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缺陷频谱 实践证明,AOI在识别焊接外观的差异方面非常有效,但识别其它缺陷的能力如何呢?缺陷频谱保持不变,但缺陷的巴雷特图(pareto chart)已经转变。在检测缺陷时,没有什么变化吗?侧立元件(Billboard Chip)看上去一模一样,焊接不足也是如此。图1是无铅PCB上0603元件缺陷的部分实例。 但在无铅元件中,某些布局设计已经变化,如片式元件的焊盘现在变得更小,向内移到元件中心更近的地方,以避免产生立碑缺陷。如果AOI安装在回流焊后,那么除焊点较小外,其它缺陷检测方面没有任何变化。这种体积带来了自己的挑战,如分辨率和对于焊点的可视能力。但是,AOI还可以检验是否焊接过度,即锡膏过多,这可能是由于同一锡膏厚度下焊盘较小引起的。锡膏过多还可能会导致不能立即检测到的其它问题,如焊锡球。 如果AOI用于流程检验的回流前位置,现在它必须能够检测容差较小的元件偏移。对0402片式元件,这些极限可以小到70μm。AOI系统必须以可靠的、可重复的方式处理这些微小的度量。AOI系统在测量SnPb焊接或无铅合金中的元件方面一般没有任何问题。锡膏的外观差异非常小,主要差异在于无铅环境中使用的设计和更紧密的容许误差。精确的回流焊前 AOI可以精确测量贴放质量和工艺流程变异,提供与工艺能力(Process Capability)有关的统计反馈(Cp值和 Cpk值)。这些值为密切控制制造流程提供了最好的指标。
 图1无铅PCB上0603元件缺陷的部分实例 应该指出,对焊接缺陷,无铅焊接感觉比较暗,在很大程度上取决于使用的合金(铋成分)及在什么"时期"查看焊接。在回流干燥之后立即查看时,焊接仍显得明亮有光泽。几周后的电路板一般会比SnPb同等物更快地失去光泽。这在理论上要求改变AOI的测试参数,但不能在制造几周后才检测电路板。高端AOI系统使用更加完善的方法,它不基于反射系数,而是通过3D检测进行几何形状分析。 今天,在检测无铅流程时,必须认真考虑流程中涉及的所有部件,包括无铅元件,而不只是无铅锡膏。元件铅的锡铅表面对焊接的污染程度及对其外观有多大影响呢?无铅制造的质检方法是否科学?还是只解决了当前的部件,而没有考虑未来要求? AOI在流程中的作用 SMT制造商在认证其工艺具备无铅制造能力时,一般只在研究中包括在线测试设备。这些研究主要集中在流程的制造部分,主要是丝网印刷机和回流焊炉。如果有在线AOI,根据生产的电路板的批量,可能也会编写一个测试程序。但在目前,在着手引入新流程和新技术时,应该利用一切有利的工具,跟踪变化,记录结果。这包括离线测试设备及X射线系统。这些设备是为更紧密地考察焊接而设计的,可以更全面地分析焊接的结构,包括隐藏焊点(BGA,CSP),并可以报告焊接内部的焊点空洞。为检测所有偏差,并确定发生新问题的可能性,在质检阶段最大限度地进行测试非常重要。 人们很少把重点放在使用在线 AOI系统改善统计流程,甚至记录缺陷上,这与不同的流程变化相对应。如果容许误差设置得非常紧,那么在线 AOI为检测偏差提供了理想的方法。在批量较小的电路板上,用户可以承受系统拥有更高的缺陷报警水平,这些缺陷报警必需由流程人员进行检验和确认。更紧的容许误差还可以提前检测流程变化,帮助引导系统工程师在制造和AOI设备上实现最优设置。 任何流程变化都要求密切监测结果。统计流程控制(SPC)应有助于识别最优设置,避免流程漂移失控。尽管 AOI不能监测回流焊炉的温度,但它可以记录影响的结果。对无铅流程,在线AOI系统最重要的贡献是它能够记录所有结果,允许工艺工程师把这些结果与所有其它工艺参数日志进行比较。在质检阶段仔细注意所有测试结果是一个很好的作法,可以在以后全面评估实验。 在引入无铅焊接时,最大的变化预计发生在焊点质量上,即PCB和元件之间的电气和机械连接,因此最好象投资生产设备本身一样,在测试设备上多花一些功夫。应该把更多的测试资源配置到质检阶段,而不是流程最后的固定阶段,以确定在以后阶段部署哪些资源。只有在质检阶段配置最大测试资源,才能制订明智的决策,为新流程提供最优的测试方法。
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