鏡子里的AOI

可追溯性和可重復(fù)性對(duì)于國(guó)防和醫(yī)療PCB 應(yīng)用都至關(guān)重要。AOI 在故障排除時(shí)減少變量，作為設(shè)置孤立問(wèn)題的可追溯性的一種方式?；?AOI 一致且可重復(fù)的流程，OEM 客戶通常會(huì)收到高質(zhì)量的電路板。

但是，特定電路板可能存在與 OEM 的材料清單 （BOM） 或電路板區(qū)域中的特定組件相關(guān)的某些孤立問(wèn)題。因此，可追溯性為 OEM 客戶提供了快速有效地解決這些有限和孤立問(wèn)題的機(jī)會(huì)。再舉一個(gè)例子，這個(gè)是5000板交付的訂單?？勺匪菪宰?OEM 客戶知道這些電路板中的大多數(shù)是否存在問(wèn)題，無(wú)論是一個(gè)或多個(gè)組件，還是在 PCB 設(shè)計(jì)級(jí)別。簡(jiǎn)而言之，AOI 可追溯性為 OEM 提供了高度記錄的書(shū)面記錄。

貼裝后和回流前

回流前完成的 AOI 可以確認(rèn)放置方向。AOI 可以在回流之前或之后進(jìn)行?；亓骱负筮M(jìn)行的 AOI 可以檢查焊點(diǎn)以及放置方向。在 PCB 組裝訂單中，AOI 可以跟隨拾取和放置，并且可以在回流之前或之后執(zhí)行。AOI 機(jī)器具有自上而下的攝像頭和側(cè)面攝像頭。它還有四個(gè)投影儀，分別面向北、南、東、西四個(gè)方向。他們使用莫爾圖案投射多個(gè)已知頻率。由于它知道正在使用的頻率，它可以使用它來(lái)獲得精確到微米的測(cè)量值。例如，在 Naprotek，Mirtec AOI 機(jī)器的誤差范圍約為 10 微米，這意味著它非常準(zhǔn)確。

圖 1顯示了電路板經(jīng)過(guò)取放和回流后的 AOI 示例。

圖 1：AOI 在組件的每個(gè)角落進(jìn)行測(cè)量，以確認(rèn)它是正確的組件。

它使用 2 維和 3 維（2D 和 3D）查看來(lái)查看組件的輪廓。這是為了確保在組件的每個(gè)角落進(jìn)行測(cè)量，以確認(rèn)它是正確的組件。AOI 使用已知良好組件的圖像和光學(xué)字符識(shí)別 （OCR） 來(lái)確認(rèn)組件標(biāo)記（以組件上使用的任何字體）已被識(shí)別。這確認(rèn)它是正確的組件，并且它指向正確的方向。

AOI 使用相機(jī)和投影儀來(lái)確認(rèn)焊接是否正確完成。它還對(duì)每個(gè)可見(jiàn)組件焊點(diǎn)執(zhí)行 2D 和 3D 分析。只要組件可見(jiàn)，就可以使用焊料量的數(shù)值。它還測(cè)量焊點(diǎn)的寬度，以確保沒(méi)有違反最小電氣間隙。然后 AOI 確保沒(méi)有橋接或焊料不足，但如果有，AOI 會(huì)顯示出來(lái)，圖 2。焊料不足或橋接可能是 PCB 設(shè)計(jì)缺陷、類似熱的焊盤(pán)、未鍍通孔或模板孔徑不足的結(jié)果。

圖 2：此處用紅線表示橋接或焊料不足

查看安置問(wèn)題

AOI 確保所有放置都是正確的，沒(méi)有角度、歪斜、錯(cuò)位和/或極性問(wèn)題。它確認(rèn)組件是按照 IPC 標(biāo)準(zhǔn)放置的。這些標(biāo)準(zhǔn)之一是確保對(duì)齊正確并且焊料正確潤(rùn)濕到組件上。

