從目前應(yīng)用情況來看,采用兩種或以上技術(shù)相結(jié)合的測試策略正成為發(fā)展趨勢。
因為每一種技術(shù)都補償另一技術(shù)的缺點:從將AXI技術(shù)和ICT技術(shù)結(jié)合起來測試的情況來看,一方面,X射線主要集中在焊點的質(zhì)量。它可確認(rèn)元件是否存在,但不能確認(rèn)元件是否正確,方向和數(shù)值是否正確。另一方面,ICT可決定元件的方向和數(shù)值但不能決定焊接點是否可接受,特別是焊點在封裝體底部的元件,如BGA、CSP等。隨著AXI技術(shù)的發(fā)展,目前AXI系統(tǒng)和ICT系統(tǒng)可以“互相對話”,這種被稱為“AwareTest”的技術(shù)能消除兩者之間的重復(fù)測試部分。通過減小ICT/AXI多余的測試覆蓋面可大大減小ICT的接點數(shù)量。這種簡化的ICT測試只需原來測試接點數(shù)的30%就可以保持目前的高測試覆蓋范圍,而減少ICT測試接點數(shù)可縮短ICT測試時間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費用。
在過去的兩三年里,采用組合測試技術(shù),特別是AXI/ICT組合測試復(fù)雜線路板的情況出現(xiàn)了驚人的增長,而且增長速度還在加快,因為有更多的行業(yè)領(lǐng)先生產(chǎn)廠家意識到了這項技術(shù)的優(yōu)點并將其投入使用。(鮮飛) 測試技術(shù)介紹
AOI測試技術(shù)
AOI是近幾年才興起的一種新型測試技術(shù),但發(fā)展較為迅速,目前很多廠家都推出了AOI測試設(shè)備。實施AOI有以下兩類主要的目標(biāo):(1)最終品質(zhì)(Endquality)。對產(chǎn)品走下生產(chǎn)線時的最終狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。AOI通常放置在生產(chǎn)線最末端。在這個位置,設(shè)備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過程控制信息。(2)過程跟蹤(Processtracking)。使用檢查設(shè)備來監(jiān)視生產(chǎn)過程。
雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個位置,但有三個檢查位置是主要的:(1)錫膏印刷之后。如果錫膏印刷過程滿足要求,那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度地減少。(2)回流焊前。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。這是一個典型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。(3)回流焊后。在SMT工藝過程的最后步驟進(jìn)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。
雖然各個位置可檢測特殊缺陷,但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個可以盡早識別和改正最多缺陷的位置。
ICT測試技術(shù)
電氣測試使用的最基本儀器是在線測試儀(ICT),傳統(tǒng)的在線測試儀測量時,使用專門的針床與已焊接好的線路板上的元器件接觸,并用數(shù)百毫伏電壓和10毫安以內(nèi)電流進(jìn)行分立隔離測試,從而精確地測出所裝電阻、電感、電容、二極管、三極管、可控硅、場效應(yīng)管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝、錯裝、參數(shù)值偏差、焊點連焊、線路板開短路等故障,并將故障是哪個元件或開短路位于哪個點準(zhǔn)確告訴用戶。針床式在線測試儀優(yōu)點是測試速度快,適合于單一品種民用型家電線路板極大規(guī)模生產(chǎn)的測試,而且主機價格較便宜。但是隨著線路板組裝密度的提高,特別是細(xì)間距SMT組裝以及新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期越來越短,線路板品種越來越多,針床式在線測試儀存在一些難以克服的問題:測試用針床夾具的制作、調(diào)試周期長、價格貴;對于一些高密度SMT線路板由于測試精度問題無法進(jìn)行測試。
基本的ICT技術(shù)近年來不斷改善。例如,當(dāng)集成電路變得太大以至于不可能為相當(dāng)?shù)碾娐犯采w率提供探測目標(biāo)時,ASIC工程師開發(fā)了邊界掃描技術(shù)。邊界掃描(boundaryscan)提供一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法來確認(rèn)在不允許探針的地方的元件連接。額外的電路設(shè)計到IC內(nèi)面,允許元件以簡單的方式與周圍的元件通信,以一個容易檢查的格式顯示測試結(jié)果。
AXI測試技術(shù)
AXI是近幾年才興起的一種新型測試技術(shù)。當(dāng)組裝好的線路板(PCBA)沿導(dǎo)軌進(jìn)入機器內(nèi)部后,位于線路板上方有一X-Ray發(fā)射管,其發(fā)射的X射線穿過線路板后,被置于下方的探測器(一般為攝像機)接受,由于焊點中含有可以大量吸收X射線的鉛,因此與穿過玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線相比,照射在焊點上的X射線被大量吸收,而呈黑點產(chǎn)生良好圖像,使得對焊點的分析變得相當(dāng)直觀,故簡單的圖像分析算法便可自動且可靠地檢驗焊點缺陷。
AXI技術(shù)已從以往的2D檢驗法發(fā)展到目前的3D檢驗法。前者為透射X射線檢驗法,對于單面板上的元件焊點可產(chǎn)生清晰的視像,但對于目前廣泛使用的雙面貼裝線路板,效果就會很差,會使兩面焊點的視像重疊而極難分辨。而3D檢驗法采用分層技術(shù),即將光束聚焦到任何一層并將相應(yīng)圖像投射到一高速旋轉(zhuǎn)的接受面上,由于接受面高速旋轉(zhuǎn)使位于焦點處的圖像非常清晰,而其它層上的圖像則被消除,故3D檢驗法可對線路板兩面的焊點獨立成像。
3DX-Ray技術(shù)除了可以檢驗雙面貼裝線路板外,還可對那些不可見焊點如BGA等進(jìn)行多層圖像“切片”檢測,即對BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行徹底檢驗。同時利用此方法還可測通孔(PTH)焊點,檢查通孔中焊料是否充實,從而極大地提高焊點連接質(zhì)量。
目前在電子組裝測試領(lǐng)域中使用的測試技術(shù)種類繁多,常用的有手工視覺檢查(MVI)、在線測試(ICT)、自動光學(xué)測試(AOI)、自動X射線測試(AXI)、功能測試(FT)等。由于電子組裝行業(yè)的復(fù)雜性,很難界定哪些手段是組裝業(yè)所必須的,哪些是不需要的,每種測試技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和測試手段都不盡相同。本文重點介紹了AOI測試技術(shù)、ICT測試技術(shù)和AXI測試技術(shù)。 《中國電子報》