檢測工藝與設備檢測是保障表面組裝組件可靠性的重要環節。SMT技術的發展、組裝密度的不斷提高、電路功能的多樣化、元器件細引腳間距的發展，以及不可視引腳種類的出現，對SMT的質量檢測提出了更高的要求，檢測工藝也在不斷完善。學習目標1.了解SMT檢測工藝的主要內容和檢測方法。2.理解來料檢測的主要內容和方法。3.掌握SMT工藝過程檢測方法和標準。4.熟悉檢測設備的結構和技術參數。5.熟悉IPC-A-610F質量驗收標準的內容。SMT檢測、返修工藝與設備1SMT檢測、返修工藝與設備2一、SMT檢測工藝的主要內容和檢測方法1.主要內容SMT檢測工藝大體可分為組裝前的來料檢測、組裝工藝過程檢測和組裝后的組件檢測三大類。具體檢測項目與過程如下圖所示。SMT檢測、返修工藝與設備3一、SMT檢測工藝的主要內容和檢測方法1.主要內容（1）組裝前的來料檢測，主要指對元器件、PCB以及所使用的錫膏、助焊劑、清洗劑、貼片膠等工藝材料進行檢測。（2）組裝工藝過程檢測，主要是指分別在印刷、貼片、焊接后進行檢測，印刷后檢測錫膏印刷厚度及質量，貼片后檢測元器件貼裝是否正確，焊接后檢查各個焊點是否合格。（3）組裝后的組件檢測，主要是指對元器件及組件功能進行檢測，確保產品可實現設計功能。SMT檢測、返修工藝與設備4一、SMT檢測工藝的主要內容和檢測方法2.檢測方法常用的檢測方法包括目視檢測（簡稱目檢）、自動光學檢測（AOI）、自動X射線檢測（X-ray或AXI）。此外，還可采用超聲波檢測、在線檢測（ICT）、功能檢測（FCT）。具體生產過程中采用哪種檢測方法，應根據所配備的自動化生產線條件以及所焊接的印制電路板的具體情況而定。SMT檢測、返修工藝與設備5二、來料檢測的主要內容和方法1.來料檢測的主要內容使用合格的原材料才可以生產出合格的產品。來料檢測是保證合格產品質量的第一個關鍵環節。來料檢測的主要內容有元器件檢測、PCB檢測和工藝材料檢測。元器件檢測主要檢測元器件的可焊性、引腳共面性、使用功能、數量和封裝與元器件清單是否相符等。PCB檢測主要檢測PCB尺寸和外觀、是否曲翹、阻焊膜質量、焊盤可焊性。工藝材料檢測包含對錫膏、助焊劑、貼片膠、清洗劑的檢測。SMT檢測、返修工藝與設備6二、來料檢測的主要內容和方法2.來料檢測的主要方法SMT檢測、返修工藝與設備7三、SMT工藝過程檢測方法和標準1.目視檢測目視檢測是指人工利用帶照明功能的、放大倍數為2～5倍的放大器，觀察錫膏印刷質量、貼片機貼片質量以及焊接后焊點質量。目檢可以發生在SMT生產過程中的多個環節，是檢驗評定SMT工藝質量的主要方法之一。目檢直觀方便，可同時對印制電路板上多個焊點進行檢查，但對于不可視引腳封裝的元器件，無法看到其內部焊接缺陷，需借助專業設備。操作人員對各環節的目檢準確率、速度與其本身的工作經驗及工作效率有關。因此，目檢效率低，漏件率較高。SMT檢測、返修工藝與設備8三、SMT工藝過程檢測方法和標準1.目視檢測（1）印刷工藝目檢標準1）錫膏與焊盤對齊，且尺寸和形狀與焊盤相符。2）錫膏表面光滑、無坍塌、無橋連、無漏印。3）錫膏厚度以鋼網厚度±0.03mm為最佳。4）若錫膏覆蓋面稍大于焊盤面，無橋連，可視為合格。5）錫膏不少于焊盤面積的75%，可視為合格。6）錫膏偏移未超出焊盤25%，無橋連，可視為合格。7）錫膏橋連、錫太少、凹陷、拉尖等均視為不合格。SMT檢測、返修工藝與設備9三、SMT工藝過程檢測方法和標準1.目視檢測（2）貼片工藝目檢標準1）元器件全部位于焊盤上，且居中，無偏移，無貼錯、貼反。2）若片式元器件存在偏移，橫向偏移焊端有3/4以上落在焊盤上，縱向偏移和旋轉偏移焊端一半以上寬度落在焊盤上，可視為合格。3）對于SOP類多引腳封裝，引腳寬度一半以上落在焊盤上，未擠壓錫膏，可視為合格。SMT檢測、返修工藝與設備10三、SMT工藝過程檢測方法和標準1.目視檢測（3）焊接工藝目檢標準1）焊接面呈彎月狀，且當元器件高度>1.2mm時，焊接面高度H≥0.4mm；當元器件高度≤1.2mm時，焊接面高度H≥元器件高度的1/3，為最佳；若此時一焊端為凸圓體狀，可視為合格。