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少部分一般工艺问题By Craig Pynn欢迎来到工艺缺点诊所。这里所描述每个缺点全部将覆盖特殊缺点类型，将存档成为未来参考或培训新职员一个无价工艺缺点指南。大多数企业现在正在使用表面贴装技术，同时又向球栅阵列(BGA)、芯片规模包装(CSP)和甚至倒装芯片装配前进。不过，部分企业还在使用通孔技术。通孔技术使用不一定是和成本或经验相关 - 可能只是因为该产品不需要小型化。很多企业继续使用传统通孔元件，并将继续在混合技术产品上使用这些零件。本文要看看部分不够普遍工艺问题。期望传统元件装配问题及其实际处理措施将帮助提供对在今天制造中什么可能还会犯错洞察。静电对元件破坏从上图，我们使用光学照片和扫描电子显微镜(SEM, scanning electron microscopy)看到在一个硅片表面上静电击穿。静电放电，引入到一个引脚，引发元件工作状态改变，造成系统失效。在试验室对静电放电模拟也能够显示实时发生在芯片表面失效。如上面照片所表示，静电可能是一个问题，处理措施是一个有效控制政策。手腕带是最初最关键防御。树枝状晶体增加树枝状结晶发生在施加电压和潮湿和部分可离子化产品出现时。电压总是要在一个电路上，但潮湿含量将取决于应用和环境。可离子化材料可能来自印刷电路板(PCB)表面，因为装配期间或在空板制造阶段时不良清洁。假如要调查这类缺点，不要接触板或元件。在失效原因全部证据毁灭之前，让缺点拍成照片并进行研究。污染可能常常来自焊接过程或使用助焊剂。另一个可能性是装配期间带来通常操作污垢。 工业中最普遍缺点原因来自助焊剂残留物。在上面例子中，失效发生在元件返修以后。这个特殊电话单元是由一个第三方企业使用高活性助焊剂返修，不象原来制造期间使用低活性材料。焊盘破裂当元件或导线必需作为一个第二阶段装配安装时，通常使用 C 形焊盘。例子有，重型元件、线编织或不能满足焊接要求元件。在一些情况中，品质人员不知道破裂原因，认为是PCB腐蚀问题。上面照片是一个设计陷井，不是PCB缺点。在焊盘上存在两个破裂，但只有一个需要预防焊接而且通常预防焊接过程方向。锡球锡球是对于任何引入免洗技术工程师一个问题。为了帮助控制该问题，她必需降低其企业使用不一样电路板供给商数量。经过这么，她将降低使用在其板上不一样阻焊类型，并帮助孤立关键问题 - 阻焊层。锡球可能由很多装配期间工艺问题引发，但假如阻焊层不让锡球粘住，该问题就处理了。假如阻焊类型不许可锡球粘住表面，那么这就为工程师打开工艺窗口。锡球最常见原因是在波峰表面上从助焊剂产生排气，当板从波峰处理时，焊锡从锡锅表面弹出。IC座熔焊点集成电路(IC)引脚之间焊锡短路不是那么常见，但会发生。通常短路是过程问题太高结果。这种问题可能来自无钱工艺，必需为未来工艺装配考虑。在座引脚和/或IC引脚上使用锡/铅端子，增加了短路可能性。零件简直已经熔合在一起。问题会变得更差，假如改变接触表面上锡/铅厚度。假如我们全部使用无铅，在引脚和座引脚上可熔合涂层将出现少，问题能够避免。该问题也能够经过不预压IC来避免。焊点失效单面焊接点可靠性是决定于焊锡数量、孔对引脚比率和焊盘尺寸。上面例子显示一个失效焊点，相对小焊点横截面。该例中孔对引脚比率大，造成焊点强度弱。伴随从引脚到孔边距离增加，横截面上焊接点厚度降低。假如有任何机械应力施加于焊接点，或假如焊接点暴露于温度循环中，其结果将类似于所显示例子。是，你能够增加更多焊锡，但这只会延长寿命 - 不会消除问题。这类失效也可能因为对已经脆弱焊接点不妥处理而发生。不完整焊接圆角上面照片显示一个单面板上不完整焊接圆角一个例子。这个缺点发生，因为很多理由。不完整焊接圆角由不妥孔和引脚比率、陡峭传送带角度、过高波峰温度和焊盘边缘上污染所引发。照片显示不妥孔和引脚比率一个清楚例子，这使得该联络大量焊接极难达成。引脚对孔比率设计规则是引脚尺寸加上最少0.010(0.25mm)。加上0.015(0.38mm)孔在焊接期间还可得到满意焊点。一个常常忘记问题是，伴随引脚对孔比率增加，焊接点尺寸降低，这正影响焊点强度和可靠性。上面例子也显示铜焊盘上去毛刺。在钻孔或冲孔期间，板面上铜已经在一些区域倾斜，使得焊接困难。