電子組裝行業(yè)在技術和創(chuàng)建更高效工廠方面不斷發(fā)展。最近，旨在改善每個獨立工藝以及在看似不相關工藝之間互動的新工具已經問世。一個典型例子就是源自回流焊工藝的信息如何與現有的檢測設備協(xié)同構建一個完整檢測流程。
因為在生產線的上下游面臨產生缺陷的風險，該行業(yè)在檢測設備方面已投入巨資。這些設備擅長發(fā)現部件丟失、極性問題、橋接等缺陷。但它們不能在微觀層面上檢測焊點，以確定這些焊點的質量。下面是幾個示例：
AOI設備可以確認所有SOIC部件的每個引線是否出現焊點以及是否沒有橋接。但不能確定在任何焊點是否存在致使其脆弱的空洞。X射線機可以確認在BGA下面存在有所有焊錫球，但不能確定任何焊錫球是否為冷焊接。
AOI設備的另一個局限性是不能檢測隱藏在BGA和PoP等部件下面的焊點。對于這些類部件來說，X射線機可以提供幫助，原因是其可以透過部件查看下面焊點（雖然不能進入焊點本身的微結構）。應當指出的是，多數電子組裝工廠現在沒有通過內聯(lián)設備進行100%的X射線檢測。相反，它們往往通過批量X射線設備對少量組裝PCB進行抽查，于是風險就是不能查找到所有缺陷。
迄今為止，電子組裝商只是接受了目前檢測流程的局限性。總體說來，漏網的缺陷和潛在缺陷通常是可以控制的。（一個典型的潛在缺陷就是已通過所有工廠檢測和測試的不良焊接，但一旦終端客戶開始使用該產品，產品發(fā)生故障的風險就提高。）如今，新技術的發(fā)展促使電子組裝商不斷改善其檢測流程。一個趨勢就是電子設備的持續(xù)小型化，其中某些新部件在PCB采用超小的焊盤規(guī)格。當將焊膏印刷到這些小型焊盤上面時，最終沉積層具有很高的表面積與體積比。這面臨的風險是焊膏中的助焊劑在回流焊期間過早燃盡，進而導致氧化、縫隙及其他問題。最終結果是回流焊工藝因工藝窗口極其有限而變得更具挑戰(zhàn)性。事實上，整個溫度曲線可能需要隨著溫度斜升至峰值而需要改變?；亓骱笭t的誤差范圍縮小，預期焊接缺陷可能顯著增加（除非熱力工藝控制改善）。另一個相關趨勢是復雜電子設備（包括上述的小型化現象）變得更加普遍?？梢韵胂胫悄苁謾C與普通手機、超級筆記本與平板電腦、筆記本電腦與臺式電腦、聯(lián)網智能3D電視與老式電視，例子舉不勝舉。
于是，焊接缺陷成為一個快速發(fā)展的問題，因為現有檢測設備的設計不能查找到所有缺陷，所以需要新的解決方案。值得慶幸的是，其設計旨在檢測熱力工藝的設備現已問世。以前，這些產品局限于現場抽查。另一問題是此類設備一直在“真空”運行——與AOI和X射線設備之間沒有信息共享或溝通。我指的是市場上的許多溫度曲線測試儀。這些裝置測定了PCB以及某些特定部件的溫度曲線。溫度曲線測試儀將測定的溫度曲線和部件容差進行對比，以確認熱力工藝是否正確?，F在，當對該人工作業(yè)自動化并使之呈連續(xù)性時，突然出現必須對熱力工藝“檢測”的任務。通過AOI和X射線將該工藝檢測與缺陷檢測結合在一起，最終構成完整的檢測。下面描述了熱力工藝檢測（TPI）與AOI和X射線設備共享信息構成一個完整檢測的情形。
• 在回流焊爐中正確處理并且在AOI和X射線設備中沒發(fā)現任何缺陷的PCB可以視為是無缺陷的。
• 未通過TPI檢測但通過AOI檢測的PCB被視作疑似問題電路板，并將送到批量X射線裝置。這使得X射線裝置可以進行比隨機抽樣更有效的抽檢。
結語
電子設備的小型化和產品的復雜化趨勢使熱力工藝更具挑戰(zhàn)性。通過共享TPI、AOI和X射線設備之間的信息，一個完整的檢測流程將查找到幾乎所有此類缺陷。此外，它亦使批量X射線設備的運行更高效。
未來考量
檢測在當今的電子組裝廠內成為一項重要職能，但它仍然主要是一個標記缺陷裝置的篩選流程。最終目標是為了初次毫無瑕疵地生產出所有PCB而不斷改善相關工藝。為此，我們必須改善工藝控制?，F在，自動化溫度曲線測試系統(tǒng)可以通過實時SPC圖和Cpk測定來執(zhí)行工藝控制。此類信息對初現偏差的工藝提供了預警，使得工藝工程師通?？梢栽诔霈F任何瑕疵之前，將工藝重新調整回最有效位置。利用聯(lián)網TPI、AOI和X射線系統(tǒng)的實時信息與趨勢，將該信息再提供給工程師，或乃至將該信息直接輸入生產設備，將使顯著改善的工藝控制有可能朝著“每次均能一遍做好”的方向發(fā)展。
KIC公司曾睿洲
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