【正文】 處理這些不同的變化所帶來 的問題。實際運作中無數(shù)次地證明，僅這樣做是遠 遠不夠的。在德國 Erlangen 大學，學者做了大量的 研究去評價單個焊盤形狀的模型；他們 發(fā)現(xiàn)，無論焊盤是 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 設計 在 BGA 設計時，焊點的形狀（如淚滴型）可以通過特 別的布局使其成為可見的；就是說，淚滴型的焊點除了具 有奇怪的形狀外，它的方向也是很隨意的。 AOI 因此， QFN的 焊盤設計建議為：焊盤伸出于器件 引腳的外端， 而縮進于器件的內(nèi) 端，這樣使得在器件引腳的內(nèi)外形成彎月型焊盤。對于有些 BGAs，會 推薦使用一種淚滴型的不對稱焊盤設計，這使得焊錫的成 型性質(zhì)被系統(tǒng)錯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設計也同樣有這種情況。 ? 2D xray 當應用 2D xray 技術時，所有的器件都需要被布置在 PCB 的正面。這是因為阻焊層和實際的焊盤并沒有真正地接 觸到，在阻焊層和焊盤之間存在著一定的間隙。由于引腳少 錫 的爬升情況和沒有焊錫時是一樣的，所以對 PLCC 焊點不 能通過垂直檢測，而要通過斜角檢測的方式來檢查少錫缺陷（圖7）。假如遵循這個設計原則，可以通過垂直檢測來檢查出缺陷。如果是一個 長焊盤設計，在 PLCC 引 腳上焊錫的爬升效果是可以檢查 的。假 如爬升很小，必須從其他角度來檢查，而只有通過這樣的輔助檢查，才能提供豐富的圖像信息去評估焊點的好壞。盡管沒有 形成一個上半月型的焊 點，但也可以被認為焊接得很好。由于毛細力，焊錫從焊盤末端 爬到引腳上形成焊點。值得注意的是：任何元器件的長度 變化也必須計算在內(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的焊盤設計。另外，焊盤邊緣到焊端的間距 Xc 也需要 注意（圖5）。如果基準點沒有被阻焊膜蓋住而過波 峰焊，可能會導致一個圓形基準點上錫成了一個半球，其內(nèi) 在的反射特性將會發(fā)生改變；應用十字型作為基準點或者用 阻焊層覆蓋基準點，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，應當避免器件對稱排列。 ? 避免焊點反射 焊點的形狀和接觸角是焊點反射的根源。這里建議采用與上述基 準點的判定相類似的方法，即在可能的情況下，首先通過 檢查整板或已完成組裝的單板上的單個壞板標識來進行確 認。 AOI ? 確認壞板 設備有能力檢查所有已知類型的壞板標識。此外，十字形的基準點特別有優(yōu)勢，他們在檢測光下的圖像十分穩(wěn)定且可以被快速和容易地判定。每個基準點至少離單 板邊緣 5mm（ ”）。（圖 3） AOI ? 基準點 設備可以檢查所有 類型的基準點，而且任 何構件都可以被定義成 一個基準點。盡管如此，在生產(chǎn)允許的范圍內(nèi)，圖案的印刷范圍仍 然有一個較大的選擇，因此，減少非反射性標識印刷（黑 或暗黃）值得加以考慮。在我們的實踐中，焊盤間（甚至是 細間距引腳）的區(qū)域也應該覆蓋著阻焊層，這個建議也已 經(jīng)被 焊料 供應商所響應。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，設備能夠檢查 出所有不同單板的顏色， 盡管檢查中的某些細節(jié)處 理是不倚賴于顏色的。根據(jù) IPC 標準，器件的長度和引腳的寬度可 以有一個較大變化范圍，相反，焊盤的尺寸卻是相對固定 的。始終采用同樣的材料和產(chǎn)品能夠顯著地 減少檢查時間和誤報，而這些問題主要是通過元器件以及 PCB 的突然變化而出現(xiàn)的。目前元器件的采購趨勢是盡 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，因為有時檢查只能通過垂直（正交）角度，而其他時候又需要一個輔助的角度來進行。 (圖1) AOI 針對 AOI 檢查的布局建議 ? 