作為用于眾多組件和電路信號傳輸的平臺，印制電路板（PCB）被視為電子信息產品的關鍵部分，其質量決定了最終產品的質量和可靠性。由于朝著高密度，無鉛和無鹵素的環境要求發展的趨勢，如果不及時進行專業及時的檢查，PCB可能會發生各種故障問題，如潤濕性差，開裂，分層等。

為了確保組裝后的PCB的高質量和可靠性，PCB制造商和組裝商必須在制造和組裝過程中的不同階段對板進行檢查，以消除表面缺陷。此外，及時而專業的檢查能夠使電氣測試之前暴露出的缺陷得以發現，并且有利于統計過程控制（SPC）的數據積累。表面貼裝技術（SMT）的廣泛應用對檢測提出了更高的要求，因為SMT焊點必須比采用穿通孔（PTH）技術的承受更大的應力。由于取決于SMT的器件引線必須承受更大的結構載荷，因此如果沒有足夠的焊料，器件將無法牢固地焊接到板上。所以，

檢驗技術

到目前為止，除視覺檢查外，還提供多種具有不同成本，性能和缺陷覆蓋率的結構檢查技術。自動檢查技術包括光學檢查，激光三角測量，X射線檢查和X射線層壓技術。為了實施最佳的過程檢查，制造商應了解每種檢查方法的優缺點，并明確每種檢查方法在哪里表現最佳。通常，PCB組裝檢查技術分為兩種：外觀檢查和自動過程檢查。

a.目視檢查

在PCB組裝過程中需要執行許多步驟之后，可以使用外觀檢查，并且可以根據檢查目標的位置選擇用于外觀檢查的設備。例如，在焊膏印刷和設備放置后，檢查人員可以肉眼發現明顯的缺陷，例如污染的焊膏和缺少的組件。最普遍的視覺檢查是能夠通過觀察從普通棱鏡以不同角度反射的光線來檢查回流焊點。一般來說，這種檢查可以在一秒鐘內測試5個關節。

外觀檢查的有效性取決于檢查人員的能力，檢查標準的一致性和適用性。檢驗人員必須充分了解每種焊點的技術要求，因為每種焊點可能包含多達八種缺陷標準，而在不同的組裝設備上可能有超過六種類型的焊點可用。因此，將目視檢查用于定量測量以進行有效的結構過程控制是不適用的。此外，目視檢查不適用于隱藏的焊點檢查，例如具有高密度封裝的J引線器件，超微細方形扁平器件，表面陣列倒裝芯片或BGA（球柵陣列）器件上的那些。基于統一和特定的規則建立，

b.結構過程測試系統（SPTS）

實時和自動視頻捕獲的數字化和分析系統能夠顯著提高外觀檢查的余量和可重復性。因此，結構過程測試系統取決于某種形式的發射光，例如可見光，激光束和X射線。所有這些系統都通過處理圖像來獲取信息，以找出并測量與焊點質量有關的缺陷。與外觀檢查類似，SPTS的實現無需物理接觸電路板。但是，與目視檢查不同，SPTS具有如此高的可重復性，并消除了缺陷測量的主觀性。

?自動/自動光學檢查（AOI）

AOI系統依靠多個光源，可編程的LED庫和一些攝像機來照亮焊點并拍攝成像。在反射光下，引線和焊點起反射鏡的作用，反射大部分的光，而PCB和SMD都反射很少的光。從焊點反射的光不能提供實用的高度數據，而反射光的圖形和強度可以提供焊點曲率方面的信息。然后將進行專業分析，以確定焊點是否完整，焊錫是否充足，是否發生不良潤濕。除此之外，AOI系統還在回流焊接之前或之后檢查焊料橋接和缺失的組件或位移。AOI設備以每秒30至50個關節的速度運行，并且具有相對較低的成本。然而，它不能檢查某些焊接點的參數，例如焊接高度和焊接點中的焊料，也無法檢查隱藏的焊接點，例如對于焊接可靠性必不可少的BGA，PGA和J形引線裝置。總之，AOI測試在檢查間距大于0.5mm的IC和鷗翼裝置時表現出最佳。

