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在確保表面貼裝技術(shù) （SMT） 生產(chǎn)線的質(zhì)量時，選擇正確的檢測方法至關(guān)重要。自動光學(xué)檢測 （AOI） 和自動 X 射線檢測 （AXI） 是兩種流行的選項，為檢測印刷電路板 （PCB） 裝配中的缺陷提供了獨特的優(yōu)勢。那么，哪一個適合您的生產(chǎn)需求呢？簡而言之，AOI 非常適合快速的表面級缺陷檢測，如元件放置和焊接問題，而 AXI 擅長檢測隱藏的連接和內(nèi)部缺陷，如球柵陣列 （BGA） 中的缺陷。在本博客中，我們將深入探討 AOI 和 AXI 之間的區(qū)別，幫助您為 SMT 檢測流程做出明智的決策。

什么是 SMT 檢測中的 AOI 和 AXI？

在快節(jié)奏的電子制造領(lǐng)域，SMT 生產(chǎn)線高速生產(chǎn)復(fù)雜的 PCB。即使是很小的缺陷也可能導(dǎo)致代價高昂的故障，因此檢測成為關(guān)鍵步驟。自動光學(xué)檢測 （AOI） 和自動 X 射線檢測 （AXI） 都是用于確保質(zhì)量的非接觸式測試方法，但它們在生產(chǎn)線中的用途不同。

自動光學(xué)檢測 （AOI） 使用高分辨率相機和先進的照明技術(shù)對 PCB 表面進行目視檢查。它可以識別元件缺失、放置錯誤和焊接缺陷等問題。AOI 通常用于各個階段，包括焊膏應(yīng)用 （SPI） 后、回流焊前和回流焊后，其中回流焊后是最常見的，因為它能夠一次性捕獲各種缺陷。

另一方面，自動 X 射線檢測 （AXI） 使用 X 射線穿透 PCB 并檢查隱藏的特征。它特別適用于檢查 BGA、芯片級封裝 （CSP） 和其他肉眼看不到連接的高密度封裝等元件下的焊點。AXI 專注于內(nèi)部質(zhì)量和結(jié)構(gòu)完整性，通常在綜合檢測策略中補充 AOI。

用于 SMT 檢測的 AOI 和 AXI 之間的主要區(qū)別

了解自動光學(xué)檢測和自動 X 射線檢測之間的核心區(qū)別對于為您的 SMT 生產(chǎn)線選擇正確的方法至關(guān)重要。讓我們將其分解為關(guān)鍵領(lǐng)域，例如技術(shù)、缺陷檢測能力、速度和成本。

1. 技術(shù)和檢查方法

AOI 依靠可見光和攝像系統(tǒng)來捕捉 PCB 表面的詳細圖像。它使用 2D 成像，有時使用 3D 成像來分析元件放置、焊料圓角形狀和表面級缺陷?，F(xiàn)代 AOI 系統(tǒng)通常采用機器學(xué)習(xí)算法來提高準(zhǔn)確性，實現(xiàn)高達 95% 的表面缺陷檢測率。

相比之下，AXI 使用 X 射線技術(shù)來透視 PCB 和組件。它生成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細圖像，揭示隱藏的焊點和空隙。AXI 系統(tǒng)可以以高達 99% 的精度檢測隱藏連接的問題，使其成為復(fù)雜組件不可或缺的工具。但是，由于使用輻射，它們需要更復(fù)雜的設(shè)備和安全措施。

2. 缺陷檢測能力

AOI 擅長檢測表面缺陷，包括：

• 組件缺失或未對齊

• 焊橋和焊料不足

• 組件的極性或方向不正確

• 立碑或廣告牌缺陷

但是，AOI 無法檢查組件下方或多層板內(nèi)部，因此將其范圍限制在可見區(qū)域。例如，它與 BGA 不兼容，因為 BGA 的焊點隱藏在封裝下方。

AXI 通過關(guān)注內(nèi)部和隱藏缺陷來填補這一空白，例如：

• BGA 和 CSP 中的焊料空洞（通常很嚴(yán)重，因為超過 25% 的空洞會影響可靠性）

• 多層 PCB 內(nèi)層出現(xiàn)裂紋或斷裂

• 隱藏接頭中的焊料不足

• 堆疊元件中的對齊問題

雖然 AXI 在次表面檢測方面功能強大，但對于表面缺陷（如組件標(biāo)記或顏色變化）效果較差，而 AOI 正是這些缺陷的亮點。

3. 速度和吞吐量

速度是大批量 SMT 生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。AOI 系統(tǒng)通常更快，根據(jù)復(fù)雜程度，可以在 10-20 秒內(nèi)檢查一個典型的 PCB。這使它們成為需要快速反饋以保持生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)的在線檢測的理想選擇。

