1、簡(jiǎn)述
AOI技術(shù)在許多不同的制造業(yè)領(lǐng)域使用，自從電子影像技術(shù)開(kāi)始發(fā)展，就被各種人利用在不同的應(yīng)用領(lǐng)域。大家最熟悉的數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)是大家生活中最常用到的器材之一，而工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)也大量使用這些技術(shù)，所不同的是AOI系統(tǒng)除了影像產(chǎn)生之外，還多了比對(duì)、判斷等等額外功能。
電子工業(yè)加速朝向于更小、更密、更快的先進(jìn)構(gòu)裝發(fā)展，早期依賴人工檢查產(chǎn)品的作法已經(jīng)無(wú)法符合需求。業(yè)者大量引用AOI技術(shù)輔助生產(chǎn)工作，已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，如：電子組裝使用進(jìn)行錫膏印刷、漏件檢查、接點(diǎn)狀況判斷等等工作就是大家耳熟能詳?shù)淖鞣ā６S多印刷、平面影像產(chǎn)品，也引用這種技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)工藝、成本、半成品的檢查，我們嘗試整理這些技術(shù)的應(yīng)用狀態(tài)，希望提供給大家作為參考。
2、電路板制造使用的典型AOI檢查技術(shù)
目前電路板制造業(yè)所使用的典型AOI檢查技術(shù)，包括：底片檢查、鉆針檢查、孔位檢查、線路檢查、盲孔檢查、凸塊檢查、外觀檢查等等。不同的檢查應(yīng)用，所涵蓋的技術(shù)內(nèi)涵就不相同，所使用的AOI輔助設(shè)備也有不小差異。
目前電路板制造業(yè)使用量最大的AOI檢查技術(shù)，以電路板外觀線路狀況的檢驗(yàn)最多，這類的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在業(yè)界發(fā)展超過(guò)二十年。雖然面對(duì)電路板的線路特性尺寸縮小超過(guò)十倍，但是光學(xué)系統(tǒng)與搭配的軟硬件系統(tǒng)也都有長(zhǎng)足進(jìn)步。多數(shù)的電路板產(chǎn)品仍然可以依賴現(xiàn)有的AOI技術(shù)來(lái)進(jìn)行線路檢查，但確實(shí)有部分的高階構(gòu)裝載板產(chǎn)品面對(duì)著檢驗(yàn)困難的困擾。
AOI用在電路板線路檢查的方式，已在前述的內(nèi)容中進(jìn)行簡(jiǎn)述，至于其它的AOI應(yīng)用依據(jù)其制程的順序在后續(xù)內(nèi)容中進(jìn)行簡(jiǎn)介。
3、AOI的底片檢查
電路板制作當(dāng)中，底片一向是相當(dāng)重要的影像轉(zhuǎn)移工具。如果底片產(chǎn)生瑕疵，重復(fù)性的缺點(diǎn)是制造者所不能承受的，因此如何防止底片的各種缺點(diǎn)就成為生產(chǎn)工廠的生要課題。
光學(xué)自動(dòng)底片檢查機(jī)，可以利用光學(xué)感測(cè)與影像數(shù)據(jù)比對(duì)，將底片中的瑕疵與尺寸篩檢出來(lái)，以確保制造工藝的質(zhì)量穩(wěn)定性。比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓S，還會(huì)在每次底片使用與固定期曝光次數(shù)后，進(jìn)行中間檢查以防止質(zhì)量變異。浙江歐威科技有限公司生產(chǎn)的“菲林檢查機(jī)”為典型的底片檢查機(jī)范例。
 圖3.1歐威公司生產(chǎn)的菲林檢查機(jī)（底片AOI）
面對(duì)電路板的線路密度不斷提高，單價(jià)的下滑速度也空前的快，如何提升產(chǎn)品的良率成為業(yè)者的另外一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)。許多電路板廠因?yàn)橘|(zhì)量的壓力，在影像轉(zhuǎn)移制程方面做出了不少的改變。
