SMT行業(yè)中的絕大部分公司準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向無(wú)鉛流程，或正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。供應(yīng)商、制造商和顧問(wèn)公司正在討論和探索無(wú)鉛流程的引入、挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)等各方面問(wèn)題。當(dāng)然制造要一直占居主導(dǎo)地位，但也不應(yīng)該忽視測(cè)試能力。在這些研究中及在整個(gè)流程中包括AOI至關(guān)重要，因?yàn)橐霟o(wú)鉛焊接預(yù)計(jì)將會(huì)影響焊接質(zhì)量，進(jìn)而影響產(chǎn)品能否取得成功。AOI把守著流程的質(zhì)量大門(mén)，使用AOI將有助于檢定轉(zhuǎn)向無(wú)鉛流程的結(jié)果。

　　AOI的概念界定 　AOI已經(jīng)成為絲網(wǎng)印刷、元件組裝和焊接完整性的在線(xiàn)檢測(cè)和離線(xiàn)檢測(cè)工具。根據(jù)產(chǎn)品要求，可以在SMT線(xiàn)路的各個(gè)位置部署AOI系統(tǒng)。AOI一般使用可視光線(xiàn)和攝像機(jī)，采集(部分)組裝的PCB的圖像，并部署算法，檢驗(yàn)這一產(chǎn)品的正確性。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了許多不同的AOI應(yīng)用，如焊膏檢測(cè)、回流前元件檢測(cè)、回流后或波峰焊后和元件檢測(cè)。盡管各個(gè)制造商采用的合金不同，溫度曲線(xiàn)不同，且在回流焊和波峰焊之間存在著明顯的差異，但AOI解決方案可以統(tǒng)一滿(mǎn)足檢驗(yàn)要求。實(shí)踐證明，AIO是一種靈活的測(cè)試測(cè)量工具，自其問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)增加了大量的功能，如文字閱讀(OCR)或極性檢測(cè)(外觀或印刷)。

　　鑒于AOI不斷演變及其經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的功能，引入無(wú)鉛合金將不會(huì)給AOI技術(shù)及焊接的測(cè)試能力帶來(lái)挑戰(zhàn)。

　　AOI確定的兼容能力 　　人們很早就認(rèn)識(shí)到，AOI必需符合引入無(wú)鉛流程的要求，用戶(hù)一般都會(huì)詢(xún)問(wèn)AOI廠(chǎng)商這方面的功能。英國(guó)的國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）也認(rèn)識(shí)到這種需求，它邀請(qǐng)AOI廠(chǎng)商參加了對(duì)比研究。這一研究使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的、具有廣泛缺陷的測(cè)試電路板進(jìn)行。它使用不干凈的錫膏焊料，其中使用95.5Ag3.8Cu0.7焊接合金。這一科學(xué)研究非常完善，共包括6種AOI系統(tǒng)，結(jié)果于2002年公布。

　　結(jié)果展示了良好的缺陷覆蓋能力及通用的技術(shù)處理能力：“因此，這一工作的整體結(jié)論必須是，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)無(wú)鉛表面裝貼組件不能比SnPb組件帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。事實(shí)上，通過(guò)部分改變接受/拒絕值，為SnPb工藝開(kāi)發(fā)的當(dāng)前程序可以調(diào)整成用于無(wú)鉛工藝。”這就公正地證實(shí)了AOI廠(chǎng)商傳達(dá)的信息，對(duì)投資于這一技術(shù)的公司提供了重要的佐證。

　　此后，大多數(shù)AOI廠(chǎng)商一直在實(shí)際制造環(huán)境中接觸無(wú)鉛組件，他們不得不在實(shí)際環(huán)境下證明上述項(xiàng)目。由于某些SMT制造商已經(jīng)轉(zhuǎn)換了50%以上的產(chǎn)品，AOI具有重要意義，有助于實(shí)現(xiàn)的流程環(huán)境。當(dāng)然，對(duì)AOI廠(chǎng)商和SMT制造商來(lái)說(shuō)，一直會(huì)有一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，但這是引入新產(chǎn)品和新流程時(shí)都要面對(duì)的問(wèn)題。

　　缺陷頻譜 　　實(shí)踐證明，AOI在識(shí)別焊接外觀的差異方面非常有效，但識(shí)別其它缺陷的能力如何呢？缺陷頻譜保持不變，但缺陷的巴雷特圖（pareto chart）已經(jīng)轉(zhuǎn)變。在檢測(cè)缺陷時(shí)，沒(méi)有什么變化嗎？側(cè)立元件（Billboard Chip）看上去一模一樣，焊接不足也是如此。圖1是無(wú)鉛PCB上0603元件缺陷的部分實(shí)例。

