【正文】 在圖像分析領(lǐng)域要有適當(dāng)?shù)囊娮R。用戶需要經(jīng)常調(diào)整其 AOI 方法，以接納合理的變化。 有自調(diào)性的、基于知識的 AOI 幾個 AOI 供應(yīng)商已經(jīng)打破圖像處理的傳統(tǒng)方法，而正使用有自調(diào)性的軟件技術(shù)。通過顯示一系列要確 大量管理資料下載 認物體的例子，該方法使用一個令人驚訝的直截了當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)技術(shù)，叫做統(tǒng)計外形建模技術(shù) (SAM, statistical appearance modeling)，來自動計算出怎樣識別合理的圖像變化。這戲劇性地減少編程時間和實際上消除每天的調(diào)整。 SAM 是怎樣工作的 在顯示了一個特殊物體的一系列已知好的樣板之后， SAM 軟件建立一個該物體的靈活的數(shù)學(xué)模型。使用者在目標(biāo)物體周圍畫一個方塊，然后給 AOI 系統(tǒng)顯示一系列的樣板。 一個 SAM 模型是在訓(xùn)練周期期間建立的，在這里存儲和分析一個所希望的元件類型的樣板，確認最重要的變化模式。然后按照預(yù)計元件的圖像來評估該 SAM 模型。隨著新的樣板和圖像加入到 SAM 模型，該模型觀察變化并調(diào)整結(jié)合所有的在好圖像中看到的視覺差別。 不象使用剛性模 板的處方方法， SAM 允許 AOI 機器自己決定一個元件的哪個方面可能變化，變化多少，沒有使用者的直接輸入。在這個培訓(xùn)階段，使用者的反饋是需要的。 精度、可重復(fù)性和靈活性 許多傳統(tǒng)的 AOI 系統(tǒng)主要依靠識別元件邊緣來達到準(zhǔn)確和可重復(fù)的測量?？墒牵靡曈X技術(shù)很難找到邊緣。還有，邊緣傾向于是黑色背景上的黑色區(qū)域，準(zhǔn)確的確認會產(chǎn)生像素噪音變量。使用基于邊緣的處方方法，一個好的視覺系統(tǒng)產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)偏差大約為十分之一像素的可重復(fù)性。元件位置上的總變量小于一個像素的十分之三，因此當(dāng)匹配到一個元件時，改進精度和可重復(fù)性。在 吻合一個外形大不相同的合法元件時 (如剛性的傳統(tǒng)方法 )，它會在 X 和 Y 軸上移動，企圖通過位置 (唯一的可變參數(shù) )調(diào)節(jié)達到最佳吻合。 例如，某些可允許的元件顏色變量是由于遮蔽或過度曝光臨近較大元件所引 大量管理資料下載 起的，實際上用傳統(tǒng)運算法則是不可能接納的。 (圖二 ) 圖二、 SAM 調(diào)整最佳元件位置和灰度變量 SAM 方法有效地識別元件和板上的標(biāo)記和文字變量。 立體視覺光學(xué) 傳統(tǒng)的 AOI系統(tǒng)不能完全接納 PCB外形由于局部彎曲產(chǎn)生的自然三維 (3D)變化，如圖三所示。現(xiàn)有的 AOI 方法 通常使用遠心 (telecentric)透鏡來從光學(xué)上去掉視差與透視的效果。雖然這消除了光學(xué)視差錯誤，但是應(yīng)該跟隨板表面弧形的點與點之間的測量成為跨過平面弦的直線距離。 通過將 SAM 技術(shù)與兩排攝像機的立體視覺安排相結(jié)合，這個完整的 AOI系統(tǒng)可測量和接納物體與表面高度，結(jié)果在數(shù)學(xué)上使 PCB 變平。在板上任何元件的精確 X 和 Y 的位置也通過計入其在板表面的高度來計算。隨著板在傳送帶上按刻度移動，在攝像機排列之下通過， 通過將圖像的立體象對排列構(gòu)成一幅照相鑲嵌圖 (photomosaic image)。 