針對AOI自動光學檢測機檢查的PCB整體布局

器件到PCB的邊緣應該至少留有3mm（0.12”）的工 藝邊。片式器件必須優(yōu)先于圓柱形器件。布局上建議考慮 傳感器技術，因為有時檢查只能通過垂直（正交）角度，而其他時候又需要一個輔助的角度來進行。

對一個穩(wěn)定的工藝過程來說，一個重要的因素是元器 件，這不僅與PCB上直接的器件布局有關，而且或多或少 也與“工藝流程設計”有關。元器件的采購趨勢是盡 可能地便宜，而不管它在顏色、尺寸等參數(shù)上的不同。不 幸的是，這些選擇在日后對AOI或AXI檢查過程中造成的影 響往往被忽略了。始終采用同樣的材料和產品能夠顯著地 減少檢查時間和誤報，而這些問題主要是通過元器件以及 PCB的突然變化而出現(xiàn)的。

IPC-7350標準描述了器件的尺寸，并對某些焊盤的尺 寸提出了建議。根據(jù)IPC標準，器件的長度和引腳的寬度可 以有一個較大變化范圍，相反，焊盤的尺寸卻是相對固定 的。此外，PCB制造公差的影響相對于這些器件的變化來說 也是是很小的。

通常，設備能夠檢查 出所有不同單板的顏色， 盡管檢查中的某些細節(jié)處 理是不倚賴于顏色的。例 如， 一塊白色和一塊綠 色的PCB有著不同的對比 度，因此設備需要一些特 定的補償。在一種極端情 況下，橋接在亮背景下呈 現(xiàn)黑色，而在另一種極端情況下，橋接在黑背景下卻是呈現(xiàn)出亮色。這里我們建議 使用無光澤的阻焊層。在我們的實踐中，焊盤間（甚至是 細間距引腳）的區(qū)域也應該覆蓋著阻焊層，這個建議也已 經(jīng)被焊料供應商所響應。

所有印有圖案的PCB也是能夠被檢查的，例如，當元 器件的邊框或元器

件本體上的字母單獨出現(xiàn)在組件的某個 區(qū)域從而干擾對其他部分的檢查時，可以手工調整檢查程 序。盡管如此，在生產允許的范圍內，圖案的印刷范圍仍 然有一個較大的選擇，因此，減少非反射性標識印刷（黑 或暗黃）值得加以考慮。另外一個可能出現(xiàn)的情況是需要 有選擇地印刷標識：例如，當某些特定的器件（如霍爾傳 感器）正面向下時就必須印刷成白色；而另一種情況是印 有極性標志的有傾斜角的鉭電容器件；這樣能使標識和背 景形成鮮明的對比，使得檢查的圖像更加清晰。

設備可以檢查所有 類型的基準點，而且任 何構件都可以被定義成 一個基準點。

雖然三個基 準點可以補償一塊單板的 變形，但通常情況下只需 要確定兩個基準點就可以 了。每個基準點至少離單 板邊緣5mm（0.2”）。 十字形、菱形、星形等比較適用，并建議使用統(tǒng)一的黑背 景。此外，十字形的基準點特別有優(yōu)勢，他們在檢測光下的圖像十分穩(wěn)定且可以被快速和容易地判定。。

設備有能力檢查所有已知類型的壞板標識。板上的任 何構件都可以被定義為壞板標識。這里建議采用與上述基 準點的判定相類似的方法，即在可能的情況下，首先通過 檢查整板或已完成組裝的單板上的單個壞板標識來進行確 認。板上每個單獨的壞板標識只有在整板的壞板標識檢查失敗后才會被逐一檢查；整板的壞板標識應該定位于PCB的邊上。
避免焊點反射
焊點的形狀和接觸角是焊點反射的根源。焊點的形成 依賴于焊盤的尺寸、器件的高度、焊錫的數(shù)量和回流工藝 參數(shù)。為了防止焊接反射，應當避免器件對稱排列。

經(jīng)過波峰焊后，焊點所有的參數(shù)會有很大的變化，這 主要是由于焊爐內錫的老化導致焊盤反射特性從光亮到灰 暗，因此，在檢查時算法上必須要包含這些變化。在波峰焊 中，典型的缺

