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自动光学检测与自动x光检测

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自动光学检测与自动x光检测_第1页
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AXI/ICT 组合测试是否会成为组合测试是否会成为 SMT 测试的主流技术测试的主流技术?由于市场竞争日趋激烈,电子产品制造商对如何提高产品成品率和产量格外关注而在 SMT 生产线中采用何种测试技术对以上两点的影响举足轻重 目前线路板越来越复杂,传统的 ICT 测试受到了极大限制随着线路板的密度不断增大,ICT 测试必须不断增加测试接点数,这会有两个弊端:一、将导致测试编程和针床夹具的成本呈指数倍上升开发测试程序和夹具通常需要几个星期的时间,更复杂的线路板则要一个多月二、将导致 ICT 测试出错和重测次数的增多对ICT 构成挑战的还有不断减小的引脚距离目前高引脚数的封装包括 PGA、 QFP、 BGA 等,它们的封装密度可达到每平方厘米有几百只引脚这种引脚密度使测试探针难以插入,也无法增加专用测试焊盘因此,ICT 测试已不能满足未来线路板的测试要求,电子制造商们需要寻找新的测试手段 自动光学检测系统(AOI)是近几年发展起来的以光学系统为主的检测系统AOI 系统的优点是测试速度快、缺陷捕捉率高AOI 不但可对焊接质量进行检验,还可对光板、焊膏印刷质量、贴片质量等进行检查因此,采用 AOI 系统,不仅可以提高生产效率,也能提高产品质量。

目前,已有越来越多的厂商采用了 AOI 系统但AOI 系统的缺点是不能检测电路错误,同时对不可见焊点及双面焊 PCB 的检测也无能为力 自动化 X 射线检测技术(AXI)是目前最新型的测试技术AXI 技术自诞生以来发展迅速,已由 2D 检验法发展到目前的 3D 检验法3D 检验法采用分层技术,即将光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一高速旋转的接收面上,由于接收面高速旋转使位于焦点处的图像非常清晰,而其它层上的图像则被消除,故 3D 检验法可对线路板两面的焊点独立成像3D 检验法还可对那些不可见焊点如 BGA 等进行多层图像“切片”检测,即对 BGA 焊接连接处的顶部、中部和底部进行彻底检验AXI 技术对工艺缺陷的覆盖率很高,通常达 97%,而工艺缺陷一般要占总缺陷的 80%到 90%但 AXI 技术不能测试电路电气性能方面的缺陷和故障将 AXI 检测技术和传统的 ICT 测试方法相结合,则可以取长补短,使 SMT 检测技术达到完美的结合目前一种被称为“AwareTest”的技术使 AXI 系统和 ICT 系统可以“互相对话”, 能消除两者之间的重复测试部分通过减小 ICT/AXI 多余的测试覆盖面可减少 70%的 ICT 接点数量,因而可加快 ICT 编程并降低 ICT 夹具和编程费用。

由于 AXI/ICT 组合测试具有较多的优点,在过去的两三年里,应用 AXI/ICT 组合测试线路板的情况出现了惊人的增长很多公司如朗讯、思科和北电等都采用了 AXI/ICT 组合测试但昂贵的价格是阻碍厂商采用 AXI技术的一个主要因素目前,AXI 检测设备的价格是 AOI 纯光学检测系统的 3 到 4 倍不过这种情况正在得到改善AXI 技术需要的数字相机的成本正在迅速降低,业界已开始从 512×512 像素 AXI 系统转向1024×1024 甚至 2048×2048 像素系统处理器和存储器芯片价格的降低,使 AXI 系统已开始采用 PC 上的处理器进行图形处理,大大增强了它的计算能力 随着 AXI 系统成本的降低和性能的提高,AXI/ICT 组合测试检测技术是否会取代目前的 ICT 检测技术,成为未来主流的检测技术?敬请发表高见!王义王义 美格电子设备制造有限公司美格电子设备制造有限公司我认为不同的测试方法是各有千秋的,对于中国的电子制造商来说,由于各自的生产规模、产品种类的不同,因此不会有某一种测试方法特别适合于中国的厂家下面是我了解的一些情况,拿出来供大家参考 自动光学检查(AOI, automated optical inspection),通常在回流前后使用,是较新的确认制造缺陷的方法。

它是非电气的、无夹具的、技术,使用了“学习与比较(learn and compare)“编程来使装料(ramp-up)时间最小自动视觉对极性、元件存在与不存在的检查较好,只要后面的元件与原来所“学“的元件类似即可它的主要优点是易于跟随诊断、快速容易程序开发、和无夹具主要的缺点是对短路识别较差、高失效率和不是电气测试 自动 X 光检查(AXI, automated X-ray inspection)是现时测试球栅阵列(BGA, ball grid array)焊接质量和被遮挡的锡球的唯一方法它是早期查找过程缺陷的、非电气、非接触的技术,减少了过程工作(WIP, work-in-process)这个领域的进步包括通过/失效数据和元件级的诊断现在有两种主要的 AXI 方法:两维(2-D),看完整的板,三维(3-D),在不同角度拍摄多个图象其主要优点是唯一的 BGA 焊接质量和嵌入式元件检查工具、无夹具成本其主要缺点是速度慢、高失效率、检测返工焊点困难、高的每块板成本、和长的程序开发时间 高思贤高思贤 世宏电子世宏电子在实际生产中,PCB 板的复杂程度是不同的如低复杂性的板(LCB, Low-complexity board)一般是具有 50 个元件,350 个焊点和 50~100 个电气节点,并且是一个简单电路,如,可编程自动调温器、高级玩具、家用电器、磁碟驱动控制器等。

