AXI(Automated X-Ray Inspection),自動(dòng)X射線檢測(cè),光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的一種。
AXI是一種比較成熟測(cè)試技術(shù)。當(dāng)組裝好的線路板(PCBA)沿導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后,位于線路板上方有一X-Ray發(fā)射管,其發(fā)射的X射線穿過線路板后被置于下方的探測(cè)器(一般為攝象機(jī))接受,由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛,因此與穿過玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線相比,照射在焊點(diǎn)上的X射線被大量吸收,而呈黑點(diǎn)產(chǎn)生良好圖像,使得對(duì)焊點(diǎn)的分析變得相當(dāng)直觀,故簡單的圖像分析算法便可自動(dòng)且可靠地檢驗(yàn)焊點(diǎn)缺陷。
AXI技術(shù)已從以往的2D檢驗(yàn)法發(fā)展到3D檢驗(yàn)法。前者為透射X射線檢驗(yàn)法,對(duì)于單面板上的元件焊點(diǎn)可產(chǎn)生清晰的視像,但對(duì)于廣泛使用的雙面貼裝線路板,效果就會(huì)很差,會(huì)使兩面焊點(diǎn)的視像重疊而極難分辨。而3D檢驗(yàn)法采用分層技術(shù),即將光束聚焦到任何一層并將相應(yīng)圖像投射到一高速旋轉(zhuǎn)的接受面上,由于接受面高速旋轉(zhuǎn)使位于焦點(diǎn)處的圖像非常清晰,而其它層上的圖像則被消除,故3D檢驗(yàn)法可對(duì)線路板兩面的焊點(diǎn)獨(dú)立成像。
3DX-Ray技術(shù)除了可以檢驗(yàn)雙面貼裝線路板外,還可對(duì)那些不可見焊點(diǎn)如BGA等進(jìn)行多層圖象“切片”檢測(cè),即對(duì)BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行*檢驗(yàn)。同時(shí)利用此方法還可測(cè)通孔(PTH)焊點(diǎn),檢查通孔中焊料是否充實(shí),從而大大提高焊點(diǎn)連接質(zhì)量。
ICT測(cè)試是生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用的測(cè)試方法,其具有較強(qiáng)的故障能力和較快的測(cè)試速度等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)對(duì)于批量大,產(chǎn)品定型的廠家而言,是非常方便、快捷的。但是,對(duì)于批量不大,產(chǎn)品多種多樣的用戶而言,需要經(jīng)常更換針床,因此不太適合。同時(shí)由于線路板越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的電路接觸式測(cè)試受到了限制,通過ICT測(cè)試和功能測(cè)試很難診斷出缺陷。隨著大多數(shù)復(fù)雜線路板的密度不斷增大,傳統(tǒng)的測(cè)試手段只能不斷增加在線測(cè)試儀的測(cè)試接點(diǎn)數(shù)。
然而隨著接點(diǎn)數(shù)的增多,測(cè)試編程和針床夾具的成本也呈指數(shù)倍數(shù)上升。開發(fā)測(cè)試程序和夾具通常需要幾個(gè)星期的時(shí)間,更復(fù)雜的線路板可能還要一個(gè)多月。另外,增加ICT接點(diǎn)數(shù)量會(huì)導(dǎo)致ICT測(cè)試出錯(cuò)和重測(cè)次數(shù)的增多。AOI技術(shù)則不存在上述問題,它不需要針床,在計(jì)算機(jī)程序驅(qū)動(dòng)下,攝像頭分區(qū)域自動(dòng)掃描PCB,采集圖像,測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較,經(jīng)過圖像處理,檢查出PCB上缺陷。極短的測(cè)試程序開發(fā)時(shí)間和靈活性是AOI較大的優(yōu)點(diǎn)。AOI除了能檢查出目檢無法查出的缺陷外,AOI還能把生產(chǎn)過程中各工序的工作質(zhì)量以及出現(xiàn)缺陷的類型等情況收集,反饋回來,供工藝控制人員分析和管理。但AOI系統(tǒng)也存在不足,如不能檢測(cè)電路錯(cuò)誤,同時(shí)對(duì)不可見焊點(diǎn)的檢測(cè)也無能為力。并且經(jīng)過我們的調(diào)研,我們發(fā)現(xiàn)AOI測(cè)試技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)會(huì)存在一些問題:
1)AOI對(duì)測(cè)試條件要求較高,例如當(dāng)PCB有翹曲,可能會(huì)由于聚焦發(fā)生變化導(dǎo)致測(cè)試故障,而如果將測(cè)試條件放寬,又達(dá)不到測(cè)試目的。
2) AOI靠識(shí)別元件外形或文字等來判斷元件是否貼錯(cuò)等,若元件類型經(jīng)常發(fā)生變化(如由不同公司提供的元件),這樣需要經(jīng)常更改元件庫參數(shù),否則將會(huì)導(dǎo)致誤判。
AXI技術(shù)是一種相對(duì)比較成熟的測(cè)試技術(shù),其對(duì)工藝缺陷的覆蓋率很高,通常達(dá)97%以上。而工藝缺陷一般要占總?cè)毕莸?0%—90%,并可對(duì)不可見焊點(diǎn)進(jìn)行檢查,但AXI技術(shù)不能測(cè)試電路電氣性能方面的缺陷和故障
從應(yīng)用情況來看,采用兩種或以上技術(shù)相結(jié)合的測(cè)試策略正成為發(fā)展趨勢(shì)。因?yàn)槊恳环N技術(shù)都補(bǔ)償另一技術(shù)的缺點(diǎn):從將AXI技術(shù)和ICT技術(shù)結(jié)合起來測(cè)試的情況來看,一方面,X射線主要集中在焊點(diǎn)的質(zhì)量。它可確認(rèn)元件是否存在,但不能確認(rèn)元件是否正確,方向和數(shù)值是否正確。另一方面,ICT可決定元件的方向和數(shù)值但不能決定焊接點(diǎn)是否可接受,特別是焊點(diǎn)在封裝體底部的元件,如BGA、CSP等。需要特別指出的是隨著AXI技術(shù)的發(fā)展,AXI系統(tǒng)和ICT系統(tǒng)可以“互相對(duì)話”,這種被稱為“AwareTest"的技術(shù)能消除兩者之間的重復(fù)測(cè)試部分。通過減小ICT/AXI多余的測(cè)試覆蓋面可大大減小ICT的接點(diǎn)數(shù)量。這種簡化的ICT測(cè)試只需原來測(cè)試接點(diǎn)數(shù)的30%就可以保持高測(cè)試覆蓋范圍,而減少ICT測(cè)試接點(diǎn)數(shù)可縮短ICT測(cè)試時(shí)間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費(fèi)用。在過去的兩三年里,采用組合測(cè)試技術(shù),特別是AXI/ICT組合測(cè)試復(fù)雜線路板的情況出現(xiàn)了驚人的增長,而且增長速度還在加快,因?yàn)橛懈嗟纳a(chǎn)廠家意識(shí)到了這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并將其投入使用。