例如：因?yàn)榫€路逐漸普及，已經(jīng)不再透過(guò)設(shè)計(jì)中心繪制底片再送片，而是采用直接在制程內(nèi)進(jìn)行底片制作的模式運(yùn)作。另外也有業(yè)者在制程內(nèi)增加底片檢查機(jī)，每固定曝光次數(shù)后，就要求作業(yè)人員將底片取下進(jìn)行缺點(diǎn)檢查。特定的廠商，還將AOI線路檢查系統(tǒng)裝置到制程內(nèi)，在各套新底片開(kāi)始制作電路板時(shí)，進(jìn)行首件產(chǎn)品的檢查工作。這些改變，都讓電路板線路生產(chǎn)的良率得以提高。
圖3.2典型的電路板曝光底片缺點(diǎn)現(xiàn)象
目前相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備采用了不同的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)計(jì)，不論在檢驗(yàn)速度、漏檢率、價(jià)位等都有相當(dāng)大的差異，業(yè)者在采用前應(yīng)該要進(jìn)行仔細(xì)的比較。
4、AOI的鉆針檢查
電路板通孔的制作，鉆針的品質(zhì)是關(guān)鍵的因素之一。新進(jìn)料的鉆針并不需要百分之百檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的有效鉆針進(jìn)料檢驗(yàn)方法是采取可接受的質(zhì)量水平（AQL）進(jìn)行鉆針檢查（例如：依據(jù)MIL-STP-105標(biāo)準(zhǔn)）。
這類的取樣計(jì)劃可以幫助使用者決定檢驗(yàn)的百分比，用來(lái)進(jìn)行整批鉆針質(zhì)量水平的評(píng)估。使用這種方法如果發(fā)現(xiàn)一定量的不良鉆針，就應(yīng)該將全數(shù)鉆針退回供貨商，如果取樣量的鉆針經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)都通過(guò)規(guī)格，整批的鉆針就應(yīng)該可以允收。
檢查的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該要包括尖點(diǎn)的幾何缺點(diǎn)、損傷（碎片）、直徑（鉆刀與刀柄）、排屑溝長(zhǎng)度，以及套環(huán)安裝的正確性、尺寸的標(biāo)示（必須與實(shí)際的直徑與包裝盒上的標(biāo)示相符）等。一般的人工檢查處理方式，在鉆針制造廠的部分是采取20~40倍的放大鏡做全數(shù)的檢查，對(duì)各項(xiàng)容許值的判定是由工具放大鏡來(lái)測(cè)量。為了確認(rèn)鉆針的進(jìn)料及研磨后的質(zhì)量狀況，必須使用鉆針檢查機(jī)作鉆針端面檢查。目前對(duì)于這些鉆針質(zhì)量的掌控，多數(shù)的廠商仍然經(jīng)人工抽檢的方式進(jìn)行管制。但是由于光學(xué)系統(tǒng)的逐浙發(fā)達(dá)，目前已經(jīng)有半自動(dòng)的檢驗(yàn)管理系統(tǒng)可供使用并漸漸普及。
這些年來(lái)電子影像技術(shù)的進(jìn)步，要將影像轉(zhuǎn)換到熒屏上進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)的檢查已經(jīng)相當(dāng)容易，同時(shí)數(shù)據(jù)可以即時(shí)儲(chǔ)存并進(jìn)行分析管理，這對(duì)于鉆針品質(zhì)的穩(wěn)定化有一定的幫助， 當(dāng)電路板的鉆孔孔徑逐漸縮小，鉆針品質(zhì)對(duì)于機(jī)械鉆孔加工的影響愈來(lái)愈大，鉆針的搬運(yùn)、持取、操作所產(chǎn)生的影響也更明顯。為了能夠提升整體的品質(zhì)控制能力，業(yè)者發(fā)展出自動(dòng)化上下環(huán)、鉆針整理、自動(dòng)檢查的系統(tǒng)，將需要人工作業(yè)的步驟降到最低，而影像處理檢查的系統(tǒng)也設(shè)計(jì)得更為簡(jiǎn)易方便。
