目前在電子組裝測試領(lǐng)域中使用的測試技術(shù)種類繁多,，常用的有手工視覺檢查(Manual Visual Inspection ，簡稱MVI),、在線測試（In-Circuit Tester,，簡稱ICT）,、自動(dòng)光學(xué)測試（Automatic Optical Inspection，簡稱AOI）,、自動(dòng)X射線測試（Automatic X-ray Inspection,，簡稱AXI）、功能測試（Functional Tester,，簡稱FT）等,。由于電子組裝行業(yè)的復(fù)雜性，很難界定哪些手段是組裝業(yè)所必須的,，而哪些是不需要的,，每種測試技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和測試手段都不盡相同。

 測試技術(shù)介紹 自動(dòng)光學(xué)檢查AOI (Automatic Optical Inspection) 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(dòng)檢測時(shí),，機(jī)器通過攝像頭自動(dòng)掃描PCB,，采集圖像，測試的焊點(diǎn)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(dòng)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有以下兩類主要目標(biāo)： (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)線最末端。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,。 （2）過程跟蹤(Process tracking)。使用檢查設(shè)備來監(jiān)視生產(chǎn)過程,。典型地包括詳細(xì)的缺陷分類和元件貼放偏移信息,。當(dāng)元件供應(yīng)穩(wěn)定，產(chǎn)品可靠性很重要,，并進(jìn)行低混合度大批量制造時(shí),，制造商優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)。這經(jīng)常要求把檢查設(shè)備放置到生產(chǎn)線上的幾個(gè)位置,，在線地監(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)。

放置位置 雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個(gè)位置,，但有三個(gè)檢查位置是主要的：（1）錫膏印刷之后,。如果錫膏印刷過程滿足要求，那么ICT發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量可大幅度的減少,。典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn)：●焊盤上焊錫不足,。●焊盤上焊錫過多,?！窈稿a對焊盤的重合不良?！窈副P之間的焊錫橋,。在ICT上，相對這些情況的缺陷概率直接與情況的嚴(yán)重性成比例,。輕微的少錫很少導(dǎo)致缺陷,，而嚴(yán)重的情況，如根本無錫,，則會(huì)在ICT上造成缺陷,。焊錫不足可能是元件丟失或焊點(diǎn)開路的一個(gè)原因。盡管如此,，決定哪里放置AOI需要認(rèn)識(shí)到元件丟失可能是其它原因下發(fā)生的,，這些原因必須放在檢查計(jì)劃內(nèi),。這個(gè)位置的檢查最直接地支持過程跟蹤和特征化。這個(gè)階段的定量過程控制數(shù)據(jù)包括:印刷偏移和焊錫量信息,，而有關(guān)印刷焊錫的定性信息也會(huì)產(chǎn)生,。（2）回流焊前。檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的,。這是一個(gè)典型地放置檢查機(jī)器的位置,，因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷。在這個(gè)位置產(chǎn)生的定量的過程控制信息,，提供高速片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息,。這個(gè)信息可用來修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。這個(gè)位置的檢查滿足過程跟蹤的目標(biāo),。（3）回流焊后,。在SMT工藝過程的最后步驟進(jìn)行檢查，這是目前AOI最流行的選擇,，因?yàn)檫@個(gè)位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤,。回流焊后檢查提供高度的安全性,，因?yàn)樗R(shí)別由錫膏印刷,、元件貼裝和回流過程引起的錯(cuò)誤。 雖然各個(gè)位置可檢測特殊缺陷,，但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個(gè)可以盡早識(shí)別和改正最多缺陷的位置,。

