對組裝線路板進行檢測及相關(guān)技術(shù)

來源：織夢技術(shù)論壇 ?????作者：秩名 ?????發(fā)布日期：2019-06-21?????

[導(dǎo)讀] 自動光學(xué)檢測( AOI) 系統(tǒng)通常用于成層前內(nèi)層的測試;在成層以后，X射線系統(tǒng)監(jiān)控對位的精確性和細(xì)小的缺陷;掃描激光系統(tǒng)提供了在回流之前焊盤層的檢測方法。這些系統(tǒng)，加之生產(chǎn)線直

自動光學(xué)檢測( AOI) 系統(tǒng)通常用于成層前內(nèi)層的測試;在成層以后，X射線系統(tǒng)監(jiān)控對位的精確性和細(xì)小的缺陷;掃描激光系統(tǒng)提供了在回流之前焊盤層的檢測方法。這些系統(tǒng)，加之生產(chǎn)線直觀檢測技術(shù)和自動放置元器件的元器件完整性檢測，都有助于確保最終組裝和焊接板的可靠性。

然而，即使這些努力將缺陷減到最小，仍然需要進行組裝印制電路板的最終檢測，這或許是最重要的，因為它是產(chǎn)品和整個過程評估的最終單元。

組裝PCB電路板的最終檢測可能通過于動的方法或由自動化系統(tǒng)完成，并且經(jīng)常使用兩種方法共同完成。"手動的"指一名操作員使用光學(xué)儀器通過視覺檢測板子，并且作出關(guān)于缺陷的正確判斷。自動化系統(tǒng)是使用計算機輔助圖形分析來確定缺陷的，許多人也認(rèn)為自動化系統(tǒng)包含除手動的光檢測外所有的檢測方法。

X射線技術(shù)提供了一種評估焊料厚度、分布、內(nèi)部空洞、裂縫、脫焊和焊球存在的方法( Markstein , 1993) 。超聲波學(xué)將檢測空洞、裂縫和未帖接的接口。自動光學(xué)檢測評估外部特征，例如橋接、錫熔量和形狀。激光檢測能提供外部特征的三維圖像。紅外線檢測通過和一個已知的好的焊接點比較焊接點的熱信號，檢測出內(nèi)部焊接點故障。

值得注意的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些自動檢測技術(shù)對組裝印制電路板的有限檢測不能發(fā)現(xiàn)的所有缺陷。因此，手動的視覺檢測方法一定要和自動檢測方法聯(lián)合使用，特別是對于那些少量的應(yīng)用更應(yīng)如此。X 射線檢測和手動光學(xué)檢測相結(jié)合是檢測組裝板缺陷的最優(yōu)方法。

組裝并焊接的印制電路板易存在以下缺陷:

1) 元器件缺失;2) 元器件故障;3) 元器件存在安裝誤差，未對準(zhǔn);4) 元器件失效;5) 沾錫不良;6) 橋接;7) 焊錫不足;8) 焊料過多形成錫球;9) 形成焊接針孔(氣泡) ;10)有污染物;11)不適當(dāng)?shù)暮副P;12)極性錯誤;13)引腳浮起;14)引腳伸出過長;15)出現(xiàn)冷焊接點;16)焊錫過多;17)焊錫空洞;18)有吹氣孔;19)印制線的內(nèi)圓填角結(jié)構(gòu)差。

PCB板的自動檢測技術(shù)介紹

在復(fù)雜的電路板檢測中，兩種常見的方法是針床測試法和雙探針或飛針測試法。

1、針床測試法

這種方法由帶有彈簧的探針連接到電路板上的每一個檢測點。彈簧使每個探針具有100 - 200g 的壓力，以保證每個檢測點接觸良好，這樣的探針排列在一起被稱為"針床" 。在檢測軟件的控制下，可以對檢測點和檢測信號進行編程，圖14-3 是一種典型的針床測試儀結(jié)構(gòu)，檢測者可以獲知所有測試點的信息。實際上只有那些需要測試的測試點的探針是安裝了的。盡管使用針床測試法可能同時在電路板的兩面進行檢測，當(dāng)設(shè)計電路板時，還是應(yīng)該使所有的檢測點在電路板的焊接面。針床測試儀設(shè)備昂貴，且很難維修。針頭依據(jù)其具體應(yīng)用選不同排列的探針。