假如松香从或基板或基板和铜焊盘之间结合点上涂在焊盘边缘上。测试方法入门By Brian Toleno and Greg Parks本文介绍，在你设施内已经有稳定、轻易跟随、可反复性测试方法吗？假如没有，问题可能就在前面。 试想这种情形：你品质确保(QA, quality assurance)经理打电话给你：“我们有一个问题，需要你来这里立即处理。”当你抵达现场，QA经理给你看刚从生产线上来一块电路板，上面长有部分“白色浮渣”。这是什么？假如有，多少白色浮渣应该许可？现存白色浮渣应该怎样测量？为了回复这些问题，你需要一个方法对研究中白色浮渣进行测量。这个方法应该帮助你找出证据和有多少白渣存在。 开始测量方法(TM, test method)什么是测量方法？对过程控制、品质确保和失效分析很关键，测试方法是概括用于取得相关测试主体，如板、元件、焊锡和助焊剂，数据方法具体程序。这些方法应该以这么一个方法写下，方便它们轻易跟随和能够再现。一个测试方法(TM)应该是可反复，方便在多种时间从不一样测试所产生结果能够相互比较。一个跟随困难和/或不够具体测试方法可能引发问题。比如，假如一个测试方法是写给已装配电路板清洁度测试，经过测量浸出溶液(extract solution)导电率，但没有要求进行浸出温度，这么可能得到错误结果。可能开头例子中白色浮渣是一个清洁度问题。为了找出原因，你在内部测试一块板，并送出一块一样板给一个独立试验室测试。两个设施全部进行一项清洁度测试，经过在酒精/水溶液中浸出板和测量导电率，以氯化钠(NaCl)当量形式汇报结果。不幸是，两个设施跟随测试方法没有要求浸出温度。你试验室在30C进行测试，得到1.4g/cm2氯化钠当量；独立试验室在40C进行测试，得到2.0g/cm2氯化钠当量。因为你标准(测试标准)对这个测试定义1.56g/cm2氯化钠当量污染水平为失效，所以从你试验室出来板标识为经过，而从独立试验室出来板标识为失效，即使它们应该给出一样结果！现在，双方度必需反复测试，每个全部以相同浸出温度来进行测试。假如测试方法正确地写下，全部测试参数全部定义，包含进行浸出时温度，那么这个问题能够避免。本例是关键说明突出问题。遗漏，或不好好定义较细小事项也可能给未来使用者带来问题。测试方法不应该和标准(失效标准)混淆。反过来也一样。测试方法和标准应该含有协同关系。标准能够引出一个测试方法，有时甚至可能讨论测试方法部分细节。理想地，测试方法不应该定义一个标准，方便它可由一个更大用户群使用。假如一个企业制造产品用于要求性能很关键场所，如生命支持器具，而另一家企业生产产品用于“一次性”电子设备，每个企业可能有不一样接收标准。假如哪家企业测试方法含有接收标准，那么另一家企业使用这些标按时就有问题。当测试方法不含有标按时，每个试验室全部可应用自己一套接收标准，使用相同测试方法。当接收标准和测试方法分开时，测试方法可应用性增加了。假如接收标准被包含在一套出版测试方法内，而不是分开，试验室可产生其自己测试方法，每一个全部有些不一样，并包含其自己接收标准。这种情况会限制企业之间、测试试验室和用户之间相关产品品质通信数量和清楚度。 为何需要测试方法？测试方法需要有很多理由。一个关键应用是过程控制(process control)和品质确保。对过程控制有一个测试方法，可确保对监测过程所搜集数据每一次全部是以相同方法产生。另外，有一个测试方法可许可相同测试在很多不一样地方进行，确保从每个设施得出数据全部是能够和其它设施所产生数据比较。那么多种测试设施可说同一个语言。这个方面一样是关键，当测试方法应用是用来区分或给资格供给商。供给商能够参考一个众所周知测试方法，在描述其产品数据表上汇报结果。然后一个潜在用户能够对来自其它供给商材料进行相同测试，比较在材料数据表中统计每个数据结果。可能在开头例子中白色浮渣是和助焊剂相关。所以，现在你不得不决定以后使用谁助焊剂。助焊剂必需含有低于3%固体含量。你以前供给商和你企业已经同意使用IPC标准TM-650 2.3.34来决定固体含量。你接触两个新供给商，A和B，要求她们一样信息，使用相同测试方法。供给商A汇报其助焊剂含有2.6%固体，供给商B 汇报3.9%固体含量。