由于 X 射線成像和處理的復(fù)雜性，AXI 系統(tǒng)的速度較慢。單塊板可能需要 30-60 秒或更長時間來檢查，尤其是對于詳細的 3D X 射線掃描。因此，AXI 經(jīng)常離線使用或用于采樣，而不是 100% 在線檢查，除非產(chǎn)品需要嚴(yán)格的內(nèi)部質(zhì)量檢查。

AOI 在 SMT 生產(chǎn)線中的優(yōu)勢和局限性

AOI 的優(yōu)勢

• 速度和效率：AOI 提供快速檢測，使其適用于每板循環(huán)時間低至 10 秒的大批量生產(chǎn)線。

• 成本效益：與 AXI 相比，初始和運營成本更低，非常適合預(yù)算受限的制造商。

• 多面性：可用于 SMT 工藝的多個階段，從焊膏檢查到回流焊后檢查。

• 用戶友好：現(xiàn)代 AOI 系統(tǒng)通常配有直觀的軟件，縮短了作員的學(xué)習(xí)曲線。

AOI 的局限性

• 僅表面檢查：無法檢測到隱藏的缺陷或內(nèi)部問題，錯過 BGA 或多層板中的嚴(yán)重故障。

• 誤報：AOI 可能會將可接受的變體標(biāo)記為缺陷，需要手動驗證并可能減慢生產(chǎn)速度。

• 有限深度：難以處理光線和攝像機角度無法完全捕捉細節(jié)的高組件或陰影區(qū)域。

AXI 在 SMT 生產(chǎn)線中的優(yōu)勢和局限性

AXI 的優(yōu)勢

• 內(nèi)部檢查：無與倫比的隱藏缺陷檢測能力，例如 BGA 中的焊料空洞，空洞檢測準(zhǔn)確率通常超過 98%。

• 高精度：提供對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細見解，這對于航空航天或醫(yī)療設(shè)備等高可靠性應(yīng)用至關(guān)重要。

• 非破壞性：允許在不損壞 PCB 的情況下進行徹底檢查，保留產(chǎn)品以供進一步測試或使用。

AXI 的局限性

• 更高的成本：在設(shè)備、安全合規(guī)性和維護方面進行了大量投資，使其不太適用于小型運營。

• 較慢的進程：較長的檢測時間使得在沒有戰(zhàn)略性采樣的情況下進行高速、大批量生產(chǎn)是不切實際的。

• 復(fù)雜性：需要熟練的作人員和專業(yè)培訓(xùn)，以解讀 X 射線圖像并安全地管理設(shè)備。

如何為您的 SMT 生產(chǎn)線在 AOI 和 AXI 之間進行選擇

在自動光學(xué)檢測和自動 X 射線檢測之間做出決定取決于您的生產(chǎn)需求特定的幾個因素。以下是指導(dǎo)您選擇的關(guān)鍵注意事項：

1. PCB 和組件的類型

如果您的 SMT 生產(chǎn)線生產(chǎn)的 PCB 主要采用表面貼裝元件，并且隱藏連接最少，那么 AOI 可能就足夠了。它可以有效地捕捉常見的缺陷，如錯位或焊接問題。但是，如果您的電路板包含復(fù)雜的封裝，如 BGA、CSP 或帶有隱藏焊點的 QFN，則 AXI 對于確保內(nèi)部質(zhì)量至關(guān)重要。

2. 生產(chǎn)量和速度

對于速度至關(guān)重要的大批量生產(chǎn)，AOI 是更好的選擇，因為它的檢測時間更快。它可以在線集成以檢查每塊電路板，而不會造成瓶頸。對于質(zhì)量勝于速度的小批量、高價值產(chǎn)品，AXI 的詳細分析證明了其較慢的速度是合理的，通常用于抽樣或關(guān)鍵批次。

3. 預(yù)算限制

如果預(yù)算是一個問題，請從 AOI 開始，因為它提供了較低的入門成本，并且仍然提供強大的表面檢測。隨著您的需求增長，或者如果您進入更復(fù)雜的組件，請考慮投資 AXI 來補充您的 AOI 系統(tǒng)，從而創(chuàng)建一種混合檢測方法。

