SMT制造工艺之FAI首件检测机制

在SMT生产过程中,有一种通用的防错方式,它可以减少错件的风险,降低出错的几率,有效的提高整个生产的品质,这种方式就是首件检测机制(FAI - First Article Inspection),几乎所有的SMT企业都会采取这种防错机制。    所谓的FAI首件检测机制,就是在正式生产之前先打一片样板,这片板子会进行全方位的测试,在所有测试都通过之后,才开始正式大批量生产,首件检测通常是在以下情况下进行的: 

  1、新产品首次上线;

  2、每个工作班的开始; 

3、更换产品型号 

4、调整设备、工装夹具; 

5、更改技术条件、工艺方法和工艺参数; 

6、采用新材料或ECN材料更改后

      合理的FAI首件检测机制可以确保在贴片机上等待安装的元器件是正确的,所使用的锡膏状态,回炉温度是没有问题的,可以有效的防止批量性不良出现。首件检测机制是可以预先控制产品生产过程的一种手段,是产品工序质量控制的一种重要方法,是企业确保产品质量,提高经济效益的一种行之有效、必不可少的方法。

证明,首件检测机制是一项可以尽早发现问题、防止产品成批报废的有效措施。通过首件检验,可以发现诸如工装夹具严重磨损或安装定位错误、机器设备稳定性问题、贴片程序弄错BOM或位置、上错料或温度曲线错误等系统性焊接问题,从而采取纠正或改进措施,以防止批次性不合格品发生。    以下是首件测试的一些常用方法介绍,根据不同的生产需求,企业通常会选择不同的测试方法,虽然使用的方法不同,但最终的效果却是相同的。

     

1、LCR 量测,这种测试方法适合一些简单的电路板,电路板上的元器件较少,没有集成电路,只有一些被动元器件的电路板,在打件结束之后不需要回炉,直接使用LCR对电路板上的元器件进行量测,与BOM上的元器件额定值对比,没有异常时即可以开始正式生产。这种方法因其成本低廉,只要有一台LCR就可以操作,所以被很多的SMT厂广泛采用。

2、FAI首件测试系统,通常由一套FAI软件主导整合的LCR电桥构成。可以将产品BOM和Gerber导入该FAI系统中,员工使用其自带夹具对首件样板元件进行测量,系统会和输入的CAD数据核对,测试过程软件通过图形或者语音展示结果,减少因为人员查找疏忽而出现的误测。可以节约人力成本,但是先期投入较大,在现在的SMT行业中有一定的市场,得到一定企业的认可。      3、AOI测试,这个测试方法在SMT行业中非常的常见,适用于所有的电路板生产,主要是通过元器件的外形特性来确定元器件的焊接问题,也可以通过对元器件的颜色,IC上丝印的检查来判定电路板上的元器件是否存在错件问题。基本上每一条SMT生产线上都会标配一到两台AOI设备

 4、X-RAY检查,对于一些安装有隐藏焊点、诸如BGA、CSP、QFN封装元器件的电路板,对其生产的首件需要进行X-ray检查,X射线具有很强的穿透性,是最早用于各种检查场合的一种仪器,X射线透视图可以显示焊点的厚度,形状及焊接品质,焊锡密度。这些具体的指标可以充分的反映出焊点的焊接品质,包括开路,短路,孔洞,内部气泡以及锡量不足,并可以做定量分析。      5、飞针测试,这种测试方法通常在一些开发性质的小批量生产时使用,其特点是测试方便,程序可变性强,通用性好,基本上可以测试全部型号的电路板。但是测试效率比较低,每一片板子的测试时间会很长。该测试需要在产品经过回焊炉之后进行,主要通过测量两个固定点位之间的阻值大小,来确定电路板中的元器件是否存在短路,空焊,

错件问题。        

6、ICT测试,这种测试方式通常使用在已经量产的机种上,而且生产的量通常会比较大,测试效率很高,但是制造成本比较大,每一个型号的电路板需要特制的夹具,每一套的夹具使用寿命也不是很长,测试成本相对较高。测试原理和飞针测试差不多,也是通过量测两个固定点位之间的阻值来判定电路上的元器件是否存在短路,空焊,错件等现象。      7、FCT功能测试,这个测试方式通常是用在一些比较复杂的电路板上,需要测试的电路板必须在焊接完成之后,通过一些特定的治具,模拟出电路板的正式使用场景,将电路板放在这个模拟的场景中,接通电源后观察电路板是否可以正常的使用。这种测试方法可以很精确的判定电路板是否是正常的。但是同样存在测试效率不高,测试成本高昂的问题。