　　但在無(wú)鉛元件中，某些布局設(shè)計(jì)已經(jīng)變化，如片式元件的焊盤(pán)現(xiàn)在變得更小，向內(nèi)移到元件中心更近的地方，以避免產(chǎn)生立碑缺陷。如果AOI安裝在回流焊后，那么除焊點(diǎn)較小外，其它缺陷檢測(cè)方面沒(méi)有任何變化。這種體積帶來(lái)了自己的挑戰(zhàn)，如分辨率和對(duì)于焊點(diǎn)的可視能力。但是，AOI還可以檢驗(yàn)是否焊接過(guò)度，即錫膏過(guò)多，這可能是由于同一錫膏厚度下焊盤(pán)較小引起的。錫膏過(guò)多還可能會(huì)導(dǎo)致不能立即檢測(cè)到的其它問(wèn)題，如焊錫球。后才檢測(cè)電路板。高端AOI系統(tǒng)使用更加完善的方法，它不基于反射系數(shù)，而是通過(guò)3D檢測(cè)進(jìn)行幾何形狀分析。

　　今天，在檢測(cè)無(wú)鉛流程時(shí)，必須認(rèn)真考慮流程中涉及的所有部件，包括無(wú)鉛元件，而不只是無(wú)鉛錫膏。元件鉛的錫鉛表面對(duì)焊接的污染程度及對(duì)其外觀有多大影響呢？無(wú)鉛制造的質(zhì)檢方法是否科學(xué)？還是只解決了當(dāng)前的部件，而沒(méi)有考慮未來(lái)要求？

　　AOI在流程中的作用 　　SMT制造商在其工藝具備無(wú)鉛制造能力時(shí)，一般只在研究中包括在線(xiàn)測(cè)試設(shè)備。這些研究主要集中在流程的制造部分，主要是絲網(wǎng)印刷機(jī)和回流焊爐。如果有在線(xiàn)AOI，根據(jù)生產(chǎn)的電路板的批量，可能也會(huì)編寫(xiě)一個(gè)測(cè)試程序。但在目前，在著手引入新流程和新技術(shù)時(shí)，應(yīng)該利用一切有利的工具，跟蹤變化，記錄結(jié)果。這包括離線(xiàn)測(cè)試設(shè)備及X射線(xiàn)系統(tǒng)。這些設(shè)備是為更緊密地考察焊接而設(shè)計(jì)的，可以更全面地分析焊接的結(jié)構(gòu)，包括隱藏焊點(diǎn)(BGA, CSP)，并可以焊接內(nèi)部的焊點(diǎn)空洞。為檢測(cè)所有偏差，并確定發(fā)生新問(wèn)題的可能性，在質(zhì)檢階段限度地進(jìn)行測(cè)試非常重要。

　　人們很少把重點(diǎn)放在使用在線(xiàn)AOI系統(tǒng)改善統(tǒng)計(jì)流程，甚至記錄缺陷上，這與不同的流程變化相對(duì)應(yīng)。如果容許誤差設(shè)置得非常緊，那么在線(xiàn)AOI為檢測(cè)偏差提供了理想的方法。在批量較小的電路板上，用戶(hù)可以承受系統(tǒng)擁有更高的缺陷報(bào)警水平，這些缺陷報(bào)警必需由流程人員進(jìn)行檢驗(yàn)和確認(rèn)。更緊的容許誤差還可以提前檢測(cè)流程變化，幫助引導(dǎo)系統(tǒng)工程師在制造和AOI設(shè)備上實(shí)現(xiàn)設(shè)置。

　　任何流程變化都要求密切監(jiān)測(cè)結(jié)果。統(tǒng)計(jì)流程控制(SPC)應(yīng)有助于識(shí)別設(shè)置，避免流程漂移失控。盡管AOI不能監(jiān)測(cè)回流焊爐的溫度，但它可以記錄影響的結(jié)果。對(duì)無(wú)鉛流程，在線(xiàn)AOI系統(tǒng)重要的貢獻(xiàn)是它能夠記錄所有結(jié)果，允許工藝工程師把這些結(jié)果與所有其它工藝參數(shù)日志進(jìn)行比較。在質(zhì)檢階段仔細(xì)注意所有測(cè)試結(jié)果是一個(gè)很好的作法，可以在以后全面評(píng)估實(shí)驗(yàn)。

　　在引入無(wú)鉛焊接時(shí)，的變化預(yù)計(jì)發(fā)生在焊點(diǎn)質(zhì)量上，即PCB和元件之間的電氣和機(jī)械連接，因此象投資生產(chǎn)設(shè)備本身一樣，在測(cè)試設(shè)備上多花一些功夫。應(yīng)該把更多的測(cè)試資源配置到質(zhì)檢階段，而不是流程的固定階段，以確定在以后階段部署哪些資源。只有在質(zhì)檢階段配置測(cè)試資源，才能制訂明智的決策，為新流程提供的測(cè)試方法。