因为这两个供给商进行和原来供给商相同测试方法，所以三个值能够相互比较。在这个信息基础上，你企业开始对使用哪个助焊剂供给商作出有知识选择。 测试方法怎样应用？测试方法是标准和接收准则应用和监测关键工具。这些标准和测试准则用于多种情况。正如所讨论，这些标准，和和之一起使用测试方法，可用来给资格新材料供给商。另一个关键应用是在过程控制之中。再一次，提供接收标准，对应测试方法用来监测被测试来跟踪过程参数。只要测试方法是以连续方法应用，从测试产生数据可用来监测过程。在这个例子，和一个和标准和接收准则相关测试方法任何其它应用中，测试方法和标准必需设计成相互适应。假如公布一个标准或一个特殊接收准则，那么跟随这个和标准对应特殊测试方法是关键。假如给出一个标准，为该标准产生数据测试方法改变了，那么标准是无效。回到开头例子，你已经最终跟踪这个问题到你正在使用助焊剂中一个污染。现在，你需要决定就表面绝缘电阻率而言，是否新助焊剂将满足你规格。你决定一个标准，在85%HR/85C条件下在七天以后大于4.00 x 109。这个标准是使用一个0.4mm线和0.5mm间隔测试梳状电路来决定。当测试新助焊剂时，得到3.00 x 109表面绝缘电阻值。当测试更仔细地考查时，使用了0.5mm线和0.4mm间距板，它使试验无效。试验又使用正确测试板和前面经过助焊剂进行。使用已经公布标准和测试方法如其所写一样是明智。即使部分企业应该设计其自己测试方法，但她们也应该开发和这些试验方法对应标准。实际上，当开发新产品和工艺时，开发内部标准和测试方法来帮助认定这些新产品和工艺合格性是有益。 结论测试方法是电子材料制造一个关键方面。已经公布方法和对应标准可用性许可愈加好过程控制(process control)和品质确保(quality assurance)。另外，这些测试方法在失效分析和新产品和材料研究开发中是有用工具。测试方法广泛使用性许可在电子材料制造行业愈加好信息沟通。 怎样能够取得测试方法和标准？ 试验方法和标准常常能够从互联网上订购或下载。部分公布测试方法和标准组织包含： 美国国家标准协会(ANSI, American National Standards Institute)，网址：web.ansi.org; 11 West 42nd St. New York, NY 10036; [phone]. 美国测试和材料协会(ASTM, American Society of Testing and Materials)，网址：http:/www.astm.org/; 100 Barr Garbor Dr., West Conshohocken, PA 19428-2959; [phone]. 美国电子工业联会(EIA, Electronic Industries Alliance), 网址： http:/www.eia.org/; 2500 Wilson Blvd., Arlington, VA 22201-3834; [phone]. 国际电工委员会(IEC, International Electrotechnical Commission), 网址： http:/www.iec.ch/; 3, rue de Varembe, P.O. Box 131, CH-1211 GENEVA 20, Switzerland; [phone]. 美国电子工业协会(IPC, Association Connecting Electronics Industries), 网址：http:/www.ipc.org/; 2215 Sanders Rd., Northbrook, IL 60062-6135; [phone]. 三维锡膏检验By Robert Kelley and David Clark本文介绍，伴随表面可贴装优异封装几何形状减小，而产品包装密度增加，和锡膏相关问题作为缺点关键起源继续处于很多制造商问题清单最前面，而且混合着这么一个事实，即这些新元件返工越来越难和昂贵。可是，综合、三维(3-D) 锡膏检验能够帮助消除锡膏缺点和降低返工成本。当大家想像自动光学或表面贴装检验时候，她们首先想到常常是在SMT线尾部检验。