2）SOP、QFP封裝器件引腳內側彎月狀焊接面高度至少等于引腳的厚度，整個引腳長度都被焊接，為最佳；若內側焊接面高度≥引腳厚度一半，且引腳長度75%以上被焊接，可視為合格。SMT檢測、返修工藝與設備11三、SMT工藝過程檢測方法和標準1.目視檢測（3）焊接工藝目檢標準3）SOJ、PLCC封裝器件引腳兩邊彎月狀焊接面高度至少等于引腳兩邊彎度的厚度，為最佳；若有一半或一半以上，可視為合格。4）殘存于PCB上的焊球每平方厘米不超過一個，且直徑小于0.15mm，可視為合格。SMT檢測、返修工藝與設備12三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（1）AOI設備的分類AOI設備適用于生產線的不同位置，可檢測錫膏印刷質量、元器件貼裝質量、再流焊后焊接質量。印刷后AOI設備用于檢測錫膏形狀、面積及厚度；貼片后AOI設備用于檢測是否存在漏貼、錯貼、偏移、極性反向、外形損壞等；再流焊后AOI設備用于檢測焊接質量，如虛焊、立碑、錫珠等，一般公司多在再流焊后設置AOI設備檢測崗位。SMT檢測、返修工藝與設備13三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（1）AOI設備的分類AOI設備一般分為桌面式、離線式和在線式三種類型，如下圖a）DD-LT-XL520D桌面式AOI設備b）MF-760VT型離線式AOI設備c）FJS-830型在線式AOI設備SMT檢測、返修工藝與設備14三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（2）AOI設備的工作原理AOI設備的工作原理是，用光源對PCB照射，經光學鏡頭反射將PCB的反射光采集進計算機，通過計算機相應軟件對PCB上不同位置獲取的色彩和灰度進行比較分析，從而判斷PCB上錫膏印刷、元器件貼裝、焊點的焊接質量是否符合標準要求。SMT檢測、返修工藝與設備15三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（2）AOI設備的工作原理下圖為

AOI設備工作原理SMT檢測、返修工藝與設備16三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（2）AOI設備的工作原理AOI設備可以檢測的項目包括漏件檢查、錯件檢查、方向檢查、焊點虛焊檢查、橋連檢查等，若檢查出錯誤，則通過顯示器標示出來，同時AOI設備可對印制電路板上缺陷進行統計，有利于分析工藝參數，并做出調整。SMT檢測、返修工藝與設備17三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（3）AOI設備的特點1）高速檢測系統與PCB組裝密度無關。2）具有快速便捷的標準編程系統。3）運用豐富的專用多功能檢測算法和二元（或灰度）水平光學成像處理技術進行檢測。SMT檢測、返修工藝與設備18三、SMT工藝過程檢測方法和標準2.自動光學檢測（3）AOI設備的特點4）根據被檢測元器件位置的瞬間變化進行檢測窗口的自動化校正，達到高精度檢測。5）通過用墨水直接標記于PCB或在操作顯示器上用圖形錯誤表示來進行檢測點的核對。

SMT檢測、返修工藝與設備19三、SMT工藝過程檢測方法和標準3.自動X射線檢測（1）X-ray檢測設備的工作原理X-ray檢測時，組裝好的PCB沿導軌進入設備內部后，位于PCB下方的X射線發射管發射X射線，穿過PCB后，被置于上方的探測器（一般為攝像機）接收，由于焊點中含有可以大量吸收X射線的鉛，與穿過玻璃纖維、銅、硅等其他材料的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，使得對焊點的分析變得相當直觀，簡單的圖像分析算法便可自動且可靠地檢驗焊點缺陷。SMT檢測、返修工藝與設備20三、SMT工藝過程檢測方法和標準3.自動X射線檢測（1）X-ray檢測設備的工作原理下圖為X-ray檢測設備工作原理及檢測效果圖SMT檢測、返修工藝與設備21三、SMT工藝過程檢測方法和標準3.