5、AOI的孔位檢查
一般機(jī)械鉆孔的品質(zhì)，主要的品質(zhì)檢查項(xiàng)目是以孔徑大小、是否漏鉆、孔壁狀況三個(gè)部分為主。以往傳統(tǒng)的檢查方式，是以孔針與工作底片來(lái)作人工比對(duì)，以確認(rèn)整體的鉆孔品質(zhì)。
拜電子與光學(xué)科技的進(jìn)步之賜，現(xiàn)在有所謂的“讀孔機(jī)”可以輔助鉆孔品質(zhì)的檢查。只要將數(shù)位的鉆孔資料讀入機(jī)械內(nèi)，機(jī)械會(huì)經(jīng)由光學(xué)判讀來(lái)比對(duì)資料與實(shí)際的讀取光點(diǎn)間是否有差異就可以發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)。因?yàn)樗俣瓤焱瑫r(shí)失誤率相對(duì)低，因此目前已有不少的廠商使用這類的技術(shù)以取代傳統(tǒng)的檢查方式。
6、AOI的小孔、肓孔檢查
自1995年以后各種微孔技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入電路板領(lǐng)域，這些技術(shù)的引進(jìn)讓電路板的設(shè)計(jì)產(chǎn)生變化，開(kāi)始強(qiáng)調(diào)采用肓孔技術(shù)來(lái)取代傳統(tǒng)的小通孔設(shè)計(jì)，特別是在高密度的應(yīng)用方面如：行動(dòng)電話、筆記本電腦、適配卡模塊、IC構(gòu)裝載板等。高縱橫＞8：1與直徑低于0.3mm以下的通孔也變得更多，特別是在侍服器板、背板、工作站板方面較為明顯。這些技術(shù)的引進(jìn)導(dǎo)致電路板的制作良率降低，許多研究報(bào)告預(yù)示HDI產(chǎn)品的缺點(diǎn)率都明確較高，而通孔需要更大的孔圈來(lái)避免產(chǎn)生孔圈破的問(wèn)題。在盲孔方面情況更為嚴(yán)重，多層堆疊的盲孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)品良率與對(duì)位公差都更難處理，這種現(xiàn)象趨勢(shì)并沒(méi)有地區(qū)性的差異。
這種發(fā)展需要一些新的制程控制項(xiàng)目：
? 最佳化鉆孔參數(shù)
? 確認(rèn)清潔度的影響
? 臨近設(shè)備的整體表現(xiàn)
? 測(cè)量設(shè)備能力的確認(rèn)
? 在進(jìn)行下一個(gè)步驟前先確認(rèn)缺陷狀況
這些管控的工作可以幫助降低成本、增加良率，同時(shí)也可以改善鉆孔的制程成果。
6.1、不同的微孔制作程序
以往光學(xué)成孔與電漿成孔，是比較針對(duì)高孔數(shù)電路板制作所使用的技術(shù)。不過(guò)由于雷射成孔技術(shù)的進(jìn)步，目前多數(shù)的高密度電路板產(chǎn)品都已經(jīng)采用這種技術(shù)生產(chǎn)。雖然目前仍然有少部分的微孔是采用UV雷射制作，不過(guò)CO2鉆孔制程到目前為止仍然是業(yè)界的主流。
鉆孔品質(zhì)檢查的需求
不論是哪一種微孔技術(shù)所產(chǎn)出的微孔，在檢查的時(shí)候比較典型的缺點(diǎn)偵測(cè)項(xiàng)目為：
? 漏鉆孔
? 孔塞
? 半閉合孔
? 孔加工過(guò)度/孔徑過(guò)小
? 孔加工對(duì)位不良
? 孔徑大小檢查
? 孔緣有突出物
? 樹(shù)脂的凹陷與傷痕
比較普遍的微孔偵測(cè)能力是在直徑2mil以上，而偵測(cè)的解板度比較常見(jiàn)的是12um。
6.2、小、微孔的缺陷
