前言
當(dāng)印刷電路板的價(jià)格以每年六到八個(gè)百分點(diǎn)的速度持續(xù)滑落，產(chǎn)品的生產(chǎn)良率就成為維持產(chǎn)業(yè)競爭力的要素。要獲得高的良品率需要有良好的制造控制能力，而要獲得良好的制程控制，似乎就必須要在各個(gè)制程中執(zhí)行良好的檢測管制，如：鉆孔、影像轉(zhuǎn)移、最終金屬處理等等。同時(shí)所有檢測的結(jié)果都應(yīng)該要回饋?zhàn)鳛橹瞥谈纳频囊罁?jù)，檢測工作在制造工程中的重要性呈現(xiàn)與日俱增的態(tài)勢。電路板制造業(yè)者目前比較注意的主要檢驗(yàn)領(lǐng)域有：
l A0I內(nèi)層及各種表面檢查
l AOI孔/微孔的檢查
l ?。ㄗ罱K）電氣測試
l 阻抗控制測試
l 應(yīng)力應(yīng)變測試
新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)地圖與規(guī)范逐年更新，雖然新的非新觸式電氣測試技術(shù)并沒有完全成熟，但是它們并沒有就此消失。而這些新興的技術(shù)還在持續(xù)推向市場，只是采用的方式是潛在漸進(jìn)的。
檢查與電氣測試在電子產(chǎn)業(yè)中逐步發(fā)展，人們意識到這些所謂的無附加價(jià)值程序，實(shí)際上對于制程控制與良率改善會有實(shí)質(zhì)的幫助。換言之用在檢查上的每一塊錢，都有可能幫助業(yè)者在別的地方省下更多錢。至于影響效果的決定者，來自于如何安排投資的錢應(yīng)該放在那一種正確的選擇上，在成本效益方面的問題，則是比較后面應(yīng)該要研究的課題。
過去產(chǎn)業(yè)那種不需要生產(chǎn)檢查的日子已經(jīng)相當(dāng)遙遠(yuǎn)了，因?yàn)楫a(chǎn)品需求的增加（高頻、埋入式組件、高密度結(jié)構(gòu)、細(xì)線路），檢測設(shè)備的規(guī)格必然會將它們納入，以確認(rèn)產(chǎn)品有良好表現(xiàn)同時(shí)提供更佳的產(chǎn)品服務(wù)與最終良品率。而產(chǎn)品的后段客戶，也會依據(jù)良品率來判定進(jìn)貨可能存在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，潛在的問題時(shí)常出現(xiàn)在比較低良品率的產(chǎn)品上。這些是業(yè)者在不斷制造技術(shù)的過程中，必然要注意到的課題。
1、什么是AOI測試技術(shù)
AOI是近幾年才興起的一種新型測試技術(shù)，但發(fā)展較為迅速，目前很多廠家都推出了AOI測試設(shè)備。當(dāng)自動檢測時(shí)，機(jī)器通過攝像頭自動掃描 PCB，采集圖像，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出 PCB上缺陷，并通過顯示器或自動標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來，供維修人員修整。 實(shí)施目標(biāo)：實(shí)施AOI有以下兩類主要的目標(biāo)： 1.1、最終品質(zhì)(End quality) 對產(chǎn)品走下 生產(chǎn)線時(shí)的最終狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)生產(chǎn)問題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、數(shù)量和速度為關(guān)鍵因素的時(shí)候，優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)。AOI通常放置在 生產(chǎn)線上的中端。在這個(gè)位置，設(shè)備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過程控制信息。 1.2、過程跟蹤(Process tracking)。 使用檢查設(shè)備來監(jiān)視生產(chǎn)過程。典型地是詳細(xì)的缺陷分類。當(dāng)產(chǎn)品可靠性很重要、低混合度的大批量制造時(shí)，制造商優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)。通過檢測，在線監(jiān)控具體生產(chǎn)狀況，并為生產(chǎn)工藝的調(diào)整提供必要的依據(jù)。
