SMT检测技术的概述

1.检测技术的基本内容

检测是保障SMA可靠性的重要环节。随着SMT的发展和SMA组装密度的提高，以及电路图形的细线化、SMD的细间距化、器件引脚的不可视化等特征的增强，给SMT产品的质量控制和相应的检测工作带来了许多新的难题。同时，也使得在SMT工艺过程中采用合适的可测试性设计方法和检测方法成为越来越重要的工作。SMT检测技术的内容很丰富，基本内容包含：可测试性设计、原材料来料检测、工艺过程检测和组装后的组件检测等。

可测试性设计主要为在线路设计阶段进行的PCB电路可测试性设计，它包含测试电路、测试焊盘、测试点分布、测试仪器的可测试性设计等内容。原材料来料检测包含PCB和元器件的检测，以及钎料膏、钎剂等所有SMT组装工艺材料的检测。工艺过程检测包含印刷、贴片、焊接、清洗等各工序的工艺质量检测。组件检测含组件外观检测、焊点检测、组件性能测试和功能测试等。

表5-10所示为来料检测的主要内容和基本检测方法。表5-11所示为组装工艺过程中的主要检测项目。

表5-10 来料检测的主要内容和基本检测方法

表5-11 组装工艺过程中的主要检测项目

2.电路可测试性设计

光板测试是为了保证PCB在组装前所设计的电路没有断路和短路等故障，测试方法有针床测试、飞针测试、光学测试等。光板的可测试性设计应注意以下几个方面：

1）PCB上需设置定位孔，定位孔最好不放置在拼版上。

2）确保测试焊盘足够大，以便测试探针可顺利进行接触检测。(www.xing528.com)

3）定位孔的间隙和边缘间隙应符合规定。

3.自动光学检测（AOI）技术

（1）AOI技术的基本原理 随着PCB导体图形的细线化、SMT器件小型化和SMT组件的高密度化发展的需要，自动光学检测技术迅速发展起来，并已在SMT检测技术中广泛采用。

AOI原理与贴片机和印刷机所用的视觉系统的原理相同，一般采用设计规则检验（DRC）和图形识别两种方法。DRC法根据一些给定的规则（如所有连线应以焊点为端点，引线宽度不小于0.127mm，引线之间的间隔不小于0.102mm等）检查电路图形。此法可以从算法上确保被检验电路的正确性，且具有制造容易，算法逻辑易实现高速处理，程序编辑量小，数据占用空间小等优点，采用该检验方法的较多。但该方法确定边界能力较差，常采用引线检验算法，根据求得的引线平均值确定边界位置，并按照设计确定灰度级。

图形识别法是指将存储的数字化图像与实际图像对比。检查时依据一块完好的印制电路板或按照模型建立起来的检查文件进行比较，或根据计算机辅助设计中编制的检查程序进行对比。精度则取决于分辨率和所用检查程序，通常与电子测试系统相同，但是采集的数据量较大，数据实时处理能力要求高。图形识别法用实际设计数据代替DRC中既定设计原则，具有明显的优越性。

（2）AOI技术的检测功能 AOI具有PCD光板检查、元器件检验、焊后组件检查等功能。AOI检测系统进行组件检测的常规程序为：对已装元器件的印制电路板自动记数，开始检验；先检查印制电路板有引线一面，以确保引线端排列和弯折适当；再检查印制电路板正面是否有元器件缺漏、损伤元器件、错误元器件、元器件装接方向不当等问题；检查装接的IC及分立器件型号、位置和方向等；检查IC器件上的标记印制质量检验等。一旦AOI发现不良的组件，系统会向操作者发出信号，或触发执行机构将不良组件自动取下。系统将对缺陷进行分析，并向主计算机提供缺陷类型和频数，同时对制造过程作必要的调整。AOI的检查效率和可靠性关键取决于所用软件的完善性。AOI还具有调整容易，使用方便，不必为视觉系统算法编程等优点。

（3）AOI系统的构成 用日本PI-2000检测设备为例来叙述AOI系统构成。它以AOI设计规则法作为基础，又附带了比较检查功能。采用两个摄像镜头，图5-27所示为其检验系统结构。检查子系统用一维图像传感器对印制线的图形进行摄像，所得图像信号经过校正、高速A-D变换处理后送至控制子系统。再由控制子系统对缺陷进行判断，并令检查台前后作直线移动进行扫描，使一维图像传感器能得到二维（平面）的图形输出信号。检查结果为实时的并和扫描同步地利用墨水在印制电路板有缺陷的地方做标记，也可以把有缺陷的地方逐个放大，并显示在监视器上，用目视就能直接核对。

图5-27 AOI检测系统结构

系统操作就是通过CRT显示器以对话形式进行。输出子系统由数字图像监视器、实体图像监视器、同步示波器和打印机组成。将缺陷位置的数字化彩色图像与实体图像分别显示在监视器上，同时打印缺陷与一个数。用同步示波器可以观测到图像信号和数字化的限幅电平等图形，也使照度和数字化的限幅电平等的变更设定调整更加容易。PI-2000机的检查速度最高是1.24m/min，分辨率高，最小像素尺寸为10μm，有高分辨/低分辨档，可以切换。印制机尺寸为500mm×650mm×2mm。最小线宽/线间距为160μm/80μm。对被检图形的形状无限制。