小、微孔缺陷可能是因?yàn)榄h(huán)境變化、溫濕度變化，或鉆釓、清潔、電鍍采用了不當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)方法所導(dǎo)致?；蛟S操作設(shè)備設(shè)定錯(cuò)誤、安裝了舊的程序、用了不對(duì)的鉆針、放進(jìn)錯(cuò)誤的鉆頭、電路板安放不正確、電路板操作錯(cuò)誤或者沒(méi)有在作業(yè)前清除殘?jiān)?，又或者是設(shè)備的氣動(dòng)軸承損壞、雷射檢流計(jì)（Galvanometer）或作業(yè)臺(tái)面需要校正、壓力腳不正常、操作參數(shù)不當(dāng)、集塵系統(tǒng)堵塞等等。也可能材料超出了公差范圍，如：鉆針損傷、樹(shù)脂過(guò)厚、底面臟點(diǎn)、基材變形等等。這些問(wèn)題可以分類為五大群組，而問(wèn)題則可以區(qū)隔為三類：成孔狀況不正常、孔位置偏移、孔徑或形狀不正常。這些缺陷可以針對(duì)產(chǎn)品的X-Y位置偏移、真圓度、尺寸或品質(zhì)缺陷來(lái)偵測(cè)。
微孔缺陷也可能會(huì)因?yàn)殚_(kāi)銅窗的底片對(duì)位偏移而產(chǎn)生，或者會(huì)因?yàn)闄C(jī)械鉆孔與外層影像的偏差而產(chǎn)生。要有效的檢查構(gòu)裝載板上逐漸增加的微孔結(jié)構(gòu)，就必需要有可以選擇性定義各種孔徑規(guī)格的系統(tǒng)。當(dāng)微孔具有輕微的不完美現(xiàn)象時(shí)，如：不理想的孔圈，就應(yīng)該被分開(kāi)認(rèn)定，而其它的關(guān)鍵缺點(diǎn)也可能需要用類似的方式進(jìn)行處理。
6.3、檢查盲孔的技術(shù)
電路板產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展出一些先進(jìn)的檢查測(cè)量技術(shù)來(lái)檢驗(yàn)現(xiàn)有問(wèn)題，線路影像的部分采用基本的允收規(guī)則平行采用電腦與多組感應(yīng)器來(lái)檢查。電路板以批次的方式送入溫濕度控制的房間，之后以人工或自動(dòng)設(shè)備送入AOI系統(tǒng)進(jìn)行檢查，之后利用比較低成本的驗(yàn)證工作站進(jìn)行驗(yàn)證與修補(bǔ)作業(yè)。如果面對(duì)高精度的產(chǎn)品，則利用精密坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行首件與小公差產(chǎn)品的檢查。
兩種主要的技術(shù)都已經(jīng)在多數(shù)的電路板生產(chǎn)廠完整建立，但是這些系統(tǒng)對(duì)于檢查微孔結(jié)構(gòu)方面則效率相當(dāng)?shù)?，相?duì)的成本、產(chǎn)出、檢查能力也都表現(xiàn)不佳，因?yàn)樗鼈儾⒉皇菫榱诉@樣的檢查目的而設(shè)計(jì)。之后設(shè)備業(yè)者針對(duì)機(jī)械與雷射鉆孔開(kāi)發(fā)了一些內(nèi)藏式的感應(yīng)器解決方案，希望幫助鉆孔制程的管制并監(jiān)控制程變婁或樣品的特性狀況。這些工具提供了鉆孔制程的及時(shí)資訊，但是缺點(diǎn)在于需要額外的特殊配件并要在每一個(gè)鉆軸上安裝的，這不但增加成本也可能會(huì)降低生產(chǎn)效率。這些方案似乎有用，但是仍不足以控制HDI的產(chǎn)品品質(zhì)。
