當(dāng)您在項(xiàng)目中使用印刷電路板（PCB）時(shí)，您需要確保它們性能良好并使客戶滿意。必須有可靠的方法來(lái)測(cè)試PCB的缺陷并確保它們按預(yù)期運(yùn)行。

印刷電路板正在變得越來(lái)越小，越來(lái)越復(fù)雜-當(dāng)今的PCB可能包含成千上萬(wàn)的焊接點(diǎn)和許多微小的元件。這種增加的復(fù)雜性可能導(dǎo)致更大的錯(cuò)誤可能性。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的目視檢查不足以檢測(cè)密集擁擠的板上的微小缺陷時(shí)，自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）等技術(shù)可幫助提供更深入的了解和準(zhǔn)確性。

我們?nèi)绾味x自動(dòng)光學(xué)檢查？

我們?nèi)绾味xAOI？自動(dòng)化光學(xué)檢查是通過(guò)使用光成像的機(jī)器掃描儀對(duì)完成的電路板進(jìn)行視覺(jué)檢查。它評(píng)估工藝質(zhì)量以確保PCB適合購(gòu)買和使用。

AOI系統(tǒng)通常包含許多光源和多個(gè)攝像機(jī)，有時(shí)包括攝像機(jī)。光源從不同角度照亮PCB，而攝像機(jī)則拍攝照片或錄像以創(chuàng)建用于評(píng)估的全面圖像。

AOI測(cè)量通常使用機(jī)器掃描儀來(lái)自動(dòng)掃描設(shè)備，而無(wú)需進(jìn)行肉眼檢查。掃描儀可以檢查是否可能導(dǎo)致災(zāi)難性故障的缺陷（例如缺少關(guān)鍵組件），還可以測(cè)試較小的缺陷，這些缺陷會(huì)降低PCB的質(zhì)量和性能。這些較小的缺陷可能包括一些問(wèn)題，例如組件稍微錯(cuò)位或形成錯(cuò)誤尺寸或形狀的焊接。

AOI在許多不同的生產(chǎn)階段都非常有用。它適用于裸板檢查，焊膏檢查，回流前和回流后。每個(gè)階段都會(huì)在PCB板的設(shè)計(jì)中引入缺陷，而AOI則可以在缺陷板上進(jìn)一步生產(chǎn)之前捕獲缺陷。

但是，實(shí)際上，大多數(shù)AOI都是在后期制作中進(jìn)行的。原因是AOI可以使用單個(gè)系統(tǒng)同時(shí)檢查多種缺陷。進(jìn)行全面檢查所需的時(shí)間少于在過(guò)程的每一步之后進(jìn)行檢查的時(shí)間。使用AOI作為最終檢查可以幫助提高生產(chǎn)速度，并提高生產(chǎn)率和按時(shí)完成任務(wù)。而且，如果AOI在后期生產(chǎn)階段發(fā)現(xiàn)缺陷，則有缺陷的電路板可以退回進(jìn)行返工，而其余的電路板則可以向前移動(dòng)。

AOI的作用

AOI在PCB生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。它確保每塊板都能滿足復(fù)雜電氣應(yīng)用中所需的高性能。

當(dāng)AOI發(fā)現(xiàn)PCB上的缺陷時(shí)，它會(huì)標(biāo)記電路板以進(jìn)行維修。此過(guò)程可以通過(guò)幾種不同的方式發(fā)生。AOI的調(diào)查結(jié)果可能無(wú)法滿足特定的設(shè)施要求，例如，要求板上的所有線路必須超過(guò)一定的尺寸。在這種情況下，人員可以檢查調(diào)查結(jié)果，并確定哪些板應(yīng)該退還以進(jìn)行進(jìn)一步工作。或者AOI可以將實(shí)際PCB與完美PCB的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）圖像進(jìn)行比較。AOI可以自動(dòng)檢測(cè)實(shí)際電路板偏離理想設(shè)計(jì)的位置，并將其標(biāo)記為可重新加工。