?自動激光測試（ALT）測量

ALT是一種更直接的技術，用于測試焊點或焊膏沉積的高度和形狀。當激光束的圖像聚焦在一個或多個與激光束保持一定角度的位置敏感檢測器上時，該系統將運行以測量某些表面組件的高度和反射率。在ALT測量期間，表面高度由位置敏感檢測器反射的光位置確定，而表面反射率則由反射光束的功率確定。由于二次反射，光束可能會在多個位置的位置敏感檢測器上照射，這需要一種區分正確測量的方案。此外，當沿著位置敏感檢測器的光行進時，反射光束可能會受到干擾材料的屏蔽或干擾。為了消除多重反射并防止屏蔽，該系統應沿著調節后的獨立光路測試反射的激光束。在對焊點進行多次高度測量時，ALT系統為OPTIMAL焊膏沉積量和位置對準之前，部件組件。它為焊膏印刷的實時結構過程控制提供數據，包括粘度，對齊，清潔度，流動性以及擠壓速度和應力。

?X射線熒光透視系統

X射線熒光透視系統從單點光源發出一束光束，該光束垂直穿過電路板。隨著這一過程的進行，焊點比其他材料在更大程度上減弱了射線強度。射線能量的強度變化將轉換為灰度為256的數字X射線圖形。某些焊點的灰色X射線圖形實際上是表示焊點厚度，分布和內部完整性的密度圖像。在單面PCB上，X射線熒光透視系統能夠準確地檢查焊點缺陷，例如在J型接線裝置，鷗翼翼上發生的缺陷（包括裂紋，焊料不足，橋接，錯位，空洞等）。設備或無源芯片。除此之外，它還可以檢查缺少的組件和反向鉭電容器。

?X射線層壓系統

與X射線熒光透視系統相比，X射線層壓系統通過掃描或與X射線探測器同步旋轉來生成水平截面區域的焦平面。然后，通過單次擺動或多次擺動導致均質化，在檢測器上生成的離軸圖像會導致生成表面厚度為0.2-0.4mm的截面圖像。此外，焦平面正面和背面的組件在疊層圖像中變得散焦，因此焦平面內的焊點與PCB上的其他材料分離。根據激光測距儀的不同，X射線層壓系統可以繪制板表面相對于焦平面的位置并糾正板翹曲。之后，電路板以較小的垂直增量移動，使其穿過焦平面，之后，可以檢查同一焊點的不同部分。它非常適合BGA和PTH焊點檢查。雙面印制電路板以較大的增量垂直移動，以跨過焦平面，以檢查電路板兩側的焊點。通過修改光束的掃描半徑和垂直移動的焦平面，可以設置不同的放大系數或可視區域大小。X射線層壓系統可以測量不同焦平面上所有物理焊點的參數，從而可以提供工藝缺陷覆蓋率。由于X射線的斷面圖像和給定的焊膏量之間存在指示關系，因此可以通過調節的標準單位或公制單位將灰度讀數轉換為實際尺寸。在對測量結果進行分析之后，將提供數據以進行特性描述和裝配改進。例如，焊點的平均焊膏厚度或焊膏體積變化會導致人們意識到焊膏印刷的質量水平和缺陷源。X射線層壓系統以每秒30-40個接頭的檢查速度運行。它以靈活的采樣方式運行，可確保100％覆蓋關鍵設備檢查，但無法覆蓋裝配時間少于45秒的100％設備。X射線層壓系統是所有檢查方法中成本最高的，但大大縮短了搜索和返工時間。但是它無法覆蓋組裝時間少于45秒的設備的100％。X射線層壓系統是所有檢查方法中成本最高的，但大大縮短了搜索和返工時間。但是它無法覆蓋組裝時間少于45秒的設備的100％。X射線層壓系統是所有檢查方法中成本最高的，但大大縮短了搜索和返工時間。

如何確定PCB組裝檢查方法？

盡管檢查方法種類繁多，但對AOI檢查和X射線檢查之間的區別還是有很多疑問。下圖演示了檢查方法確定元素，并闡明了AOI和X射線檢查效果最好的領域。

確定檢查方法時應考慮三個要素：缺陷類型，成本和檢查速度。

對于缺陷類型的AOI和X射線覆蓋層，通常在層壓之前將AOI用于內層測試，缺陷項目包括焊膏體積，組件位置，缺失和極性到焊點缺陷。但是，前者專注于層壓后的細微缺陷，能夠測試布線組件，半導體封裝，BGA焊料缺陷，焊點中的空隙以及高混合量，小批量的組件。

對于檢查速度，AOI檢查表明速度低于X射線檢查。然而，高速和高精度導致較高的成本。

印制電路板組件的制造幾乎不依賴于單一檢查方法。畢竟，在組裝過程中絕對不能避免目視檢查。由于復雜性的提高和大批量組裝的需求，必須使用自動檢查方法。

編輯：黃飛

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