大批量生產(chǎn)環(huán)境中無鉛實現(xiàn)對測試的影響

圖11：翼型焊點外型

　　圖11說明了無鉛和錫鉛的翼型焊點外形。這可以看作“坐在”焊盤上的引線框架的側(cè)面剖面圖。這兩類焊點都有很好的腳跟、中心和腳趾信息。但是，觀察到的一個結(jié)果是無鉛焊點的中心一般要更高，總焊縫長度要短于錫鉛焊接；安捷倫還參與了其它研究，表明焊點外形變化很大。在切換無鉛工藝時，業(yè)內(nèi)面臨的兩難境地是為可以接受的焊點與不可接受的焊點確定新的判定標準。

圖12：片式元件焊點外形

　　圖12說明了片式電阻元件焊點外形。與翼型焊點類似，它們可視為“坐在”焊盤上的片式元件的側(cè)面剖面圖。焊點外形的藍色部分說明了芯吸到器件焊端上的焊料量，無鉛工藝的焊料芯吸現(xiàn)象似乎不如錫鉛工藝明顯，這說明了從錫鉛工藝切換無鉛工藝時需要進行變化。

閾值變化

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

　　簡單地說，開路值是指兩個區(qū)域(或感興趣的區(qū)域R01)之間的焊點“強度”差。例如，對于翼型封裝焊點，兩個區(qū)域是焊點的腳跟和中心。對良好的焊點開路值很大，對不良的焊點則非常低(如果不是負值)。參見下面的圖13。

圖13：開路值定義(感光趣的區(qū)域)

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

圖14：翼型開路值的閾值設(shè)置

　　上面的圖14是翼型開路值閾值的兩個圖。橫軸表示要測試的所有翼型焊點，縱軸是計算得出的每個焊點開路值的測量結(jié)果。對于錫鉛電路板，最小開路值設(shè)為0．5，也就是說，開路值小于于0．5的任何焊點將被視為失效。無鉛電路板也可以使用相同的閾值，因此不需改變閾值設(shè)置。

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

圖15：片式電阻元件開路值的閾值設(shè)置

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

圖16：BGA焊點直徑不足的閾值設(shè)置

　　在圖16中，兩個圖的橫軸表示BGA焊球，縱軸表示系統(tǒng)測量的相應(yīng)直徑。直徑不足的閾值可設(shè)定為相應(yīng)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鉛電路板。

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