电子产品制造工艺与数字化管理 课件 模块3 PCBA电路板检测与整机安全测试工艺

模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺任务3.1SMT首件测试仪的操作与编程301任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS4任务引领01

1.本任务讲什么？

◎SMT首件测试的目的与时机；

◎SMT首件测试仪的组成与工作原理；

◎BOM与CAD（坐标）数据的导出；

◎SMT首件测试程序的编制与测试操作

5任务引领01

2.你将有什么收获？

具有首件检验知识与技能，能使用最新的数字测试仪进行首件测试。能够从PCB或贴片程序中提取BOM和CAD数据以供首样测试程序编制使用；能够制作SMT首样测试仪的程序；能够对SMT首样进行测试操作指导。6任务引领01

3.你的任务是什么？

（1）根据技术部门提供的印制板图（PCBLAYOUT)，导出SMT首件测试仪所需的BOM和坐标文件。

（2）根据贴片文件导出SMT首件测试仪所需的BOM和坐标文件。7知识准备023.1.1SMT首件测试的目的与时机1.SMT首件检验的目的（1）验证设计与制造的一致性（2）检查装配质（3）确认工艺参数设（4）预防批量缺陷（5）提供质量依据（6）客户要求8知识准备022.SMT首件检验的时机（1）每条生产线开始；（2）更换操作者；（3）更换或调整设备、工艺装备（包括锡膏刮刀、贴片机吸嘴、飞达供料器更换等）；（4）更改技术条件、工艺方法和工艺参数（如模板厚度要求变更、回流焊温度曲线更改等的改变）；（5）采用新材料或材料代用后（如加工过程中有铅或者无铅材料变更等）。9知识准备023.1.2SMT首件测试仪的组成与工作原理1.SMT首件测试仪的组成（1）主要组件:

◎电脑

◎电桥

◎扫描仪（选配）

◎测试转接头（2）功能:

◎检测PCB板上的RLC贴片元件

◎通过扫描仪获取高清图像，结合BOM表与坐标，规划最短测试路径

◎自动读取并比对测量值与标准值

◎丝印提取与比对，检测半导体器件型号的正确性10知识准备022.RLC量测原理（1）电阻量测原理:

◎四线制测量法

◎施加恒定电流，测量电压降，根据欧姆定律计算电阻值（2）电容量测原理:

◎交流阻抗法：施加交流信号，测量阻抗

◎电容充电放电法：测量充电/放电时间（3）电感量测原理:

◎交流电感测量法：施加交流信号，测量电压与电流的相位差11知识准备023.RLC量测方法（1）自动测量模式:

预设程序自动测量，生成报告（2）手动测量模式:

手动选择元件，设置参数，进行精确测量（3）对比测量模式:

测量值与标准值对比，判定元件是否合格12知识准备024.SMT首件测试仪的工作原理◎工作流程:①扫描PCB板，获取高清图像②导入BOM清单和PCB元件贴片坐标③软件合成图像与坐标，进行全局校准④导航测量目标，LCR读取并自动判定检测结论13知识准备025.SMT首件检测仪应用范围（1）检测类型:

锡膏板、胶纸板、红胶板等（2）检测内容:

◎BOM用量错、位置重复、XY坐标漏定义等资料性错误

◎多贴、缺件、错件、反向、侧翻、旋转等工艺性问题

◎电阻、电容、电感等元件的电气性能14知识准备023.1.3BOM与CAD（坐标）数据的导出◎数据来源:PCB印刷电路板图，通过AD20软件导出数据贴片程序文件，通过COORD10软件导出数据◎操作步骤:检查软件安装路径程序文件格式转换在COORD10中获取坐标和BOM信息15知识准备021.检查软件安装路径。在桌面PC.demoYHP2右击→属性→快捷方式→目标（T)。如图所示，正确路径：D:\Machine\System\VgwMain.exe/x/D=3/s=800x600/L=English/_EnableDemoSave。若路径错误导致使用不正常，文本格式无法使用。包含路径中的空格，少了也会有问题。16知识准备022.程序文件格式变换。YGX→文本（1）第一步是把要转换的文件拷贝D：\Machine\No1。17知识准备02（2）选择要转换的文件。18知识准备02（3）将选择的文件保存为文本格。19知识准备02（4）检查是否保存成功。20知识准备023.在COORD10中获取坐标和BOM信息（1）打开COORD10，在工具菜单中选择“文件转换（C)”21知识准备02（2）输出文件信息。4.PCB