2、利用AOI檢驗(yàn)電路板
2.1、一般性的觀察
制程內(nèi)的電路板檢查，可以節(jié)省大量因?yàn)橹圃烊毕菟a(chǎn)生的報(bào)廢成本。AOI是唯一可以用來進(jìn)行事前影像檢查檢知缺陷的工具，這樣可以讓電路板制作成本最小化并極大化其良品率。AOI可以偵測到其它方法所無法偵測的缺點(diǎn)模式。這樣不僅只是可以節(jié)省人工成本，同時(shí)可以標(biāo)示較高密度電路板的缺點(diǎn)，特別是一些人眼睛無法偵測到的缺點(diǎn)。
自動光學(xué)檢測系統(tǒng)經(jīng)過改善，提升了系統(tǒng)的速度并降低了誤判率，在多數(shù)的應(yīng)用中AOI比電氣測試方法更常被應(yīng)用在內(nèi)層板的檢驗(yàn)上，至于外層與最終產(chǎn)品方面則比較常使用電氣測試來檢驗(yàn)。對于內(nèi)部有通孔設(shè)計(jì)與低密度結(jié)構(gòu)的電格板應(yīng)用，也會采用電氣測試方法來驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)，但是使用AOI進(jìn)行檢測可以抓出更多的缺陷。
治具的高價(jià)格仍然是影響內(nèi)層板采用電氣測試的最大阻力，比較高層次的多層板則會用在細(xì)線路的測試驗(yàn)證上，盡管在高密度的內(nèi)層產(chǎn)品方面可以預(yù)言有其微量的成長空間，治具的數(shù)量、密度，整體而言還是主要的治具成本障礙。
簡單的多層板設(shè)計(jì)具有大的間距結(jié)構(gòu)，比較容易有效進(jìn)行電氣測試，但是這樣的設(shè)計(jì)相對比較少。視覺檢查相對于電氣測試更廣泛的被接受，同時(shí)也可以避免額外的測試治具成本耗用。而高層數(shù)的多層板需要使用比較薄的內(nèi)層核心板，其大面積的強(qiáng)度問題也是使用電氣測試的障礙，這些都相對提升了AOI光學(xué)檢查的重要性。
2.2、目視、AOI檢驗(yàn)與電氣測試
電路板的獲利能力與產(chǎn)出良率有直接的關(guān)系，所有的制造商都嘗試從各方面提升其良率，這在多層板的制作方面更是如此。制作多層電路板時(shí)，在制程中間進(jìn)行檢查有助于提升良率，如果在最終產(chǎn)品上發(fā)現(xiàn)內(nèi)層板的缺點(diǎn)，這種產(chǎn)品是無法彌補(bǔ)必須要報(bào)廢的。如果電路板無法修補(bǔ)，所有投注在這片電路板上的成本都會付諸流水，這當(dāng)然就會造成獲利能力的損傷。
傳統(tǒng)目視檢查曾經(jīng)是最好的內(nèi)層板檢查法，利用有良好視力的人員在壓合前進(jìn)行內(nèi)層板表面檢查相當(dāng)普遍。如果發(fā)現(xiàn)有缺陷出現(xiàn)，檢查人時(shí)常會進(jìn)行修補(bǔ)。但是當(dāng)電路板的密度提升，這讓目視檢查的難度提高，此時(shí)增加放大影像的設(shè)計(jì)就有助于發(fā)現(xiàn)缺陷，但是會使得目視檢查變得更慢也更不精確。有幾種方法可以幫助人工檢查的程序，這包括了電氣測試與AOI檢查兩種方法都可以提升良率。
