【正文】 處理這些不同的變化所帶來(lái) 的問(wèn)題。實(shí)際運(yùn)作中無(wú)數(shù)次地證明，僅這樣做是遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠的。在德國(guó) Erlangen 大學(xué)，學(xué)者做了大量的 研究去評(píng)價(jià)單個(gè)焊盤(pán)形狀的模型；他們 發(fā)現(xiàn)，無(wú)論焊盤(pán)是 圓形還是非圓形的，焊膏印刷圖形要保持為圓形不變。 (圖 9) AOI ? BGA 設(shè)計(jì) 在 BGA 設(shè)計(jì)時(shí)，焊點(diǎn)的形狀（如淚滴型）可以通過(guò)特 別的布局使其成為可見(jiàn)的；就是說(shuō)，淚滴型的焊點(diǎn)除了具 有奇怪的形狀外，它的方向也是很隨意的。 AOI 因此， QFN的 焊盤(pán)設(shè)計(jì)建議為：焊盤(pán)伸出于器件 引腳的外端， 而縮進(jìn)于器件的內(nèi) 端，這樣使得在器件引腳的內(nèi)外形成彎月型焊盤(pán)。對(duì)于有些 BGAs，會(huì) 推薦使用一種淚滴型的不對(duì)稱焊盤(pán)設(shè)計(jì)，這使得焊錫的成 型性質(zhì)被系統(tǒng)錯(cuò)誤的判斷為一種幾何的連接形態(tài)；此外， 一些特殊的 QFN向內(nèi)或向外的彎月型焊盤(pán)設(shè)計(jì)也同樣有這種情況。 ? 2D xray 當(dāng)應(yīng)用 2D xray 技術(shù)時(shí)，所有的器件都需要被布置在 PCB 的正面。這是因?yàn)樽韬笇雍蛯?shí)際的焊盤(pán)并沒(méi)有真正地接 觸到，在阻焊層和焊盤(pán)之間存在著一定的間隙。由于引腳少 錫 的爬升情況和沒(méi)有焊錫時(shí)是一樣的，所以對(duì) PLCC 焊點(diǎn)不 能通過(guò)垂直檢測(cè)，而要通過(guò)斜角檢測(cè)的方式來(lái)檢查少錫缺陷（圖7）。假如遵循這個(gè)設(shè)計(jì)原則，可以通過(guò)垂直檢測(cè)來(lái)檢查出缺陷。如果是一個(gè) 長(zhǎng)焊盤(pán)設(shè)計(jì)，在 PLCC 引 腳上焊錫的爬升效果是可以檢查 的。假 如爬升很小，必須從其他角度來(lái)檢查，而只有通過(guò)這樣的輔助檢查，才能提供豐富的圖像信息去評(píng)估焊點(diǎn)的好壞。盡管沒(méi)有 形成一個(gè)上半月型的焊 點(diǎn)，但也可以被認(rèn)為焊接得很好。由于毛細(xì)力，焊錫從焊盤(pán)末端 爬到引腳上形成焊點(diǎn)。值得注意的是：任何元器件的長(zhǎng)度 變化也必須計(jì)算在內(nèi)。同樣的規(guī)則也適用于 Cleads 器件的 彎月型和器件本體兩側(cè)的焊盤(pán)設(shè)計(jì)。另外，焊盤(pán)邊緣到焊端的間距 Xc 也需要 注意（圖5）。如果基準(zhǔn)點(diǎn)沒(méi)有被阻焊膜蓋住而過(guò)波 峰焊，可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)圓形基準(zhǔn)點(diǎn)上錫成了一個(gè)半球，其內(nèi) 在的反射特性將會(huì)發(fā)生改變；應(yīng)用十字型作為基準(zhǔn)點(diǎn)或者用 阻焊層覆蓋基準(zhǔn)點(diǎn)，可以防止這種情況的發(fā)生。在波峰焊 中，典型的缺陷是短路和焊珠。為了防止焊接反射，應(yīng)當(dāng)避免器件對(duì)稱排列。 ? 避免焊點(diǎn)反射 焊點(diǎn)的形狀和接觸角是焊點(diǎn)反射的根源。這里建議采用與上述基 準(zhǔn)點(diǎn)的判定相類似的方法，即在可能的情況下，首先通過(guò) 檢查整板或已完成組裝的單板上的單個(gè)壞板標(biāo)識(shí)來(lái)進(jìn)行確 認(rèn)。 AOI ? 確認(rèn)壞板 設(shè)備有能力檢查所有已知類型的壞板標(biāo)識(shí)。此外，十字形的基準(zhǔn)點(diǎn)特別有優(yōu)勢(shì)，他們?cè)跈z測(cè)光下的圖像十分穩(wěn)定且可以被快速和容易地判定。每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)至少離單 板邊緣 5mm（ ”）。