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    高密度封裝技術推動測試技術發展

    作者: 時間:2012-11-03 來源:網絡 收藏


    現在的系統采用了高級的視覺系統、新型的給光方式、增加的放大倍數和復雜的算法,從而能夠以高測試速度獲得高缺陷捕捉率。系統能夠檢測下面錯誤;元件漏貼、鉭電容的極性錯誤、焊腳定位錯誤或者偏斜、引腳彎曲或者折起、焊料過量或者不足、焊點橋接或者虛焊等。除了能檢查出目檢無法查出的缺陷外,AOI還能把生產過程中各工序的工作質量以及出現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。

    AXI是近幾年才興起的一種新型。當組裝好的線路板沿導軌進入機器內部后,位于線路板上方有一個X-Ray發射管,其發射的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,而呈黑點產生良好圖像(如圖2所示),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,其工作原理如圖3所示。

    3D X-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量。

    未來展望: 組合成為測試首選

    預測今后20年里那一種會取得成功或者被淘汰不是一件簡單的工作,因為這不僅需要總結過去,還需要清楚地了解未來的應用情況。但從近幾年的發展趨勢來看,使用多種測試技術,會很快成為這一領域的測試首選,如圖5所示。

    這是因為采用多種測試方法,一種技術可以補償另一技術的缺點,相互取長補短,盡可能發現更多的缺陷。需要特別指出的是隨著AXI技術的發展,目前AXI系統和ICT系統可以“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的接點數量。這種簡化的ICT測試只需原來測試接點數的30%,就可以保持目前的高測試覆蓋范圍,而減少ICT測試接點數可縮短ICT測試時間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費用。

    由于AXI/ICT組合測試具有較多的優點,在過去的兩三年里,應用AXI/ICT組合測試線路板的情況出現了驚人的增長。很多公司如朗訊、思科和北電等都采用了AXI/ICT組合測試。但昂貴的價格是阻礙廠商采用AXI技術的一個主要因素。目前,AXI檢測設備的價格是AOI純光學檢測系統的3到4倍。不過這種情況正在得到改善。AXI技術需要的數字相機的成本正在迅速降低,業界已開始從512×512像素AXI系統轉向1024×1024甚至2048×2048像素系統。處理器和存儲器芯片價格的降低,使AXI系統已開始采用PC上的處理器進行圖形處理,大大增強了它的計算能力。

    正因為上述這些優點,可以預見得到未來隨著AXI系統成本的降低和性能的提高以及應對BGA等高密度封裝元件廣泛應用所帶來的挑戰,采用AXI組合測試技術會發揮越來越重要的作用。

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