電氣測試需要客制化的治具，同時(shí)必需要進(jìn)行個(gè)別料號的的治具制作，而且每一片內(nèi)層板都需要治具。各個(gè)治具的花費(fèi)可能都需要花費(fèi)數(shù)萬元，依據(jù)需要測試的點(diǎn)數(shù)、人工成本、制作時(shí)間而有差異 。電氣測試可以偵測短路斷路，這方面的缺陷有可能是利用人工目視所無法偵測的。電氣測試的缺點(diǎn)是，它無法判定適當(dāng)?shù)木€路圖形狀況。這些線路圖形的外觀可能是線路或斷路，是以蝕刻制程制作在基材上的，但是并沒有辦法符合實(shí)際的設(shè)計(jì)需求。特定的制程或材料會導(dǎo)致這樣的問題發(fā)生，而未連接與突出、縮減的銅面也無法以電氣測試偵測，因此電氣測試時(shí)常視目視檢查所取代。
AOI檢查已經(jīng)成為內(nèi)層板制作的必備設(shè)備，因?yàn)槿斯さ哪恳暀z查無法穩(wěn)定完成這樣的任務(wù)。經(jīng)過多年的努力，不論在硬體與軟體上都讓電路板業(yè)者可以安心的選用這種AOI解決方案。檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)與方法，可以依據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來進(jìn)行比對與調(diào)整，使用者可以依據(jù)需要進(jìn)行形狀的定義與尺寸的調(diào)整。速度、精度、周邊配備，會依據(jù)設(shè)備價(jià)位的不同而有差異，每年設(shè)備都會在價(jià)格功能比上有明顯成長。但到目前為止AOI仍然無法進(jìn)行電氣特性推估（如：電阻值推測），也無法進(jìn)行通孔的檢查，當(dāng)然更無法檢查面次間的連接狀況。AOI時(shí)常產(chǎn)生許多實(shí)際上表面并沒有缺陷的誤判訊號，例如：微量的導(dǎo)體變化、顏色、表面型態(tài)等。這些現(xiàn)象依據(jù)規(guī)則判定可能認(rèn)定是缺陷，但是經(jīng)過人的判定卻不是真正的缺陷。這些現(xiàn)象限制，使得業(yè)者必需要增加確認(rèn)的程序來完成檢查。
2.3、AOI（Auto Optical Inspection）的規(guī)則概述
AOI目前仍然沒有辦法提供完整的缺點(diǎn)辨認(rèn)能力，因此目前的做法是將缺點(diǎn)產(chǎn)品抓出，并經(jīng)過再一次的人工辨認(rèn)確認(rèn)將可修補(bǔ)的部分完成修補(bǔ)，并將無法修補(bǔ)或不值得修補(bǔ)的產(chǎn)品報(bào)廢。
AOI提供三個(gè)主要的功能各為：影像擷取、影像分析、缺點(diǎn)位置標(biāo)示。這些作業(yè)可以是手動或自動的，一般的掃描作業(yè)都可以在短時(shí)間內(nèi)利用光學(xué)機(jī)構(gòu)與軟件的架構(gòu)完成。
AOI一般都具有統(tǒng)計(jì)輔助的系統(tǒng)，它會將主要的缺點(diǎn)項(xiàng)目記錄在數(shù)據(jù)資料中，一方面可以作為確認(rèn)工作站的基礎(chǔ)資料，另一方面也可以經(jīng)過整理作為制程改進(jìn)的參考依據(jù)。因?yàn)榈侥壳盀橹苟紱]有完美無失誤的AOI系統(tǒng)出現(xiàn)，因此所有出現(xiàn)缺點(diǎn)訊號的電路板都必須要再經(jīng)過作業(yè)人員過濾確認(rèn)。因此一般的最終缺點(diǎn)項(xiàng)目，還是會由作業(yè)人員目視判斷。出現(xiàn)缺陷的電路板資料匯總就必須要靠作業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)。
l 利用光學(xué)掃描將缺點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)標(biāo)定，并轉(zhuǎn)換成確認(rèn)的數(shù)據(jù)資料；
l 利用確認(rèn)工作站（Verication Station）進(jìn)行缺點(diǎn)區(qū)再確認(rèn)，并進(jìn)行必要的修補(bǔ)作業(yè)。 |
