名詞/術(shù)語(yǔ)

1、SPI：Solder Pasting Inspection的簡(jiǎn)稱(chēng)，即焊膏涂敷檢測。

2、AOI：Automated Optical Inspection的簡(jiǎn)稱(chēng)，即自動(dòng)光學(xué)檢查。

3、AXI：Automatic X-ray Inspection的簡(jiǎn)稱(chēng)，俗稱(chēng)X-ray，即自動(dòng)X(jué)射線(xiàn)檢查。

4、ICT：In—Circuit—Tester的簡(jiǎn)稱(chēng)，即自動(dòng)在線(xiàn)檢測儀。

5、FP：Flying Probe的簡(jiǎn)稱(chēng)，即飛針檢測。

6、FT：FunctionalTester的簡(jiǎn)稱(chēng)，即功能檢測。

7、比對卡：一種檢查PCB插件或焊接結束后缺件、錯件、極性相反等組裝缺陷的簡(jiǎn)易工裝，在薄片狀防靜電材料上對應于PCB通孔插裝器件的位置打上相應形狀的孔，將其放在插裝完成的PCB板上便可以簡(jiǎn)易地目測插裝器件的正確與否。

一、PCBA檢測工藝流程

PCBA檢測工藝總流程如圖所示：

PCBA檢測工藝總流程

注：各種檢測方法對應的檢測設備及安裝布局一般分為在線(xiàn)（串聯(lián)在流水線(xiàn)中）和離線(xiàn)（獨立于流水線(xiàn)外）兩種。在以下條件前提下應優(yōu)先采用在線(xiàn)檢測工藝布局以提高檢測效率和流水線(xiàn)作業(yè)效率：

二、檢測技術(shù)∕工藝概述

適用于PCBA產(chǎn)品的檢測技術(shù)主要可以分為：焊膏涂敷檢測SPI、自動(dòng)光學(xué)檢查AOI、自動(dòng)X(jué)光檢測AXI、在線(xiàn)檢測ICT、飛針檢測FP，以及功能檢測FT等。

1、自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）

檢測原理：AOI檢測儀自動(dòng)檢測時(shí)，機器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描PCB，采集圖像，檢測的焊點(diǎn)與數據庫中的合格的參數進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標志把缺陷顯示/標示出來(lái)，供維修人員修整；

檢測的功能與特點(diǎn)：

1）自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI） 運用高速高精度視覺(jué)處理技術(shù)自動(dòng)檢測PCB板上各種不同貼裝錯誤及焊接缺陷。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(xiàn)檢測方案，以提高生產(chǎn)效率及焊接質(zhì)量；

2）通過(guò)使用AOI作為減少缺陷的工具，在裝配工藝過(guò)程的早期查找和消除錯誤，以實(shí)現良好的過(guò)程控制。早期發(fā)現缺陷將避免將不合格產(chǎn)品送到隨后的裝配階段，AOI將減少修理成本，避免報廢不可修理的PCB。

2、AOI 檢查內容：

1）檢查頂面回流焊接元件；

2）檢查波峰焊接前通孔元件；

3）檢查波峰焊接之后的通孔及SMD/SMC；

4）檢查壓入配合之前的連接器引腳；

5）檢查壓入配合之后的連接器引腳。

3、檢測監控點(diǎn)的設置。

AOI可應用于生產(chǎn)線(xiàn)上的多個(gè)檢測點(diǎn)，但有三個(gè)檢測點(diǎn)是主要的，即焊膏印刷之后、回流焊前、回流焊后：

1）焊膏印刷之后。如果焊膏印刷過(guò)程滿(mǎn)足要求，由印刷缺陷引起的焊接缺陷將大幅度減少。典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn)：

焊盤(pán)上焊膏不足；焊盤(pán)上焊膏過(guò)多；焊膏對焊盤(pán)的重合不良；焊盤(pán)之間的焊錫橋。

此檢測點(diǎn)的檢查最直接地支持過(guò)程跟蹤。這個(gè)階段的定量過(guò)程控制數據包括印刷偏移和焊錫量信息及有關(guān)印刷焊膏的定性信息；

