名詞/術(shù)語(yǔ)

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

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

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

4、ICT：In—Circuit—Tester的簡(jiǎn)稱，即自動(dòng)在線檢測(cè)儀。

5、FP：Flying Probe的簡(jiǎn)稱，即飛針檢測(cè)。

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

7、比對(duì)卡：一種檢查PCB插件或焊接結(jié)束后缺件、錯(cuò)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(duì)應(yīng)于PCB通孔插裝器件的位置打上相應(yīng)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(cè)插裝器件的正確與否。

一、PCBA檢測(cè)工藝流程

PCBA檢測(cè)工藝總流程如圖所示：

PCBA檢測(cè)工藝總流程

注：各種檢測(cè)方法對(duì)應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備及安裝布局一般分為在線（串聯(lián)在流水線中）和離線（獨(dú)立于流水線外）兩種。在以下條件前提下應(yīng)優(yōu)先采用在線檢測(cè)工藝布局以提高檢測(cè)效率和流水線作業(yè)效率：

二、檢測(cè)技術(shù)∕工藝概述

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

1、自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）

檢測(cè)原理：AOI檢測(cè)儀自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描PCB，采集圖像，檢測(cè)的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)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(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整；

檢測(cè)的功能與特點(diǎn)：

1）自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI） 運(yùn)用高速高精度視覺(jué)處理技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)PCB板上各種不同貼裝錯(cuò)誤及焊接缺陷。PCB板的范圍可從細(xì)間距高密度板到低密度大尺寸板，并可提供在線檢測(cè)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(cuò)誤，以實(shí)現(xiàn)良好的過(guò)程控制。早期發(fā)現(xiàn)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(bào)廢不可修理的PCB。

2、AOI 檢查內(nèi)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(cè)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置。

AOI可應(yīng)用于生產(chǎn)線上的多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，但有三個(gè)檢測(cè)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(duì)焊盤(pán)的重合不良；焊盤(pán)之間的焊錫橋。

此檢測(cè)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(shù)據(jù)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(cè)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(cè)點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)來(lái)自焊膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)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(jī)和細(xì)間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息。

這個(gè)信息可用來(lái)修改元件貼放數(shù)據(jù)或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。這個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢查滿足過(guò)程跟蹤的目標(biāo)。

3）回流焊后。此檢測(cè)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(cè)點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤。回流焊后檢查可提供高度的安全性，可識(shí)別由焊膏印刷、元件貼裝和回流過(guò)程引起的錯(cuò)誤。

雖然各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可檢測(cè)不同特點(diǎn)的缺陷，但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個(gè)可以盡早識(shí)別和改正最多缺陷的檢測(cè)位置。

三、在線檢測(cè) （ICT）

1、檢測(cè)原理。

ICT 檢測(cè)主要是檢測(cè)探針接觸PCB編排出來(lái)的檢測(cè)點(diǎn)來(lái)檢測(cè)PCBA的線路開(kāi)路、短路、所有元器件的焊接情況。并能準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)PCBA的故障位置（對(duì)組件的焊接檢測(cè)有較高的識(shí)別能力）。

2、檢測(cè)的功能與特點(diǎn)：

1）能夠在短短的數(shù)秒鐘內(nèi)，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(yīng)管）、LED（發(fā)光二極管）、普通二極管、穩(wěn)壓二極管、光藕、IC等，是否符合設(shè)計(jì)要求；

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

3）能夠通過(guò)打印機(jī)將上述檢測(cè)到的故障或錯(cuò)誤信息打印輸出，這些信息主要包括故障位置、零件標(biāo)準(zhǔn)值、檢測(cè)值，以供維修人員參考?？梢杂行Ы档腿藛T對(duì)產(chǎn)品技術(shù)依賴度，不需對(duì)產(chǎn)品線路了解，同樣有維修能力；

4）能夠檢測(cè)缺陷信息并統(tǒng)計(jì)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(nèi)，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(cè)（FP）

1、檢測(cè)原理：

1）飛針檢測(cè)的開(kāi)路檢測(cè)原理和ICT的檢測(cè)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(shè)定的開(kāi)路電阻比較，從而判斷開(kāi)路與否。但短路檢測(cè)原理與ICT的檢測(cè)原理是不同的；

2）由于檢測(cè)探針有限（通常為40032根探針），同時(shí)接觸板面的點(diǎn)數(shù)非常?。ㄏ鄳?yīng)40032點(diǎn)），若采用電阻測(cè)量法，測(cè)量所有網(wǎng)絡(luò)間的電阻值，那么對(duì)具有N個(gè)網(wǎng)絡(luò)的PCB而言，就要進(jìn)行N2/2次檢測(cè)，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(cè)的效率相對(duì)比較低。

2、檢測(cè)的功能與特點(diǎn)：

1）檢測(cè)密度高，最小間距可達(dá)0.05mm甚至更?。?br />
2）無(wú)夾具成本；

3）檢測(cè)針容易損壞；

4）檢測(cè)速度慢；

5）耐壓無(wú)法檢測(cè)，高層次高密度板檢測(cè)有較大風(fēng)險(xiǎn)。

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

通過(guò)取消夾具，飛針檢測(cè)儀消除了夾具硬件與軟件開(kāi)發(fā)的高成本。飛針檢測(cè)對(duì)于原型裝配的檢測(cè)和減少?gòu)男∨康酱笈康臅r(shí)間，是一個(gè)非常好的方法。

