AOI、AXI原理及应用

1、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本钱、提升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升效率,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本钱.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到达的目标进行评估.在考虑最正确测试方案时,需要在运行本钱、投资本钱、故障覆盖范围、产量、诊断分辨率、工艺反应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,manualvi

2、sualinspection),飞针及针床式在线测试(FPT,flyingprobetest&ICT,in-circuittest)还有功能测试(FT,functiontest)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,AutomaticOpticalInspection)AOI测试技术介绍AOI技术是近几年才兴起的一种新型技术,但开展较为迅速.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拟,经过图象处理,检查出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

3、和九十年代,几个因素导致高效自动检查方法的开展： 外表贴装技术使用的增加和元件小型化趋势的加快 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、更易和更低本钱的计算技术的开展于是,高效率的自动光学检查设备AOI出现了,并迅速占领外表贴装检查领域.业界形势封装间距越来越小自从外表贴装技术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那么越来越强大.就无源外表贴装元件来说,0805元件、0603元件的用量开始走下坡路,虽然,我所SMT流水线还未到达贴装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

4、外表贴装的集成电路.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pBGA、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外表积和高度显著减小,而元件的引脚密度那么急剧增加.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外表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

5、如300个元件、3500个节点的单面板也显得无所适从.不仅如此,由于外表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,测试针已很难到达要求50mil的测试针是一个性价比最好的选那么,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限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c所以目前较大的EMS厂家都根本配备有AOI光学检测仪如富士康、伟创力、旭电等,还有中兴、华为等

6、线上也根本都配有AOIo表一AOI与ICT比拟工程AOI(AXI)ICT投资设备美元约530万我所购置的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,根本20005000,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AE里分析误判率约5%约3%对装配制成工艺的要求较局FCT通过率9095%9598%表二各工序发生的不良内容检出表工序不良内容ICT电参数检测水平性能测试AOI图形检测水平观测

7、测试SMT贴装元件自身错误V一元件装错VV元件漏装VV位置偏移一V7极性装反VV元器件脱落VV元件引线弯曲一V元件引线未插V一IC装错VVIC倒装VVIC漏装VVIC管脚弯曲一VSMD贴装图形偏移一V漏焊过多一V焊膏缺乏一V再流焊接桥流焊接VV漏焊VV元器件脱落偏移VV元器件损坏V一BGA管脚开路V一AXI可检测到BGA管脚短路V一AXI可检测到IC管脚浮脚VVIC管脚开路VVIC管脚短路VV波峰焊桥接V7V7漏焊VV元器件翘曲偏移VV元器件自身损伤破坏V一剪脚引线弯曲一V元器件破坏VV7自动光学检测特点：1 .检测速度快,可以在线检测,满足高产能的要求2 .检测稳定而可靠3 .检测结果重现性

8、好4 .提供检测数据分析和实时制程信息反应5 .可用于印刷锡膏后检查、贴装后检查和焊接后检查的关键工艺点AOI带给我们什么？1 .全制程实时限制2 .提升及保持稳定的工艺水平3 .科学的定量分析从设计到制造4 .提升产品质量5 .减少返工和报废6 .降低生产本钱7 .防止人员波动而造成的质量不稳定8 .满足PCBA技术开展的需要AOI的优点编程简单AOI通常是把贴片机编程完成后自动生成的TXTS助文本文件转换成所需格式的文件,从中AOI获取位置号、元件系列号、X坐标、Y坐标、元件旋转方向这5个参数,然后系统会自动产生电路的布局图,确定各元件的位置参数及所需检测的参数.完成后,再根据工艺要求对各

9、元件的检测参数进行微调.操作容易由于AOI根本上都采用了高度智能的软件,所以并不需要操作人员具有丰富的专业知识即可进行操作.故障覆盖率高由于采用了高精密的光学仪器和高智能的测试软件,通常的AOI设备可检测多种生产缺陷,故障覆盖率可到达80%减少生产本钱由于AOI可放置在回流炉前对PCEa行检测,可及时发现由各种原因引起的缺陷,而不必等到PCBt了回流炉后才进行检测,这就大大降低了生产本钱.AOI的种类AOI的种类由于设计思路及性能的不同,AOI系统可大致分为以下几种：1按图象拾取设备分类：使用黑白CCDg像头使用彩色CCDg像头使用高分辨率扫描仪2按测试工程分类：主要检测焊点主要检测元件元件和焊点都检测3按设备的结构分类需要气源供气不需气源供气4按测试时的相对运动方式分类电路板固定,摄像头或扫描仪移动 摄