2）回流焊前。此檢測點(diǎn)的檢查是在元件貼裝完成后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個(gè)典型的檢測點(diǎn)，可發(fā)現來(lái)自焊膏印刷以及機器貼放的大多數缺陷。在這個(gè)位置產(chǎn)生的定量的過(guò)程控制信息，提供高速片機和細間距元件貼裝設備校準的信息。

這個(gè)信息可用來(lái)修改元件貼放數據或表明貼片機需要校準。這個(gè)檢測點(diǎn)的檢查滿(mǎn)足過(guò)程跟蹤的目標。

3）回流焊后。此檢測點(diǎn)在SMT工藝過(guò)程的最后步驟進(jìn)行檢查，是AOI最主要的檢測點(diǎn)，可發(fā)現全部的裝配錯誤。回流焊后檢查可提供高度的安全性，可識別由焊膏印刷、元件貼裝和回流過(guò)程引起的錯誤。

雖然各個(gè)檢測點(diǎn)可檢測不同特點(diǎn)的缺陷，但AOI檢查設備應放到一個(gè)可以盡早識別和改正最多缺陷的檢測位置。

三、在線(xiàn)檢測 （ICT）

1、檢測原理。

ICT 檢測主要是檢測探針接觸PCB編排出來(lái)的檢測點(diǎn)來(lái)檢測PCBA的線(xiàn)路開(kāi)路、短路、所有元器件的焊接情況。并能準確標識PCBA的故障位置（對組件的焊接檢測有較高的識別能力）。

2、檢測的功能與特點(diǎn)：

1）能夠在短短的數秒鐘內，全檢出組裝電路板上的元器件：電阻、電容、電感、電晶體、FET（場(chǎng)效應管）、LED（發(fā)光二極管）、普通二極管、穩壓二極管、光藕、IC等，是否符合設計要求；

2）能夠先期找出制程不良所在，如線(xiàn)路短路、斷路、組件漏件、反向、錯件、空焊等問(wèn)題，回饋到制程的改善；

3）能夠通過(guò)打印機將上述檢測到的故障或錯誤信息打印輸出，這些信息主要包括故障位置、零件標準值、檢測值，以供維修人員參考。可以有效降低人員對產(chǎn)品技術(shù)依賴(lài)度，不需對產(chǎn)品線(xiàn)路了解，同樣有維修能力；

4）能夠檢測缺陷信息并統計輸出，生產(chǎn)管理人員加以分析，便可以找出各種不良的產(chǎn)生原因，包括人為的因素在內，使之逐個(gè)解決、完善、指正，從而提升PCBA制造能力。

三、飛針檢測（FP）

1、檢測原理：

1）飛針檢測的開(kāi)路檢測原理和ICT的檢測原理是相同的，通過(guò)兩根探針同時(shí)接觸網(wǎng)絡(luò )的端點(diǎn)進(jìn)行通電，所獲得的電阻與設定的開(kāi)路電阻比較，從而判斷開(kāi)路與否。但短路檢測原理與ICT的檢測原理是不同的；

2）由于檢測探針有限（通常為40032根探針），同時(shí)接觸板面的點(diǎn)數非常小（相應40032點(diǎn)），若采用電阻測量法，測量所有網(wǎng)絡(luò )間的電阻值，那么對具有N個(gè)網(wǎng)絡(luò )的PCB而言，就要進(jìn)行N2/2次檢測，加上探針移動(dòng)速度有限，一般為10點(diǎn)/秒～50點(diǎn)/秒，故飛針檢測的效率相對比較低。