 在線測試儀ICT(In-circuit tester) 電氣測試使用的最基本儀器是在線測試儀（ICT），傳統(tǒng)的在線測試儀測量時(shí)使用專門的針床與已焊接好的線路板上的元器件接觸,，并用數(shù)百毫伏電壓和10毫安以內(nèi)電流進(jìn)行分立隔離測試,，從而精確地測出所裝電阻、電感,、電容,、二極管、三極管,、可控硅,、場效應(yīng)管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝,、錯(cuò)裝,、參數(shù)值偏差、焊點(diǎn)連焊,、線路板開短路等故障,，并將故障是哪個(gè)元件或開短路位于哪個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確告訴用戶。針床式在線測試儀優(yōu)點(diǎn)是測試速度快,，適合于單一品種民用型家電線路板極大規(guī)模生產(chǎn)的測試,，而且主機(jī)價(jià)格較便宜,。但是隨著線路板組裝密度的提高，特別是細(xì)間距SMT組裝以及新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期越來越短,，線路板品種越來越多,，針床式在線測試儀存在一些難以克服的問題：測試用針床夾具的制作,、調(diào)試周期長,、價(jià)格貴；對于一些高密度SMT線路板由于測試精度問題無法進(jìn)行測試,。 基本的ICT近年來隨著克服先進(jìn)技術(shù)局限的技術(shù)而改善,。例如，當(dāng)集成電路變得太大以至于不可能為相當(dāng)?shù)碾娐犯采w率提供探測目標(biāo)時(shí),，ASIC工程師開發(fā)了邊界掃描技術(shù),。邊界掃描(boundary scan)提供一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法來確認(rèn)在不允許探針的地方的元件連接。額外的電路設(shè)計(jì)到IC內(nèi)面,，允許元件以簡單的方式與周圍的元件通信,，以一個(gè)容易檢查的格式顯示測試結(jié)果。 另一個(gè)非矢量技術(shù)(vectorlees technique)將交流(AC)信號(hào)通過針床施加到測試中的元件,。一個(gè)傳感器板壓在測試中的元件表面,，與元件引腳框形成一個(gè)電容，將信號(hào)耦合到傳感器板,。沒有耦合信號(hào)表示焊點(diǎn)開路,。

 自動(dòng)X射線檢查AXI (Automatic X-ray Inspection) AXI是近幾年才興起的一種新型測試技術(shù)。當(dāng)組裝好的線路板（PCBA）沿導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后,，位于線路板上方有一X-Ray發(fā)射管,，其發(fā)射的X射線穿過線路板后被置于下方的探測器（一般為攝像機(jī)）接受，由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛,，因此與穿過玻璃纖維,、銅、硅等其它材料的X射線相比,，照射在焊點(diǎn)上的X射線被大量吸收,，而呈黑點(diǎn)產(chǎn)生良好圖像，使得對焊點(diǎn)的分析變得相當(dāng)直觀,，故簡單的圖像分析算法便可自動(dòng)且可靠地檢驗(yàn)焊點(diǎn)缺陷,。AXI技術(shù)已從以往的2D檢驗(yàn)法發(fā)展到目前的3D檢驗(yàn)法。前者為透射X射線檢驗(yàn)法,，對于單面板上的元件焊點(diǎn)可產(chǎn)生清晰的視像,，但對于目前廣泛使用的雙面貼裝線路板，效果就會(huì)很差,，會(huì)使兩面焊點(diǎn)的視像重疊而極難分辨,。而3D檢驗(yàn)法采用分層技術(shù),，即將光束聚焦到任何一層并將相應(yīng)圖像投射到一高速旋轉(zhuǎn)的接受面上，由于接受面高速旋轉(zhuǎn)使位于焦點(diǎn)處的圖像非常清晰,，而其它層上的圖像則被消除,，故3D檢驗(yàn)法可對線路板兩面的焊點(diǎn)獨(dú)立成像。 3D X-Ray技術(shù)除了可以檢驗(yàn)雙面貼裝線路板外,，還可對那些不可見焊點(diǎn)如BGA等進(jìn)行多層圖像“切片”檢測,，即對BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行徹底檢驗(yàn),。同時(shí)利用此方法還可測通孔（PTH）焊點(diǎn),，檢查通孔中焊料是否充實(shí)，從而極大地提高焊點(diǎn)連接質(zhì)量,。

 功能測試(Functional Tester)

ICT能夠有效地查找在SMT組裝過程中發(fā)生的各種缺陷和故障,，但是它不能夠評估整個(gè)線路板所組成的系統(tǒng)在時(shí)鐘速度時(shí)的性能。而功能測試就可以測試整個(gè)系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),，它將線路板上的被測單元作為一個(gè)功能體,，對其提供輸入信號(hào)，按照功能體的設(shè)計(jì)要求檢測輸出信號(hào),。這種測試是為了確保線路板能否按照設(shè)計(jì)要求正常工作,。所以功能測試最簡單的方法，是將組裝好的某電子設(shè)備上的專用線路板連接到該設(shè)備的適當(dāng)電路上,，然后加電壓,，如果設(shè)備正常工作，就表明線路板合格,。這種方法簡單,、投資少，但不能自動(dòng)診斷故障,。