此外，AOI 確保沒(méi)有像懸垂這樣的對(duì)齊問(wèn)題。此外，它還會(huì)檢查損壞的組件以及共面性，以確定組件是否傾斜或抬起，或者組件引線是否被抬起。

圖 3顯示了 BGA 共面標(biāo)志。每個(gè)角落有四個(gè)測(cè)量值，每個(gè)測(cè)量值旁邊都有一個(gè)小方塊。顯示 791 的標(biāo)簽位于底部。它正在測(cè)量 BGA 的高度，并說(shuō)存在高度問(wèn)題，因?yàn)樗跍y(cè)量作為身體一部分的磁帶。

圖 3：AOI 顯示 BGA 共面性失敗。

右上角的第一行列出了三個(gè)位置，等于 1670 到 3440 之間的允許范圍。它還列出了數(shù)字 3496。實(shí)際上，此 AOI 圖像告訴操作員第三個(gè)位置測(cè)量 3496，高于允許的，因此 BGA 共面性失敗。

AOI 還執(zhí)行各種其他關(guān)鍵檢查任務(wù)。其中包括驗(yàn)證無(wú)源和有源設(shè)備上標(biāo)記的編號(hào)，并將它們與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，以確保它們是 BOM 中指定的合法組件。此外，如果使用替代部件，AOI 機(jī)器將被訓(xùn)練以驗(yàn)證它們，無(wú)論制造商如何，只要設(shè)備具有相同的占地面積、值、容差、電壓、封裝類型等。

AOI 還可以檢測(cè)缺失或錯(cuò)誤的組件和錯(cuò)位。如果組件未對(duì)齊，例如 30o 或 45o，AOI 會(huì)捕捉到它。在這種情況下，AOI 機(jī)器設(shè)置為標(biāo)記任何超過(guò) 7 度的未對(duì)齊組件。

它還捕獲打開(kāi)、橋接和檢查傾斜部分和墓碑。

立碑定義為當(dāng)組件的一端在另一端之前完成潤(rùn)濕過(guò)程時(shí)發(fā)生。組件的特定末端拉動(dòng)并傾斜組件，使其看起來(lái)像墓碑。

如圖 4所示，左側(cè)是墓碑電容的 2D 圖像。右側(cè)是同一圖像的 3D 渲染。墓碑可以出現(xiàn)在從完全平坦到 90o 的任何角度。驗(yàn)證組件端與 PCB 的連接是否良好非常重要。

圖 4：此處顯示的墓碑會(huì)導(dǎo)致組件的一端被抬起或傾斜。

此外，AOI 可以檢測(cè)到任何東西，只要它寫(xiě)在組件上。

例如，檢測(cè)活動(dòng)組件上的日期代碼對(duì)于醫(yī)療和軍用/航空產(chǎn)品尤其重要。這些行業(yè)絕對(duì)不想使用已經(jīng)使用了四五年的組件。

保存缺陷圖像

此外，AOI 使 EMS 提供商能夠保存缺陷圖像以供進(jìn)一步分析和收集質(zhì)量數(shù)據(jù)。這是返工可追溯性和識(shí)別過(guò)程改進(jìn)趨勢(shì)的理想選擇。這是一個(gè)例子。特定組件可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

OEM 客戶可能在其 BOM 中提供了不可接受的組件。該組件的占位面積與電路板的占位面積不完全匹配。在這種情況下，如果組件對(duì)于占位面積來(lái)說(shuō)太小，組件將過(guò)度移動(dòng)，從而導(dǎo)致缺陷。

因此，AOI 提供了顯示此類電路板問(wèn)題的視覺(jué)信息。甚至在 OEM 客戶收到電路板訂單之前，他們就可以將圖像提供給他們，并且實(shí)際上以圖形方式解釋了對(duì)該特定組件問(wèn)題的期望。然后，OEM 客戶決定他們是否可以擁有這樣的組件，或者他們是否想要停止該過(guò)程并使用替代組件。 圖 5顯示了一個(gè)薄收縮小外形 （TSSOP） 封裝的示例，該封裝由于處理而具有翹起的引線