LAYOUT文件提取BOM和CAD数据，则参考本教材模块2，贴片机的离线编程实例中的（1）和（2）操作方法。22知识准备023.1.4SMT首件测试程序的编制与测试操作1.BOM整理、CAD整理、BOM/CAD合成。23知识准备022.CAD整理。①点CAD整理→②选择安装位置列→③选择X坐标列→④选择Y坐标列→⑤选择角度列à⑥点一键处理。24知识准备023.BOM/CAD合成。25知识准备024.导出PCB板的位图，进行路径优化。26知识准备025.测试。优化路径完成后，点“开始测试”，就可以测试电阻、电容。而二极管、三极管、IC类等，需要通过图纸来检测是否正确。27任务实施031.根据技术部门提供的印制板图（PCBLAYOUT)，导出SMT首件测试仪所需的BOM和坐标文件。PCB板图样如图所示，使用的软件AD20导出数据并在保存为.CSV文件，在EXCEL中产生BOM和CAD文件。BOM文件包含信息：安装位置、元件料号、元件规格和用量；CAD文件包含信息：安装位置、X坐标、Y坐标、R坐标和贴装AB面。28任务实施032.根据贴片文件导出SMT首件测试仪所需的BOM和坐标文件。导出的过程如图所示。29练习题04单项选择题1.SMT首件测试的主要目的是（

）。A.确认生产线的效率B.验证产品设计是否正确C.检查元件的焊接质量D.确认所有元件在批量贴装前的正确性和位置准确性2.SMT首件测试通常在（

）进行。A.生产线开始运行后B.批量生产前C.产品设计阶段D.产品包装之前3.SMT首件检测仪编程步骤的第一步是（

）。A.导入贴片机的X、Y坐标数据B.生成BOMC.BOM与坐标合成D.生产坐标4.SMT首件检测仪不适用于（

）。A.锡膏板B.胶纸板C.红胶板D.通孔元件板5.SMT首件检测仪检测类型包括（

）。A.BOM用量错、位置重复、XY坐标漏定义B.电阻、电容、电感等元件的电气性能

C.电路板的多贴、缺件、错件、反向、旋转D.以上都是30练习题046.下列中不属于首件检验的目的是（

）。A.检查装配质量B.确认工艺参数设置C.预防批量缺陷D.提高员工的检验水平

7.下列中首件检验的时机不正确的是（

）。A.同批次物料生产时B.每条生产线开始C.更换操作者D.更换或调整设备8．SMT首件测试仪的组成不包括（

）。A.电脑B.电桥（LRC测试仪）C.照相机D.扫描仪9.SMT首件测试仪的工作原理是基于（

）。A.光学成像技术B.电磁感应技术C.机械定位技术D.自动化检测和比对技术10.下列（

）不是RLC量测的特点。A.高精度B.快速响应C.适用于所有类型元件D.自动化程度高模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺任务3.2SPI锡膏检测设备的原理与应用3301任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS34任务引领01

1.本任务讲什么？

◎SPI锡膏检测设备的原理及分类；

◎SPI的程序编制——以思泰克3D_SPI为例说明；

◎SPI锡膏检测参数范围设定基准。

35任务引领01

2.你将有什么收获？

熟练操作SPI设备，包括开机启动、软件界面使用、参数设置、测量模式选择等。理解SPI的工作原理。能够解读SPI生成的数据，包括锡膏的厚度、体积、位置偏差等，并根据数据调整印刷参数。掌握SPI设备的日常维护和校准方法，确保设备处于最佳工作状态。36任务引领01

3.你的任务是什么？（1）根据教师提供的PCB图，使用AD软件导出Gerber数据和坐标数据以供SPI软件使用。（2）画出SPI工作程序编制流程图，并写出通用参数设置。37知识准备023.2.1SPI锡膏检测设备的原理及分类

◎定义：

SPI（SolderPasteInspection）锡膏检测设备，也称锡膏测厚仪。

◎原理：

利用光学原理，通过三角测量法计算PCB板上锡膏的高度。

◎作用:

检测和分析锡膏印刷质量，及早发现SMT工艺缺陷。38知识准备021.SPI锡膏检测设备的工作原理

◎基于光学或激光技术。

◎使用激光或LED光源照射电路板表面。

◎反射光被接收器捕捉，通过测量反射光的强度和位置，确定锡膏的位置、大小、形状和表面质量。39知识准备02

2.SPI锡膏检测设备的分类（按检测原理）（1）按检测原理分类。

◎线激光扫描式:

通过三角量测原理计算锡膏高度。技术简单成熟，但存在激光扫描宽度偏长、单次取样、易受杂讯干扰等局限性。适用于精度与重复性要求不高的设备。

◎面结构光栅PMP技术（PSP）:

基于正弦条纹投影和位相测量的光学三维面形测量技术。

具有全场性、速度快、高精度、自动化程度高等特点。

目前大部分在线SPI设备采用此技术。40知识准备02（2）按工作方式

◎在线型SPI:

采用3D图像处理技术，通过自动X-Y平台移动及激光扫描获得3D数据。检测速度快，满足生产线高效运行需求。

◎离线型SPI:

独立设备，不与生产线直接连接。

可对已完成生产的PCB板进行详细检测和分析，提供更准确的检测结果，但时效性较低。41知识准备023.2.2SPI的程序编制——以思泰克3D_SPI为例说明步骤:1.使用ZYSPI软件转换Gerber文件。①导入Gerber文件并删除不需要的焊盘和线。②导入X/Y坐标。③提取焊盘。④调整X/Y坐标偏移。⑤元件命名。⑥自动拼板。⑦输出文件。42知识准备022.编制检测工作程序

设置PCB板大小、焊点分布状况、检测路径等参数。设置检测结果的控制范围（体积、面积、高度、拉尖、X/Y移位的上下限等）。43知识准备023.2.3SPI锡膏检测参数范围设定基准1.目的:

规范SPI程序参数设定，保障SPI正常运行和检出效果，提升PCBA生产直通率。2.通用参数设置范围:序号物料种类

体积（%）

面积（%）

短路（ｕm)偏移宽度距离高度X方向（%）Y方向（%）1BGA类40-21040-2102020025±530±535±52CHIP类40-24040-2402020030±535±535±53QFN/IC类60-24060-2402020030±535±535±54连接器类60-24060-2402020030±535±535±55屏蔽框类60-24060-2402020030±535±535±56同焊盘类60-24060-240不检测35±535±544知识准备023.2.3SPI锡膏检测参数范围设定基准2.通用参数设置范围:钢网厚度（mm）锡膏管控范围（ｕm）0.0840-1400.1050-1600.1270-1800.1380-1800.15100-2000.18180-2300.20150-25045知识准备023.2.3SPI锡膏检测参数范围设定基准3.不良报警处理标准:

◎BGA、CHIP类:体积≧35%，面积≧35%可通过。

◎其它类:体积≧45%，面积≧45%可通过。

◎体积、面积超出上限时，BGA、QFN类不允许直接复判接收。◎不良参考图片如图所示。46知识准备02

总结◎SPI锡膏检测设备通过光学或激光技术检测锡膏印刷质量。◎分类包括线激光扫描式和面结构光栅PMP技术，以及在线型和离线型。◎程序编制涉及Gerber文件转换、X/Y坐标导入、焊盘提取、元件命名等步骤。◎参数设定基准确保SPI正常运行和检出效果。47任务实施031.根据教师提供的PCB图，使用AD软件导出Gerber数据和坐标数据以供SPI软件使用。AD软件导出。打开PCB文件→选择文件→制造输出→导出Gerber数据→在Gerber设置的对话框中的“通用”：选择单位毫米，“层”：勾选全部选项，“钻孔图层、光圈、高级”：默认不设置。查看焊盘Gerber数据。2.画出SPI工作程序编制流程图，并写出通用参数设置。48练习题04单项选择题1.SPl锡膏检测设备主要用于哪个制造环节？（