（圖 3） AOI ? 基準(zhǔn)點(diǎn) 設(shè)備可以檢查所有 類型的基準(zhǔn)點(diǎn)，而且任 何構(gòu)件都可以被定義成 一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。盡管如此，在生產(chǎn)允許的范圍內(nèi)，圖案的印刷范圍仍 然有一個(gè)較大的選擇，因此，減少非反射性標(biāo)識(shí)印刷（黑 或暗黃）值得加以考慮。在我們的實(shí)踐中，焊盤(pán)間（甚至是 細(xì)間距引腳）的區(qū)域也應(yīng)該覆蓋著阻焊層，這個(gè)建議也已 經(jīng)被 焊料 供應(yīng)商所響應(yīng)。在一種極端情 況下，橋接在亮背景下呈 現(xiàn)黑色，而在另一種極端情況下，橋接在黑背景下卻是呈現(xiàn)出亮色。 ? PCB 的顏色和阻焊 通常，設(shè)備能夠檢查 出所有不同單板的顏色， 盡管檢查中的某些細(xì)節(jié)處 理是不倚賴于顏色的。根據(jù) IPC 標(biāo)準(zhǔn)，器件的長(zhǎng)度和引腳的寬度可 以有一個(gè)較大變化范圍，相反，焊盤(pán)的尺寸卻是相對(duì)固定 的。始終采用同樣的材料和產(chǎn)品能夠顯著地 減少檢查時(shí)間和誤報(bào)，而這些問(wèn)題主要是通過(guò)元器件以及 PCB 的突然變化而出現(xiàn)的。目前元器件的采購(gòu)趨勢(shì)是盡 可能地便宜，而不管它在顏色、尺寸等參數(shù)上的不同。布局上建議考慮 傳感器技術(shù)，因?yàn)橛袝r(shí)檢查只能通過(guò)垂直（正交）角度，而其他時(shí)候又需要一個(gè)輔助的角度來(lái)進(jìn)行。 (圖1) AOI 針對(duì) AOI 檢查的布局建議 ? 針對(duì) AOI 檢查的 PCB 整 體布局 器件到 PCB 的邊緣應(yīng)該至少留有 3mm（ ”）的工 藝邊?；?IPC7350 標(biāo)準(zhǔn)的 PCB 布 局被推薦為針對(duì)這些測(cè)試的基準(zhǔn)。 Vis AG 和 KIRRON GmbH amp。為了推 動(dòng)這種優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以運(yùn)用一些看上去很古老的附加手段（這些方法仍在很多領(lǐng)域被推崇），它的優(yōu)點(diǎn)包括： ? 減少編程時(shí)間 ? 最大限度地減少誤報(bào) ? 改善失效檢查。在 AOI 中存在的主要問(wèn)題是，當(dāng)一些檢查對(duì)象是 不可見(jiàn)的，或是在 PCB 上存在一些干擾使得圖像變得模糊 或隱藏起來(lái)了。 每塊 PCB 可以采用光學(xué)或者 Xray 技術(shù)并運(yùn)用適當(dāng) 的運(yùn)算法則來(lái)進(jìn)行檢查。回流焊后檢查提供高度的安全性，因?yàn)樗R(shí)別由錫膏印刷、元件貼裝和 回流 過(guò)程引起的錯(cuò)誤。 （ 3）回流焊后。這個(gè)信息可用來(lái)修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。這是一個(gè)典型地放置檢查機(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。 （ 2）回流焊前。這個(gè)位置的檢查最直接地支持過(guò)程跟蹤和特征化。 焊錫 不足可能是元件丟失或焊點(diǎn)開(kāi)路的一個(gè)原因。 在 ICT 上，相對(duì)這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴(yán)重性成比例。 。典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn)： 上焊錫不足。有三個(gè)檢查位置是主要的： （ 1）錫膏印刷之后。這經(jīng)常要求把檢查設(shè)備放置到生產(chǎn)線上的幾個(gè)位置，在線地監(jiān)控具體生產(chǎn)狀況，并為生產(chǎn)工藝的調(diào)整提供必要的依據(jù)。典型地包括詳細(xì)的缺陷分類和元件貼放偏移信息。 （ 2）過(guò)程跟蹤 (Process tracking)。 AOI 通常放置在生產(chǎn)線最末端。