2、檢測的功能與特點(diǎn)：

1）檢測密度高，最小間距可達0.05mm甚至更小；

2）無(wú)夾具成本；

3）檢測針容易損壞；

4）檢測速度慢；

5）耐壓無(wú)法檢測，高層次高密度板檢測有較大風(fēng)險。

3、飛針檢測可以通過(guò)消除傳統檢測夾具方法的需要，減少生產(chǎn)裝配到達市場(chǎng)的時(shí)間。

通過(guò)取消夾具，飛針檢測儀消除了夾具硬件與軟件開(kāi)發(fā)的高成本。飛針檢測對于原型裝配的檢測和減少從小批量到大批量的時(shí)間，是一個(gè)非常好的方法。

四、自動(dòng)X(jué)射線(xiàn)檢查（AXI ）

1、檢測原理：

當PCBA沿導軌進(jìn)入機器內部后，位于線(xiàn)路板上方有一X射線(xiàn)發(fā)射管，其發(fā)射的X射線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)路板后被置于下方的探測器（一般為攝像機）接受，由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線(xiàn)的鉛，因此與穿過(guò)玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線(xiàn)相比，照射在焊點(diǎn)上的X射線(xiàn)被大量吸收，而呈黑點(diǎn)產(chǎn)生良好圖像，使得對焊點(diǎn)的分析變得相當直觀(guān)，故簡(jiǎn)單的圖像分析算法便可自動(dòng)且可靠地檢驗焊點(diǎn)缺陷；

2、檢測的功能與特點(diǎn)：

1）AXI技術(shù)的3D檢驗法可對線(xiàn)路板兩面的焊點(diǎn)獨立成像；

2）3D X射線(xiàn)技術(shù)除了可以檢驗雙面貼裝線(xiàn)路板外，還可對那些不可見(jiàn)焊點(diǎn)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(shí)利用此方法還可測通孔焊點(diǎn)，檢查通孔中焊料是否充實(shí)，從而極大地保證了焊點(diǎn)連接質(zhì)量；

3）AXI技術(shù)是相對比較成熟的檢測技術(shù)，其對工藝缺陷的覆蓋率很高，通常達97%以上；而工藝缺陷一般要占總缺陷的80%～90%，并可對不可見(jiàn)焊點(diǎn)進(jìn)行檢查；

4）AXI技術(shù)不能檢測電路電氣性能方面的缺陷和故障。

五、功能檢測 （FT）

1、功能檢測可以檢測整個(gè)系統是否能夠實(shí)現設計目標，它將線(xiàn)路板上的被測單元作為一個(gè)功能體，對其提供輸人信號，按照功能體的設計要求檢測輸出信號。這種檢測是為了確保線(xiàn)路板能否按照設計要求正常工作。所以功能檢測最簡(jiǎn)單的方法，是將組裝好的專(zhuān)用線(xiàn)路板連接到該設備的適當電路上，然后加電壓，如果設備正常工作，就表明線(xiàn)路板合格。這種方法簡(jiǎn)單、投資少，但不能自動(dòng)診斷故障。

六、焊膏涂敷檢測（SPI）

1、焊膏涂敷檢測（SPI），用于檢測焊膏印刷質(zhì)量，通常的檢測設備為2D/3D焊膏涂敷檢測儀（因3D焊膏涂敷檢測儀在實(shí)際運用中比2D焊膏檢測儀獲取的檢測信息更全面、控制更有效，故在條件許可的前提下，通常優(yōu)先選用3D焊膏涂敷檢測儀）。

七、其它檢測方法

1、在檢測工藝過(guò)程中，對產(chǎn)品制程和產(chǎn)品質(zhì)量不產(chǎn)生負面影響的前提下，允許使用其它非常規檢測方法；

八、組合檢測工藝方案

1、每種檢測技術(shù)都有各自的長(cháng)處和短處。

選擇合適的組合檢測方案是對時(shí)間－市場(chǎng)，時(shí)間－產(chǎn)量以及時(shí)間－利潤等諸多因素的綜合考慮，在產(chǎn)品的不同生產(chǎn)周期要求有不同的檢測工藝方案；