因此有其它的視覺(jué)設(shè)備被發(fā)展出來(lái)，用在半導(dǎo)體構(gòu)裝載板與電子組裝的產(chǎn)業(yè)上。這些產(chǎn)業(yè)的公差需求比較緊，同時(shí)控制的方式是采取在線的監(jiān)控模式，應(yīng)用的范圍則以關(guān)鍵的控制點(diǎn)為主。制程會(huì)采用統(tǒng)計(jì)制程控制工具來(lái)維持制程狀況，這樣可以采取優(yōu)先順序式的制程改進(jìn)，同時(shí)也可以驗(yàn)證整體設(shè)備的制程能力。這些方面的發(fā)展，主要的用途仍然以HDI類產(chǎn)品領(lǐng)域?yàn)橹鳌?BR> 檢查測(cè)量的方式比較以實(shí)際狀況為主，測(cè)量的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生變異的數(shù)據(jù)，可以作為制程品質(zhì)預(yù)防性處理的依據(jù)。AOI的影像工具一般會(huì)用規(guī)則性的定義來(lái)歸類缺陷，并不提供任何的測(cè)量資料。測(cè)量系統(tǒng)需要不同的設(shè)計(jì)或采購(gòu)策略，包括考慮使用的馬達(dá)、編碼系統(tǒng)、更好的光源與光學(xué)機(jī)構(gòu)、可以追蹤的校正工具等。這些設(shè)備多數(shù)都是為了用在工廠的一般場(chǎng)所，并不一定會(huì)安裝在無(wú)塵室中。希望能夠在最接近缺陷產(chǎn)生的位置進(jìn)行檢查，因此作業(yè)必需要在制程的環(huán)境中進(jìn)行。如：鉆孔區(qū)或電鍍區(qū)。它們都是全自動(dòng)的作業(yè)而不是以手動(dòng)的方式支持批次作業(yè)，作業(yè)人員一般都只有在進(jìn)行設(shè)定、失控調(diào)整與處理可修補(bǔ)新產(chǎn)品時(shí)才需要出現(xiàn)。
多彩的LED光源從不同的角度射入，利用光電元件與測(cè)量鏡頭來(lái)產(chǎn)生影像，利用高解析度的單色數(shù)位相機(jī)來(lái)擷取影像。對(duì)位點(diǎn)與鉆孔程序可以用來(lái)驗(yàn)證孔的位置及直徑狀況，機(jī)械的禮覺(jué)器技術(shù)可以用來(lái)測(cè)量每個(gè)孔的位置精度、直徑、真圓度。
智能型的視覺(jué)運(yùn)算系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)缺陷并進(jìn)行分類，同時(shí)缺陷的特征也可以進(jìn)行測(cè)量。因?yàn)椴煌奈⒖准夹g(shù)可能會(huì)產(chǎn)生不同的特征，缺陷歸類的規(guī)則應(yīng)該要依據(jù)制程方式分別訂定，當(dāng)然制程中檢查的位置也應(yīng)該要列入考慮。
到目前為止，電路板的局部缺點(diǎn)是無(wú)法在每一個(gè)制程內(nèi)檢查出來(lái)。例如：對(duì)于CO2雷射鉆孔加工，孔內(nèi)燒焦的碎屑與局部的遮蔽狀況都很難判定是好或壞，如果經(jīng)過(guò)清潔的步驟會(huì)讓這種檢查比較穩(wěn)定可信。高縱橫的微孔如比例大于1：1也相當(dāng)難判定，因?yàn)楣庠磁c光學(xué)系統(tǒng)都不容易接近偵測(cè)點(diǎn)，實(shí)際上其光的反射能力也相當(dāng)受限。
6.4、材料的類型
雖然各種制程類型的微孔缺陷相當(dāng)類似，但是需要檢查的材料與影像卻有差異，需要進(jìn)行有規(guī)則的檢查程序測(cè)試而不是只靠基本的規(guī)則來(lái)進(jìn)行。采用特別強(qiáng)化的雷射檢測(cè)技術(shù)，可以提升微孔缺點(diǎn)需求的偵測(cè)能力，讓微孔制作程序有更好的表現(xiàn)。
當(dāng)結(jié)合使用反射與熒光取得影像的技術(shù)，是有可能可以比較樹(shù)脂與銅金屬來(lái)偵測(cè)關(guān)鍵性的缺點(diǎn)，且在同一個(gè)掃描處理中可以同時(shí)利用反射模式分析樹(shù)脂的厚度。要分辨內(nèi)部發(fā)亮的銅金屬來(lái)偵測(cè)關(guān)鍵性的缺點(diǎn)，且在同一個(gè)掃描處理中可以同時(shí)利用反射模式分析樹(shù)脂的厚度。要分辯內(nèi)部發(fā)亮的銅襯墊與環(huán)繞在周邊的銅皮，這確實(shí)是一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)采用專用的軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)算判定，是可以利用視覺(jué)系統(tǒng)穿透雷射孔來(lái)進(jìn)行檢查。同時(shí)使用反射與熒光影像來(lái)檢查，對(duì)于辨認(rèn)內(nèi)層襯墊而言是必要的。