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。當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描 PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出 PCB 上缺陷，并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示 /標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描 PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出 PCB 上缺陷，并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示 /標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。 AOI AOI 的全稱是 Automatic Optic Inspection（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)），是基于光學(xué)原理來(lái)對(duì)焊接生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)缺陷進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備。 AOI 是近幾年才興起的一種新型測(cè)試技術(shù)，但發(fā)展迅速，目前很多廠家都推出了 AOI 測(cè)試設(shè)備。 AOI 什么 是 AOI 自動(dòng)光學(xué)檢查 (AOI, Automated Optical Inspection) 一、定義 運(yùn)用高速高精度視覺(jué)處理技術(shù)自動(dòng)檢測(cè) PCB 板 上各種不同帖裝錯(cuò)誤及焊接缺陷 .PCB板的范圍可從細(xì)間距高密 度板到低密度大尺寸板 ,并可提供在線檢測(cè)方案 ,以提高生產(chǎn)效率 ,及焊接質(zhì)量 . 通過(guò)使用 AOI 作為減少缺陷的工具 ,在裝配工藝過(guò)程的早期查找和消除錯(cuò) 誤 ,以實(shí)現(xiàn)良好的過(guò)程控制 .早期發(fā)現(xiàn)缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段 ,AOI 將減少修理成本將避免報(bào)廢不可修理的電路板 . 二、主要特點(diǎn) 1）高速檢測(cè)系統(tǒng) 與 PCB 板帖裝密度無(wú)關(guān) 2）快速便捷的編程系統(tǒng) 圖形界面下進(jìn)行 運(yùn)用帖裝數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè) 運(yùn)用元件數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的快速編輯 3）運(yùn)用豐富的專用多功能檢測(cè)算法和二元或灰度水 平光學(xué)成像處理技術(shù)進(jìn)行檢測(cè) 4）根據(jù)被檢測(cè)元件位置的瞬間變化進(jìn)行檢測(cè)窗口的 自動(dòng)化校正，達(dá)到高精度 檢測(cè) 5）通過(guò)用墨水直接標(biāo)記于 PCB 板上或在操作顯示器 上用圖形錯(cuò)誤表示來(lái)進(jìn)行檢測(cè)電的核對(duì) 三、 AOI 檢 查 與 人 工 檢 查 的 比 較 人工檢查 AOI 檢查 pcb18*20 及千個(gè) pad 以下 人 重要 輔助檢查 時(shí)間 正常 正常 持續(xù)性 因人而異 好 可靠性 因人而異 較好 準(zhǔn)確性 因人而異 誤點(diǎn)率高 pcb18*20 及千個(gè) pad 以上 人 重要 輔助檢查 時(shí)間 長(zhǎng) 短 持續(xù)性 差 好 可靠性 差 較好 準(zhǔn)確性 因人而異 誤點(diǎn)率高 AOI 什么是 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。 AOI AOI 的主要目標(biāo) 實(shí)施目標(biāo) :實(shí)施 AOI 有以下兩類主要的目標(biāo)： （ 1）最終品質(zhì) (End quality)。