想像是一部机器，能够检验焊点内缺点、误放或丢失元件、元件值错误、和其它多种能够在最终产品中了结工艺问题。这种类型检验能够预防缺点性产品走出工厂，不过对改善产品质量作用很小。一个更有效方法是预防这些缺点首先发生。1物体形状锡膏工艺还是SMT脊椎骨。假如锡点机械上失效，那么产品最可能将在很快未来完全失效。一个锡点强度最可靠预报值之一就是其形状。焊点正确形状，即弯液面(meniscus)，通常确保强度和应力释放足够横截面积。焊点形状最好估计值之一是锡膏量。假如焊盘上太少锡膏，那么它最可能将造成一个微弱焊点。其次，太多 锡膏可能造成成形差焊点和短路。焊点检验在线(in-line)工艺控制是经过将检验工具放在缺点最常常发生地方来完成。两个最常见应用是锡膏检验和元件贴装检验。在这些位置合适检验机器可提供多种好处。在线工艺控制首先，经过在通常发生地方查找缺点，在线检验可更轻易地、以较低成本在回流炉阶段完成之前处理返工问题。比如，丝印(screen)差锡膏能够从印刷电路板(PCB)上洗掉，板重新印刷。在线锡膏检验系统能够发觉其它常见缺点包含桥接、锡膏不足或过多、和锡膏位置不正(图一和二)。在回流之前，误放或丢失元件也轻易地纠正。在回流焊接以后，纠正这种缺点危及损坏板或元件。在回流以后指出一个缺点真正原因是困难。最常汇报线尾(end of line)装配缺点是锡桥。即使桥接常常是因为过量锡膏，但在回流以后极难肯定这个判定，因为其它原因如元件引脚或贴装可能犯错。使用在程(in-process)锡膏检验能够消除焊锡缺点作为问题一个起源，并帮助澄清工艺中问题其它原因。经过从过程中消除锡膏缺点，问题其它原因能够暴露和发觉。其次，一个好在线检验工具不仅是将好从坏产品中分类出来。经过提供对关键参数正确、可反复测量，很轻易地从一个自动系统取得有价值过程控制(process-control)数据。这种数据提供给SMT装配工艺一个有价值窗口。信息不仅包含从每块在建(built)板上缺点，而且它“看到”正常工艺变量和识别缺点原因。X轴R图表是常常推荐作为一个在锡膏印刷过程中查找异常改变好方法。(图三)第三，提供在线过程控制检验工具能够用于加速过程调整和帮助降低产品介入周期。SMT工艺前沿(leading edge)不停改变，伴随材料、元件和装配方法引入，以降低成本和改善产品性能。所以，当装配工艺改变时，应该重新认证和检定，以确保高效率。在很多情况中，能够对现有生产方法进行工艺研究，着眼于深入改善效率。有了来自监测关键工艺步骤在线检验工具可靠数据，这种工程工作 可更轻易地进行。关键放在变量锡膏检验通常把关键放在那些是焊点质量最好估计值变量上面：锡膏量、高度、面积、位置和是否锡膏弄脏。为了正确测量锡膏体积和高度，要求某种类型3-D 传感器。另一个要求是，该工具不仅完成经过/失效检验，而且进行测量。反过来，测量应该满足精度和可反复性要求，以使得该检验系统可胜任测量工艺。一个没有所要求精度系统可能影响产品品质。使用不够稳定性、可反复性和精度工具进行任何检验全部将不是有效，最可能将引发延误和降低产量。更小封装和间距表面贴装元件(SMD)两个发展也推进对锡膏检验需求。元件尺寸。只有在最近几年内0402和0201无源(passive)元件引入才在新设计中变得普遍起来。可是，伴随其不停增加应用，出现问题机会继续增加。每一个尺寸降低全部意味着必需正确地使用甚至更少锡膏沉积(deposit)，在剩下装配和运输期间将零件固定在板上。芯片规模封装技术(CSP, chip scale package)。CSP是阵列类型(array-type)元件，即其锡点是在封装下面，使得检验愈加困难。所以，检验锡膏应用工艺步骤更为轻易，以确保最终产品含有所要求品质特征。另外，CSP比其对应高引脚数元件更小。所以，焊盘尺寸更小，引脚间距更紧。因为这些原因，CSP已经是相关其在表面贴装应用中可靠性多个研究目标。它们再次肯定焊接点可靠性是关键，假如产品要满足和QFP(quad flat pack)和球栅阵列(BGA)封装相关可靠性。这意味着对优异封装锡膏印刷是愈加困难。模板(stencil)上更小开孔意味着用来将元件附着到PCB每个孔锡膏量越少。而且伴随间距和焊盘尺寸缩小，开孔面积降低比其孔壁面积快得多。