7、AOI的凸塊檢查
近年來(lái)各種SMT零件開(kāi)始大量引用陣列接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，其中最重要的結(jié)構(gòu)要素就是焊接用的焊料凸塊。凸塊的高度會(huì)影響零件承受壓力的能力，而焊料的體積也會(huì)影響連接組裝后的強(qiáng)度，對(duì)于需要制作凸塊的載板與電子構(gòu)裝業(yè)者而言，如何確認(rèn)凸塊確實(shí)存在并保有必要的體積與正確共平面性，就成為產(chǎn)品外觀品質(zhì)中重要的檢查項(xiàng)目。當(dāng)金屬經(jīng)過(guò)液態(tài)回焊處理，其外型就會(huì)受到自然產(chǎn)生的表面張力影響而變成球面外型。某些電子構(gòu)裝的晶片端采用球面凸塊處理，某些晶片則采用平面的金屬處理模式。相對(duì)的構(gòu)裝載板就會(huì)因晶片接觸差異，做出壓平凸塊或是球面凸塊處理。不論用哪一種處理，其凸塊的共平面性與體積都是重要的特性項(xiàng)目，不同的檢測(cè)設(shè)備會(huì)采用各自的方式進(jìn)行凸塊的外型特性檢查。
焊錫處理后的凸塊，并不會(huì)呈現(xiàn)完美的圓形，而多少會(huì)因?yàn)榫壠岬倪吘売绊懗尸F(xiàn)輕微的不規(guī)則。此時(shí)影像系統(tǒng)取得的影像，可以經(jīng)由最佳化處理模擬出一個(gè)虛擬的圓，之后利用面積=[π*（直徑）2/4]的公式，可以計(jì)算出凸塊占有的面積。取得影像模擬狀況。
至于凸塊的體積與高度，系統(tǒng)則利用另外一種模式來(lái)檢測(cè)；系統(tǒng)利用有限元素的分析方式，將凸塊切割成非常多小區(qū)塊進(jìn)行立體的積分處理，這樣就可以做出體積的估算。如果凸塊本身是平面的狀態(tài)，處理起來(lái)當(dāng)然相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，但是如果出現(xiàn)球面的凸塊結(jié)構(gòu)，則計(jì)算的過(guò)程就會(huì)因?yàn)檫x取的區(qū)塊大小而產(chǎn)生差異。如果影像系統(tǒng)的解析度不足，所能選取的最小區(qū)塊就可能無(wú)法達(dá)到理想的水準(zhǔn)。所測(cè)量出來(lái)的體積與實(shí)際狀況會(huì)有比較大的差異，而測(cè)量的結(jié)果也可能不穩(wěn)定。這種測(cè)量方式，被稱為球體像素估算（VPA-Ball Volume Pixel Acquisition）。
8、AOI特性尺寸檢查
于內(nèi)層與外層電路板蝕刻之制程，可運(yùn)用線寬線距量測(cè)儀，進(jìn)行線寬線距與上下線寬檢測(cè)，進(jìn)而確認(rèn)參數(shù)是否合乎蝕刻標(biāo)準(zhǔn)。使用線寬線距量測(cè)儀之最大優(yōu)點(diǎn)，在于使用視覺(jué)系統(tǒng)取代以人眼搭配顯微鏡，能有效擷取上下線寬及線距之?dāng)?shù)值，并制成報(bào)表輸出，而得以分析比較蝕刻制程之能力與優(yōu)劣。
9、AOI的產(chǎn)品外觀檢查
電路板出貨前所做的檢查，其檢查技術(shù)的挑戰(zhàn)性相當(dāng)?shù)母?。電路板成品與一般裸板相當(dāng)類似，但因?yàn)槎嗔艘粚又购钙岫沟闷溆跋竦娜〉门c分析變得比較復(fù)雜。到目前為止，最終的檢查仍然有相當(dāng)?shù)谋壤且蕾囎鳂I(yè)人員的人工檢查。因?yàn)橛辛诵碌淖詣?dòng)視覺(jué)檢查技術(shù)加入，有更多的廠商與設(shè)備進(jìn)入了生產(chǎn)線上。多數(shù)成品電路板與生產(chǎn)中的電路板面積差異比較大，而且產(chǎn)品間的差異也相當(dāng)?shù)拇蟆＿@樣的狀況下所需要的視覺(jué)檢查設(shè)備，就與裸板所需要的檢驗(yàn)設(shè)備特性產(chǎn)生差異。
