自动光学检测与自动X光检测

AXI/ICT组合测试是否会成为SMT测试的主流技术?

由于市场竞争日趋激烈，电子产品制造商对如何提高产品成品率和产量格外关注。而在SMT生产线中采用何种测试技术对以上两点的影响举足轻重。

目前线路板越来越复杂，传统的ICT测试受到了极大限制。随着线路板的密度不断增大，ICT测试必须不断增加测试接点数，这会有两个弊端：一、将导致测试编程和针床夹具的成本呈指数倍上升。开发测试程序和夹具通常需要几个星期的时间，更复杂的线路板则要一个多月。二、将导致ICT测试出错和重测次数的增多。对ICT构成挑战的还有不断减小的引脚距离。目前高引脚数的封装包括PGA、 QFP、 BGA等，它们的封装密度可达到每平方厘米有几百只引脚。这种引脚密度使测试探针难以插入，也无法增加专用测试焊盘。因此，ICT测试已不能满足未来线路板的测试要求，电子制造商们需要寻找新的测试手段。

自动光学检测系统(AOI)是近几年发展起来的以光学系统为主的检测系统。AOI系统的优点是测试速度快、缺陷捕捉率高。AOI不但可对焊接质量进行检验，还可对光板、焊膏印刷质量、贴片质量等进行检查。因此，采用AOI系统，不仅可以提高生产效率，也能提高产品质量。目前，已有越来越多的厂商采用了AOI系统。但AOI系统的缺点是不能检测电路错误，同时对不可见焊点及双面焊PCB的检测也无能为力。

自动化X射线检测技术(AXI)是目前最新型的测试技术。AXI技术自诞生以来发展迅速，已由2D检验法发展到目前的3D检验法。3D检验法采用分层技术，即将光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一高速旋转的接收面上，由于接收面高速旋转使位于焦点处的图像非常清晰，而其它层上的图像则被消除，故3D检验法可对线路板两面的焊点独立成像。3D检验法还可对那些不可见焊点如BGA等进行多层图像“切片”检测，即对BGA焊接连接处的顶部、中部和底部进行彻底检验。AXI技术对工艺缺陷的覆盖率很高，通常达97%，而工艺缺陷一般要占总缺陷的80%到90%。但AXI技术不能测试电路电气性能方面的缺陷和故障。将AXI检测技术和传统的ICT在线测试方法相结合，则可以取长补短，使SMT检测技术达到完美的结合。目前一种被称为“AwareTest”的技术使AXI系统和ICT系统可以“互相对话”，能消除两者之间的重复测试部分。通过减小ICT/AXI多余的测试覆盖面可减少70%的ICT接点数量，因而可加快ICT编程并降低ICT夹具和编程费用。

由于AXI/ICT组合测试具有较多的优点，在过去的两三年里，应用AXI/ICT组合测试线路板的情况出现了惊人的增长。很多公司如朗讯、思科和北电等都采用了AXI/ICT组合测试。但昂贵的价格是阻碍厂商采用AXI技术的一个主要因素。目前，AXI检测设备的价格是AOI纯光学检测系统的3到4倍。不过这种情况正在得到改善。AXI技术需要的数字相机的成本正在迅速降低，业界已开始从512×512像素AXI系统转向1024×1024甚至2048×2048像素系统。处理器和存储器芯片价格的降低，使AXI系统已开始采用PC上的处理器进行图形处理，大大增强了它的计算能力。

随着AXI系统成本的降低和性能的提高，AXI/ICT组合测试检测技术是否会取代目前的ICT检测技术，成为未来主流的检测技术？敬请发表高见！

王义美格电子设备制造有限公司

我认为不同的测试方法是各有千秋的，对于中国的电子制造商来说，由于各自的生产规模、产品种类的不同，因此不会有某一种测试方法特别适合于中国的厂家。下面是我了解的一些情况，拿出来供大家参考。

自动光学检查(AOI, automated optical inspection)，通常在回流前后使用，是较新的确认制造缺陷的方法。它是非电气的、无夹具的、在线技术，使用了"学习与比较(learn and compare)"编程来使装料(ramp-up)时间最小。自动视觉对极性、元件存在与不存在的检查较好，只要后面的元件与原来所"学"的元件类似即可。它的主要优点是易于跟随诊断、快速容易程序开发、和无夹具。主要的缺点是对短路识别较差、高失效率和不是电气测试。

自动X光检查(AXI, automated X-ray inspection)是现时测试球栅阵列(BGA, ball grid array)焊接质量和被遮挡的锡球的唯一方法。它是早期查找过程缺陷的、非电气、非接触的技术，减少了过程工作(WIP, work-in-process)。这个领域的进步包括通过/失效数据和元件级的诊断。现在有两种主要的AXI方法：两维(2-D)，看完整的板，三维(3-D)，在不同角度拍摄多个图象。其主要优点是唯一的BGA焊接质量和嵌入式元件检查工具、无夹具成本。其主要缺点是速度慢、高失效率、检测返工焊点困难、高的每块板成本、和长的程序开发时间。

高思贤世宏电子

在实际生产中，PCB板的复杂程度是不同的。如低复杂性的板(LCB, Low-complexity board)一般是具有50个元件，350个焊点和50~100个电气节点，并且是一个简单电路，如，可编程自动调温器、高级玩具、家用电器、磁碟驱动控制器等。而高复杂性的板(HCB, high-complexity board)则会达到2500个元件，17500个焊接点和 3000~4000个电气节点。伺服器、路由器和高级电信的板归于这类。

对PCB板的测试一方面要考虑测试本身的复杂性，同时还要考虑测试的成本。对低复杂性的板的测试，可能采用手工视觉检查(MVI, manual visual inspection)加上ICT功能测试就行了，因为低复杂板的(SMT工艺)合格率可高达92%，因此采用简单的测试既可满足需要，也不会增加成本。

对于每块板17,500个焊接点的高复杂性板， AXI可能是最有经济效益的方法。对一个典型的缺陷谱，AXI可以检查到所有失效的80%，当然，AXI不能直接进行功能测试。因此，用ICT补足这个情况是一个好的策略。因为AXI具有非常高的短路与开路缺陷覆盖率，ICT夹具可以减轻对已经被覆盖的缺陷的测试。使用这个策略可以大大节约ICT夹具和程序开发的成本。因此，在对高复杂性板的测试应用中，AXI/ICT的组合测试是极具竞争力的，也是最有希望成为主流的测试技术。

Tom Molamphy agilent公司

AOI和AXI两者在其能力上都有各自的和相互补充的优势。决定哪一个是最适合使用的也必须考虑一些关键的最终产品和情况特殊的环境。应该考虑下列问题：

什麽是关键的焦点：监察工艺、检查缺陷或两者？AOI和AXI两者都提供重要的工艺有关的数据。AOI系统可以为锡膏印刷和元件贴装提供工艺反馈的更多灵活性。

要检查的产品有多复杂？产品的复杂性是在决定过程中的一个关键标准。随着PCB尺寸、焊接点数量和元件密度的增加，提供高产品转换率的难度也增加。在许多情况中，电气与功能测试受到可用于测试点的PCB空间和问题故障分析所要求时间的限制。在这种情况下，AXI是有吸引力的，因为焊接点缺陷是形成大多数缺陷的原因。当最终产品的品质要求特别严格时，有强烈的要求将在锡膏印刷和元件贴装后的AOI与焊接后的AXI结合。