一種基本的通用柵格處理器由一個鉆孔的板子構(gòu)成，其上插針的中心間距為100 、75或50mil。插針起探針的作用，并利用電路板上的電連接器或節(jié)點進行直接的機械連接。

如果電路板上的焊盤與測試柵格相配，那么按照規(guī)范打孔的聚醋薄膜就會被放置在柵格和電路板之間，以便于設(shè)計特定的探測。連續(xù)性檢測是通過訪問網(wǎng)格的末端點(已被定義為焊盤的x-y 坐標(biāo))實現(xiàn)的。既然電路板上的每一個網(wǎng)絡(luò)都進行連續(xù)性檢測。這樣，一個獨立的檢測就完成了。然而，探針的接近程度限制了針床測試法的效能。

2、雙探針或飛針測試法

飛針測試儀不依賴于安裝在夾具或支架上的插腳圖案。基于這種系統(tǒng)，兩個或更多的探針安裝在x-y 平面上可自由移動的微小磁頭上，測試點由CADIGerber 數(shù)據(jù)直接控制。雙探針能在彼此相距4mil 的范圍內(nèi)移動。探針能夠獨立地移動，并且沒有真正的限定它們彼此靠近的程度。帶有兩個可來回移動的臂狀物的測試儀是以電容的測量為基礎(chǔ)的。將電路板緊壓著放在一塊金屬板上的絕緣層上，作為電容器的另一個金屬板。假如在線路之間有一條短路，電容將比在一個確定的點上大。如果有-條斷路，電容將變小。

測試速度是選擇測試儀的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。針床測試儀能夠一次精確地測試數(shù)千個測試點，而飛針測試儀一次僅僅能測試兩個或四個測試點。另外，針床測試儀進行單面測試時，可能僅僅花費20 - 305 ，這要根據(jù)板子的復(fù)雜性而定，而飛針測試儀則需要Ih 或更多的時間完成同樣的評估。Shipley (1991) 解釋說，即使高產(chǎn)量印制電路板的生產(chǎn)商認(rèn)為移動的飛針測試技術(shù)慢，但是這種方法對于較低產(chǎn)量的復(fù)雜電路板的生產(chǎn)商來說還是不錯的選擇。

對于裸板測試來說，有專用的測試儀器( Lea , 1990) 。一種成本更為優(yōu)化的方法是使用一個通用的儀器，盡管這類儀器最初比專用的儀器更昂貴，但它最初的高費用將被個別配置成本的減少抵消。對于通用的柵格，帶引腳元器件的板子和表面貼裝設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)柵格是2.5mm 。此時測試焊盤應(yīng)該大于或等于1.3mm 。對于Imm 的柵格，測試焊盤設(shè)計得要大于0.7mm 。假如柵格較小，則測試針小而脆，并且容易損壞。因此，最好選用大于2.5mm 的柵格。Crum (1994b) 闡明，將通用測試儀(標(biāo)準(zhǔn)的柵格測試儀)和飛針測試儀聯(lián)合使用，可使高密度電路板的檢測即精確又經(jīng)濟。他建議的另外一種方法是使用導(dǎo)電橡膠測試儀，這種技術(shù)可以用來檢測偏離柵格的點。然而，采用熱風(fēng)整平處理的焊盤高度不同，將有礙測試點的連接。

自動檢測技術(shù)檢測的三個層次

1、裸板檢測;

2、在線檢測;

3、功能檢測。

采用通用類型的測試儀，可以對一類風(fēng)格和類型的電路板進行檢測，也可以用于特殊應(yīng)用的檢測。