這種外觀檢查系統(tǒng)，應(yīng)該要有以下的特性：
? 必須能夠提供不同的自動(dòng)視覺(jué)檢查能力，同時(shí)必需要能夠適應(yīng)寬廣的產(chǎn)品類型；設(shè)定時(shí)間必須短，因?yàn)楦鼡Q產(chǎn)品批次相當(dāng)頻繁，生產(chǎn)線不可能等待長(zhǎng)時(shí)間來(lái)更換測(cè)試產(chǎn)品
9.1、缺陷的類型
除了AOI可以偵測(cè)的缺陷外（內(nèi)層裸板與外層板），構(gòu)裝載板有兩個(gè)主要類型的缺陷必需要在最終的檢查時(shí)進(jìn)行偵測(cè)：
? 表面的缺陷：變色、不平整的表面、止焊漆上或內(nèi)的異物；
? 止焊漆的對(duì)位問(wèn)題：襯墊過(guò)度遮蔽、應(yīng)該遮蔽的孔或線路暴露出來(lái)、應(yīng)該露出的 襯墊或孔被遮蔽、應(yīng)該有完整止焊漆保護(hù)的區(qū)域并不完整。
9.2、導(dǎo)入彩色CCD機(jī)能
由于多變的外觀偵測(cè)困難，比較可行的方案之一就是在偵測(cè)程序中導(dǎo)入彩色的CCD影像系統(tǒng)處理。傳統(tǒng)的檢查是使用單色或灰階的影像系統(tǒng)來(lái)取得影像進(jìn)行了判定，單色的系統(tǒng)只能提供二維的顏色來(lái)進(jìn)行影像判定。
考慮到需要偵測(cè)的材料類型：?jiǎn)渭兊幕?、基材與止焊漆的組合、銅金屬與止焊漆的組合、襯墊上不同的金屬處理等，這些狀況豪無(wú)疑問(wèn)的應(yīng)該要提供更好的辨認(rèn)能力系統(tǒng)才能發(fā)揮功效。因?yàn)閷?dǎo)入色彩區(qū)隔方法，影像不會(huì)只有亮度與反射的差異而已，因此材料對(duì)比性不足的問(wèn)題相對(duì)就可以明顯降低。用色彩擷取影像，就算是比較低的對(duì)比與多種金屬處理存在也有機(jī)會(huì)可以偵測(cè)載板的表面狀況。不過(guò)彩色影像的資料量比較大，因此設(shè)備數(shù)據(jù)處理能力必需要適度的提升。
某些廠商經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)采用灰階的辯視系統(tǒng)比彩色的CCD系統(tǒng)更能判斷出電路板的表面缺點(diǎn)，因此嘗試將彩色系統(tǒng)又轉(zhuǎn)換為灰階系統(tǒng)，這方面的改變也值得業(yè)者進(jìn)一步了解。9.3 條狀、片狀的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?BR> IC的功能性與I/O變得更多更復(fù)雜，電路板廠商必須在合理的成本下生產(chǎn)更高密度連結(jié)的產(chǎn)品，同時(shí)要在更短的時(shí)間內(nèi)交出穩(wěn)定具有高品質(zhì)的產(chǎn)品。加上電路板技術(shù)與微孔技術(shù)導(dǎo)入，可以讓這些復(fù)雜的需求得以滿足。這種趨勢(shì)已經(jīng)成為電路板產(chǎn)業(yè)與先進(jìn)電子構(gòu)裝載板技術(shù)的主流，徹底的改變了產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。
因?yàn)槊恳挥嫉妮d板所配置的接點(diǎn)大幅增加，漏掉一個(gè)缺點(diǎn)所付出的代價(jià)會(huì)比以往的損失更大。所以電路板制造商都尋求自動(dòng)化的檢查方案，以作為品質(zhì)管制的重要監(jiān)控方法。
