測試技術應用前景分析

　　應用


　　從目前應用情況來看，采用兩種或以上技術相結合的測試策略正成為發(fā)展趨勢。


　　因為每一種技術都補償另一技術的缺點：從將AXI技術和ICT技術結合起來測試的情況來看，一方面，X射線主要集中在焊點的質(zhì)量。它可確認元件是否存在，但不能確認元件是否正確，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是否可接受，特別是焊點在封裝體底部的元件，如BGA、CSP等。隨著AXI技術的發(fā)展，目前AXI系統(tǒng)和ICT系統(tǒng)可以“互相對話”，這種被稱為“AwareTest”的技術能消除兩者之間的重復測試部分。通過減小ICT/AXI多余的測試覆蓋面可大大減小ICT的接點數(shù)量。這種簡化的ICT測試只需原來測試接點數(shù)的30%就可以保持目前的高測試覆蓋范圍，而減少ICT測試接點數(shù)可縮短ICT測試時間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費用。


　　在過去的兩三年里，采用組合測試技術，特別是AXI/ICT組合測試復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，因為有更多的行業(yè)領先生產(chǎn)廠家意識到了這項技術的優(yōu)點并將其投入使用。(鮮飛)
測試技術介紹


　　AOI測試技術


　　AOI是近幾年才興起的一種新型測試技術，但發(fā)展較為迅速，目前很多廠家都推出了AOI測試設備。
　　實施AOI有以下兩類主要的目標：(1)最終品質(zhì)(Endquality)。對產(chǎn)品走下生產(chǎn)線時的最終狀態(tài)進行監(jiān)控。AOI通常放置在生產(chǎn)線最末端。在這個位置，設備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過程控制信息。(2)過程跟蹤(Processtracking)。使用檢查設備來監(jiān)視生產(chǎn)過程。


　　雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個位置，但有三個檢查位置是主要的：(1)錫膏印刷之后。如果錫膏印刷過程滿足要求，那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度地減少。(2)回流焊前。檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個典型放置檢查機器的位置，因為這里可發(fā)現(xiàn)來自錫膏印刷以及機器貼放的大多數(shù)缺陷。(3)回流焊后。在SMT工藝過程的最后步驟進行檢查，這是目前AOI最流行的選擇，因為這個位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯誤。


　　雖然各個位置可檢測特殊缺陷，但AOI檢查設備應放到一個可以盡早識別和改正最多缺陷的位置。


　　ICT測試技術


　　電氣測試使用的最基本儀器是在線測試儀(ICT)，傳統(tǒng)的在線測試儀測量時，使用專門的針床與已焊接好的線路板上的元器件接觸，并用數(shù)百毫伏電壓和10毫安以內(nèi)電流進行分立隔離測試，從而精確地測出所裝電阻、電感、電容、二極管、三極管、可控硅、場效應管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝、錯裝、參數(shù)值偏差、焊點連焊、線路板開短路等故障，并將故障是哪個元件或開短路位于哪個點準確告訴用戶。針床式在線測試儀優(yōu)點是測試速度快，適合于單一品種民用型家電線路板極大規(guī)模生產(chǎn)的測試，而且主機價格較便宜。但是隨著線路板組裝密度的提高，特別是細間距SMT組裝以及新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期越來越短，線路板品種越來越多，針床式在線測試儀存在一些難以克服的問題：測試用針床夾具的制作、調(diào)試周期長、價格貴；對于一些高密度SMT線路板由于測試精度問題無法進行測試。


　　基本的ICT技術近年來不斷改善。例如，當集成電路變得太大以至于不可能為相當?shù)碾娐犯采w率提供探測目標時，ASIC工程師開發(fā)了邊界掃描技術。邊界掃描(boundaryscan)提供一個工業(yè)標準方法來確認在不允許探針的地方的元件連接。額外的電路設計到IC內(nèi)面，允許元件以簡單的方式與周圍的元件通信，以一個容易檢查的格式顯示測試結果。


　　AXI測試技術


　　AXI是近幾年才興起的一種新型測試技術。當組裝好的線路板(PCBA)沿導軌進入機器內(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，被置于下方的探測器(一般為攝像機)接受，由于焊點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，照射在焊點上的X射線被大量吸收，而呈黑點產(chǎn)生良好圖像，使得對焊點的分析變得相當直觀，故簡單的圖像分析算法便可自動且可靠地檢驗焊點缺陷。


　　AXI技術已從以往的2D檢驗法發(fā)展到目前的3D檢驗法。前者為透射X射線檢驗法，對于單面板上的元件焊點可產(chǎn)生清晰的視像，但對于目前廣泛使用的雙面貼裝線路板，效果就會很差，會使兩面焊點的視像重疊而極難分辨。而3D檢驗法采用分層技術，即將光束聚焦到任何一層并將相應圖像投射到一高速旋轉的接受面上，由于接受面高速旋轉使位于焦點處的圖像非常清晰，而其它層上的圖像則被消除，故3D檢驗法可對線路板兩面的焊點獨立成像。


　　3DX-Ray技術除了可以檢驗雙面貼裝線路板外，還可對那些不可見焊點如BGA等進行多層圖像“切片”檢測，即對BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進行徹底檢驗。同時利用此方法還可測通孔(PTH)焊點，檢查通孔中焊料是否充實，從而極大地提高焊點連接質(zhì)量。


　　目前在電子組裝測試領域中使用的測試技術種類繁多，常用的有手工視覺檢查(MVI)、在線測試(ICT)、自動光學測試(AOI)、自動X射線測試(AXI)、功能測試(FT)等。由于電子組裝行業(yè)的復雜性，很難界定哪些手段是組裝業(yè)所必須的，哪些是不需要的，每種測試技術的應用領域和測試手段都不盡相同。本文重點介紹了AOI測試技術、ICT測試技術和AXI測試技術。





摘自《中國電子報》2002.3.1