SAM 自調(diào)性建模技術(shù)與立體視覺成像技術(shù)的這種結(jié)合已經(jīng)顯示出優(yōu)越于現(xiàn)有 AOI 技術(shù)的精度和可重復(fù)性。 結(jié)論 現(xiàn)有的 AOI 基于運算法則的系統(tǒng)對于處理發(fā)生在今天的 PCB 與固態(tài)元件中的外形變化程度是有困難的。 可是， SAM 建模技術(shù)與立體視覺機器技術(shù)的結(jié)合提供內(nèi)置的靈活性，來準(zhǔn)確地確認和識別在 PCB 上元件外形的合理變化。 大量管理資料下載 處理先進技術(shù)板：將 X 光與 ICT 結(jié)合 By Ed Crane, Ed Kinney and Bill Jeffrey 本文介紹，將在線測試與自動 X 光檢查結(jié)合可幫助你降低整體成本， 改進產(chǎn)品質(zhì)量和加速到達市場時間。除了這些復(fù)雜裝配的建立與測試之外，單單投入在電子零 件中的金錢可能是很高的 當(dāng)一個單元到最后測試時可能達到 25,000 美元。今天更復(fù)雜的裝配大約 18 平方英寸，18 層；在頂面和底面有 2900 多個元件；含有 6000 個電路節(jié)點；有超過 20200個焊接點需要測試。超過 5000 節(jié)點數(shù)的裝配對我們是一個關(guān)注，因為它們已經(jīng)接近我們現(xiàn)有的在線測試 (ICT, in circuit test)設(shè)備的資 源極限 (圖一 )。在這 800 種節(jié)點中，大約 20 種在 5000~6000個節(jié)點范圍。 新的開發(fā)項目要求更加復(fù)雜、更大的 PCBA 和更緊密的包裝。更進一步，具有更小元件和更高節(jié)點數(shù)的更大電路板可能將會繼續(xù)。這個單元還有 BGA 在頂面與底面， BGA 是緊接著的。 在制造工藝，特別是在測試中，不斷增加的 PCBA 復(fù)雜性和密度不是一個新的問題?？吹矫堪偃f探針不接觸的數(shù)量，我們發(fā)現(xiàn)在5000 個節(jié)點時，許多發(fā)現(xiàn)的錯誤 (少于 31)可能是由于探針接觸問題而不是實際制造的缺陷 (表一 )。盡管如此，我們制造工藝的品質(zhì)還是評估到整個 PCBA。 表一、達到可接受的假陰率 (falsenegative rate)要求探針的接觸質(zhì)量，當(dāng)夾具有幾千個針時是不可能維持的 6 =Sigma 針數(shù) =PPM 0 0 0 0 0 0 0 500 % % % % % % 1000 % % % % % % 1500 % % % % % % 大量管理資料下載 2020 % % % % % % 2500 % % % % % .% 3000 % % % % % % 3500 % % % % % % 4000 % % % % % % 4500 % % % % % % 5000 % % % % % % 5500 % % % % % % 6000 % % % % % % 6500 % % % % % % 7000 % % % % % % 公式： (100 塊板 x PPM 率 x 針數(shù) )/(1M *100) = 100 板產(chǎn)生一個誤報的 % 測試策略 我們整體測試策略大部分依靠邊界掃描，它提供一個部分解決方案。這些引腳的開路可能造成長期可靠性的問題。在這個策略中， 生產(chǎn)PCBA 都經(jīng)過 X 光系統(tǒng)。通過檢查的 PCBA 進入在線電路板測試系統(tǒng)作進一步測試。設(shè)計的模型或開發(fā) /原型階段的 PCBA 只通過焊接點完整性的 X 光檢查，因為在線測試機的測試夾具和 /或測試程序通常這時還沒有。這個新工藝已經(jīng)節(jié)省時間與金錢。模型運 行可能在 150 個單元的范圍，高端 PCBA 的生產(chǎn)運行在 200 個單元范圍。