4. 質(zhì)量和可靠性要求

對于具有嚴(yán)格可靠性標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)，如汽車、航空航天或醫(yī)療，AXI 通常不容商榷。焊料空洞或內(nèi)部裂紋等缺陷可能導(dǎo)致災(zāi)難性故障，AXI 檢測這些問題的能力可確保符合 IPC-A-610 等標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可接受的空洞百分比（關(guān)鍵應(yīng)用通常低于 25%）。

5. 混合方法：結(jié)合 AOI 和 AXI

在許多現(xiàn)代 SMT 生產(chǎn)線中，AOI 和 AXI 的結(jié)合提供了兩全其美的效果。AOI 可對每塊電路板進行快速的表面級檢查，而 AXI 則選擇性地用于復(fù)雜元件或用作定期質(zhì)量審計。這種混合策略平衡了成本、速度和質(zhì)量，確保全面的缺陷檢測。例如，一條生產(chǎn)線可能會使用 AOI 后回流焊進行 100% 檢查，使用 AXI 對 10% 帶有 BGA 的電路板進行采樣，以驗證內(nèi)部焊接質(zhì)量。

在 SMT 生產(chǎn)線中實施 AOI 和 AXI 的實用技巧

一旦您確定了檢測方法，正確實施是使其優(yōu)勢最大化的關(guān)鍵。以下是將 AOI 和 AXI 集成到 SMT 流程中的可行提示：

• 優(yōu)化行中的放置：將 AOI 系統(tǒng)放置在焊膏印刷和回流焊等關(guān)鍵階段之后，以便及早發(fā)現(xiàn)缺陷。使用 AXI 對復(fù)雜電路板進行組裝后檢查，最好是離線檢查，以避免減慢生產(chǎn)線速度。

• 培訓(xùn)您的團隊：確保作員在解釋檢測數(shù)據(jù)方面接受過良好的培訓(xùn)，尤其是對于 AXI，因為 X 射線圖像可能很復(fù)雜。定期訓(xùn)練更新可以減少誤報并提高缺陷檢出率。

• 定期校準(zhǔn)：AOI 和 AXI 系統(tǒng)都需要定期校準(zhǔn)以保持精度。對于 AOI，請檢查相機對齊和照明條件;對于 AXI，確保 X 射線劑量和圖像清晰度符合制造商規(guī)格。

• 數(shù)據(jù)集成：使用軟件將檢測數(shù)據(jù)與您的制造執(zhí)行系統(tǒng) （MES） 集成。這允許實時缺陷跟蹤和流程優(yōu)化，在某些情況下可將返工成本降低多達 30%。

• 從小規(guī)模開始，然后擴大規(guī)模：如果預(yù)算緊張，可以從基本的 AOI 系統(tǒng)開始，然后升級到高級 3D AOI，或者隨著生產(chǎn)復(fù)雜性的增加添加 AXI。

SMT 檢測的未來趨勢：AOI 和 AXI 的進步

隨著技術(shù)的進步，SMT 檢測領(lǐng)域正在迅速發(fā)展。對于 AOI 來說，人工智能 （AI） 和機器學(xué)習(xí)的集成正在減少誤報并提高缺陷分類的準(zhǔn)確性。一些系統(tǒng)現(xiàn)在的誤報率低于 1%，比舊模型有了顯著改進。

對于 AXI，3D X 射線成像和計算機斷層掃描 （CT） 的發(fā)展提供了更詳細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)視圖，分辨率低至幾微米。此外，減少檢測時間的努力使 AXI 更適合在大批量設(shè)置中在線使用。

展望未來，趨勢是朝著更智能的集成檢測系統(tǒng)發(fā)展，將 AOI 和 AXI 數(shù)據(jù)整合到一個平臺中，提供 PCB 質(zhì)量的整體視圖。在工業(yè) 4.0 原則的支持下，這種融合將實現(xiàn)預(yù)測性維護和缺陷預(yù)防，進一步提高 SMT 生產(chǎn)線的效率。

為您的 SMT 生產(chǎn)線做出正確的選擇

為您的 SMT 生產(chǎn)線選擇自動光學(xué)檢測 （AOI） 和自動 X 射線檢測 （AXI） 取決于您的具體生產(chǎn)需求、預(yù)算和質(zhì)量要求。AOI 為表面缺陷檢測提供速度、經(jīng)濟性和多功能性，使其成為許多制造商的首選。AXI 具有無與倫比的隱藏連接檢測能力，對于內(nèi)部質(zhì)量不能妥協(xié)的復(fù)雜組件至關(guān)重要。