）。A.电路板设计B.锡膏印刷质量检测C.元件贴装D.成品组装2.SPI设备检测的关键参数不包括（

）。A.锡膏厚度B.锡膏体积C.锡膏粘度D.锡膏位置偏移3.区分锡膏检查设备优劣的指标不包括（

）。A.兼容性B.再现性C.分辨率D.重复性4.下列（

）不属于常见的SPI检测设备分类。A.在线式B.手动式C.半自动式D.非接触式5.SPI设备中使用的光学检测技术主要基于（

）原理。A.X射线成像B.红外热成像C.激光反射D.超声波检测49练习题046.在SPI检测程序编制过程中，转换Gerber文件的主要目的是（

）。A.生成电路板的图像B.创建锡膏印刷模板

C.为SPI设备提供检测点坐标D.用于元件的自动贴装7.下列（

）参数不是SPI检测时需要设定的。A.元件类型B.检测精度C.检测速度D.锡膏高度8.当使用SPI进行检测时，如果发现锡膏量过多，应该调整（

）参数。A.印刷速度B.刮刀硬度C.检测阈值D.刮刀间隙9.在光学工程中FOV（FieldofView）的是指（

）。A.视场角B.方位角C.高度角D.仰角10.关于SPI检测参数范围设定基准，下列说法不正确的是（

）。A.规范SPI程序参数设定，保障SPI正常运行和检出效果B.按照物料种类设置参数C.SPI直通率需≥90%。D.体积、面积超出上限时，BGA、QFN类允许直接复判接收模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺任务3.3AOI自动光学检测程序编制5201任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS53任务引领01

1.本任务讲什么？

◎AOI设备的基本结构；

◎AOI设备的工作原理；

◎AOI设备的编程步骤；

◎基本算法；

◎贴片元件注册方法及算法使用。

54任务引领01

2.你将有什么收获？

了解AOI的结构组成和软件系统的构成；掌握AOI成像原理及设备工作原理；掌握AOI的编程方法、各种算法和元件注册方法及算法使用。55任务引领01

3.你的任务是什么？（1）写出AOI的编程步骤。（2）写出贴片电阻、极性二脚件、SOP器件的注册方法及算法使用。56知识准备023.3.1AOI设备的基本结构1.AOI定义:◎全称:AutomaticOpticalInspection◎功能:基于机器视觉技术，模拟人眼检测PCBA中的常见缺陷。◎应用:替代人工检测，提高生产效率和质量。57知识准备022.AOI检测系统硬件

硬件组成:◎图像传感器:采集图像的基础，常用面阵相机。◎主机:运行检测软件的平台，高度定制化。◎光源:机器视觉的核心，影响检测稳定性。◎机械组件:包括传动装置和马达，影响检测精度。◎机体外壳:所有部件的载体，固定设备结构。58知识准备02

3.AOI检测系统软件

软件组成:

◎算法:核心部分，决定检测能力。

◎影像处理软件:处理和分析图像。

◎通讯软件:数据传输和系统控制。

◎AI的作用:提升AOI检测技术的关键因素。59知识准备023.3.2AOI设备的工作原理1.成像原理:◎光学原理:光线反射和成像。◎图像处理技术:检测算法，如灰阶处理、色彩分析等。60知识准备022.AOI检测设备工作原理工作流程:

（1）扫描PCBA:通过CCD摄像头采集图像。

（2）图像处理:与数据库中的合格参数比较。

（3）缺陷检测:显示或标示缺陷，供维修人员处理。61知识准备023.AOI的应用位置

应用位置:

①锡膏印刷后:检测印刷缺陷。

②回流焊前:检测锡膏和贴片质量。

③回流焊后:检测所有工艺缺陷。

④红胶检测:检测红胶质量。

⑤波峰炉后:检测波峰焊质量。62知识准备023.3.3AOI设备的编程步骤63知识准备021.编程流程:①新建程序:输入PCB板名称和类别信息。②调节导轨宽度:根据PCB宽度调整。64知识准备021.编程流程:③程序面设置:设置坐标原点、PCB尺寸等。④制作缩略图:创建PCB的缩略图。65知识准备021.编程流程:⑤设置Mark:注册Mark点，提高检测精度。66知识准备021.编程流程:⑤设置Mark:注册Mark点，提高检测精度。67知识准备021.编程流程:⑥CAD导入:导入贴片机数据，进行元件注册。68知识准备021.编程流程:⑥CAD导入:导入贴片机数据，进行元件注册。69知识准备02⑧保存程序。70知识准备023.3.4基本算法

常用算法:①ChipSolder算法:检测焊盘区域。②Compare算法:检测元件反向和极性。③Dreg算法:检测锡珠情况。④CREST算法:综合检测波峰焊焊点。⑤Glue算法:检测红胶溢胶。⑥Histogram算法:检测CHIP元件虚焊。71知识准备023.3.4基本算法①ChipSolder算法:检测焊盘区域。②Compare算法:检测元件反向和极性。