使用 X 光和 ICT 技術(shù)測試完成的裝配，來確認我們的工藝。這時功能還沒有確認。這個決定是在單個板的基礎(chǔ)上作出的。最后，整個系統(tǒng)功能測試，所有裝配在最后系統(tǒng)測試期間接受功能測試。 X 光 /ICT 相互作用 超過 5200 個 ICT 機器節(jié)點限制的 PCBA 是不可能使用傳統(tǒng)的針床夾具 ICT測試的。通常， 10~15%的板的核心電路不能測試。因為這些節(jié)點不能用一般的 ICT 測試，我們使用了 X 射線分層工藝。在測試測量中包括 X 光提供 99%的測試覆蓋。 大量管理資料下載 另外，我們必須確認板是結(jié)構(gòu)上連接的 所有焊接點正確連接并且沒有內(nèi)部短路或開路存在。 對于 ASIC 的 ICT，相當(dāng)廣泛地使用邊界掃描，它允許我們的測試機快速地讀入 ASIC 的 ID寄存器。前面確認的焊點結(jié)構(gòu)完整性減少針床夾具需要接觸的節(jié)點數(shù)量。 通過使用專門的 X 射線分層檢查系統(tǒng)，我們已經(jīng)能夠平均減少 40%所要求的節(jié)點數(shù)量。使用 X 射線也將 ICT 處的第一次通過合格率增加 20%。允許產(chǎn)品更快的出貨。我們預(yù)計在不久的將來該比例會穩(wěn)定增長。因為現(xiàn)在存在于 4000~5000 個節(jié)點范圍的 板的合格率問題，這些問題是由于探針接觸問題而不是實際裝配問題，我們預(yù)計使用 X 射線 /ICT 相結(jié)合的測量可以看到一個改善。我們分 1900 個節(jié)點、 3900 個節(jié)點和 5200 個節(jié)點的配制。 X 射線分層法與 ICT 技術(shù)相結(jié)合的進一步使用是理想的，因為每一個技術(shù)都補償另一技術(shù)的缺點。它也可確認元件 是否存在，但不能確認元件是否正確，方向和數(shù)值是否正確。 在不久將來，我們希望在看到電路原理圖時馬上可以決定對新的電路設(shè)計的測試測量?，F(xiàn)在，我們直到一個設(shè)計在開發(fā)過程中相對清楚時才可作出決定。測試測量信息可以放在計算機輔助設(shè)計 (CAD)布局系統(tǒng)，包括較少數(shù) 量的要求測試焊盤特性的節(jié)點。針床夾具也應(yīng)該隨著接觸探針的減少而簡化；同樣減少測試針與其目標(biāo)接觸不良的可能性。 在線測試怎樣工作 在線測試 (ICT)是通過探測分布于板的表面的測試點來確認一個電路子裝配的電氣完整性的過程。開關(guān)矩陣是繼電器的排列，將適當(dāng)?shù)尼樳B接到測試程序中每一步所要求的電流源和電壓測量儀 器。每個針都有定位，使得當(dāng)板放在夾具上，由真空裝置拉下時，針都接觸其目標(biāo)測試點，而不短路到相鄰的電流結(jié)構(gòu)。 ICT 通常不能決定極性電容的極性或確認丟失的旁路電容。 基本的 ICT 近年來隨著克服先進技術(shù)局限的技術(shù)而改善。邊界掃描 (boundary scan)提供一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法來確認在不允許探針的地方的元件連接。 另一個無矢量技術(shù) (vectorless technique)將交流 (AC)信號通過針床施加到測試中的元件。沒有偶合信號表示焊點開路。幸好，自動測試程序產(chǎn)生(ATPG, automated test program generation)軟件可基于 PCBA 的 CAD 數(shù)據(jù)和裝配于板上的元件規(guī)格庫，自動地設(shè)計所要求的夾具和測試程序。 X 射線分層法怎樣工作 PCBA 制造基本上是將預(yù)制的元件焊接到預(yù)制的印刷電路板上。