随着电子产品日益渗透到所有生活领域，电子组件持续变小并担负了更多的功能。这使得印制电路板上的元器件密度不断增加（在元器件 尺寸缩小的同时满足提高性能的要求），并意味着更多的互连引脚和更小的元器件间距。因此，元器件类型，如标 准的CSP已发展到0.4mm球间距，QFN取代小的QFP（图 1），以及CSP内存器件采用“叠层”的（PoP）形式应用在移动电话和闪存驱动器上。

另外，越来越多使用的BGA器件（图2），其互接焊点表面不可见，使X-Ray测试分析不可或缺。由于其它测试手段仅能对此类器件的外观和位置精度进行检查，只有XRay 才能进行焊点质量可靠性的检查。同样，双面组装有时会导致焊点的遮蔽和产生阴影效应，这时就需要使用三维X-Ray检查方式。

原则上，发生在元器件领域的所有这些变化都是可控的，然而还有一个挑战需要面对，就是如何在不降低生产速度下保持一贯的高品质。而且，如今的新元器件都伴随着一连串新的潜在缺陷，所有这些都必须在生产过程中加以处理；常见的缺陷有焊点开焊、短路、偏移、少锡和气泡（空洞）等。

方法：自动光学检测（AOI）和自动X射线检测（AXI）。它们能完成PCB板100％的检查，但是，生产过程中的哪个环节在他们的部署下最能从中受益呢？

高精度AOI（图3）已经成为保证质量最重要的工艺流 程之一，而且，在现代自动化生产中，缺少了AOI是不可想象的。电子制造所要应对的许多挑战——如，频繁的产品更换，微小元器件和很短的检查时间等——都离不开AOI。当今的AOI系统不仅具有非常高的性能，而且可以根据客户的要求放置在生产过程中的各种位置，包括印刷后，贴装后和回流后。炉后AOI系统能覆盖90％以上的各种典型的缺陷类型，并有助于大幅度地降低成本。AOI系统提供的关于产品质量的实时可靠的信息，使生产者有足够的时间对工艺进行调整并减少昂贵的返修费用。

然而，很高的器件贴装密度会阻挡光电通路，单靠光学检查是很困难的。AOI可以检测QFP和PLCC等器件的鸥翼和J型引脚焊点，因为这些焊点都在器件封装外部。这里需要说明的是，可靠地测试抬起引脚（图4）需要一个斜视角。

此外，当比较高的器件密集贴装在板上时，阴影或遮挡效应会影响有角度的光学检查。在这种情况下，需要一种基于x-ray的100％的测试策略，它根据放射性原理，提供不可见焊点的必要信息。

这意味着x-ray可以对AOI系统的测试盲点进行有效地检查。但要注意的是，x-ray检查通常比AOI更慢，价格更贵；因此，在测试策略上我们应遵循：光学检查应用于肉眼可识别的缺陷；只有用其它方法无法检查到的缺陷，使用x-ray才有意义。此外，AOI可以检查一些x-ray无法检查的缺陷类型，如元器件极性错误、损坏、贴偏和翻转等。

高效部署不同的测试系统，可以在保持低成本的同时，达到最佳的测试覆盖。

在这里，在线测试系统（ICT）是另一个被考虑的选项。由于更高的贴装密度，ICT越来越难覆盖所有的测试点。批量大小也是需要考虑的因素，小批量需要不断和昂贵地投资新部件；相反，AOI系统可以迅速和灵活的适应。另一依据是工艺控制，因为ICT和功能测试（FT）通常在生产线的末端实施，AOI更适合于工艺控制过程当中。

对高精度AOI的要求
AOI系统的基本核心为照相机（图5）。它决定了检查 的速度和分辨率。为了应对当今制造技术的挑战，即使是在极苛刻的检查周期下，AOI系统的照相机技术也必须保 证高的检查深度要求。视野（FOV）是指一台或一组照相机在某一位置上对PCB的可视区域。所有AOI系统中最重要的特性之一，是将FOV图像数字化的像素素数决定像素分辨率。更高的分辨率可以检查得更清楚，从而实现更高测试精度。分辨率为25微米/像素能可靠地检查最小到0402的标准元件。对于当今光学检查所要应对的更小元器件，如01005或0.3mm甚至更小间距的器件，需要分辨率约为12微米/像素自动光学检查解决方案。

采用更强大的透镜可以达到更高的分辨率，尽管这将导致更小的FOV和更长的检查时间，因为照相机需要获得更多图像，也就是在更多的位置上停留以覆盖同一PCB区域。

另一方面，因为高像素照相机芯片降低光线灵敏度，在保持同样FOV大小的情况下，使用更高像素的相机需要更多的曝光次数，这也造成更长的图像上传时间。

创新贯穿最新的照相机技术发展，“ 高分辨率可 变”功能，在相同的视野下，可以在23.4μm标准分辨率和11.7μm高分辨率之间进行即时切换（飞行转换）。不需要额外地购买高分辨率相机，就可有效地检查标准的01005元件和细间距器件。其他选项包括彩色分析，它能识别更多类型的缺陷，如裸铜——像未润湿的铜焊盘（图6）。

完整的缺陷检查
最先进编程界面的一个显着特点是模块化和面向器件的编程（图7），这使得操作AOI系统变得更简单和直观，从而使操作员无需经过的特殊培训就可上手。编辑检查程 序可以分成三个步骤：导入数据、链接检查元器件库和创建一个检查模板和启动程序。最先进的系统还具备离线编程功能，无须停机时间，使该系统可用于其他检查作业。

对任何一个AOI操作员来讲，一个重要的问题是：“如 何确保检查程序的质量？”在最新系统中，答案是完全的缺陷确认，从而减少误判，保证零缺陷。这是通过校验 AOI检查出真正缺陷之前，在返修工作站经过确认的参数变化来完成的。在这个独特的功能中，检查程序的质量可以随时地确认，无论是在生产需要或在客户的审核中。

另一个重点是过程控制统计（SPC）软件。最新的SPC软件包中的多方面过滤器功能带来又一重要贡献是全面的过程监控和优化。SPC不断获得检查系统产生的工艺数据，并提供一个现成的锡膏印刷、元器件贴装和焊接偏差显示。有了这个工具，可以实时地发现生产工艺中的变化，预防缺陷的连续产生和进行工艺调整。因此，它极大地优化了产品质量和改善了工艺性能。

总结 的封装技术给检测带来新的挑战。然而，这些都不是不可逾越的障碍。谁能及时认知它们，并采取相应的对策就可以在市场中保持竞争力，甚至领先一步。

借助高性能的AOI系统进行回流后焊点检查，可以简单可靠地和低成本地保证电子产品的质量。当缺陷隐藏在AOI检查不到的地方时，增加x-ray检测是明智之举，这将有助于对工艺的进一步优化。