这个行业现有的测试办法是:
在再流焊之后进行电路内测试(ICT),这是,对元件单独加电测试,来检验印刷电路板是否有问题。传统的ICT系统使用针床测试设备来接触印刷电路板下面一侧的多个测试点。
飞针是一种ICT测试,它使用一根探针在通电情况进行测试,在测试设备和印刷电路板之间不需要针床接口。它用大量到处游走的针来检查印刷电路板。
边界扫描测试可以弥补通电检查的不足。边界扫描使用边缘连接器或者一个有限的针床设备,它可以对ICT和飞针接触不到的被测元件和电路节点进行测试。
检验印刷电路板是否合格的最后一步是功能测试,然后才把印刷电路板送走。这些测试设备使用边缘连接器和/或者测试点来连接印刷电路板。测试仪器模拟最终的电气环境,检验电路板的功能是否符合要求。
检查不同于测试,检查是没有在通电的情况检验电路板的好与坏。我们可以在组装工艺中尽早进行检查,实现工艺监测与控制。有以下几种检查方法:
人工检查。这是检验员用目视的方法来检查印刷电路板,看看有没有缺陷。这个办法是最不可靠的,对于使用0201元件和微间距无铅元件的电路板来说,更是如此。而且,人工检查的成本也非常高。
X射线检查。这个方法主要用于再流焊后检查元件,这些元件无法接触到,或者不能用ICT测试,也无法用肉眼看清楚。我们可以手动操作这些系统,测试样品,或者用全自动的方式在生产线上测试样品(AXI)。
自动光学检查(AOI)。这个方法是利用照相机成像技术来检查印刷电路板。AOI可以迅速检查出各种各样的缺陷,而且可以在生产线上进行,每一道贴装工序完成之后进行。在贴装后进行AOI检查,能够提高贴装工艺的精确度,并且可以检查元件是否贴到印刷电路板上。它还可以用来检查元件的位置和放置的情况。在再流焊后进行AOI检查,还可以发现可能是再流焊引起的一些缺陷。
在整个组装工艺中,控制缺陷和找出缺陷将直接关系到质量控制和成本。制造商需要通过全面的测试和检查来确定哪些测试和检查最符合生产线的要求。
第十步:返修与维修
返修与维修是必不可少的。之前所有步骤的目标只有一个,提高工艺的准确性和可靠性,但是,仍然免不了要把元件取下来,需要更换。返修工艺包括以下四个步骤:
1、找出失效的元件,造成失效的可能原因;
2、把失效的元件拿下来;
3、完成印刷电路板安放位置的准备工作;
4、装上元件,然后再流焊。
无铅生产需要较高的温度,这可能会给返修工艺带来新的难题。由于电路板处在较高的温度,可能会损坏元件和电路板。无铅焊接的再流焊工艺窗口更窄,对于容易受温度影响的元件来说,例如,BGA和CSP,需要精确地控制温度。当这些较大的封装在接近最高温度时,附近的较小元件会因为热容量较小和再流焊工艺的较高温度而过热。尺寸较大的多层印刷电路板,上面使用了阵列封装元件,是返修工艺最大的难题。
当遇到损坏了的元件时,返修技师首先必须确定是否可以用手工进行返修,或者是否必须把元件取下来换一个。同时还需要对印刷电路板进行功能测试。
通常,在返修时只需要使用手工操作的铬铁。在手工焊接时,已经很热的铬铁头接触元件的引脚和焊盘,把热量传到引脚和焊盘上,把温度提高到高于无铅焊料的熔点(通常是217℃)。含有助焊剂的焊钖丝与加热了的部位接触,焊锡丝熔化,湿润表面,并且在凝固时形成电气和机械连接的焊点。烙铁不可以直接碰到元件,防止可能出现的热冲击和破裂。手工焊接台相对较便宜,但是需要熟练的操作人员。
其他的返修工作可能需要使用手工操作的热气笔,它使用强制对流的方法把少量热气流直接喷射到引脚和焊盘上,完成焊接。尽管这个方
时,通常都推荐使用热气笔。在返修阵列式封装器件时,例如,在返修BGA和CSP时,需要使用返修台。这些返修台一般包括一个可移动的X/Y支架(用来安装和支撑印刷电路板)、一个热气喷嘴和向上/向下进行光学对正的机构。在对正后,吸嘴拾起元件,并把元件放到电路板上。然后,喷嘴对这个元件进行再流焊接。一些返修台还使用红外线来加热或者使用激光。
转到使用无铅焊料将会增加返修工艺的难度。虽然基本的步骤是一样的,但是,负责返修的操作人员必须注意到无铅的工艺窗口较窄,同时还要注意,工艺温度上升可能给印刷电路板和元件带来的危险。