因此，對于一個 PCBA 制造商的測試問題 歸結(jié)為保證焊接點的質(zhì)量 一個結(jié)構(gòu)性檢查。 X 光可滲透IC 包裝但被密度大得多的鉛基焊錫所吸收，留下影子一樣的圖象。當(dāng) PCBA 在兩面有電路時情況變得更差。和陰影圖一樣，該技術(shù)從 X 射線的平行光源和圖象感應(yīng)器排列開始。感應(yīng)器直接在板的結(jié)構(gòu)底下在視覺范圍內(nèi)，但偏移來截至以一角度來的 X 射線束。圖像模糊引起在圖象面的結(jié)構(gòu)顯得靜止，而圖像面上或下的物體在圓周運動中快速移動，看上去不聚焦，迅速從視野消失。 基于得到圖象的細節(jié)，計算機運算法則可決定焊點圓角的確切形狀，超出焊點內(nèi)的空洞。這些測量都可顯示焊接點的品質(zhì)。 高清晰度 X 光檢查用于改善合格率 大量管理資料下載 By Luke C. Kensen 本文介紹，合約電子制造商正轉(zhuǎn)向使用 X 光檢查來改善產(chǎn)品質(zhì)量與合格率。 合約制造商 (CM, contract manufacturer)已經(jīng)成為 X光成像系統(tǒng)的一個大市場，在資金數(shù)量與銷售單位數(shù)量兩方面都是。可是，在線 (online)系 統(tǒng)正變得越來越普遍，隨著 X 光與自動光學(xué)檢查 (AOI, automated optical inspection)系統(tǒng)的結(jié)合。 在測試運作期間，一個典型的 PCB 制造商所產(chǎn)生的測試數(shù)據(jù)和巨大的產(chǎn)量大大地激發(fā)了在合格率改善中的這個興趣。改進 的缺陷或失效分析工具已經(jīng)帶來改進的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。結(jié)果，制造工程師與品質(zhì)控制人員經(jīng)常被激發(fā)去迅速收集和分析任何新的數(shù)據(jù)，并用它來改進制造合格率。 傳統(tǒng)的確認方法不再足以分析這些元件。由于 X 光檢查的更高合格率意味著更少的 PCB 需要診斷、修理和重測。 在功能板測試 (FBT, functional board test)的情況中，節(jié)約可能更具戲 劇性。 直到 BGA 結(jié)合使用到產(chǎn)品設(shè)計中的時候，大多數(shù)PCB 與電子合約制造商 (CM)還沒有發(fā)現(xiàn)將 X 光檢查使用到其產(chǎn)生過程中的太多需要?？墒?，這些方法不足以檢查隱蔽的焊錫點問題，諸如空洞、冷焊和焊錫附著差。 大量管理資料下載 典型的 BGA 問題 以下是一些典型的 X 光與 BGA 問題。其次是錫橋，經(jīng)常發(fā)生在接觸點上過多的焊錫或焊錫不適當(dāng)使用的時候 特別是返修的 BGA。第四是焊錫空洞，它是 由于在加熱期間夾在焊錫中的化學(xué)成分膨脹的結(jié)果。開路與冷焊點是另外的問題。 選擇 X 光系統(tǒng) 選擇一個 X 光系統(tǒng)可能是挑戰(zhàn)性的，即使今天有這些系統(tǒng)的能力與價格的范圍。要考慮的重要因素包括初始成本、清晰度、放大系數(shù)、圖象處理特性以及所要求的自動化程度。在大宗的合約上， PCB 裝配是致命的重要， X 光系統(tǒng)可能是在取得一個合約中的決定因素。系統(tǒng)可分的范圍從基本的手動單元，價格大約 $50,000 開始，到全自動的在線系統(tǒng)，價格超過 $500,000。雖然還要求一個操作員作主觀的決定，但基于機器視覺的 X 光檢查本質(zhì)上更加可靠，并且提供比手工檢查更高的輸出。通常，這些系統(tǒng)用于制造過程的各個階段，包括元件來料檢查、過程監(jiān)測、品質(zhì)控制和失效分析。不管怎樣，這些系統(tǒng)提供最大的檢查靈活性和最快的實施時間，不需要高深的操作員培訓(xùn)或系