在PCB組裝后進(jìn)行焊點(diǎn)測試的必要性

組裝后的焊點(diǎn)可能存在多種缺陷。主要的是-根本沒有焊料，焊料不足，干焊料和過量焊料。裝配車間在裝配的各個(gè)階段測試印刷電路板（PCB）。通常，他們?cè)谏a(chǎn)級(jí)別，電路板級(jí)別和系統(tǒng)級(jí)別進(jìn)行測試。

在生產(chǎn)級(jí)別，測試更加嚴(yán)格，具有自動(dòng)光學(xué)檢查功能，以檢查組件放置和焊接缺陷。在板級(jí)，測試涉及PCB組件使用在線測試儀（ICT）或邊界掃描或兩者來檢查其結(jié)構(gòu)完整性。ICT還充當(dāng)系統(tǒng)級(jí)別功能測試的預(yù)檢查。這是非常重要的一步，因?yàn)樵诓煌暾慕Y(jié)構(gòu)測試中跳過缺陷會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞，因?yàn)橄蚬δ軠y試的電路板組件施加了電源。

逐步執(zhí)行測試會(huì)增加產(chǎn)品成本，導(dǎo)致組裝商跳過板級(jí)測試，而只執(zhí)行系統(tǒng)測試。放棄任何測試的決定應(yīng)謹(jǐn)慎做出，因?yàn)槿绻诤笃陔A段（例如在裝運(yùn)階段）發(fā)現(xiàn)缺陷，則維修成本將急劇增加，這可能會(huì)導(dǎo)致大量的增量成本。對(duì)于市場上有缺陷的產(chǎn)品，問題可能更加嚴(yán)重。例如，汽車中的PCB組件有缺陷，不僅可能導(dǎo)致簡單的故障，而且還可能導(dǎo)致事故，傷害甚至死亡。與電路板的原始成本相比，市場上有缺陷的組件的召回成本可能達(dá)到一百萬倍以上。

產(chǎn)品類別和測試策略

所進(jìn)行測試的嚴(yán)重程度取決于產(chǎn)品在矩陣中的位置，該位置由產(chǎn)量和質(zhì)量確定。例如，很少量的測試會(huì)進(jìn)入少量的低質(zhì)量和低成本消費(fèi)產(chǎn)品。另一方面，大量高質(zhì)量和高成本的產(chǎn)品值得最嚴(yán)格的測試。

潛在缺陷只有在裝配到達(dá)客戶之后才會(huì)出現(xiàn)。例如，焊點(diǎn)上的焊料不足可能會(huì)導(dǎo)致潛在的缺陷。當(dāng)組件在使用中受到振動(dòng)時(shí)，接頭可以完全打開。此類缺陷可能不會(huì)在初始或現(xiàn)場測試期間導(dǎo)致故障，而僅在使用數(shù)小時(shí)后才會(huì)引起故障。

PCB組件的檢驗(yàn)方法

為了確保產(chǎn)品的高質(zhì)量和可靠性，PCB組裝商在組裝過程中的不同階段都要對(duì)板進(jìn)行檢查，從而消除表面缺陷。SMT需要更嚴(yán)格的檢查，因?yàn)槠浜更c(diǎn)承受的應(yīng)力更高。設(shè)備引線上的焊料不足會(huì)損害焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)完整性，從而導(dǎo)致長期的電氣可靠性故障。因此，用于PCB組裝檢查的幾種方法是絕對(duì)必要的。

視力檢查

這是組裝人員在組裝過程中經(jīng)過幾個(gè)指定步驟之后執(zhí)行的最常見的檢查形式，根據(jù)檢查目標(biāo)的位置，使用用于外觀檢查的設(shè)備。例如，肉眼檢查足以在焊膏印刷和元件放置后立即定位丟失的元件和受污染的焊膏。觀察回流焊點(diǎn)從不同角度反射的光線是另一種非常有效的視覺檢查方法。

組裝設(shè)備可以具有六種以上的焊點(diǎn)，每種類型可能包含八種缺陷標(biāo)準(zhǔn)。因此，目視檢查的有效性完全取決于檢查人員的能力和一致性以及檢查人員采用檢查標(biāo)準(zhǔn)的方式。

