大批量生產(chǎn)環(huán)境中無(wú)鉛實(shí)現對測試的影響

圖11：翼型焊點(diǎn)外型

　　圖11說(shuō)明了無(wú)鉛和錫鉛的翼型焊點(diǎn)外形。這可以看作“坐在”焊盤(pán)上的引線(xiàn)框架的側面剖面圖。這兩類(lèi)焊點(diǎn)都有很好的腳跟、中心和腳趾信息。但是，觀(guān)察到的一個(gè)結果是無(wú)鉛焊點(diǎn)的中心一般要更高，總焊縫長(cháng)度要短于錫鉛焊接；安捷倫還參與了其它研究，表明焊點(diǎn)外形變化很大。在切換無(wú)鉛工藝時(shí)，業(yè)內面臨的兩難境地是為可以接受的焊點(diǎn)與不可接受的焊點(diǎn)確定新的判定標準。

圖12：片式元件焊點(diǎn)外形

　　圖12說(shuō)明了片式電阻元件焊點(diǎn)外形。與翼型焊點(diǎn)類(lèi)似，它們可視為“坐在”焊盤(pán)上的片式元件的側面剖面圖。焊點(diǎn)外形的藍色部分說(shuō)明了芯吸到器件焊端上的焊料量，無(wú)鉛工藝的焊料芯吸現象似乎不如錫鉛工藝明顯，這說(shuō)明了從錫鉛工藝切換無(wú)鉛工藝時(shí)需要進(jìn)行變化。

閾值變化

　　最后，不同的缺陷算法將利用測量得到的數據進(jìn)行測試合格／不合格判定處理。缺陷算法的例子包括短路、開(kāi)路、焊料不足和偏位。在每種缺陷算法中，將有許多閾值用來(lái)判定合格和不合格標準。在新的無(wú)鉛工藝下，必需考察這些閾值是否需要變化。我們選擇了三個(gè)閾值進(jìn)行討論，即翼型開(kāi)路值、BGA直徑不足和片阻開(kāi)路值。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，開(kāi)路值是指兩個(gè)區域(或感興趣的區域R01)之間的焊點(diǎn)“強度”差。例如，對于翼型封裝焊點(diǎn)，兩個(gè)區域是焊點(diǎn)的腳跟和中心。對良好的焊點(diǎn)開(kāi)路值很大，對不良的焊點(diǎn)則非常低(如果不是負值)。參見(jiàn)下面的圖13。

圖13：開(kāi)路值定義(感光趣的區域)

　　正確設置閾值的方式是采用正確的方法指定感興趣的區域，標出所有讀數，確定合格/不合格標準，這將保證正確的測試覆蓋，同時(shí)保持最低的誤報率。下面是相應閾值的圖表。

圖14：翼型開(kāi)路值的閾值設置

　　上面的圖14是翼型開(kāi)路值閾值的兩個(gè)圖。橫軸表示要測試的所有翼型焊點(diǎn)，縱軸是計算得出的每個(gè)焊點(diǎn)開(kāi)路值的測量結果。對于錫鉛電路板，最小開(kāi)路值設為0．5，也就是說(shuō)，開(kāi)路值小于于0．5的任何焊點(diǎn)將被視為失效。無(wú)鉛電路板也可以使用相同的閾值，因此不需改變閾值設置。

　　可以看到，無(wú)鉛焊點(diǎn)的開(kāi)路值的平均值要低于錫鉛焊點(diǎn)。其原因可能與前面討論過(guò)的焊點(diǎn)形狀變化中解釋的原因相同。如果錫鉛工藝的閾值設得很“緊”，或沒(méi)有正確繪制圖表，或者有許多SMT工藝變化，那么切換無(wú)鉛工藝時(shí)，可能會(huì )有許多缺陷誤報。

圖15：片式電阻元件開(kāi)路值的閾值設置

　　圖15說(shuō)明了片式電阻元件開(kāi)路值的閾值圖。圖中的橫軸表示所有電阻引腳，縱軸是相應的開(kāi)路值。電阻開(kāi)路值與翼型開(kāi)路值類(lèi)似，但有一點(diǎn)例外，它們的感興趣區域不同。從這些圖表可看出：錫鉛焊點(diǎn)的原始閾值1．0可用于無(wú)鉛電路板小于1．0的所有測量都被視為失敗，另外無(wú)鉛的平均開(kāi)路值低于錫鉛，一個(gè)可能的原因是在無(wú)鉛電路板上的片式電阻焊點(diǎn)的焊墊更高。

圖16：BGA焊點(diǎn)直徑不足的閾值設置

　　在圖16中，兩個(gè)圖的橫軸表示BGA焊球，縱軸表示系統測量的相應直徑。直徑不足的閾值可設定為相應平均直徑的下限，其單位是與平均直徑的百分比。因此，錫鉛的閾值仍適用于無(wú)鉛電路板。

　　從以上研究的三個(gè)閾值測量實(shí)例中可以看出：如果正確設置初始閾值，那就不需要對算法閾值進(jìn)行重新調整。這樣的好處之一就是公司內大量的質(zhì)量標準在切換無(wú)鉛時(shí)仍然適用.但是，如果沒(méi)有針對生產(chǎn)變化很好地調整錫鉛工藝初始閾值，那么切換無(wú)鉛后，缺陷誤報比率可能會(huì )提高。