自動X射線檢測（2）X-ray檢測設備的特點1）對工藝缺陷的覆蓋率高達97%，尤其是對BGA、CSP等焊點不可視器件，PCB內層走線斷裂等問題也可檢查。2）測試的準備時間大大縮短。3）能觀察到其他測試手段無法可靠探測到的缺陷。4）帶分層功能，對雙面板和多層板只需檢查一次。5）提供相關測量信息，可對生產工藝過程進行評估分析。SMT檢測、返修工藝與設備22四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數1.結構（1）AOI設備的結構1）設備本體即AOI設備所有部件的載體，也稱機殼或機架，其作用比較單一，主要用于固定AOI設備部件，是實現AOI設備檢測功能的硬件結構載體。2）照明單元即光源，是決定AOI設備檢測能力強弱的第一個因素。3）伺服驅動單元即機電傳動系統，大多用于控制步進電動機或伺服電動機，以驅動PCB運動到相應位置。SMT檢測、返修工藝與設備23四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數1.結構（1）AOI設備的結構4）圖像獲取單元即CCD鏡頭，一般采用面陣相機，是采用一幅一幅的圖片拍攝方式取像，優點是圖像的還原性較好，打光角度容易調整，容易得到較清晰的圖像。5）圖像分析單元即計算機內部安裝程序，其作用是利用光學原理，對所攝取的圖像進行分析，得出缺陷點。SMT檢測、返修工藝與設備24四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數1.結構（2）X-ray檢測設備的結構X-ray檢測設備一般由設備本體、計算機控制中心、X射線發射管、圖像增強器、圖像選擇器、CCD鏡頭等組成。如圖為機臺型X-ray檢測設備。SMT檢測、返修工藝與設備25四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數1.結構（2）X-ray檢測設備的結構1）設備本體主要用于固定X-ray檢測設備部件，是實現X-ray檢測設備檢測功能的硬件結構載體。2）計算機控制中心負責所有指令的發出與接收以及圖像分析處理。3）X射線發射管負責產生并將X射線發射到被測物體上。4）圖像增強器將不可見的X射線圖像轉換成可見光圖像，并使圖像亮度增強。SMT檢測、返修工藝與設備26四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數1.結構（2）X-ray檢測設備的結構5）圖像選擇器對X射線從多個角度投射到被測物體上的圖像進行選取，選出程序選定的光學圖形。6）CCD鏡頭將圖像選擇器選出的圖像進行采集，并將圖像信號變為數字信號，傳輸到主控計算機進行分析處理。

SMT檢測、返修工藝與設備27四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數2.技術參數和特點（1）AOI設備技術參數和特點1）照明系統為彩色環形四色LED光源。2）采用自主研發的圖像算法，檢出率高。3）CAD文件導入可自動查找與元器件庫匹配的元器件數據。4）采用高清CCD相機，采集圖像穩定可靠。5）檢測速度可滿足生產線要求。6）極小間距0201的檢測，對應01005的檢測升級方案。SMT檢測、返修工藝與設備28四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數2.技術參數和特點（1）AOI設備技術參數和特點7）基板尺寸范圍為20mm×20mm～300mm×400mm；上下凈高為上方≤30mm，下方≤40mm。8）X/Y分辨率為1μm，定位精度為8μm，移動速度最大為70mm/s，可手動或自動調整導軌。9）檢測方法有彩色運算、顏色抽取、灰階運算、圖像比對等。10）檢測結果輸出基板ID、基板名稱、元器件名稱、缺陷名稱、缺陷圖片等。SMT檢測、返修工藝與設備29四、AOI設備、X-ray檢測設備結構和技術參數2.技術參數和特點（2）X-ray檢測設備技術參數和特點X-ray檢測設備的關鍵參數主要有管電壓、管電流、焦點尺寸、幾何放大倍率等。X射線發射管的模式（開放管或密閉管）、圖像處理軟件的功能等也是重點考