針對 AOI 檢查的 PCB 整 體布局 器件到 PCB 的邊緣應該至少留有 3mm（ ”）的工 藝邊。基于 IPC7350 標準的 PCB 布 局被推薦為針對這些測試的基準。 Vis AG 和 KIRRON GmbH amp。為了推 動這種優(yōu)化設計，可以運用一些看上去很古老的附加手段（這些方法仍在很多領域被推崇），它的優(yōu)點包括： ? 減少編程時間 ? 最大限度地減少誤報 ? 改善失效檢查。在 AOI 中存在的主要問題是，當一些檢查對象是 不可見的，或是在 PCB 上存在一些干擾使得圖像變得模糊 或隱藏起來了。 每塊 PCB 可以采用光學或者 Xray 技術并運用適當 的運算法則來進行檢查。回流焊后檢查提供高度的安全性，因為它識別由錫膏印刷、元件貼裝和 回流 過程引起的錯誤。 （ 3）回流焊后。這個信息可用來修改元件貼放或表明貼片機需要校準。這是一個典型地放置檢查機器的位置，因為這里可發(fā)現(xiàn)來自錫膏印刷以及機器貼放的大多數(shù)缺陷。 （ 2）回流焊前。這個位置的檢查最直接地支持過程跟蹤和特征化。 焊錫 不足可能是元件丟失或焊點開路的一個原因。 在 ICT 上，相對這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴重性成比例。 。典型的印刷缺陷包括以下幾點： 上焊錫不足。有三個檢查位置是主要的： （ 1）錫膏印刷之后。這經(jīng)常要求把檢查設備放置到生產(chǎn)線上的幾個位置，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)。典型地包括詳細的缺陷分類和元件貼放偏移信息。 （ 2）過程跟蹤 (Process tracking)。 AOI 通常放置在生產(chǎn)線最末端。對產(chǎn)品走下生產(chǎn)線時的最終狀態(tài)進行監(jiān)控。當自動檢測時，機器通過攝像頭自動掃描 PCB，采集圖像，測試的焊點與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出 PCB 上缺陷，并通過顯示器或自動標志把缺陷顯示 /標示出來，供維修人員修整。當自動檢測時，機器通過攝像頭自動掃描 PCB，采集圖像，測試的焊點與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出 PCB 上缺陷，并通過顯示器或自動標志把缺陷顯示 /標示出來，供維修人員修整。 AOI AOI 的全稱是 Automatic Optic Inspection（自動光學檢測），是基于光學原理來對焊接生產(chǎn)中遇到的常見缺陷進行檢測的設備。 AOI 是近幾年才興起的一種新型測試技術，但發(fā)展迅速，目前很多廠家都推出了 AOI 測試設備。 AOI 什么 是 AOI 自動光學檢查 (AOI, Automated Optical Inspection) 一、定義 運用高速高精度視覺處理技術自動檢測 PCB 板 上各種不同帖裝錯誤及焊接缺陷 .PCB板的范圍可從細間距高密 度板到低密度大尺寸板 ,并可提供在線檢測方案 ,以提高生產(chǎn)效率 ,及焊接質(zhì)量 . 通過使用 AOI 作為減少缺陷的工具 ,在裝配工藝過程的早期查找和消除錯 誤 ,以實現(xiàn)良好的過程控制 .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廢不可修理的電路板 . 