四、自動(dòng)X射線檢查（AXI ）

1、檢測(cè)原理：

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

2、檢測(cè)的功能與特點(diǎn)：

1）AXI技術(shù)的3D檢驗(yàn)法可對(duì)線路板兩面的焊點(diǎn)獨(dú)立成像；

2）3D X射線技術(shù)除了可以檢驗(yàn)雙面貼裝線路板外，還可對(duì)那些不可見(jiàn)焊點(diǎn)如BGA等進(jìn)行多層圖像“切片”檢測(cè)，即對(duì)BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行徹底檢驗(yàn)；同時(shí)利用此方法還可測(cè)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(duì)比較成熟的檢測(cè)技術(shù)，其對(duì)工藝缺陷的覆蓋率很高，通常達(dá)97%以上；而工藝缺陷一般要占總?cè)毕莸?0%～90%，并可對(duì)不可見(jiàn)焊點(diǎn)進(jìn)行檢查；

4）AXI技術(shù)不能檢測(cè)電路電氣性能方面的缺陷和故障。

五、功能檢測(cè) （FT）

1、功能檢測(cè)可以檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，它將線路板上的被測(cè)單元作為一個(gè)功能體，對(duì)其提供輸人信號(hào)，按照功能體的設(shè)計(jì)要求檢測(cè)輸出信號(hào)。這種檢測(cè)是為了確保線路板能否按照設(shè)計(jì)要求正常工作。所以功能檢測(cè)最簡(jiǎn)單的方法，是將組裝好的專用線路板連接到該設(shè)備的適當(dāng)電路上，然后加電壓，如果設(shè)備正常工作，就表明線路板合格。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(cè)（SPI）

1、焊膏涂敷檢測(cè)（SPI），用于檢測(cè)焊膏印刷質(zhì)量，通常的檢測(cè)設(shè)備為2D/3D焊膏涂敷檢測(cè)儀（因3D焊膏涂敷檢測(cè)儀在實(shí)際運(yùn)用中比2D焊膏檢測(cè)儀獲取的檢測(cè)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(cè)儀）。

七、其它檢測(cè)方法

1、在檢測(cè)工藝過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品制程和產(chǎn)品質(zhì)量不產(chǎn)生負(fù)面影響的前提下，允許使用其它非常規(guī)檢測(cè)方法；

八、組合檢測(cè)工藝方案

1、每種檢測(cè)技術(shù)都有各自的長(zhǎng)處和短處。

選擇合適的組合檢測(cè)方案是對(duì)時(shí)間－市場(chǎng)，時(shí)間－產(chǎn)量以及時(shí)間－利潤(rùn)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(cè)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(cè)工藝方案應(yīng)分別制定；

新產(chǎn)品原型制造

新產(chǎn)品原型的檢測(cè)一般結(jié)合工藝參數(shù)調(diào)整、時(shí)間性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性進(jìn)行規(guī)劃

1）焊膏涂覆檢查（SPI）：利用2D/3D焊膏檢測(cè)儀（優(yōu)先采用3D焊膏檢測(cè)儀）對(duì)全部或關(guān)鍵焊膏涂覆點(diǎn)（如細(xì)間距、超細(xì)間距器件）進(jìn)行檢測(cè)，并提取、記錄焊膏參數(shù)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(cè)設(shè)備檢測(cè)。

2）飛針檢測(cè)（FP）：原型產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量有限，時(shí)間要求緊，而飛針式在線檢測(cè)儀不用制作針床、夾具，省去了這個(gè)環(huán)節(jié)的工作和時(shí)間，可直接從CAD系統(tǒng)接受PCB設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成相應(yīng)的檢測(cè)程序，最適宜進(jìn)行組裝焊接后檢查工作。

3）功能檢測(cè)（FT）：功能檢測(cè)主要是驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo)并加以調(diào)試，可以發(fā)現(xiàn)元器件失效、電原理設(shè)計(jì)合理性等問(wèn)題。

對(duì)于有BGA、flip－chip（倒裝芯片）封裝器件產(chǎn)品的原型生產(chǎn)，應(yīng)在能力允許條件下在飛針檢測(cè)前再利用X光檢測(cè)儀對(duì)該類型器件的焊點(diǎn)或關(guān)鍵焊點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，以保證焊點(diǎn)內(nèi)在質(zhì)量。

3、試生產(chǎn)

試生產(chǎn)的主要目的是驗(yàn)證工藝參數(shù)穩(wěn)定性，原型產(chǎn)品生產(chǎn)的檢測(cè)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，在數(shù)量概念上沒(méi)有確切的規(guī)定。

大批量生產(chǎn)

1）大批量的生產(chǎn)是最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)模式，在完成組裝生產(chǎn)所有準(zhǔn)備條件后，應(yīng)當(dāng)用較高級(jí)的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備代替人工檢測(cè)工作，保證產(chǎn)品組裝質(zhì)量受到嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，提高生產(chǎn)線和檢測(cè)效率，增加投資回報(bào)率。若沒(méi)有類似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(cè)降低生產(chǎn)及檢測(cè)成本；

2）對(duì)于組裝產(chǎn)品工藝要求焊膏印刷質(zhì)量嚴(yán)格控制情況下，還應(yīng)在X光自動(dòng)檢測(cè)前面設(shè)置3D焊膏涂敷檢測(cè)儀，對(duì)每塊PCB焊膏印刷情況進(jìn)行檢查，以保證絲印機(jī)印刷效果的一致性，保障印刷工藝參數(shù)隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)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(cè)方案從可靠性、可信度、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，針對(duì)一般元器件組裝產(chǎn)品和特殊封裝器件組裝產(chǎn)品兩大類分別進(jìn)行考慮，通常含有特殊封裝器件的產(chǎn)品應(yīng)優(yōu)先采用較高級(jí)別的檢測(cè)方法，如AXI等。此兩類器件的分類如下；

1）一般元器件組裝產(chǎn)品：最復(fù)雜器件為細(xì)間距、超細(xì)間距QFP（四側(cè)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(cè)電路存在。