用于先進(jìn)構(gòu)裝的構(gòu)裝載板方式，包括：BGA（Ball Grid Arrays）、CSP（Chip Scale packaging）、覆晶BGA（FC-BGA-Flip chip BGA）、COB（Chip on Board）等。因?yàn)殡娐钒宓闹谱魇且匀宓姆绞竭M(jìn)行，同時(shí)產(chǎn)品是以重復(fù)線路布局的方式配置，有相當(dāng)多的單元會(huì)配置在一片電路板上，這樣的特性使得生產(chǎn)的批量相對(duì)比較小。某些軟性捲對(duì)捲構(gòu)裝載板，還需要特殊的ＡＯＩ設(shè)備來(lái)檢查。對(duì)于構(gòu)裝載板或模塊板業(yè)者而言，時(shí)常會(huì)采用條狀的配置方式生產(chǎn)出貨。例如：一條CSP構(gòu)裝載板產(chǎn)品有四連片在一起，每片上包含有25個(gè)單元的CSP。假設(shè)業(yè)者規(guī)定只要缺點(diǎn)單元數(shù)低于20%就算通過(guò)檢驗(yàn)，則系統(tǒng)應(yīng)該要搭配此需求進(jìn)行處理。此時(shí)就要注意確認(rèn)產(chǎn)品單元的缺點(diǎn)狀況，而不是只計(jì)算缺點(diǎn)數(shù)的狀況。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)數(shù)有超出規(guī)定的故障量時(shí)，應(yīng)該要進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)是否此產(chǎn)品應(yīng)該報(bào)廢。此時(shí)自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)需要有以下兩種能力：
? 能夠確認(rèn)各個(gè)單元的缺點(diǎn)數(shù)而不只是整條產(chǎn)品上的缺點(diǎn)數(shù)（兩個(gè)故障問(wèn)題出現(xiàn)在同一單元產(chǎn)品上應(yīng)該要被認(rèn)定為缺點(diǎn)單一產(chǎn)品，至于品質(zhì)管制需要的資料可以另外進(jìn)行統(tǒng)計(jì)）；
? 系統(tǒng)應(yīng)該具有篩選整條產(chǎn)品的能力，不能只是偵測(cè)缺點(diǎn)數(shù)量而已。
10、AOI成型尺寸量測(cè)機(jī)
于PCB制程中運(yùn)用尺寸量測(cè)，可有效提高制程中產(chǎn)品之良率。尤其在成型階段，由于成型制程具有不可逆性，銑刀使用中磨耗產(chǎn)生的瑕疵，如果能夠及時(shí)檢出，可以免除大量報(bào)廢的產(chǎn)生。另外由于使用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)為媒介，也可以避免前后或不同人員檢測(cè)之結(jié)果有所出入。
11、小結(jié)
AOI技術(shù)已經(jīng)在過(guò)去的二十年間普遍用在電路板產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要仍然以應(yīng)對(duì)全板檢查的市場(chǎng)目標(biāo)來(lái)制作。不過(guò)在考慮一些新產(chǎn)品特性如：反覆的線路、細(xì)線路時(shí)，則必須要考慮其實(shí)際使用AOI的方式。
在電路板制造過(guò)程中，不同的生產(chǎn)程序需要有特定的檢驗(yàn)方式。
? 在制程中用AOI進(jìn)行光罩、內(nèi)層板、增層與外層的全板檢查；
? 制程中的雷射孔或其他技術(shù)制作的微孔，也可以用AOI檢驗(yàn)所制作的增層結(jié)構(gòu)；
? 產(chǎn)品的最終視覺(jué)檢查，則會(huì)依據(jù)出貨的狀況進(jìn)行全面檢查；
面對(duì)變化愈來(lái)愈多的產(chǎn)品應(yīng)用，如何發(fā)展出更具智慧的AOI應(yīng)用系統(tǒng)，仍將繼續(xù)考驗(yàn)著業(yè)者的能力。 |