當(dāng)生產(chǎn)問(wèn)題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、數(shù)量和速度為關(guān)鍵因素的時(shí)候，優(yōu)先采用這個(gè)目 標(biāo)。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。使用檢查設(shè)備來(lái)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程。當(dāng)產(chǎn)品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供應(yīng)穩(wěn)定時(shí)，制造商優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)。 放置位置 雖然 AOI 可用于生產(chǎn)線上的多個(gè)位置，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。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)量可大幅度的減少。 。 。輕微的少錫很少導(dǎo)致缺陷，而嚴(yán)重的情況，如根本無(wú)錫，幾乎總是在 ICT 造成缺陷。盡管如此，決定哪里放置 AOI 需要認(rèn)識(shí)到元件丟失可能是其它原因下發(fā)生的，這些原因必須放在檢查計(jì)劃內(nèi)。這個(gè)階段的定量過(guò)程控 制數(shù)據(jù)包括，印刷偏移和焊錫量信息，而有關(guān)印刷焊錫的定性信息也會(huì)產(chǎn)生。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。在這個(gè)位置產(chǎn)生的定量的過(guò)程控制信息，提供高速片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息。這個(gè)位置的檢查滿足過(guò)程跟蹤的目標(biāo)。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。 AOI 針對(duì) AOI 檢查的 PCB 優(yōu)化設(shè)計(jì) 為了便于檢查，一塊 PCB 能夠在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行優(yōu)化布局嗎？ 答案當(dāng)然是肯定的，我們?cè)诒疚闹刑峁┝艘恍┙ㄗh供參考?；趫D像檢查的基本 原理是：每個(gè)具有明顯對(duì)比度的圖像都是可以 被檢查的。然而，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和系 統(tǒng)化測(cè)試都表明，這 些影響是可以通過(guò) PCB 的設(shè)計(jì)來(lái)預(yù)防甚至減少的。 制定設(shè)計(jì)方針，可以有效地簡(jiǎn)化檢查和顯著地降低生 產(chǎn)成本。 合作開(kāi)發(fā) 出一項(xiàng)特殊測(cè)試方案，目的是為了從根本上研究和證明這 些設(shè)計(jì)在檢查中產(chǎn)生的效果。首 先，為了探究每一種 布局的檢查效果，建議在大量 PCB 布局上采用這種基準(zhǔn)； 之后，再有意地利用 PCB 錯(cuò)誤布局，使得它產(chǎn)生一些工藝 中的缺陷，如立碑和引腳懸空等。片式器件必須優(yōu)先于圓柱形器件。 ? 元器件 對(duì)一個(gè)穩(wěn)定的工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)，一個(gè)重要的因素是元器 件，這不僅與 PCB 上直接的器件布局有關(guān)，而且或多或少 也與 “工藝流程設(shè)計(jì) ”有關(guān)。不 幸的是，這些選擇在日后對(duì) AOI 或 AXI 檢查過(guò)程中造成的影 響往往被忽略了。 ? 元器件尺寸 IPC7350 標(biāo)準(zhǔn)描述了器件的尺寸，并對(duì)某些焊盤(pán)的尺 寸提出了建議。此外， PCB 制造公差的影響相對(duì)于這些器件的變化來(lái)說(shuō) 也是是很小的。例 如， 一塊白色和一塊綠