这增加了在印刷期间锡膏黏附到模板而不洁净地释放到板上倾向。监测锡膏印刷工艺过程也变得愈加困难，因为沉积尺寸降低加上其在PCB上数量增加。返工成本证实任何在线检验工具经过方法是估量有和没有这个能力时生产成本。除了检验系统外，它包含编程、维护成本和监测结果。它也要求对包含产生和修理缺点产品成本估算。在较新和较小封装类型情况中，更紧密工作区域和更高精度将要求用于返工，返工常常必需在更脆弱板和元件上进行。结果，在一些产品情况中，将达成得失平衡点，可能报废缺点板更合算，装配另外而不是企图去返工。当出现有底部灌充材料CSP时候，情况更是如此。伴随返工变得愈加困难和在一些情况不可行，剩下唯一选择可能是接收增加成本或改善第一次经过合格率(FPY, first-pass yield)。假如制造商选择后者，只有改善对缺点最多数量相关工艺步骤才有意义，即，最常见是，锡膏印刷工艺2。当相同问题在下个工艺步骤之前发生时，纠正成本通常能够降低10倍或更多3。可靠性可靠性是全部产品一个关键考虑，但对医疗、汽车、手提通信和便携式计算机，可靠性有全新关键性。很多这类产品必需可靠地工作，甚至当遭受到温度极端或机械冲击和振动时。所以焊接点完整性无疑是窄小系统关键考虑。即使CSP和0201最终将在多种产品中找到其位置，但它们最近使用将是手提通信和便携计算产品，其中更小尺寸是迫切。锡膏量在全部焊接点可靠性中起关键作用。最近研究已经显示，对于CSP ，锡膏量(太多或太少)是长久锡点完整性关键4。一个能够测量锡膏体积在线锡膏检验系统可用于生产期间跟踪这个参数。还有，现在很多检验系统结合使用统计过程控制(SPC, statistical process control)工具，帮助工程师找到工艺趋势，和在生产出不合规格零件之前采取纠正行动。结论对于在今天SMT制造中通常所见高生产量，在线锡膏检验可得到有吸引力收获。除了较低返工成本外，一个能够在印刷锡膏时候检验每块板系统优势变得关键。因为锡膏印刷工艺内来难以控制，常见不仅是随机而且是系统缺点，其中很多连续产生缺点板可能经过。在这种情况中，所产生缺点板数量可比那些确定为问题发生板数量大很多倍。在线锡膏检验提供比其它检验方法多好处。这些包含实时分析工艺和模板印刷工序性能能力。深入，SPC可帮助操作员看到其造成缺点之前在工艺中趋势。假如缺点产生，它们在昂贵返工或报废要求之前就被发觉。最终，自动锡膏检验可帮助改善FPY和降低返工成本。印刷后三维检测及检测设备现实状况科研处 郝宇，第一研究室 李桂云本文简明叙述了焊膏沉积后使用检测方法，并将二维检测技术和三维检测技术进行了比较，经过比较关键介绍了三维检测技术优点及多种检测设备技术性能。 关键词：三维检测；焊膏沉积；印刷检测设备 伴随电子组装更高密度、更小尺寸、更复杂PCB混合技术纵深发展，使得用肉眼对印刷后质量进行检测已成为历史。尽管工艺设备愈加优异，仍强调要对PCB质量严格把关，因为在电子组装过程中产生缺点中有70缺点源自焊膏印刷工艺，在沉积较细间距元件时更是如此。另外，在沉积焊膏过程中产生漏印、焊料过多或过少等缺点会给随即工序(元件贴装)带来桥接、短路和墓碑现象，使最终生产出来产品质量和可靠性得不到确保。为此，大家越来越重视印刷后焊膏检测。现在，表面组装检测设备制造厂家提供了多个不一样印刷后检测方法及多种不一样焊膏沉积检测设备，从价格相当低廉手工、脱机检测设备到100000美元高级、高速在线检测设备。应在充足了解和权衡比较二维检测设备和三维检测设备之间、脱机检测设备和在线检测设各之间、样品检测和整块板子检测之间利弊后，为你自己组装生产线选择适用焊膏检测设备。1检测使成本上升 电子行业教授们一致认为焊接缺点是由焊膏印刷不良造成。所以，提升印刷质量、或降低进入下一步工序有缺点电路板数量，将有利于提升最终质量，并经过降低返修量和降低废品率可实现降低成本目标。11尽早发觉缺点 经对在线测试阶段所检测有缺点电路板返修或报废品所带来成本进行了大约统计，发觉控制印刷工艺会给焊膏印刷带来很多显著优点。任何一个缺点全部会消耗资金，而印刷后检测只能帮助降低缺点数量，并不能根本消除缺点。不过，实际上在电路板成本没有增加之前，在加工过程中进行检测，以求得尽早识别缺点，确实能够降低由缺点所带来额外成本，提升一次性检验合格率对基础生产线起到很大作用。 