AOI為PCB生產(chǎn)帶來(lái)以下好處：

l確保質(zhì)量： AOI使您可以確保PCB產(chǎn)品按預(yù)期運(yùn)行。確保產(chǎn)品質(zhì)量可以幫助您提高客戶滿意度，提高您在業(yè)務(wù)中的聲譽(yù)，并使您對(duì)為客戶提供的服務(wù)的價(jià)值放心。

l評(píng)估復(fù)雜的電路板：在Millenium Circuits，如果我們的一塊電路板包含100多個(gè)組件，它將自動(dòng)進(jìn)行AOI。AOI可以以人眼無(wú)法比擬的精確度檢查復(fù)雜的電路板設(shè)計(jì)。

l改進(jìn)流程：如果缺陷是由錯(cuò)誤的過(guò)程導(dǎo)致的，則通過(guò)AOI立即發(fā)現(xiàn)缺陷可以幫助您確定缺陷的模式并調(diào)整過(guò)程，然后再生產(chǎn)出數(shù)千個(gè)具有相同缺陷的電路板。《國(guó)際工程與先進(jìn)技術(shù)雜志》上發(fā)表的一項(xiàng)最新研究報(bào)告指出，在一塊新組裝的電路板上發(fā)現(xiàn)一個(gè)故障的成本，比在一個(gè)裸露的板上捕獲一個(gè)缺陷的成本僅高十倍，但是發(fā)現(xiàn)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的電路板中的一個(gè)故障使用是昂貴的1000倍。盡早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤可以最大程度地減少將來(lái)返工的可能性，并使您的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)更有效率。

l可定制性： AOI是自動(dòng)化過(guò)程，但是操作員可以設(shè)置參數(shù)以告知掃描儀要檢查的內(nèi)容。如果您的設(shè)計(jì)規(guī)格發(fā)生變化，很容易調(diào)整設(shè)置以檢測(cè)需要查找的缺陷。

AOI評(píng)論如何

以下是AOI期間正在審查的一些因素：

焊接缺陷

焊接使用低熔點(diǎn)合金（通常是錫和鉛）或無(wú)鉛合金來(lái)連接PCB的金屬組件。該過(guò)程類似于焊接，不同之處在于它不會(huì)熔化金屬部件。當(dāng)兩個(gè)金屬組件之間的連接未能按預(yù)期形成時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)焊接缺陷。

以下是AOI可以檢查的一些常見(jiàn)焊接缺陷：

1.開路

PCB中的開路是相對(duì)常見(jiàn)的缺陷，并且存在問(wèn)題，因?yàn)椴煌暾碾娐窌?huì)阻止電流流過(guò)。電路斷開時(shí)，該板將無(wú)法正常工作。

由于通孔和走線的形成不正確，或者由于未達(dá)到目標(biāo)而進(jìn)行的焊接會(huì)導(dǎo)致開路。目視檢查或X射線成像有時(shí)可以檢測(cè)到明顯的斷路，但是AOI甚至可以識(shí)別出輕微的斷路，并標(biāo)記為將電路板送回以正確閉合電路。

2.焊橋或焊短褲

當(dāng)焊料連接不應(yīng)電連接的PCB上的兩個(gè)組件時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)焊橋。當(dāng)電路板生產(chǎn)中使用過(guò)多的焊料或焊料滲入電路板中打算保持無(wú)焊料的區(qū)域時(shí)，就會(huì)形成這些橋。

當(dāng)焊料在固化之前沒(méi)有與引線分離時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生焊橋。引線是設(shè)計(jì)用來(lái)連接板上兩個(gè)位置的金屬焊盤。焊錫可能不會(huì)分開，這是因?yàn)橐€太大，或者是因?yàn)橛刑嗟暮龑⑺鼈冋吃诎迳希蛘呤且驗(yàn)榘宓拈g距非常淺。

