一個選擇是將 AOI 系統放在錫膏印刷正后面。因為許多缺陷與錫膏量和印刷品質有關，這是 AOI 系統的一個好位置。這樣一個系統應該監(jiān)測什么呢？只有錫膏的 XY 尺寸，包括誤印或錫膏體積 (XYZ)？錫膏體積測量將比 XY 測量慢，但提供更有用的數據。這個在某些應用中比其它應用更為關鍵。例如，對于陶瓷排列 包裝，錫膏體積對達到所希望的焊點品質非常關鍵。 第二個選擇是把 AOI 系統直接放在射片機之后。這里，可檢查誤放或放錯的小元件，包括電阻和電容，以及 BGA 和密間距元件的錫膏品質與體積，這些元件是用生產線內射片機之后的不同的貼片機貼裝的。使用其視覺能力，它們通常對較大的包裝有更好的精度。 第三個選擇是將 AOI 系統放在密間距和 BGA 貼裝機器后面 (回流之前 )，來檢查誤放的密腳、 BGA 和其它大元件。這是一個好位置，因為大多數缺陷與密腳元件有關。這些是對于預防哲學主張者的選擇。 如果你集中在發(fā)現的方法，你有第 四個選擇 將 AOI 系統放在回流焊接之后，查找品質差的焊點。這對于那些想要保證不可接受的焊點在發(fā)貨給最終用戶之前發(fā)現到的公司是一個好方法。 第五個選擇是結合使用預防和發(fā)現兩者思想，將 AOI 系統放在每一個工藝步驟之后 錫膏印刷、射片機、 BGA 和密腳貼裝、和回流焊接。這個選擇可能是供不起的。 多數人有有限的預算，必須決定在 SMT 線的哪里放置系統。如果只購買一臺 AOI 系統，你可能想要把它直接放在射片機之后，你可以檢查兩個主要問題 較小元件的誤貼裝或錯誤和 BGA 與密腳元件的錫膏品質與體積。還有，這是決定整個品質的最關鍵的位置。 結論 錫點檢查是一個事后的步驟。一個更有效的方法是采取預防措施。即，實施過程控制來保證問題不發(fā)生。這是否意味著檢查不必要呢？完全不是。檢查將不得不繼續(xù)完成缺陷收集的反饋，以監(jiān)測工藝過程和實施改進行動，因此問題不會發(fā)生。 大量管理資料下載 AOI技術的新突破 By Bob Ries 本文介紹，自動光學檢查 (AOI)，作為對在線測試(ICT)的一個有用補充，精確地確認和識別在印刷電路板 (PCB)上的元件可變性，因此改進整個系統的性能。 對于今天越來越復雜的 PCB 和固體元件，傳統的ICT 與功能測試編程正變得費力和費時。 PCB 制造商發(fā)現，使用針床 (bedofnails)測試夾具很難獲得對密、細間距板的測試探針的物理空間。為復雜的板編寫功能測試程序是一個令人敬畏的任務，這些板的測試夾具的制造也是昂貴和費時的。為了克服這個障礙， AOI證明是對 ICT 和功能測試的一個有力的補充。 人力檢察員還完成大部分的檢查，但是越來越小的電路板特性已經使得手工檢查不可靠、主觀和容易產生與手工裝配有關的成本和質量問題。人力檢查的可重復性水平低，特別是一個操作員不同于另一個，視覺疲勞不可避免地導致疏忽缺陷。由于 這些原因， AOI 逐漸地在裝配線上取代人為檢查。 對于 PCB 裝配， AOI 的優(yōu)點 視覺檢查的特征和板上的電子元件是直接了當的。元件與其下面 PCB 的形狀、尺寸、顏色和表面特征是輪廓分明的，元件可以在板的表面上可預見的位置找到。由于這個簡單性， PCB 裝配的自動檢查在 25 年前成為計算機化的圖象分析技術的首例工業(yè)應用。 功能強度的 AOI 技術證明是對傳統測試方法的經濟、可靠的補充。 AOI 正成功地作為測量印刷機或元件貼裝機性能的過程監(jiān)測工具。實際的優(yōu)點包括： 檢查和糾正 PCB 缺陷，在過程監(jiān)測期間進行的成本遠遠低于 在最終測試和檢查之后進行的成本，通常達到十幾倍。 過程表現的趨勢 貼裝位移或不正確的料盤安裝 可以在整個過程的較早時候發(fā)現和糾正。沒有早期檢查，重復的太多有相同缺陷的板將在功能測試和最后檢查期間被拒絕。 當 AOI 用于在元件貼放之后、回流之前的元件貼裝檢查時，較早地發(fā)現丟失、歪斜、無放的元件或極性錯誤的元件，減少成本高的回流后返修。 回流焊接后的 AOI 比用于焊點缺陷，如錫橋、破裂焊點、干焊點和其它缺陷，檢查的 X 射線檢查成本低。可是，錫點檢查無可爭辯地是基于運算法則(Algorithmbased)的 AOI 系統的最困難的任務，因為可接受外表的變量范圍廣。 傳統 AOI 系統的局限 基本上，所有 AOI 方法可描述為，通過一列攝像機或傳感器獲得一塊板的照明圖象并數字化，然后分析和與前面定義的“好”圖象進行比較。照明來自于一個范圍的光源，如白光、發(fā)光二極管 (LED)和激光。 今天，有許多完善的圖象分析技術，包括：模板比較 (templatematching)(或自動對比 autocorrelation)、邊緣檢查 (edgedetection)、特征提取 (feature extraction)、灰度模型 (gray modeling)、傅里葉分析 (Fourier analysis)、形狀、光學特征識別 (OCR, 大量管理資料下載 optical