清洗电路板方便再利用要比返修或重新测试成本低得多。在印刷后对缺点进行修复成本估量为0.45美元，在在线测试后修复一样缺点成本近似30美元。不考虑美元比价，这种关系仍保持不变。所以，在加工过程中尽早发觉缺点不是什么麻烦事，而是节省成本一个良好契机。12提升可靠性 在印刷工艺中附加检测工序可提升组装后电路板可靠性，原因有两个：首先，检测降低了返修量，另外；返修后焊点易于损坏，而且比合格焊点更易破裂。其次，焊膏量不足也有可能形成易破裂焊点，即使当初能够经过在线测试，可是以后也会断裂。 有这两种问题电路板虽全部能经过最终测试，却轻易在运行时发生故障。成品中存在这些问题会使用户不满意或使保修费很高。13必需检测 因为更密引线间距、更小球栅阵列焊球和更正确印刷间隙要求，使更多PCB组装厂家在组装工艺中增加了焊膏检测工序。而在部分协议组装厂，是依据用户要求才增设检测步骤。 依据技术要求，而必需实施焊膏检测时，那么下一步就是确定哪一个检测设备最适合于特定应用。2选择检测设备 可在多个制造厂家中选购焊膏检测设备。每个制造厂家全部提供有不一样速度、性能和价格检测设备，不过全部报导了焊膏高度、体积和面积测量结果(表1) 印刷后检测设备关键有两类：人工脱机检测设备，包含视觉检测和台式测量工具；自动在线检测设备，包含内置于印刷机中样品检测系统和整块印制板扫描检测设备。21视觉检测 长久以来一直使用视觉检测这种简单方法就足以确定样品“合格或不合格”，直到今天更小器件、更高引线数和更细间距元件问世，才使得这种方法不适用了。使用发光放大镜或校准显微镜，由经培训操作人员检验样品印制板，并确定什么时候需进行校正操作。视觉检测在工艺监测中是成本最低一个方法，而且在印刷工艺中其校正操作步骡成本是最合理。 不过，视觉检测方法带有大家主观意识：操作人员和操作人员之间检测结果是不一样。视觉检测工具没经过校准，不能够给出工艺控制所需数据。从实际情况来看，伴随超细间距和 BGA器件不停普及，也就不再使用视觉检测方法，因为它已不再是监测印刷工艺行之有效方法。22人工激光检测 为降低缺点，下一步操作是使用人工台式舱机检测设备。这些测量工具使用了非接触式激光技术来测量焊膏高度和统计。经过对操作人员稍微进行一下培训，这些设备通常就可产生一致性结果，不会因为操作人员不一样而使检测结果也不一样。 激光三维检测设备使用激光束建立测量参考点。这种设备可汇报在激光束所照射到焊盘上某个点时测量单一焊膏高度，通常为焊盘中心。这种类型测试仪还可用焊盘长度乘以焊盘宽度得出面积测量值。然后，将面积测量值乘以高度测量值，即可计算出体积测量值。 脱机检测设备使用基础工艺控制是将样品电路板从生产线中卸下来，进行标准测量，并统计下检测结果数据。新PC式检测设备可将数据存放起来，提供给SPC(统计工艺控制)进行分析。然而，在印刷其它有缺点电路板之前，脱机检测设备还不能立即查出缺点。2.3内置于印刷机中自动检测系统 几家印刷机制造厂推出了内置式二维和三维焊膏检测系统或故障查找系统。然而，内置于印刷机中检测系统和丝网印刷机共享硬件，因为丝印机必需在暂停状态下才能进行检测，所以降低了印刷速度。 大多数内置式检测系统全部使用摄相视觉技术来评价焊膏面积、覆盖率和校准。除了检测印记外，还可用这个摄相机检验丝网，查看模板开口是否阻塞和焊膏过多。 部分印刷机制造厂家给印刷机增设了体积测量功效，其方法是将激光束高度测量和视觉系统相结合，这么，将面积乘以一个中等焊盘高度测量值，即可计算出体积。这种方法可反复性差，有时可监测到可能会产生在焊盘末端焊盘缺点，但不能识别砖形焊料不规则性。24自动三维在线样品检测设备 和内置在印刷机中检测系统相比，自动在线样品检测设备有两个关键优点。首先，因为这种设备是独立系统，所以能够不利用印刷机硬件，不需要停机就可进行检测。其次，样品检测设备测量性能使你能够取得正确、可反复测量结果。 而印刷后在线检测设备不能测量每块印制板上每个焊盘，为搜集SPC数据，这种设备应用有效统计技术可检测出很多板子上现场操作出现关键问题。由IBM企业一名工艺开发工程师进行一项研究证实将样品检测设备用于BGA焊盘是绰绰有余。但仍然存在有偶然发生缺点可能性，实际上，缺点率比末经检测缺点率低得多。 