焊橋是有問(wèn)題的，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞通過(guò)電路板的預(yù)期電流。它們可能導(dǎo)致短路或燒毀板上的關(guān)鍵組件或走線。眾所周知，它們也很難用肉眼檢測(cè)到-即使微小的焊料滲漏也會(huì)導(dǎo)致形成焊料橋。幸運(yùn)的是，AOI掃描甚至可以檢測(cè)到很小的焊料橋，并將有缺陷的電路板送回維修。

3.焊錫不足

當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中使用的焊料太少而無(wú)法連接電路板上的不同組件時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)焊點(diǎn)不足的情況。有時(shí)，焊料無(wú)法完全連接組件-這些情況稱為焊料漏斗。

當(dāng)焊接不充分的組件連接不穩(wěn)定時(shí)，它們可能無(wú)法形成穩(wěn)定的電氣連接，因此電路板的性能將很差。而且，如果焊料的量如此之細(xì)，以至于無(wú)法將其固定在板上，那么板子最終將缺少零件，這很可能導(dǎo)致災(zāi)難性的故障。AOI可以掃描并記下每個(gè)組件上的焊料量，或者將電路板與正確的圖像進(jìn)行比較，以確定電路板是否需要重新焊接。

4.多余的焊料

當(dāng)相反的情況發(fā)生時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的焊料-生產(chǎn)過(guò)程會(huì)將過(guò)多的焊料放到板上。有時(shí)是由于使用的焊嘴太寬而發(fā)生的，或者是由于過(guò)度使用而導(dǎo)致的。

過(guò)多的焊料會(huì)引起許多困難，包括諸如焊橋的畸形。當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中向板上的引腳施加過(guò)多的焊料時(shí)，它還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的圓形焊球，這使得很難判斷引腳是否被充分潤(rùn)濕而粘在板上。

焊球由于其尺寸而相對(duì)容易檢測(cè)，但是檢查員在看了幾十個(gè)幾乎相同的板后可能會(huì)漏掉一個(gè)。好的AOI掃描儀可以輕松地檢測(cè)出多余的焊料，然后將電路板送回去，以便用焊料吸盤或焊料芯進(jìn)行重新加工。

組件缺陷

組件缺陷是指連接到板上的小型功能部件中的故障。以下是PCB上的一些常見(jiàn)組件缺陷：

1.解除鉛

當(dāng)PCB上的微小金屬焊盤之一無(wú)法正確粘附時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生抬起的引線。有時(shí)，由于生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)熱或過(guò)高處理或板子彎曲而導(dǎo)致引線抬高。在其他情況下，它會(huì)導(dǎo)致引線太長(zhǎng)而與焊料接觸時(shí)上升。

抬起的導(dǎo)線不穩(wěn)定，因此存在問(wèn)題。板上的焊盤允許引腳連接到下面的銅板上，但是如果引線抬起，則引腳將無(wú)法進(jìn)行正確的連接。丟失的連接會(huì)導(dǎo)致組件故障并損害電路板的性能。

2.缺少組件

PCB可能由于多種原因而缺少組件。焊接不充分會(huì)導(dǎo)致零件丟失，或者生產(chǎn)過(guò)程可能會(huì)跳過(guò)必要的零件。

缺少的組件是PCB上的嚴(yán)重缺陷-可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性故障。人眼可能會(huì)注意到缺少的零件，但是由于這是必然的故障，因此，擁有可靠的AOI掃描儀對(duì)于在將零件丟失給客戶之前捕獲具有零件丟失的PCB至關(guān)重要。

3.組件錯(cuò)位或錯(cuò)位

當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中不正確地放置零件或放置后零件移位時(shí)，可能會(huì)發(fā)生未對(duì)準(zhǔn)或放錯(cuò)位置的情況。在回流焊期間，元件移動(dòng)很常見(jiàn)，因?yàn)榱慵苋菀自谌廴诤噶仙戏揭苿?dòng)-焊料的表面張力意味著元件很容易滑動(dòng)。

