可追溯性和可重復性對于國防和醫療PCB 應用都至關重要。AOI 在故障排除時減少變量，作為設置孤立問題的可追溯性的一種方式。基于 AOI 一致且可重復的流程，OEM 客戶通常會收到高質量的電路板。

但是，特定電路板可能存在與 OEM 的材料清單 （BOM） 或電路板區域中的特定組件相關的某些孤立問題。因此，可追溯性為 OEM 客戶提供了快速有效地解決這些有限和孤立問題的機會。再舉一個例子，這個是5000板交付的訂單。可追溯性讓 OEM 客戶知道這些電路板中的大多數是否存在問題，無論是一個或多個組件，還是在 PCB 設計級別。簡而言之，AOI 可追溯性為 OEM 提供了高度記錄的書面記錄。

貼裝后和回流前

回流前完成的 AOI 可以確認放置方向。AOI 可以在回流之前或之后進行。回流焊后進行的 AOI 可以檢查焊點以及放置方向。在 PCB 組裝訂單中，AOI 可以跟隨拾取和放置，并且可以在回流之前或之后執行。AOI 機器具有自上而下的攝像頭和側面攝像頭。它還有四個投影儀，分別面向北、南、東、西四個方向。他們使用莫爾圖案投射多個已知頻率。由于它知道正在使用的頻率，它可以使用它來獲得精確到微米的測量值。例如，在 Naprotek，Mirtec AOI 機器的誤差范圍約為 10 微米，這意味著它非常準確。

圖 1顯示了電路板經過取放和回流后的 AOI 示例。

圖 1：AOI 在組件的每個角落進行測量，以確認它是正確的組件。

它使用 2 維和 3 維（2D 和 3D）查看來查看組件的輪廓。這是為了確保在組件的每個角落進行測量，以確認它是正確的組件。AOI 使用已知良好組件的圖像和光學字符識別 （OCR） 來確認組件標記（以組件上使用的任何字體）已被識別。這確認它是正確的組件，并且它指向正確的方向。

AOI 使用相機和投影儀來確認焊接是否正確完成。它還對每個可見組件焊點執行 2D 和 3D 分析。只要組件可見，就可以使用焊料量的數值。它還測量焊點的寬度，以確保沒有違反最小電氣間隙。然后 AOI 確保沒有橋接或焊料不足，但如果有，AOI 會顯示出來，圖 2。焊料不足或橋接可能是 PCB 設計缺陷、類似熱的焊盤、未鍍通孔或模板孔徑不足的結果。

圖 2：此處用紅線表示橋接或焊料不足

查看安置問題

AOI 確保所有放置都是正確的，沒有角度、歪斜、錯位和/或極性問題。它確認組件是按照 IPC 標準放置的。這些標準之一是確保對齊正確并且焊料正確潤濕到組件上。

此外，AOI 確保沒有像懸垂這樣的對齊問題。此外，它還會檢查損壞的組件以及共面性，以確定組件是否傾斜或抬起，或者組件引線是否被抬起。

圖 3顯示了 BGA 共面標志。每個角落有四個測量值，每個測量值旁邊都有一個小方塊。顯示 791 的標簽位于底部。它正在測量 BGA 的高度，并說存在高度問題，因為它正在測量作為身體一部分的磁帶。

圖 3：AOI 顯示 BGA 共面性失敗。

右上角的第一行列出了三個位置，等于 1670 到 3440 之間的允許范圍。它還列出了數字 3496。實際上，此 AOI 圖像告訴操作員第三個位置測量 3496，高于允許的，因此 BGA 共面性失敗。

AOI 還執行各種其他關鍵檢查任務。其中包括驗證無源和有源設備上標記的編號，并將它們與數據庫進行匹配，以確保它們是 BOM 中指定的合法組件。此外，如果使用替代部件，AOI 機器將被訓練以驗證它們，無論制造商如何，只要設備具有相同的占地面積、值、容差、電壓、封裝類型等。

AOI 還可以檢測缺失或錯誤的組件和錯位。如果組件未對齊，例如 30o 或 45o，AOI 會捕捉到它。在這種情況下，AOI 機器設置為標記任何超過 7 度的未對齊組件。