印刷后常见样品检测设备是在线上设计，安装在传送带上，紧接在丝网印刷机后面，连续检测印刷工艺中用户要求检测样品(通常为细间隙或BGA)。检测设备可将实际焊盘测量值和预置参数进行比较，并通知操作人员焊膏印记何时偏离预先要求范围。 样品检测设备不一样于激光台式和整块印制板扫描设备，其使用了配置有探测器光敏器件，能连续拍摄目标焊膏印记快印图片。该图像可建立检测区域高分辨率外观图。先求出全部高度数据总和，并乘以己知图像面积即可计算出焊膏体积。 和整块印制板扫描设备比较，样品检测设备有多个优点。首先，能够在几分钟之内对其进行预置并编程，而整块印制板扫描设备可能需要多个小时进行预置。设置后，经培训人员就能监测样品检测设备，不需含有工程技能。搜集数据自动显示在监视器上供操作人员观看，并以标准格式存放起来方便深入分析。其次，可依据检测速度和生产线速度匹配情况调整检测样品数量，这么在检测中就不会花费太多时间。最终，配置灯技术可对有缺点倾向位置进行正确测量。 其缺点是：因为样品检测设备不能检测每块印制板上每个位置，缺点漏检机会高。在规则图形中不会出现定义偶然缺点；当使用样品检测技术时，仍然有可能存在漏检现象。25自动在线整块印制板检测设备 高速整块印制板检测设备是这一领域最高级设备，其能评定每块印制板上每个检测点。这种设备成本高，不过速度很快、而且能够检测在生产线上运行整块印制板。 整块印制板检测设备利用激光束进行逐条生产线上整块印制板扫描，搜集每个焊盘全部测量数据，并将实际测量值和须置合格极限值进行比较。这种设备可检验多种不一样类型印记，包含偶然出现缺点，如；由模板开口堵塞引发焊盘漏印。全扫描还可显示出焊膏沉积图形印记，包含坍塌、凹陷和焊料隆起。 整块印制板检测设备关键优点是：实际上能够指出每个印刷缺点位置，并能够搜集板上每个焊盘实际高度、面积和体积数据。对于潜在成本较高缺点或是单元成本高情况，整块印制板检测是比较适用。应用于汽车、军事或航空领域印制电路板必需满足高可靠性技术要求，常常需要100检测。2.6自动光学检测(AOI)设备 自动光学检测设备是现在唯一一个能够和组装生产线保持同时速度并行操作检测焊膏沉积质量设备。其每小时可检测100000多个元件，也就是说在线AOI设备可对板上沉积点进行100检测。这种设备采取了图像分析软件、测量元件、确定其值及极性和确保贴装精度边缘视觉技术。应用了标准CAD和Gerberfile编程。还应用了统计工艺控制(SPC)软件工具，并建立了数据库，而且和返修工作站建立了网络联络。其和自动在线整块PCB检测设备有很多相同功效。它最显著特点是用途广泛，不仅能够检测印刷质量，还可检测其它工序质量，如：贴装机精度等。 在SMT生产线中放置AOI系统By Ray P. Prasad本文介绍多个检验方法，分析了怎样选择在SMT生产线放置AOI系统位置。有多种检验和测试方法使用在电子工业中。视觉检验方法是最一般和低成本，但很依靠操作员。X射线方法成本高、速度慢，能力有限。自动光学检验(AOI, automated optical inspection)速度较快但价格昂贵。在线测试(ICT, in-circuit test)和功效测试有时也作检验工具使用，但其能力也是有限。本文，我将讨论视觉和AOI方法。视觉检验最普遍和广泛使用检验方法是视觉检验，使用210倍放大镜或显微镜。J-STD-001要求对于引脚间距大于0.020全部元件使用24倍检验。对于引脚间距0.020或以下密间距元件要求10倍放大系数。更高放大系数应该只用作参考。视觉检验关键问题是，决定于操作员，所以，是主管。比如，假如相同装配给不一样检察员，她们将汇报不一样品质水平。对这个情况一个一般反应是降低人为原因，转向众多自动检验系统中一个。自动光学检验(AOI)因为电子工业元件进入到更密间距个球栅阵列(BGA)元件，锡点视觉检验已经变得或很困难或不可能。还有，如前面所讨论，甚至是在可行时候，视觉检验也是很取决于操作员。所以，工业已经转移到自动检验系统。市场上有很多系统，价格范围很大。新机器不停介绍到市场。在选择所需机器时，你需要决定你想要AOI系统作什么。比如，你想机器指出丢失元件、元件极性、贴装精度、锡膏印刷或焊点品质吗？