陷是短路和焊珠。當檢測到短路時，假如印刷 的圖案或者無反射印刷這兩種情況的減少以及應用阻焊層， 就可以消除這些誤報。如果基準點沒有被阻焊膜蓋住而過波 峰焊，可能會導致一個圓形基準點上錫成了一個半球，其內 在的反射特性將會發(fā)生改變；應用十字型作為基準點或者用 阻焊層覆蓋基準點，可以防止這種情況的發(fā)生。等離子體表面處理與常規(guī)處理的對比




等離子體表面處理
通過放電裝置將電離的等離子體中的電子或離子打到承印物表面，一方面，可以打開材料的長分子鏈，出現(xiàn)高能基團；另一方面，經(jīng)打擊使薄膜表面出現(xiàn)細小的針孔，同時還可使表面雜質離解、重解。電離時放出的臭氧有強氧化性，附著的雜質被氧化而除去，使承印物表面自由能提高，達到改善印刷性能的目的


電暈處理
利用高頻（中頻）高壓電源，在放電刀架和刀片的間隙產生一種電暈釋放現(xiàn)象，用這種方法對塑料薄膜在印刷前進行表面處理，叫電暈處理，也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為：通過放電，使兩極之間的氧氣電離，產生臭氧，臭氧是一種強氧化劑，可以立即氧化塑料薄膜的表面分子，使其由非極性轉化為極性，表面張力得到提高。電子沖擊后，使薄膜表面產生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增大表面活性。




化學處理法
印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表面進行處理，使其表面生成羥基、羰基等極性集團，同時得到一定程度的粗化，以提高油墨與塑料薄膜的表面結合牢度。
化學處理法是應用較早的一種表面處理法，對于印刷，復合前薄膜的表面處理效果好，使用簡便、經(jīng)濟，但需較長的處理時間影響了生產效率。并且處理液一般都具有化學侵蝕性，造成環(huán)境污染及對人體的危害，目前較少采用這種工藝，一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝


光化學處理法
一般是利用紫外線照射高聚物表面，使其引起化學變化，達到改善表面張力，提高潤濕性和粘合性的目的。和電暈處理一樣，紫外線照射也能使高聚物表面發(fā)生裂解、交聯(lián)和氧化。
要想得到較好的光化學處理效果，必須選擇適當波長的紫外線，例如用波長為184mm的紫外線照射聚乙烯表面，能使其表面發(fā)生交聯(lián)，但如改用2537A的波長則難有相同的效果。




火焰處理法
適用于小型塑料容器的表面處理，其目的在于用高溫使表面去污，并溶化膜層表面，提高表面粘附油墨的性能。
聚烯烴經(jīng)火焰處理后形成了極性基團，潤濕性得以改善，而粘接性的改善則由于極性基團改善了潤濕性以及產生斷鏈而相對改善。
火焰處理效果較好，無污染，成本低廉，但操作要求嚴格，如不小心會導致產品變形，使成品報廢。目前主要應用于較厚的塑料制品的表面處理。


防靜電處理
塑料薄膜印刷中的靜電會給操作帶來一系列難題，直接影響印品的產量和質量。例如，在印刷小包裝塑料薄膜時，由于靜電粘連，薄膜間處于缺氧狀態(tài)，會阻礙塑料印墨層固化的過程，若遇高溫高濕環(huán)境，更易形成墨層粘連，輕則使印刷墨色移染，增加印刷、分切、整理等工序的難度，重則薄膜互相粘連，撕不開，造成印品報廢。另外制袋后的儲運、存放過程中也會不斷放電，既影響熱封又影響袋內實物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時，因為生成的靜電多，在機速高、樹脂中未摻有抗靜電劑的情況下，很可能引起火災或爆炸事故。
塑料薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優(yōu)良的介電性能、電阻高、導電性差，薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產生靜電，在印刷過程中使靜電進一步產生和積累，并不易釋放，使薄膜表面聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷后，薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起，使電荷不利于排斥而利于吸引，造成粘合。等離子粘接影響設備強度的物理因素

1.表面粗糙度：

    當膠粘劑良好地浸潤被粘材料表面時（接觸角θ<90°），表面的粗糙化有利于提高膠粘劑液體對表面的浸潤程度，增加膠粘劑與被粘材料的接觸點密度，從而有利于提高粘接強度。反之，當膠粘劑對被粘材料浸潤不良時（θ>90°）,表面的粗糙化就不利于粘接強度的提高。

2.表面處理:

    粘接前的表面處理是粘接成功的關鍵，其目的是能獲得牢固耐久的接頭。由于被粘材料存在氧化層（如銹蝕）、鍍鉻層、磷化層、脫模劑等形成的“弱邊界層”，被粘物的表面處理將影響粘接強度。例如，聚乙烯表面可用熱鉻酸氧化處理而改善粘接強度，加熱到70-80時處理1-5分鐘，就會得到良好的可粘接表面，這種方法適用于聚乙烯板、厚壁管等。而聚乙烯薄膜用鉻酸處理時，只能在常溫下進行。如在上述溫度下進行，則薄膜的表面處理，采用等離子或微火焰處理。

對天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠表面用濃硫酸處理時，希望橡膠表面輕度氧化，故在涂酸后較短的時間，就要將硫酸徹底洗掉。過度的氧化反而在橡膠表面留下更多的脆弱結構，不利于粘接。

    對硫化橡膠表面局部粘接時，表面處理除去脫膜劑，不宜采用大量溶劑洗滌，以免不脫膜劑擴散到處理面上妨礙粘接。

鋁及鋁合金的表面處理，希望鋁表面生成氧化鋁結晶，而自然氧化的鋁表面是十分不規(guī)則的、相當疏松的氧化鋁層，不利于粘接。所以，需要除去自然氧化鋁層。但過度的氧化會在粘接接頭中留下薄弱層。

3.滲透：

    已粘接的接頭，受環(huán)境氣氛的作用，常常被滲進一些其他低分子。例如，接頭在潮濕環(huán)境或水下，水分子滲透入膠層；聚合物膠層在有機溶劑中，溶劑分子滲透入聚合物中。低分子的透入首先使膠層變形，然后進入膠層與被粘物界面。使膠層強度降低，從而導致粘接的破壞。

    滲透不僅從膠層邊沿開始，對于多孔性被粘物，低分子物還可以從被粘物的空隙、毛細管或裂縫中滲透到被粘物中，進而侵入到界面上，使接頭出現(xiàn)缺陷乃至破壞。滲透不僅會導致接頭的物理性能下降，而且由于低分子物的滲透使界面發(fā)生化學變化，生成不利于粘接的銹蝕區(qū)，使粘接完全失效。

4.遷移：

    含有增塑劑被粘材料，由于這些小分子物與聚合物大分子的相容性較差，容易從聚合物表層或界面上遷移出來。遷移出的小分子若聚集在界面上就會妨礙膠粘劑與被粘材料的粘接，造成粘接失效。

5.壓力：

    在粘接時，向粘接面施以壓力，使膠粘劑更容易充滿被粘體表面上的坑洞，甚至流入深孔和毛細管中，減少粘接缺陷。對于粘度較小的膠粘劑，加壓時會過度地流淌，造成缺膠。因此，應待粘度較大時再施加壓力，也促使被粘體表面上的氣體逸出，減少粘接區(qū)的氣孔。

    對于較稠的或固體的膠粘劑，在粘接時施加壓力是必不可少的手段。在這種情況下，常常需要適當?shù)厣邷囟?，以降低膠粘劑的稠度或使膠粘劑液化。例如，絕緣層壓板的制造、飛機旋翼的成型都是在加熱加壓下進行。

為了獲得較高的粘接強度，對不同的膠粘劑應考慮施以不同的壓力。一般對固體或高粘度的膠粘劑施高的壓力，而對低粘度的膠粘劑施低的壓力。

6.膠層厚度：

    較厚的膠層易產生氣泡、缺陷和早期斷裂，因此應使膠層盡可能薄一些，以獲得較高的粘接強度。另外，厚膠層在受熱后的熱膨脹在界面區(qū)所造成的熱應力也較大，更容易引起接頭破壞。

7.負荷應力:

    在實際的接頭上作用的應力是復雜的，包括剪切應力、剝離應力和交變應力。

   （1） 切應力：由于偏心的張力作用，在粘接端頭出現(xiàn)應力集中，除剪切力外，還存在著與界面方向一致的拉伸力和與界面方向垂直的撕裂力。此時，接頭在剪切應力作用下，被粘物的厚度越大，接頭的強度則越大。

   （2） 剝離應力：被粘物為軟質材料時，將發(fā)生剝離應力的作用。這時，在界面上有拉伸應力和剪切應力作用，力集中于膠粘劑與被粘物的粘接界面上，因此接頭很容易破壞。由于剝離應力的破壞性很大，在設計時盡量避免采用會產生剝離應力的接頭方式。