二、主要特點 1）高速檢測系統(tǒng) 與 PCB 板帖裝密度無關 2）快速便捷的編程系統(tǒng) 圖形界面下進行 運用帖裝數(shù)據(jù)自動進行數(shù)據(jù)檢測 運用元件數(shù)據(jù)庫進行檢測數(shù)據(jù)的快速編輯 3）運用豐富的專用多功能檢測算法和二元或灰度水 平光學成像處理技術進行檢測 4）根據(jù)被檢測元件位置的瞬間變化進行檢測窗口的 自動化校正，達到高精度 檢測 5）通過用墨水直接標記于 PCB 板上或在操作顯示器 上用圖形錯誤表示來進行檢測電的核對 三、 AOI 檢 查 與 人 工 檢 查 的 比 較 人工檢查 AOI 檢查 pcb18*20 及千個 pad 以下 人 重要 輔助檢查 時間 正常 正常 持續(xù)性 因人而異 好 可靠性 因人而異 較好 準確性 因人而異 誤點率高 pcb18*20 及千個 pad 以上 人 重要 輔助檢查 時間 長 短 持續(xù)性 差 好 可靠性 差 較好 準確性 因人而異 誤點率高 AOI 什么是 AOI 測試技術 AOI 是近幾年才興起的一種新型測試技術，但發(fā)展較為迅速，目前很多廠家都推出了 AOI測試設備。 AOI AOI 的主要目標 實施目標 :實施 AOI 有以下兩類主要的目標： （ 1）最終品質(zhì) (End quality)。當生產(chǎn)問題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、數(shù)量和速度為關鍵因素的時候，優(yōu)先采用這個目 標。在這個位置，設備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過程控制信息。使用檢查設備來監(jiān)視生產(chǎn)過程。當產(chǎn)品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供應穩(wěn)定時，制造商優(yōu)先采用這個目標。 放置位置 雖然 AOI 可用于生產(chǎn)線上的多個位置，各個位置可檢測特殊缺陷，但 AOI 檢查設備應放到一個可以 盡早識別和改正最多缺陷的位置。如果錫膏印刷過程滿足要求，那么 ICT 發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度的減少。 。 。輕微的少錫很少導致缺陷，而嚴重的情況，如根本無錫，幾乎總是在 ICT 造成缺陷。盡管如此，決定哪里放置 AOI 需要認識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劃內(nèi)。這個階段的定量過程控 制數(shù)據(jù)包括，印刷偏移和焊錫量信息，而有關印刷焊錫的定性信息也會產(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。在這個位置產(chǎn)生的定量的過程控制信息，提供高速片機和密間距元件貼裝設備校準的信息。這個位置的檢查滿足過程跟蹤的目標。在 SMT 工藝過程的最后步驟進行檢查，這是目前 AOI 最流行的選擇，因為這個位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝 配錯誤。 AOI 針對 AOI 檢查的 PCB 優(yōu)化設計 為了便于檢查，一塊 PCB 能夠在設計階段就進行優(yōu)化布局嗎？ 答案當然是肯定的，我們在本文中提供了一些建議供參考?；趫D像檢查的基本 原理是：每個具有明顯對比度的圖像都是可以 被檢查的。然而，實際經(jīng)驗和系 統(tǒng)化測試都表明，這 些影響是可以通過 PCB 的設計來預防甚至減少的。 制定設計方針，可以有效地簡化檢查和顯著地降低生 產(chǎn)成本。 合作開發(fā) 出一項特殊測試方案，目的是為了從根本上研究和證明這 些設計在檢查中產(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； 之后，再有意地利用 PCB 錯誤布局，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 對一個穩(wěn)定的工藝過程來說，一個重要的因素是元器 件，這不僅與 PCB 上直接的器件布局有關，而且或多或少 也與 “工藝流程設計 ”有關。不 幸的是，這些選擇在日后對 AOI 或 AXI 檢查過程中造成的影 響往往被忽略了。 ? 元器件尺寸 IPC7350 標準描述了器件的尺寸，并對某些焊盤的尺 寸提出了建議。此外， PCB 制造公差的影響相對于這些器件的變化來說 也是是很小的。例 如， 一塊白色和一塊綠