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        AOI檢測設備的實際應用


        對無缺陷生產來講,自動光學檢查(AOI)是必不可少的。在轉到使用無鉛工藝時,制造商將面臨新的挑戰,在生產中會出現其他的問題,引起了人們的關注。本文分析轉到無鉛工藝的整個過程,特別是在大規模生產中引進了0402無鉛元件。

        由于缺乏無鉛元件,轉到使用無鉛元件是分階段進行的。在2004年,由于要求電子產品的體積越來越小,迫使制造商廣泛地用0402元件來取代0603元件和0805元件。

        工藝條件

        除了普遍使用的0402元件,印刷電路板的第一次合格率(FPY)必須達到95%,而且必須根據印刷電路協會(IPC)的2級標準來檢測缺陷。例如,在有608個焊點的168元件的情況下,相當于要求誤報率是百萬分之65。為了達到FPY的要求,在檢測缺陷時必須考慮以下條件:元件長度的公差、元件供應商、貼片公差、在25 個AOI系統上的全球檢測數據庫、有80個獨特產品的全球檢測數據庫、無鉛焊料、不同的電路板供應商以及檢測質量要達到IPC的2級標準。

        無鉛焊接帶來的變化

        可以從三個方面看到無鉛的影響:灰度值提高、流程的改變和有效的助焊劑。無鉛焊點的亮度平均值高了2.5%。這相當于亮度提高了五級。焊點看上去粗糙,而且表面呈粗大的顆粒狀。這可以利用特性萃取方法來消除或者過濾掉。流動性稍微差一些,特別是對于那些較輕的元件,會妨礙元件在熔化焊膏中浸沒或者浮起。這表示元件自動對正的程度較差。由于效果差,意味著輕輕的0402元件沿著縱向翹起的傾向會增強,結果是不能完全看到元件的頂部。
        在回熔溫度較高以及使用侵蝕性更強的助焊劑時,也會導致與助焊劑直接接觸的較薄的元件受到侵蝕,元件頂部不能夠反射光線。流動性的改變和侵蝕性助焊劑,對R0402型元件的影響比C0402型元件大,因為R0402型元件更輕也更薄。在使用R0603元件時,這也不常見。

        檢查庫

        圍繞工藝的環境產生消極影響,必須通過幾個途徑降低到最小,以滿足頭工作的要求。

        ● AOI全球檢查庫──對部分AOI制造商的標定工具進行調整是極為重要的,所以,這些變化能夠傳遞到照相機和照明模塊上。

        ● 對于不同產品的AOI全球檢查庫,有可能在當地進行調整──這是AOI軟件必備的特性。

        ● 貼片公差——進料器常規的維護和校準。

        ● 確定檢查質量:IPC標準2級——必須允許使用朝下的電阻器。組件趐起和共面性的檢測必須可靠。

        關于元件長度公差,不同的組件供應商、電路板和無鉛焊料的供應商都不可能沒有任何直接的影響。優良的AOI程序應該能夠應付這些這影響。如果這些個別點的變化可以保持不變,那么就能夠相當大地簡化AOI編程。經研究得到的結論是,由于無鉛產生的影響,圖形對照系統無法得到適合的檢查結果,這是因為合格的樣品變化太大。更加可行的方法是,取出確定每道工藝和元件變化的特性。這些變化可以分成不同的等級。如果在現在使用的工藝中,出現了一個新的變化,就要增加一個級別,來保證檢查的精確性。所有認識到的和已知的缺陷都儲存起來,他們的類型和圖片可以用于AOI系統和全球數據庫里的檢查程序。我們沒有必要把一塊不同缺陷的電路板保存起來用于詳細的檢查。

        無鉛和檢測工藝

        適應性程序沒有發現轉到無鉛會對焊點質量的檢查帶來什么影響。缺陷看上去還是一樣的。毫無疑問,只需要稍微修改一下數據庫,就足以排除其他誤報可能會帶來的影響。在元件頂上的內容改變時,就需要大量的工作,確定門限值。這些可以納入到標準數據庫中。在元件的一端立起來時,激活其他環節的檢測,便可以進行可靠的分析。對于橋接的形成或者元件一端立起來的普遍看法,證明常常不是那樣。經驗表明,橋接的形成沒有改變,元件一端立起來的現像就會有所減少。轉到使用無鉛焊膏并不需要投資新的系統或者設備,只要使用的AOI系統配備了靈活的傳感器模塊、照明和軟件,就足以適應這些變化了。

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