AOI检测设备在无铅中的应用

　　对无缺陷生产来讲，AOI检测设备是必不可少的。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。

 

　　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。

 

　　无铅和检测工艺

 

　　适应性程序没有发现转到无铅会对焊点质量的检查带来什么影响。缺陷看上去还是一样的。毫无疑问，只需要稍微修改一下数据库，就足以排除其他误报可能会带来的影响。在元件顶上的内容改变时，就需要大量的工作，确定门限值。这些可以纳入到标准数据库中。在元件的一端立起来时，激活其他环节的检测，便可以进行可靠的分析。对于桥接的形成或者元件一端立起来的普遍看法，证明常常不是那样。经验表明，桥接的形成没有改变，元件一端立起来的现像就会有所减少。转到使用无铅焊膏并不需要投资新的系统或者设备，只要使用的AOI系统配备了灵活的传感器模块、照明和软件，就足以适应这些变化了。

 

　　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设备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。

 

　　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。

 

　　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。

 

　　用AOI软件核实真正的缺陷

 

　　AOI软件中有一个综合性的验证功能，它能减少检查的误报，保证检测程序无缺陷。它可以检查储存起来的有缺陷的样品，例如，修理站存放的样品，以及印刷了焊膏的空白印刷电路板。在优化阶段，在这方面花时间的原因是为了不让任何缺陷溜过去。所有已知的缺陷都必须检查，同时要把允许出现的误报数量做到最小。在针对减少误报而对任何程序进行调整时，要检查一下，看看以前检查出来的直正缺陷，是否得到维修站的证实。通过综合的核实，保证检查程序的质量，用于专门的制造和核查，同时对误报进行追踪。