在线AXI在不同领域的应用

今天的电子制造正面对变得越来越密的印刷电路板装配(PCBA,printed circuit board assembly),在线ICT测试(ICT, in-circuit test)的可访问性大大减少了。这个受局限的测试访问意味着制造商必须扩展测试策略,而不只是AOI视觉检查、ICT和FCT功能测试。AI大模型持续催化算力产业链需求,各类核心硬件和基础设施环节同步加速迭代,GPU、服务器、网络、存储、液冷、光模块等主线产业链景气度全面上行。

在线AXI是近几年才兴起的一种新型测试技术。当组装好的线路板(PCBA)沿导轨进入机器内部后,位于线路板上方有一X-Ray发射管,其发射的X射线穿过线路板后被置于下方的探测器(一般为摄像机)接受,由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅,因此与穿过玻璃纤维、铜、硅等其它材料的X射线相比,照射在焊点上的X射线被大量吸收,而呈黑点产生良好图像,使得对焊点的分析变得相当直观,故简单的图像分析算法便可自动且可靠地检验焊点缺陷。在线AXI技术已从以往的2D检验法发展到目前的3D检验法。前者为透射X射线检验法,对于单面板上的元件焊点可产生清晰的视像,但对于目前广泛使用的双面贴装线路板,效果就会很差,会使两面焊点的视像重叠而极难分辨。而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受面上,由于接受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 X-Ray技术除了可以检验双面贴装线路板外,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。同时利用此方法还可测通孔(PTH)焊点,检查通孔中焊料是否充实,从而极大地提高焊点连接质量。

 

了解X射线测试
为了完整地理解X光测试的潜在的优点,考查X光检查系统的一些能力是重要的。从这些能力,可勾勒出X光测试的潜在优点。X射线测试的能力包括:工艺过程缺陷的高覆盖率,典型地97%不管可访问性的高覆盖率测试开发时间短,短至2~3小时,不要求夹具对ICT既有补偿又有重叠,所找出的缺陷是其它测试所不能可靠地发现的,包括空洞(voiding)、焊点形状差和冷焊锡点。
测试设定成本通常比ICT程序和夹具的成本低得多。
自动化系统设计用于在线(in-line)使用
一次过测试单面或双面板的能力
工艺参数,如锡膏厚度、的有关信息
准确地定位缺陷,达到引脚位置水平,精确定位,提供快速、低成本的修复

在线AXI 离线 X-RAY
3D截 面 成 像 优点:

对单面和双面PCBA都好 最高测试覆盖率

 

全自动,设计用于在线适用 测试决定不是主观的

 

高产量 设计用于100%的电路板测试 相当于ICT较低的原型测试

 

很高的可重复性和可靠性决定

测量数据对过程改进和控制有用

 

缺点:

最高成本 要求有技术的人员对系统编程

注:对一个典型的手工系统,使用者手工 控制阶段:移动板、旋转板的角度和查找 缺陷与问题

优点:

对单面和双面PCBA都好

成本中等 灵活性、使用简单

 

缺点: 慢 决定主观,依靠使用者的技术与经验来解释 决定通常不可重复性,由于是主观的 只作板的点检查(多数情况) 劳动强度大,特别如果检查所有的板

2D透射 优点:

对单面PCBA好

在单面板上最高测试覆盖率 全自动,设计用于在线适用 高产量 相当于ICT较低的原型测试 测试决定完全自动,不是主观的

缺点:

不能有效地处理双面板 要求有技术的人员对系统编程

优点:

对单面PCBA好 X光系统中最低成本的 灵活性,使用简单

 

缺点:

不能有效处理双面板 慢 决定主观,取决于使用者的技术与经验来解释 决定通常不可重复性,由于是主观的 只作板的点检查(多数情况) 劳动强度大,特别如果检查所有的板

为了决定在线AXI系统是否有意义和经济上行得通,将你的特殊信息和情况与每一个型号的X光测试设备的能力和潜在优势结合起来。以下给出在线AXI测试的成功用户的例子:

例子一:电信制造商
特征:高混合度、低到中等产量的复杂板
背景:该行业的一个强大趋势是向着受局限的访问性电路板。因此,访问性是一个主要问题。高品质与到达市场的时间也是该行业中很重要的。
测试策略:对访问受局限的板,使用100%的在线AXI测试结合ICT。
受益:在ICT和FCT功能测试的失效降低大约50%。对于100%在线AXI测试的原型板,节省包括降低成本、更快速测试、更高品质的板送达设计者手中和更高的测试覆盖率。

例子二:笔记本电脑制造商
特征:高产量、低混合度
背景:笔记本电脑工业的特点是高产量、电路板没有测试访问性或者受局限。达到市场的时间是可获利的关键。另外,该行业具有非常高的计算机每年失效率 - 大约35%。对工厂内和现场失效的缺陷pareto进行的仔细分析显示,大部分的失效是工艺过程缺陷。
测试策略:使用100%ICT结合100%在线AXI测试
受益:现场失效戏剧性地减低。另外,在ICT和FCT功能测试发现的缺陷减少超过80%,结果在这些方面显著节约,减少WIP和更少报废板。

例子三:小型合约制造商
特征:高混合、高产量
背景:准时地以低成本发货高质量的板是该行业的关键成功因素。板经常有局限性的或没有ICT或视觉测试的访问性。
测试策略:使用100%在线AXI射线测试
受益:不管访问性的问题如何,都可保证发货非常高品质的板给顾客。还有,如果有要求,可以更快地将产品发送给顾客。具有在ICT或功能测试准备就绪之前将试产的板发送给顾客的能力。这些板在顾客现场的合格率从90%的低合格率到使用在线AXI测试的高于99.5%的合格
率。

例子四:航空制造商
特征:高混合、低产量
背景:高品质是该工业的最关键的方面,因为失效可能是不寻常的昂贵。
测试策略:在现有的ICT、FCT功能测试和3DAOI视觉检查的测试策略中增加在线AXI测试。
受益:在板的老化(burn in)阶段,失效降低70%。显著减少老化阶段的返工。

例子五:汽车配件制造商
特征:高产量、低混合度
背景:可靠性高品质是汽车电子最关键的方面,因为失效可能导致安全。
试策略:在现有的ICT、FCT功能测试和3DAOI视觉检查的测试策略中增加在线AXI测试。

例子六:LED车 灯

LED车灯 检测范围一般包括:

偏位
少锡
元件浮起
气泡空洞
键合线测试

 

例子七:功率器件/散热板

分析功率器件和散热板的焊接面积以及其中的空洞状况。为混合功率器件专门开发的多层焊接分层检测技术。

检测范围(节选):

气泡空洞
气泡空洞(面积)
多层气泡空洞分别检测(例如,芯片层空洞和基板层空洞)
焊接区域

 



发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注