這也意味著有效的結(jié)構(gòu)過程控制需要的不僅僅是視覺檢查，而是用于定量測量。此外，在某些情況下，目視檢查不起作用-焊點(diǎn)隱藏在BGA設(shè)備，表面陣列倒裝芯片，超微細(xì)方形扁平設(shè)備或具有高密度包裝的J引線設(shè)備下面。

組裝商通常將目視檢查視為一種易于訪問且成本較低的技術(shù)，并且主要適用于大型缺陷檢查，因?yàn)槟恳暀z查是基于統(tǒng)一且特定的規(guī)則建立的。

自動(dòng)化光學(xué)檢查

自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）是一個(gè)更快的過程，占用的測試量和嚴(yán)重性使得無法使用手動(dòng)類型的視覺檢查。AOI使用多個(gè)可編程LED光源和攝像頭，它依賴于捕獲焊點(diǎn)反射的光，該光優(yōu)先反射到PCB表面和SMD組件（反射很少的光）。

分析從焊點(diǎn)表面反射的光可提供許多有關(guān)焊點(diǎn)質(zhì)量和耐用性的信息。這包括參數(shù)，例如接頭的完整性，焊料量是否足夠以及潤濕是否足夠。AOI還可以檢查回流焊后是否存在焊料橋接以及部件是否存在或位移。

盡管AOI比人工目測檢查要快得多，但與人工目測檢查一樣，它也受到相同的限制。在檢查焊點(diǎn)時(shí)，AOI無法區(qū)分焊縫高度和焊錫數(shù)量。它無法檢查隱藏在BGA，PGA等封裝下以及某些設(shè)備的J形引線下的焊點(diǎn)。

X射線熒光檢查系統(tǒng)

組裝人員使用X射線透視系統(tǒng)觀察焊點(diǎn)，而這是光學(xué)檢查方法無法做到的。這種方法類似于醫(yī)療單位用于檢查人體骨骼的X射線過程。X射線熒光透視系統(tǒng)從單點(diǎn)光源發(fā)出的X射線束垂直通過電路板組件。

PCB材料和SMD組件允許大多數(shù)X射線無阻礙地通過，而焊點(diǎn)會(huì)大大削弱射線的強(qiáng)度。數(shù)字X射線圖形記錄了強(qiáng)度的這種變化，圖像生成了密度圖，該密度圖指示了焊點(diǎn)的高度，其分布及其內(nèi)部完整性。

因此，X射線透視系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地檢查焊點(diǎn)缺陷，并識(shí)別出焊錫不足，裂縫，空隙，橋接和錯(cuò)位。當(dāng)檢查無源芯片，BGA，鷗翼裝置和帶有J形鰭的裝置下的隱藏焊點(diǎn)時(shí)，此方法非常有用。它還適用于檢測缺失和反向的組件。

但是，X射線透視系統(tǒng)只能檢查單面組裝板，因?yàn)殡p面板兩側(cè)的焊點(diǎn)重疊的X射線圖像使得難以準(zhǔn)確地檢查和識(shí)別缺陷。

自動(dòng)化激光測試

可以通過自動(dòng)激光測試（ALT）有效地檢查雙層板兩側(cè)的焊點(diǎn)。原則上，ALT系統(tǒng)使用激光束來測量焊點(diǎn)的高度和反射率。反射光束聚焦一個(gè)或多個(gè)位置敏感檢測器，并與激光束保持特定角度。反射光位置具有表面高度的信息，而反射光束的功率具有表面反射率的信息。

該系統(tǒng)使用多種測量方法來克服干擾，屏蔽鄰近組件以及多次反射。在放置元件之前，ALT可以最佳地測量模板上沉積的焊膏的數(shù)量和位置。它還提供有關(guān)清潔度，流動(dòng)性，粘度，擠壓速度和焊錫膏應(yīng)力的信息，從而有助于結(jié)構(gòu)過程控制。

確定最佳的PCB組裝檢查方法

印刷電路板裝配商依靠多種檢查方法，而不是僅依靠其中一種檢查方法。他們根據(jù)三種因素選擇檢查方法：缺陷類型，成本和檢查速度。當(dāng)處理大批量的復(fù)雜板時(shí)，自動(dòng)化方法是首選。但是，在組裝的多個(gè)階段進(jìn)行外觀檢查仍然是最受青睞的。