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SMT制造工藝之FAI首件檢測機制
在(zai)SMT生(sheng)產(chan)過(guo)程中,有一(yi)種通用(yong)的(de)防錯方式,它可以(yi)減少錯件的(de)風險,降(jiang)低出錯的(de)幾率,有效的(de)提高整個生(sheng)產(chan)的(de)品質,這(zhe)種方式就是首(shou)件檢(jian)測(ce)(ce)機制(zhi)(zhi)(FAI - First Article Inspection),幾乎所(suo)有的(de)SMT企(qi)業都會采取(qu)這(zhe)種防錯機制(zhi)(zhi)。 所(suo)謂的(de)FAI首(shou)件檢(jian)測(ce)(ce)機制(zhi)(zhi),就是在(zai)正(zheng)式生(sheng)產(chan)之前先打一(yi)片(pian)樣板,這(zhe)片(pian)板子會進(jin)行(xing)全方位(wei)的(de)測(ce)(ce)試,在(zai)所(suo)有測(ce)(ce)試都通過(guo)之后,才開始正(zheng)式大(da)批量生(sheng)產(chan),首(shou)件檢(jian)測(ce)(ce)通常是在(zai)以(yi)下情況下進(jin)行(xing)的(de):
1、新產品(pin)首次上線(xian);
2、每個工作班(ban)的開(kai)始;
3、更換產(chan)品型號
4、調整設備、工(gong)裝夾具(ju);
5、更改技術條件、工(gong)藝方法(fa)和工(gong)藝參數;
6、采用新材料或ECN材料更改后。
合(he)理的(de)FAI首(shou)件檢測機制可以確(que)(que)保(bao)在貼片(pian)機上等待(dai)安裝的(de)元(yuan)器件是(shi)正(zheng)確(que)(que)的(de),所使用(yong)的(de)錫膏(gao)狀態(tai),回爐溫度是(shi)沒有(you)問題的(de),可以有(you)效的(de)防止批量性不良出現(xian)。首(shou)件檢測機制是(shi)可以預(yu)先(xian)控制產(chan)品(pin)生產(chan)過程的(de)一種(zhong)手段,是(shi)產(chan)品(pin)工序質量控制的(de)一種(zhong)重要(yao)方(fang)法(fa),是(shi)企業(ye)確(que)(que)保(bao)產(chan)品(pin)質量,提高經濟效益的(de)一種(zhong)行(xing)之(zhi)有(you)效、必不可少的(de)方(fang)法(fa)。
長(chang)期的(de)實踐(jian)經驗證明,首(shou)(shou)件檢測機(ji)(ji)制(zhi)是一項可以(yi)盡早發(fa)現問(wen)(wen)題、防止(zhi)產(chan)品成批報廢的(de)有效(xiao)措(cuo)施(shi)。通過首(shou)(shou)件檢驗,可以(yi)發(fa)現諸如(ru)工裝夾具嚴重磨(mo)損或(huo)安裝定(ding)位(wei)錯(cuo)誤(wu)、機(ji)(ji)器設(she)備穩定(ding)性問(wen)(wen)題、貼片程序(xu)弄錯(cuo)BOM或(huo)位(wei)置、上錯(cuo)料或(huo)溫度曲線錯(cuo)誤(wu)等系統性焊接問(wen)(wen)題,從而采取糾正或(huo)改進(jin)措(cuo)施(shi),以(yi)防止(zhi)批次性不(bu)合格品發(fa)生。 以(yi)下是首(shou)(shou)件測試的(de)一些常用方(fang)法介紹(shao),根據不(bu)同的(de)生產(chan)需(xu)求,企業通常會選擇不(bu)同的(de)測試方(fang)法,雖(sui)然使(shi)用的(de)方(fang)法不(bu)同,但最終的(de)效(xiao)果卻是相同的(de)。
1、LCR 量測(ce),這種測(ce)試方(fang)法適合一些簡單(dan)的(de)電路(lu)(lu)板,電路(lu)(lu)板上(shang)的(de)元器(qi)件(jian)(jian)較(jiao)少(shao),沒有(you)(you)集成電路(lu)(lu),只有(you)(you)一些被(bei)動元器(qi)件(jian)(jian)的(de)電路(lu)(lu)板,在打件(jian)(jian)結束之后不需(xu)要回爐,直接(jie)使(shi)用LCR對電路(lu)(lu)板上(shang)的(de)元器(qi)件(jian)(jian)進行量測(ce),與BOM上(shang)的(de)元器(qi)件(jian)(jian)額(e)定(ding)值對比,沒有(you)(you)異(yi)常時即可(ke)以(yi)(yi)開始正式生產。這種方(fang)法因其成本(ben)低(di)廉,只要有(you)(you)一臺LCR就可(ke)以(yi)(yi)操作,所以(yi)(yi)被(bei)很多的(de)SMT廠廣泛采用。
2、FAI首件(jian)測試系(xi)(xi)統,通常由一(yi)套FAI軟(ruan)件(jian)主(zhu)導(dao)(dao)整合的LCR電橋(qiao)構成(cheng)。可以將產品BOM和Gerber導(dao)(dao)入(ru)該FAI系(xi)(xi)統中,員工(gong)使用其自帶夾具對(dui)(dui)首件(jian)樣板(ban)元件(jian)進行(xing)(xing)測量,系(xi)(xi)統會和輸入(ru)的CAD數據(ju)核對(dui)(dui),測試過程軟(ruan)件(jian)通過圖(tu)形或者語音展示結果,減少(shao)因為人(ren)員查找疏忽而出現的誤測。可以節(jie)約人(ren)力(li)成(cheng)本,但是先期投入(ru)較大,在(zai)(zai)現在(zai)(zai)的SMT行(xing)(xing)業(ye)中有(you)一(yi)定的市場(chang),得到一(yi)定企(qi)業(ye)的認可。