关键是记住，多数AOI机器当用来确定错误极性或丢失元件时工作正常，但用来正确地确定焊锡点品质可能是具挑战性。不管使用哪一个设备类型，通常AOI系统要求应该包含精度、可反复性、速度、计算机辅助设计(CAD)兼容性、和误失效和误接收(当使用机器作锡点品质检验时一个很普遍问题)。有时，错误认为自动检验系统可用来过程控制，经过改变合适变量来实时地纠正缺点。对于大多数系统，现在这可能是有期望想法，因为很多需要预防问题改变全部要求人为干预。实时地控制焊接点品质唯一方法是，假如焊接和检验系统集成在一起。用这么一个集成系统，焊接点或停止或继续，取决于单个焊接点热量输入要求。在在传统回流焊接工艺如对流中简直不可能。现在，含有闭环检验特征激光焊接系统能够买得到，来达成这一目标。可是，没有真正能够指出一个给定缺点和确定其原因系统。缺点分析可能要求人为干预和工程判定。比如，自动检验系统很大程度上依靠焊点质量和密度(少锡、多锡或无锡)。可是，有不止一个原因缺点可能永远不能只放入这三类中一类，以满足自动检验系统需要。少锡可能由空洞、焊接圆角不足或锡膏不足所引发。对这些缺点改善行动是不一样，需要人为判定和干预。检验主导思想有两种检验主导思想：缺点预防或缺点发觉。合适方法应该是缺点预防，因为其关键是在过程控制和经过实施更正行动来消除缺点。在这么一个方法中，AOI机器或放在SMT生产线锡膏印刷机以后，或放在元件贴装以后。使用发觉哲学人把检验机器放在SMT线很后方 - 在回流焊接炉以后。这是制造工艺中最终步骤，以确保没有坏品逃出工厂。从主导思想上说，很多人不认同检验预防方法。假如你同意这个思想，那么你应该在生产线哪里放置AOI系统呢？第一个选择是将AOI系统放在锡膏印刷正后面。因为很多缺点和锡膏量和印刷品质相关，这是AOI系统一个好位置。这么一个系统应该监测什么呢？只有锡膏X-Y尺寸，包含误印或锡膏体积(X-Y-Z)？锡膏体积测量将比X-Y测量慢，但提供更有用数据。这个在一些应用中比其它应用更为关键。比如，对于陶瓷排列包装，锡膏体积对达成所期望焊点品质很关键。第二个选择是把AOI系统直接放在射片机以后。这里，可检验误放或放错小元件，包含电阻和电容，和BGA和密间距元件锡膏品质和体积，这些元件是用生产线内射片机以后不一样贴片机贴装。使用其视觉能力，它们通常对较大包装有愈加好精度。第三个选择是将AOI系统放在密间距和BGA贴装机器后面(回流之前)，来检验误放密脚、BGA和其它大元件。这是一个好位置，因为大多数缺点和密脚元件相关。这些是对于预防哲学主张者选择。假如你集中在发觉方法，你有第四个选择 - 将AOI系统放在回流焊接以后，查找品质差焊点。这对于那些想要确保不可接收焊点在发货给最终用户之前发觉到企业是一个好方法。第五个选择是结合使用预防和发觉二者思想，将AOI系统放在每一个工艺步骤以后 - 锡膏印刷、射片机、BGA和密脚贴装、和回流焊接。这个选择可能是供不起。多数人有有限预算，必需决定在SMT线哪里放置系统。假如只购置一台AOI系统，你可能想要把它直接放在射片机以后，你能够检验两个关键问题 - 较小元件误贴装或错误和BGA和密脚元件锡膏品质和体积。还有，这是决定整个品质最关键位置。结论锡点检验是一个事后步骤。一个更有效方法是采取预防方法。即，实施过程控制来确保问题不发生。这是否意味着检验无须要呢？完全不是。检验将不得不继续完成缺点搜集反馈，以监测工艺过程和实施改善行动，所以问题不会发生。AOI技术新突破By Bob Ries本文介绍，自动光学检验(AOI)，作为对在线测试(ICT)一个有用补充，正确地确定和识别在印刷电路板(PCB)上元件可变性，所以改善整个系统性能。对于今天越来越复杂PCB和固体元件，传统ICT和功效测试编程正变得费力和费时。PCB制造商发觉，使用针床(bed-of-nails)测试夹具极难取得对密、细间距板测试探针物理空间。为复杂板编写功效测试程序是一个令人敬畏任务，这些板测试夹具制造也是昂贵和费时。为了克服这个障碍，AOI证实是对ICT和功效测试一个有力补充。人力检察员还完成大部分检验，不过越来越小电路板特征已经使得手工检验不可靠、主观和轻易产生和手工装配相关成本和质量问题。人力检验可反复性水平低，尤其是一个操作员不一样于另一个，