黃鋮

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來(lái)越多，在生產(chǎn)、工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。電子產(chǎn)品工作的基礎(chǔ)是電路板、電子元件、絕緣材料以及其它材料，電子元件在封裝和焊接的過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，因此要通過(guò)一些檢測(cè)技術(shù)對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)與分析，存在問(wèn)題的電子產(chǎn)品要進(jìn)行返工避免流入市場(chǎng)。本文就電子產(chǎn)品封裝與焊接質(zhì)量的常見(jiàn)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：電子封裝；焊接；檢測(cè)技術(shù)

簡(jiǎn)單的講，電子產(chǎn)品就是以電子元件和電路為工作基礎(chǔ)的產(chǎn)品，例如：電視、電話、電腦、電冰箱等。電子產(chǎn)品的種類很多，如廣播通訊、金融電子、儀器儀表、數(shù)控設(shè)備和雷達(dá)偵測(cè)等多種類型。電子產(chǎn)品的質(zhì)量好壞直接影響電子產(chǎn)品的性能和安全性，甚至?xí)?duì)人身安全造成威脅，舉例說(shuō)明：如果手機(jī)或手機(jī)充電器的質(zhì)量存在問(wèn)題，就很可能引起短路、爆炸、火災(zāi)甚至意外觸電等事故。因此，電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的重要性越來(lái)越引起人們的重視。電子元件是電子產(chǎn)品的核心，電子元件在封裝的過(guò)程中容易出現(xiàn)空洞、為裂紋或分層的缺陷，電子元件的焊接容易出現(xiàn)漏焊、虛焊或焊錫相連的問(wèn)題，如果電子元件的封裝和焊接存在問(wèn)題將對(duì)電子產(chǎn)品的性能和質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

1 電子產(chǎn)品技術(shù)要求

電子產(chǎn)品要具備以下技術(shù)要求：

1）電子產(chǎn)品都需要電且容易受環(huán)境條件的影響，因此電子產(chǎn)品要具有一定的結(jié)構(gòu)安全性，首先電子元件和電路的質(zhì)量和絕緣強(qiáng)度要達(dá)標(biāo)，其次帶電部位與機(jī)殼之間的絕緣強(qiáng)度要符合規(guī)定，最后電子產(chǎn)品的高壓部件與低壓部件之間的絕緣強(qiáng)度也要符合標(biāo)準(zhǔn)。

2）電子產(chǎn)品的工作電壓、輸出電壓和輸入電壓要符合設(shè)計(jì)要求，如果使用電壓高于設(shè)計(jì)電壓有可能導(dǎo)致?lián)舸┖投搪番F(xiàn)象的發(fā)生。

3）電子產(chǎn)品的電路、導(dǎo)線的截面積設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足最大使用電流，電流越大則損耗越大，如果電路、導(dǎo)線的截面積太小容易導(dǎo)致發(fā)熱燒毀儀器。

4）電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)都是按照一定功率進(jìn)行設(shè)計(jì)的，使用功率不能隨意改變。

5）電子產(chǎn)品要具備一定的電磁兼容性，主要包含兩個(gè)方面的要求：一方面電子產(chǎn)品的運(yùn)行不能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的電磁干擾；另一方面電子產(chǎn)品對(duì)環(huán)境中的電磁要具備一定的抗干擾能力。

6）電子產(chǎn)品要能滿足溫度、濕度、震動(dòng)或氣壓等環(huán)境條件。

2 電子產(chǎn)品封裝與焊接質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)

2.1 人工目測(cè)檢測(cè)法

人工目測(cè)檢測(cè)法可以對(duì)焊接的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，即從焊接的外觀對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。人工目測(cè)檢測(cè)法可以借助萬(wàn)能投影儀或者十倍放大鏡進(jìn)行輔助檢測(cè)，檢測(cè)的內(nèi)容主要有：

1）檢查是否存在漏焊、橋連、錯(cuò)焊或者錯(cuò)位等外觀可以觀測(cè)到的焊點(diǎn)缺陷。

2）焊點(diǎn)的光澤是否正常，焊點(diǎn)表面應(yīng)該光滑、完整和連續(xù)。

3）焊料的量應(yīng)當(dāng)適中，過(guò)多過(guò)少均不合格。

4）焊點(diǎn)的位置偏差應(yīng)在規(guī)定范圍之內(nèi)。

人工目測(cè)檢測(cè)法對(duì)預(yù)防焊點(diǎn)失效非常重要，缺點(diǎn)是無(wú)法發(fā)現(xiàn)電子封裝和焊點(diǎn)的內(nèi)部缺陷。