2、PCBA生產(chǎn)可大致分為三個(gè)周期：新產(chǎn)品原型制造、試生產(chǎn)、批量生產(chǎn)，這三個(gè)周期的檢測工藝方案應分別制定；

新產(chǎn)品原型制造

新產(chǎn)品原型的檢測一般結合工藝參數調整、時(shí)間性、經(jīng)濟性、可靠性進(jìn)行規劃

1）焊膏涂覆檢查（SPI）：利用2D/3D焊膏檢測儀（優(yōu)先采用3D焊膏檢測儀）對全部或關(guān)鍵焊膏涂覆點(diǎn)（如細間距、超細間距器件）進(jìn)行檢測，并提取、記錄焊膏參數值。原型制造階段，在時(shí)間短促的情況下允許使用目檢代替SPI檢測設備檢測。

2）飛針檢測（FP）：原型產(chǎn)品生產(chǎn)數量有限，時(shí)間要求緊，而飛針式在線(xiàn)檢測儀不用制作針床、夾具，省去了這個(gè)環(huán)節的工作和時(shí)間，可直接從CAD系統接受PCB設計數據自動(dòng)生成相應的檢測程序，最適宜進(jìn)行組裝焊接后檢查工作。

3）功能檢測（FT）：功能檢測主要是驗證產(chǎn)品設計指標并加以調試，可以發(fā)現元器件失效、電原理設計合理性等問(wèn)題。

對于有BGA、flip－chip（倒裝芯片）封裝器件產(chǎn)品的原型生產(chǎn)，應在能力允許條件下在飛針檢測前再利用X光檢測儀對該類(lèi)型器件的焊點(diǎn)或關(guān)鍵焊點(diǎn)進(jìn)行檢測，以保證焊點(diǎn)內在質(zhì)量。

3、試生產(chǎn)

試生產(chǎn)的主要目的是驗證工藝參數穩定性，原型產(chǎn)品生產(chǎn)的檢測完全適用于試生產(chǎn)階段。

4、批量生產(chǎn)

批量生產(chǎn)可分為大、中、小三類(lèi)，在數量概念上沒(méi)有確切的規定。

大批量生產(chǎn)

1）大批量的生產(chǎn)是最經(jīng)濟的生產(chǎn)模式，在完成組裝生產(chǎn)所有準備條件后，應當用較高級的自動(dòng)檢測設備代替人工檢測工作，保證產(chǎn)品組裝質(zhì)量受到嚴格監測，提高生產(chǎn)線(xiàn)和檢測效率，增加投資回報率。若沒(méi)有類(lèi)似BGA、flip－chip（倒裝芯片）封裝器件組裝的產(chǎn)品生產(chǎn)，AOI可以取代X光檢測降低生產(chǎn)及檢測成本；

2）對于組裝產(chǎn)品工藝要求焊膏印刷質(zhì)量嚴格控制情況下，還應在X光自動(dòng)檢測前面設置3D焊膏涂敷檢測儀，對每塊PCB焊膏印刷情況進(jìn)行檢查，以保證絲印機印刷效果的一致性，保障印刷工藝參數隨時(shí)根據情況進(jìn)行調整。

中、小批量生產(chǎn)：

中、小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短，檢測方案從可靠性、可信度、質(zhì)量、經(jīng)濟性角度出發(fā)，針對一般元器件組裝產(chǎn)品和特殊封裝器件組裝產(chǎn)品兩大類(lèi)分別進(jìn)行考慮，通常含有特殊封裝器件的產(chǎn)品應優(yōu)先采用較高級別的檢測方法，如AXI等。此兩類(lèi)器件的分類(lèi)如下；

1）一般元器件組裝產(chǎn)品：最復雜器件為細間距、超細間距QFP（四側引腳扁平封裝器件）等；

2）特殊封裝器件組裝產(chǎn)品：包括BGA、flip－chip（倒裝芯片）等表面看不到焊點(diǎn)或平均焊點(diǎn)密度很高，無(wú)檢測電路存在。