自动光学检查AOI在无铅中的应用

文章摘要：对无缺陷生产来讲，自动光学检查（AOI）是必不可少的。在转到使用无铅工艺时，制造商将面临新的挑战，在生产中会出现其他的问题，引起了人们的关注。本文分析转到无铅工艺的整个过程，特别是在大规模生产中引进了0402无铅元件。 由于缺乏无铅元件，转到使用无铅元件是分阶段进行的。在2004年，由于要求电子产品的体积越来越小，迫使制造商广泛地用0402元件来取代0603元件和0805元件。 工艺条件 除了普遍使用的0402元件，印刷电路板的第一次合格率（FPY）必须达到95%，而且必须根据印刷电路协会（IPC）的2级标准来检测缺陷。例如，在有608个焊点的168元件的情况下，相当于要求误报率是百万分之6

自动光学检查AOI在无铅中的应用,标签：光绘技术,制版,光绘工艺,http://www.88dzw.com

对无缺陷生产来讲，自动光学检查（AOI）是必不可少的。在转到使用无铅工艺时，制造商将面临新的挑战，在生产中会出现其他的问题，引起了人们的关注。本文分析转到无铅工艺的整个过程，特别是在大规模生产中引进了0402无铅元件。

由于缺乏无铅元件，转到使用无铅元件是分阶段进行的。在2004年，由于要求电子产品的体积越来越小，迫使制造商广泛地用0402元件来取代0603元件和0805元件。

工艺条件
除了普遍使用的0402元件，印刷电路板的第一次合格率（FPY）必须达到95%，而且必须根据印刷电路协会（IPC）的2级标准来检测缺陷。例如，在有608个焊点的168元件的情况下，相当于要求误报率是百万分之65。为了达到FPY的要求，在检测缺陷时必须考虑以下条件：元件长度的公差、元件供应商、贴片公差、在25 个AOI系统上的全球检测数据库、有80个独特产品的全球检测数据库、无铅焊料、不同的电路板供应商以及检测质量要达到IPC的2级标准（图1）。

图1 在缺陷检测中应考虑的工艺条件。

无铅焊接带来的变化
可以从三个方面看到无铅的影响：灰度值提高、流程的改变和有效的助焊剂。无铅焊点的亮度平均值高了2.5%。这相当于亮度提高了五级。焊点看上去粗糙，而且表面呈粗大的颗粒状。这可以利用特性萃取方法来消除或者过滤掉（图2和图3）。流动性稍微差一些，特别是对于那些较轻的元件，会防碍元件在熔化焊膏中浸没或者浮起。这表示元件自动对正的程度较差。由于效果差，意味着轻轻的0402元件沿着纵向翘起的倾向会增强，结果是不能完全看到元件的顶部。

图2 标准的低熔点 Sn62Pb36Ag2焊膏。

在回熔温度较高以及使用侵蚀性更强的助焊剂时，也会导致与助焊剂直接接触的较薄的元件受到侵蚀，元件顶部不能够反射光线。流动性的改变和侵蚀性助焊剂，对R0402型元件的影响比C0402型元件大，因为R0402型元件更轻也更薄。在使用R0603元件时，这也不常见。

检查库
围绕工艺的环境产生消极影响，必须通过几个途径降低到最小，以满足 头工作的要求。
● AOI全球检查库──对部分AOI制造商的标定工具进行调整是极为重要的，所以，这些变化能够传递到照相机和照明模块上。
● 对于不同产品的AOI全球检查库，有可能在当地进行调整──这是AOI软件必备的特性。
● 贴片公差——进料器常规的维护和校准。
● 确定检查质量：IPC标准2级——必须允许使用朝下的电阻器。组件趐起和共面性的检测必须可靠。

图3 无铅（SAC）焊膏。 图片由W.C.Heraeus Gmb 公司提供。

关于元件长度公差，不同的组件供应商、电路板和无铅焊料的供应商都不可能没有任何直接的影响。优良的AOI程序应该能够应付这些这影响。如果这些个别点的变化可以保持不变，那么就能够相当大地简化AOI编程。经研究得到的结论是，由于无铅产生的影响，图形对照系统无法得到适合的检查结果，这是因为合格的样品变化太大。更加可行的方法是，取出确定每道工艺和元件变化的特性。这些变化可以分成不同的等级。如果在现在使用的工艺中，出现了一个新的变化，就要增加一个级别，来保证检查的精确性。所有认识到的和已知的缺陷都储存起来，他们的类型和图片可以用于AOI系统和全球数据库里的检查程序。我们没有必要把一块不同缺陷的电路板保存起来用于详细的检查。

[1] [2]  下一页