2.2 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法

隨著電子元件的尺寸越來(lái)越小和電路板的貼片密度不斷增加，人工目測(cè)檢測(cè)的可靠性和穩(wěn)定性逐漸不能滿足生產(chǎn)和質(zhì)量控制的要求，視覺(jué)疲勞容易導(dǎo)致疏忽和誤檢。因此，適用于實(shí)際生產(chǎn)需要的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀器被開(kāi)發(fā)出來(lái)，通過(guò)光源對(duì)電子元件進(jìn)行照射，然后使用攝像鏡頭對(duì)電子元件的反射光進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理和運(yùn)算，從而判斷出焊接缺陷。自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法是通過(guò)儀器將人工目測(cè)檢測(cè)進(jìn)行了智能化和自動(dòng)化的升級(jí)。

2.3 超聲顯微檢測(cè)法

超聲顯微檢測(cè)法可以對(duì)電子封裝和焊點(diǎn)的內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，超聲波可以深入電子封裝和金屬材料的內(nèi)部，當(dāng)超聲波傳遞過(guò)程中遇到缺陷時(shí)會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，可以有效檢測(cè)電子封裝和焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的多種缺陷，如內(nèi)部裂紋、空洞、雜質(zhì)顆粒、分層和氣泡等缺陷。超聲顯微檢測(cè)法使用的儀器為超聲顯微鏡，檢測(cè)聚焦高頻超聲對(duì)被檢材料進(jìn)行顯微成像，超聲頻率越高分辨率越高，常用的超聲頻率為100MHz以上的頻率。超聲顯微檢測(cè)法具有檢測(cè)速度快、靈敏度高、對(duì)人體無(wú)害、成本低和操作方便的特點(diǎn)，在電子封裝和焊接檢測(cè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

2.4 激光-紅外聯(lián)合檢測(cè)法

激光-紅外聯(lián)合檢測(cè)法檢測(cè)原理是利用激光短時(shí)脈沖對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行瞬時(shí)局部加熱，然后利用紅外檢測(cè)成像系統(tǒng)進(jìn)行拍攝，根據(jù)溫度記錄圖可以對(duì)電子焊接缺陷的類型和部位進(jìn)行檢查。美國(guó)的Vanzetti Systems公司和瑞典的Semyre公司已經(jīng)將激光-紅外聯(lián)合檢測(cè)儀應(yīng)用在電子產(chǎn)品在線檢測(cè)中，檢測(cè)速度可以達(dá)到每秒十個(gè)點(diǎn)，大大地提高了檢測(cè)的質(zhì)量和速度。

激光-紅外聯(lián)合檢測(cè)儀通常由工作臺(tái)定位裝置、激光脈沖發(fā)射器、帶顯微鏡或放大鏡的紅外攝像儀、圖像自動(dòng)識(shí)別和處理系統(tǒng)等部件組成。

2.5 X射線檢測(cè)法

X射線可以穿透物質(zhì)并且在穿透的過(guò)程中會(huì)發(fā)生衰減，被廣泛的應(yīng)用在無(wú)損探傷和醫(yī)療診斷等領(lǐng)域，近年來(lái)利用X射線的這一特性將其應(yīng)用在電子產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域。電子封裝和焊接的多種缺陷都可以通過(guò)X射線進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程為：首先微束聚焦X射線管發(fā)射出（1～8）μm的X射線光束對(duì)樣品進(jìn)行照射，然后X射線穿透樣品后轟擊到磷光體上，磷光體激發(fā)出光子并被攝像機(jī)探測(cè)，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理和放大可以檢測(cè)出電子封裝和焊點(diǎn)內(nèi)部的孔、洞、裂紋和氣泡等缺陷。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以將檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)與設(shè)定值進(jìn)行比較從而確定存在缺陷的電子封裝與焊接，因此X射線檢測(cè)法可以進(jìn)行電子產(chǎn)品的在線快速檢測(cè)。

2.6 電氣性能檢測(cè)法

電氣性能檢測(cè)法是在電子產(chǎn)品焊接完成后對(duì)電子產(chǎn)品通電進(jìn)行性能測(cè)試，以檢查電子產(chǎn)品是否可以滿足設(shè)計(jì)的性能要求。電氣性能檢測(cè)可以檢測(cè)出微小的裂紋、橋連或者焊接引起的熱損傷等其它檢測(cè)法不易檢測(cè)出的缺陷。電氣性能檢測(cè)法的缺點(diǎn)是不能及時(shí)的將檢測(cè)信息進(jìn)行反饋，檢測(cè)效率比較低。

3 結(jié)語(yǔ)

電子產(chǎn)品在投放市場(chǎng)之前要進(jìn)行多次質(zhì)量檢測(cè)才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。計(jì)算機(jī)、光學(xué)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展大大推動(dòng)了電子產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，選擇何種檢測(cè)方法要具體問(wèn)題具體分析，只有選擇正確的檢測(cè)技術(shù)才能保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，才能保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量。

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