AOI/AXI原理及应用
当今电子产品制造正面临着越来越大要求降低成本、提高质量及缩短面市时间的压力,正确的测试策略可以帮助公司提高效率,制造出合格的产品,同时,在产品设计、设备投资、制造及质量保证过程中引入测试还能有效地降低成本。目前,在设计线路板组装测试方案时要考虑很多方面,而且有多种工具可供选择,每种技术都有其自身的故障覆盖率和性能特征,在决定测试方案前必须根据产品的故障分布和希望达到的目标进行评估。在考虑最佳测试方案时,需要在运行成本、投资成本、故障覆盖范围、产量、诊断分辨率、工艺反馈及时性和产品长期可靠性之间进行折衷平衡。目前,我所主要采用的有:手工视觉检查(MVI,manual visual inspection),纳米碳化硅飞针及针床式在线测试(FPT,flying probe test &ICT,in-circuit test)还有功能测试(FT,function test)亟待开发。除此之外,目前在产品市场内,还有自动光学检测(AOI,Automatic Optical Inspection) AOI测试技术介绍三基光源
AOI技术是近几年才兴起的一种新型技术,但发展较为迅速。当自动检测时,机器通过摄像头自动扫描PCB,采集图象,测试的焊点与数据库中的合格参数进行比较,经过图象处理,
检查出环保电镀PCB上的缺陷,并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来,供维修人员修整。
为什么要引用AOI
在八十年代后期和九十年代,几个因素导致高效自动检查方法的发展:
∙ 配合更快速的周期时间的生产自动化增加的要求
∙ 使得自动检查更快、更易和更低成本的计算技术的发展
于是,高效率的自动光学检查设备AOI出现了,并迅速占领表面贴装检查领域.
业界形势
封装间距越来越小
自从表面贴装技术(SMT)开始逐渐取代插孔式安装技术以来,线路板上安装的元件变得越来越小,而板上单位面积所包含的功能则越来越强大。
就无源表面贴装元件来说, 0805元件、0603元件的用量开始走下坡路,虽然,我所SMT流水线还未达到贴装0402、0201元件的水平,但相信不久这些封装的器件将会大量的投入产品中。
再来看看表面贴装的集成电路。从十年前占主导地位的四边扁平封装(QFP)到今天的倒装芯片(FC)技术,其间涌现出五花八门的封装形式,诸如薄型小引脚封装(TSOP)、球型阵列封装(BGA)、微小球型阵列封装(μBGA)、芯片尺寸封装(CSP)等。纵观芯片封装技术的演变,其主要特征是元件的表面积和高度显著减小,而元件的引脚密度则急剧增加。特别是BGA技术,已成为现代高密度IC封装技术的主流。高I/O数也给传统电路接触测试(如ICT)带来挑战,同时BGA焊点隐藏在封装体下面,无法进行人工目检。
传统测试技术面临严峻挑战
表面贴装元件尺寸的不断缩小和随之而来的高密度电路安装,对测试带来了极大的挑战。传统的人工目检即使对于中等复杂程度的线路板(如300个元件、3500个节点的单面板)也显得无所适从。
不仅如此,由于表面贴装元件引脚间距的减小和引脚密度的增大,传统的电路接触式测试
也受到了极大限制。测试点的增多,测试间距的减少,测试针已很难达到要求(50mil的测试针是一个性价比最好的选则),一旦间距小于这一数值,探针价格会呈指数倍上涨,并且探针更细,它的压缩有效行程减小,很难保证测试针床上每个探针都能与被测件可靠接触,导致测试误判增加.
随着竞争的加剧,不但要求生产出来的产品能工作,而且,要求它工作好,无隐含性故障点,使产品平均无故障时间更长(可靠性高)。
所以目前较大的EMS厂家都基本配备有AOI光学检测仪(如富士康、伟创力、旭电等),还有中兴、华为等线上也基本都配有AOI。
表一 AOI与ICTled照明电路比较
地埋式消防栓机型 项目 | AOI(AXI) | ICT |
投资设备(美元) | 约5——30万 | 我所购置的Spectrum8852e为31,9200 |
夹具针床投资(美元) | 无 | 定制,根据板的复杂程度、测试点的多少来定,基本诺基亚cdma2000——5000,双面板至少1万以上 |
最小测试间隙 | 无限制 | 1.27mm |
测试速度 | 稍慢 | 快 |
线路板更改 | 可以(多品种) | 不可 |
测试精度 | 高 | 稍低 |
编程费用 | 低 | 高 |
测试的实质内容 | 外观检查 | 电参数测试 |
装配故障的检出率 | 85% | 95% |
对生产故障的分析 | 定性分析 | 定量分析 |
误判率 | 约5% | 约3% |
对装配制成工艺的要求 | 较高 | 一般 |
FCT通过率 | 90——95% | 95——98% |
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