而高复杂性的板(HCB, high-complexity board)则会达到 2500 个元件,17500 个焊接点和 3000~4000 个电气节点伺服器、路由器和高级电信的板归于这类 对 PCB 板的测试一方面要考虑测试本身的复杂性,同时还要考虑测试的成本对低复杂性的板的测试,可能采用手工视觉检查(MVI, manual visual inspection)加上 ICT 功能测试就行了,因为低复杂板的(SMT 工艺)合格率可高达 92%,因此采用简单的测试既可满足需要,也不会增加成本 对于每块板 17,500 个焊接点的高复杂性板, AXI 可能是最有经济效益的方法对一个典型的缺陷谱,AXI 可以检查到所有失效的 80%,当然,AXI 不能直接进行功能测试因此,用 ICT 补足这个情况是一个好的策略因为 AXI 具有非常高的短路与开路缺陷覆盖率,ICT 夹具可以减轻对已经被覆盖的缺陷的测试使用这个策略可以大大节约 ICT 夹具和程序开发的成本因此,在对高复杂性板的测试应用中,AXI/ICT 的组合测试是极具竞争力的,也是最有希望成为主流的测试技术Tom Molamphy agilent 公司公司AOI 和 AXI 两者在其能力上都有各自的和相互补充的优势。

决定哪一个是最适合使用的也必须考虑一些关键的最终产品和情况特殊的环境应该考虑下列问题: 什麽是关键的焦点:监察工艺、检查缺陷或两者?AOI 和 AXI 两者都提供重要的工艺有关的数据AOI 系统可以为锡膏印刷和元件贴装提供工艺反馈的更多灵活性 要检查的产品有多复杂?产品的复杂性是在决定过程中的一个关键标准随着 PCB 尺寸、焊接点数量和元件密度的增加,提供高产品转换率的难度也增加在许多情况中,电气与功能测试受到可用于测试点的 PCB 空间和问题故障分析所要求时间的限制在这种情况下,AXI 是有吸引力的,因为焊接点缺陷是形成大多数缺陷的原因当最终产品的品质要求特别严格时,有强烈的要求将在锡膏印刷和元件贴装后的 AOI 与焊接后的AXI 结合 在大多数情况中,AOI 和 AXI 技术不完全取代现有的电气测试技术,如测试和功能测试但是,随着电气测试的可访问性变得越来越受局限,对互补的检查步骤的需求变得更加明显这种互补的方法将继续发展,因为越来越没有单一的测试或检查方法提供保证可接受的品质水平所需要的覆盖范围 苏克苏克 凯达电子设备有限公司凯达电子设备有限公司虽然 AXI 大有后来居上的架势,但我认为 AOI 还是有很多明显的优点,至少在短期内是不会被取代的。

首先是设备本身便宜,一台 AXI 的价格要比 AOI 高好几倍,尽管现在也在不断下降但仍然要出很多其次 AOI 二次开发成本低,程序设置与维护简便现在的设备供应商都使用先进的个人电脑系统作为控制单元,无论是在容量、处理速度、输出显示还是用户界面上都比以前有了很大提高,使得应用起来也更为方便直观第三,AOI 的速度更快,可以跟得上批量生产的要求,而 AXI 则更适合做一些个别观察综上所述,AOI 在目前还将会有一定的市场,而且随着技术的进步,AOI 也会不断地更新来满足快速多变市场的要求高明和高明和 安捷伦电子制造、测试系统事业部经理安捷伦电子制造、测试系统事业部经理近年来由于 IC 产品小型化、工作频率越来越高等趋势,电路主板测试的困难度也逐渐提升针对主板测试,目前业界普遍利用 X-ray、AOI 及 ICT 测试系统方式进行测试,其中又以 X-ray 能达到高频的要求,被业界视为测试技术的明日之星 一般都有隔离辐射的防护措施,以避免伤害到人类脑部,但是如此隔离结果,使得 AOI 无法有效检测,促成 X-ray 重要性逐渐提高,在测量市场的地位扶遥直上X-ray 虽然起步较晚,但是为了检测的主板,必须用 X-ray 的方式做断层扫瞄,才能达到测试效果。

不过,目前检测主板的技术,现阶段仍以 ICT 测试系统为市场主流,估计 3~5 年内 X-ray 将引领风骚而且X-ray 和 ICT 测试系统,将因功能上的互补性,并存于测试市场 X-ray 和 ICT 测试系统相比,前者测试速度较慢,设备价格也较为高昂;ICT 测试系统已有 15 年历史,但是产品的频率越高,则越难测量,因此目前多应用于笔记本计算机领域据了解,目前内电路测试系统价格为24 万美元左右,X-ray 设备价格则高达 50 多万美元,比 ICT 测试系统价格多出一倍以上。

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