3、AOI測試,這個測試方法在(zai)SMT行(xing)業中非(fei)常的(de)常見,適(shi)用于所有的(de)電路板(ban)生產(chan),主要(yao)是(shi)通過元器(qi)件(jian)(jian)的(de)外形(xing)特性來確(que)定(ding)元器(qi)件(jian)(jian)的(de)焊接問題,也(ye)可(ke)以(yi)通過對(dui)元器(qi)件(jian)(jian)的(de)顏色,IC上(shang)絲印(yin)的(de)檢查(cha)來判定(ding)電路板(ban)上(shang)的(de)元器(qi)件(jian)(jian)是(shi)否存(cun)在(zai)錯件(jian)(jian)問題。基(ji)本(ben)上(shang)每(mei)一條SMT生產(chan)線(xian)上(shang)都會標配一到兩臺AOI設(she)備(bei)。
4、X-RAY檢(jian)查,對于一些安裝(zhuang)有隱藏焊(han)(han)點(dian)、諸如BGA、CSP、QFN封裝(zhuang)元器件(jian)的(de)(de)(de)電路(lu)(lu)板,對其(qi)生產的(de)(de)(de)首(shou)件(jian)需要進行X-ray檢(jian)查,X射線(xian)具有很強的(de)(de)(de)穿透性,是最早用于各種(zhong)(zhong)檢(jian)查場合的(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)儀器,X射線(xian)透視圖可(ke)(ke)以(yi)顯示焊(han)(han)點(dian)的(de)(de)(de)厚度,形狀及焊(han)(han)接(jie)(jie)品(pin)質(zhi),焊(han)(han)錫密(mi)度。這些具體的(de)(de)(de)指標(biao)可(ke)(ke)以(yi)充分的(de)(de)(de)反映出焊(han)(han)點(dian)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)品(pin)質(zhi),包括開路(lu)(lu),短路(lu)(lu),孔洞,內(nei)部氣泡以(yi)及錫量不足,并可(ke)(ke)以(yi)做定(ding)量分析。
5、飛(fei)針測(ce)(ce)試,這種測(ce)(ce)試方法(fa)通常(chang)在一些開發性(xing)(xing)質(zhi)的(de)小(xiao)批量(liang)生(sheng)產(chan)時(shi)(shi)使用(yong),其特(te)點(dian)是測(ce)(ce)試方便,程序可(ke)變性(xing)(xing)強,通用(yong)性(xing)(xing)好,基本上可(ke)以(yi)測(ce)(ce)試全部型號的(de)電路板(ban)。但(dan)是測(ce)(ce)試效率比較低,每(mei)一片板(ban)子的(de)測(ce)(ce)試時(shi)(shi)間會很長。該測(ce)(ce)試需要在產(chan)品經過回(hui)焊爐之后進(jin)行,主要通過測(ce)(ce)量(liang)兩(liang)個固定(ding)點(dian)位之間的(de)阻值(zhi)大小(xiao),來確定(ding)電路板(ban)中的(de)元器件是否存(cun)在短路,空焊,錯件問題。
6、ICT測(ce)(ce)試(shi)(shi),這種(zhong)(zhong)測(ce)(ce)試(shi)(shi)方式(shi)通(tong)常使用(yong)在(zai)已經量(liang)產(chan)的(de)機(ji)種(zhong)(zhong)上,而且生產(chan)的(de)量(liang)通(tong)常會比較(jiao)大,測(ce)(ce)試(shi)(shi)效率很(hen)(hen)高,但是制(zhi)造成(cheng)本(ben)比較(jiao)大,每一(yi)個型號的(de)電路(lu)(lu)板需要特制(zhi)的(de)夾(jia)具,每一(yi)套的(de)夾(jia)具使用(yong)壽命也不是很(hen)(hen)長,測(ce)(ce)試(shi)(shi)成(cheng)本(ben)相對較(jiao)高。測(ce)(ce)試(shi)(shi)原理和飛針測(ce)(ce)試(shi)(shi)差(cha)不多(duo),也是通(tong)過量(liang)測(ce)(ce)兩個固定(ding)點位之間的(de)阻值來判定(ding)電路(lu)(lu)上的(de)元器件(jian)是否存(cun)在(zai)短路(lu)(lu),空焊,錯件(jian)等現象(xiang)。
7、FCT功(gong)能測試,這(zhe)個測試方式(shi)通(tong)常是用(yong)在(zai)一些比較復雜的(de)電(dian)路(lu)板(ban)上,需要測試的(de)電(dian)路(lu)板(ban)必(bi)須在(zai)焊接完成(cheng)之后(hou),通(tong)過一些特(te)定的(de)治具,模擬(ni)出電(dian)路(lu)板(ban)的(de)正(zheng)式(shi)使用(yong)場(chang)景,將(jiang)電(dian)路(lu)板(ban)放在(zai)這(zhe)個模擬(ni)的(de)場(chang)景中,接通(tong)電(dian)源后(hou)觀察電(dian)路(lu)板(ban)是否可(ke)以正(zheng)常的(de)使用(yong)。這(zhe)種測試方法可(ke)以很精(jing)確的(de)判定電(dian)路(lu)板(ban)是否是正(zheng)常的(de)。但是同樣(yang)存在(zai)測試效率不高(gao),測試成(cheng)本高(gao)昂的(de)問題。