圖 5：薄收縮小外形 （TSSOP） 封裝示例，由于處理而導(dǎo)致引線翹起。

查看 X 射線和離子測(cè)試

X-ray 是 AOI 在維護(hù) OEM 客戶質(zhì)量檢查方面的合作伙伴。雖然 AOI 在可視化 PCB 的可見(jiàn)缺陷方面做得非常出色，但 X 射線可以深入到組件下方以定位其他問(wèn)題、缺陷和缺陷。借助 X 射線，操作員可以透視組件和 PCB，以查看組件下方的焊料。例如，在該深入搜索中，可以檢測(cè)到 BGA 空洞和橋接。

一個(gè)更好的例子是在雙面板上堆疊 BGA。由于堆疊 BGA 中存在如此多的復(fù)雜性，X 射線會(huì)穿透所有這些層，以確定是否存在與任何堆疊 BGA 或 QFN 相關(guān)的焊接或回流問(wèn)題，或者就此而言，是否存在不可見(jiàn)底部連接的任何組件。 X 射線甚至可以查看通孔組件以檢查通孔中的焊料填充情況。

以這種高質(zhì)量水平執(zhí)行的 X 射線檢測(cè)由 Nordson DAGE Quadra 5 2-1/2 D 機(jī)器等系統(tǒng)提供。這樣的 X 射線系統(tǒng)允許以一定角度觀察。如果一塊電路板高度填充了極細(xì)間距的 BGA，則該 X 射線系統(tǒng)可以放大 45，000 倍的總放大率來(lái)確定是否存在故障或缺陷。

此外，諾信稱之為 X-Plane 的一項(xiàng)功能是一款出色的分析工具。它允許操作員拍攝 X 射線切片并將它們組合成焊接連接的 3D 模型。例如，這允許查看特定密度的部件，例如 BGA 球和元件引線以及它們的連接方式。它還檢查 BGA 和 QFN 內(nèi)的空洞。

此外，雖然 AOI 和 X 射線系統(tǒng)在檢測(cè)缺陷方面非常復(fù)雜，但訓(xùn)練有素的技術(shù)人員作為顧問(wèn)親自向 OEM 客戶解釋 PCB 設(shè)計(jì)可能存在的潛在問(wèn)題。例如，這些可能包括測(cè)試、在用于高壓應(yīng)用的接地焊盤(pán)上的特定部件上出現(xiàn)空洞問(wèn)題，或由于熱傳遞而在特定位置降低 25% 的 IPC 標(biāo)準(zhǔn)。

然后，進(jìn)行離子測(cè)試來(lái)測(cè)量板上的污染量。它利用了溶液中由鹽、焊料和助焊劑殘留物以及手動(dòng)處理電路板產(chǎn)生的污染物引起的電阻率變化。干凈的電路板可以抵抗可能導(dǎo)致短路的樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu) 助焊劑也可能是酸性的?？蛻粝Ｍ趯㈦娐钒灏l(fā)送到保形涂層之前確認(rèn)某些助焊劑的去除

結(jié)論

AOI 是當(dāng)今高度復(fù)雜的 PCB 高質(zhì)量檢測(cè)的領(lǐng)跑者，而 X 射線檢測(cè)則是 AOI 的第一道檢測(cè)線，可以更全面地檢查電路板以發(fā)現(xiàn)難以捉摸的缺陷和缺陷。如果沒(méi)有這種質(zhì)量檢查的組合，OEM 客戶正在危及更新、更先進(jìn)的產(chǎn)品，尤其是那些前往醫(yī)療和國(guó)防市場(chǎng)的產(chǎn)品。

審核編輯：郭婷