如果組件未對(duì)準(zhǔn)或放置不當(dāng)，PCB可能仍然可以工作，但性能可能會(huì)變慢。否則它可能根本無(wú)法執(zhí)行。對(duì)準(zhǔn)誤差可能太小而無(wú)法用肉眼看到，因此擁有可靠的AOI掃描儀對(duì)于捕獲這些缺陷至關(guān)重要。

AOI與其他檢查方法相比如何？

與其他工藝相比，AOI在檢測(cè)PCB中的故障方面具有許多優(yōu)勢(shì)。以下是AOI如何與其他檢查方法疊加的細(xì)分：

1.自動(dòng)X射線檢查（AXI）

AXI使用X射線而不是光成像來(lái)檢查PCB。公司經(jīng)常使用AXI來(lái)評(píng)估特別復(fù)雜或密集構(gòu)造的板。原因是X射線穿過(guò)材料傳播以對(duì)它們成像。因?yàn)橛糜?/span>AOI的光會(huì)從表面反射，所以一個(gè)組件可能會(huì)阻擋另一個(gè)組件。但是，X射線會(huì)穿過(guò)不同的材料層，從而準(zhǔn)確地對(duì)所有材料進(jìn)行成像。

AXI是一項(xiàng)新興的復(fù)雜技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是費(fèi)用昂貴。由于AXI如此昂貴，因此除非特別復(fù)雜或高度集群的板卡，否則通常不值得使用。

2.自動(dòng)激光測(cè)試（ALT）測(cè)量

ALT測(cè)量使用激光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光成像來(lái)掃描和測(cè)量PCB。當(dāng)來(lái)自激光器的光從PCB組件反射時(shí)，ALT系統(tǒng)使用激光器的位置來(lái)精確定位不同組件的位置和高度并評(píng)估其反射率。與AOI一樣，ALT系統(tǒng)可以將經(jīng)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與示意圖或一組規(guī)范進(jìn)行比較，以檢測(cè)任何缺陷。

ALT測(cè)量對(duì)于評(píng)估焊膏的位置和數(shù)量特別有用，盡管有時(shí)干擾可能會(huì)使測(cè)量不準(zhǔn)確。

3.在線測(cè)試（ICT）

在線測(cè)試使用電探針來(lái)評(píng)估組裝后的PCB將如何工作。它使用電流檢查每個(gè)組件是否安裝到位并正常工作。它測(cè)試短路和斷路，并評(píng)估基本的電氣質(zhì)量，例如電容和電阻。

因?yàn)樗褂秒娏鞫皇浅上瘢耘cAOI相比，ICT往往會(huì)提供更多有限的焊接信息。它可以評(píng)估電氣組件的質(zhì)量，并提供有關(guān)影響電路的焊接缺陷的信息，但是無(wú)法提供有關(guān)焊料不足或過(guò)多的詳細(xì)信息。

AOI通常比在線測(cè)試更可靠，尤其是對(duì)于當(dāng)今正在開發(fā)的較小的PCB。

4.手動(dòng)外觀檢查（MVI）

由于AOI不需要接觸電路板，因此大多數(shù)PCB公司更喜歡AOI而不是手動(dòng)外觀檢查。人工檢查人員必須處理這些板，并且處理可能會(huì)給本來(lái)很完美的板帶來(lái)缺陷。AOI可以掃描PCB，而不會(huì)干擾它們的精密組件并保持其結(jié)構(gòu)完整性。

AOI還比人類視覺(jué)檢查更可靠。一個(gè)人很容易錯(cuò)過(guò)PCB上的一個(gè)小缺陷。但是AOI甚至可以捕獲最微小的錯(cuò)誤。其嚴(yán)格的敏銳度永不降低，它可以以比人眼所允許的更為精細(xì)的細(xì)節(jié)掃描電路板，并且在生產(chǎn)過(guò)程的所有階段都始終可靠。