它還捕獲打開、橋接和檢查傾斜部分和墓碑。

立碑定義為當組件的一端在另一端之前完成潤濕過程時發生。組件的特定末端拉動并傾斜組件，使其看起來像墓碑。

如圖 4所示，左側是墓碑電容的 2D 圖像。右側是同一圖像的 3D 渲染。墓碑可以出現在從完全平坦到 90o 的任何角度。驗證組件端與 PCB 的連接是否良好非常重要。

圖 4：此處顯示的墓碑會導致組件的一端被抬起或傾斜。

此外，AOI 可以檢測到任何東西，只要它寫在組件上。

例如，檢測活動組件上的日期代碼對于醫療和軍用/航空產品尤其重要。這些行業絕對不想使用已經使用了四五年的組件。

保存缺陷圖像

此外，AOI 使 EMS 提供商能夠保存缺陷圖像以供進一步分析和收集質量數據。這是返工可追溯性和識別過程改進趨勢的理想選擇。這是一個例子。特定組件可能會出現問題。

OEM 客戶可能在其 BOM 中提供了不可接受的組件。該組件的占位面積與電路板的占位面積不完全匹配。在這種情況下，如果組件對于占位面積來說太小，組件將過度移動，從而導致缺陷。

因此，AOI 提供了顯示此類電路板問題的視覺信息。甚至在 OEM 客戶收到電路板訂單之前，他們就可以將圖像提供給他們，并且實際上以圖形方式解釋了對該特定組件問題的期望。然后，OEM 客戶決定他們是否可以擁有這樣的組件，或者他們是否想要停止該過程并使用替代組件。 圖 5顯示了一個薄收縮小外形 （TSSOP） 封裝的示例，該封裝由于處理而具有翹起的引線

圖 5：薄收縮小外形 （TSSOP） 封裝示例，由于處理而導致引線翹起。

查看 X 射線和離子測試

X-ray 是 AOI 在維護 OEM 客戶質量檢查方面的合作伙伴。雖然 AOI 在可視化 PCB 的可見缺陷方面做得非常出色，但 X 射線可以深入到組件下方以定位其他問題、缺陷和缺陷。借助 X 射線，操作員可以透視組件和 PCB，以查看組件下方的焊料。例如，在該深入搜索中，可以檢測到 BGA 空洞和橋接。

一個更好的例子是在雙面板上堆疊 BGA。由于堆疊 BGA 中存在如此多的復雜性，X 射線會穿透所有這些層，以確定是否存在與任何堆疊 BGA 或 QFN 相關的焊接或回流問題，或者就此而言，是否存在不可見底部連接的任何組件。 X 射線甚至可以查看通孔組件以檢查通孔中的焊料填充情況。

以這種高質量水平執行的 X 射線檢測由 Nordson DAGE Quadra 5 2-1/2 D 機器等系統提供。這樣的 X 射線系統允許以一定角度觀察。如果一塊電路板高度填充了極細間距的 BGA，則該 X 射線系統可以放大 45，000 倍的總放大率來確定是否存在故障或缺陷。

此外，諾信稱之為 X-Plane 的一項功能是一款出色的分析工具。它允許操作員拍攝 X 射線切片并將它們組合成焊接連接的 3D 模型。例如，這允許查看特定密度的部件，例如 BGA 球和元件引線以及它們的連接方式。它還檢查 BGA 和 QFN 內的空洞。

此外，雖然 AOI 和 X 射線系統在檢測缺陷方面非常復雜，但訓練有素的技術人員作為顧問親自向 OEM 客戶解釋 PCB 設計可能存在的潛在問題。例如，這些可能包括測試、在用于高壓應用的接地焊盤上的特定部件上出現空洞問題，或由于熱傳遞而在特定位置降低 25% 的 IPC 標準。

然后，進行離子測試來測量板上的污染量。它利用了溶液中由鹽、焊料和助焊劑殘留物以及手動處理電路板產生的污染物引起的電阻率變化。干凈的電路板可以抵抗可能導致短路的樹枝狀結構 助焊劑也可能是酸性的。客戶希望在將電路板發送到保形涂層之前確認某些助焊劑的去除

結論

AOI 是當今高度復雜的 PCB 高質量檢測的領跑者，而 X 射線檢測則是 AOI 的第一道檢測線，可以更全面地檢查電路板以發現難以捉摸的缺陷和缺陷。如果沒有這種質量檢查的組合，OEM 客戶正在危及更新、更先進的產品，尤其是那些前往醫療和國防市場的產品。

審核編輯：郭婷