幾種測試技術(shù)之間的比較

ICT測試是目前生產(chǎn)過程中最常用的測試方法,，具有較強(qiáng)的故障能力和較快的測試速度等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)對于批量大,，產(chǎn)品定型的廠家而言,，是非常方便、快捷的,。但是,，對于批量不大，產(chǎn)品多種多樣的用戶而言,，需要經(jīng)常更換針床,，因此不太適合。同時(shí)由于目前線路板越來越復(fù)雜,，傳統(tǒng)的電路接觸式測試受到了極大限制,，通過ICT測試和功能測試很難診斷出缺陷,。隨著大多數(shù)復(fù)雜線路板的密度不斷增大，傳統(tǒng)的測試手段只能不斷增加在線測試儀的測試接點(diǎn)數(shù),。然而隨著接點(diǎn)數(shù)的增多,，測試編程和針床夾具的成本也呈指數(shù)倍上升。開發(fā)測試程序和夾具通常需要幾個(gè)星期的時(shí)間,，更復(fù)雜的線路板可能還要一個(gè)多月,。另外，增加ICT接點(diǎn)數(shù)量會(huì)導(dǎo)致ICT測試出錯(cuò)和重測次數(shù)的增多,。

 AOI技術(shù)則不存在上述問題,，它不需要針床，在計(jì)算機(jī)程序驅(qū)動(dòng)下,，攝像頭分區(qū)域自動(dòng)掃描PCB，采集圖像,，測試的焊點(diǎn)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,。極短的測試程序開發(fā)時(shí)間和靈活性是AOI最大的優(yōu)點(diǎn),。AOI除了能檢查出目檢無法查出的缺陷外，AOI還能把生產(chǎn)過程中各工序的工作質(zhì)量以及出現(xiàn)缺陷的類型等情況收集,，反饋回來,，供工藝控制人員分析和管理。表1是兩者之間的比較,。 但AOI系統(tǒng)也存在不足,，如不能檢測電路錯(cuò)誤，同時(shí)對不可見焊點(diǎn)的檢測也無能為力,。并且經(jīng)過我們的調(diào)研,，我們發(fā)現(xiàn)AOI測試技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)存在一些問題：1）AOI對測試條件要求較高，例如當(dāng)PCB有翹曲,，可能會(huì)由于聚焦發(fā)生變化導(dǎo)致測試故障,。而如果將測試條件放寬，又達(dá)不到測試目的,。2)AOI靠識(shí)別元件外形或文字等來判斷元件是否貼錯(cuò)等,，若元件類型經(jīng)常發(fā)生變化（如由不同公司提供的元件），這樣需要經(jīng)常更改元件庫參數(shù),，否則將會(huì)導(dǎo)致誤判,。 AXI技術(shù)是目前一種相對比較成熟的測試技術(shù)，其對工藝缺陷的覆蓋率很高,，通常達(dá)97%以上,。而工藝缺陷一般要占總?cè)毕莸?0%-90%,，并可對不可見焊點(diǎn)進(jìn)行檢查，但AXI技術(shù)不能測試電路電氣性能方面的缺陷和故障,。盡管如此,，AXI技術(shù)在電子通信行業(yè)中的應(yīng)用前景令人看好，例如上海貝爾,、青島朗訊等都已采用了這一新技術(shù),。
 測試技術(shù)的應(yīng)用前景展望 從目前應(yīng)用情況來看，采用兩種或以上技術(shù)相結(jié)合的測試策略正成為發(fā)展趨勢（如圖1所示）,。

 因?yàn)槊恳环N技術(shù)都補(bǔ)償另一技術(shù)的缺點(diǎn)：從將AXI技術(shù)和ICT技術(shù)結(jié)合起來測試的情況來看,，一方面，X射線主要集中在焊點(diǎn)的質(zhì)量,。它可確認(rèn)元件是否存在,，但不能確認(rèn)元件是否正確，方向和數(shù)值是否正確,。另一方面,，ICT可決定元件的方向和數(shù)值但不能決定焊接點(diǎn)是否可接受，特別是焊點(diǎn)在封裝體底部的元件,，如BGA,、CSP等。

  需要特別指出的是隨著AXI技術(shù)的發(fā)展,，目前AXI系統(tǒng)和ICT系統(tǒng)可以“互相對話”,，這種被稱為“AwareTest”的技術(shù)能消除兩者之間的重復(fù)測試部分。通過減小ICT/AXI多余的測試覆蓋面可大大減小ICT的接點(diǎn)數(shù)量,。這種簡化的ICT測試只需原來測試接點(diǎn)數(shù)的30%就可以保持目前的高測試覆蓋范圍,，而減少ICT測試接點(diǎn)數(shù)可縮短ICT測試時(shí)間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費(fèi)用,。 在過去的兩三年里,，采用組合測試技術(shù)，特別是AXI/ICT組合測試復(fù)雜線路板的情況出現(xiàn)了驚人的增長,，而且增長速度還在加快,，因?yàn)橛懈嗟男袠I(yè)領(lǐng)先生產(chǎn)廠家意識(shí)到了這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并將其投入使用。