72知识准备023.3.4基本算法③Dreg算法:检测锡珠情况。

④CREST算法:综合检测波峰焊焊点。

73知识准备023.3.4基本算法⑤Glue算法:检测红胶溢胶。⑥Histogram算法:检测CHIP元件虚焊。74知识准备023.3.4基本算法

其他算法序号算法功能1Length算法

检测元件长度变化（如电阻长度）。验证是否使用错误原料。2Match算法图像对比，检测元件位置是否符合要求。3Match2算法Match算法的改进版，支持二次相对位置定位。4OCV算法检测元件表面标识字符，验证元件是否正确。5OFFset算法检测BGA元件的本体偏移。6OTHER算法

图像对比，用途广泛但针对性较差。75知识准备023.3.4基本算法

其他算法序号算法功能7PIN算法检测多脚件的引脚及焊接情况（少锡、虚焊等）8SIZE算法检测LED元件的贴装偏移。9TOC算法检测元件特征颜色，判断缺件、错件等。10Short算法检测多脚件或靠近元件的联锡或短路。11OCR算法检测电阻物料的标识字符，检测框与本体框一致。76知识准备023.3.5贴片元件注册方法及算法使用元件类型与注册示意图检测项说明电容

本体框1个（红色）本体框的作用是用于定位、偏移。其注册与调试见“基本算法”中“偏移”中采用“Match”算法。少锡框2个（蓝色）少锡框的作用是用于检测焊点的爬锡状况。其注册与调试见“基本算法”中“少锡”中采用“TOC”算法。空焊框2个（蓝色）空焊框的作用是用于检测焊点是否发生空焊。其注册与调试见<基本算法>中<空焊>中采用“TOC”算法。错件框1个（黄色）错件框的作用是用于检测焊点是否错件、侧立、立碑、反白。其注册与调试见<基本算法>中<错件>中采用“TOC”算法。缺件框2个（蓝色）缺件框的作用是用于检测元件是否缺件。其注册与调试见“基本算法”中“缺件”中采用“Length”算法。77知识准备02电阻

本体框1个（红色）本体框的作用是用于定位、偏移。其注册与调试见“基本算法”中“偏移”中采用“Match”算法。少锡框2个（蓝色）少锡框的作用是用于检测焊点的爬锡状况。其注册与调试见<基本算法>中“少锡”中采用“TOC”算法。空焊框2个（蓝色）空焊框的作用是用于检测焊点是否发生空焊。其注册与调试见<基本算法>中<空焊>中采用“TOC”算法。错件（缺件）框1个（黄色）错件框的作用是用于检测焊点是否错件、侧立、立碑、反白。其注册与调试见“基本算法”中“错件”中采用“OCR”或“OCV”算法。78知识准备02极性二脚件

黄色框为极性框

本体框1个（红色）本体框的作用是用于定位、偏移。其注册与调试见“基本算法”中“偏移”中采用“Match”算法。少锡框2个（蓝色）少锡框的作用是用于检测焊点的爬锡状况。其注册与调试见“基本算法”中“少锡”中采用“TOC”算法。空焊框2个（蓝色）空焊框的作用是用于检测焊点是否发生空焊。其注册与调试见“基本算法”中“空焊”中采用“TOC”算法。错件框1个（紫色）错件框的作用是用于检测焊点是否错件、侧立、立碑、反白。其注册与调试见“基本算法”中“错件”中采用“Match”或者“OCR”算法。当极性二脚件的本体具备丝印时，极性框与错件框为同一检测框缺件框2个（蓝色）缺件框的作用是检测元件是否发生缺件。其注册与调试见“基本算法”中“缺件”中采用“Histogram”算法。极性框1个（黄色）极性框的作用是检测元件是否极性错误。其注册与调试见“基本算法”中“反向”中采用“Compare”算法。79知识准备02SOP器件绿色框为极性框

本体框1个（红色）本体框的作用是用于定位、偏移。其注册与调试见“基本算法”中“偏移”中采用“Match”算法。虚焊框（蓝色）虚焊框的作用是用于检测焊点的好坏状况。其注册与调试见“基本算法”中“虚焊”中的“PIN”或者“Other”算法。短路框2个（黄色）短路框的作用是用于检测

IC引脚之间是否发生短路。其注册与调试见“基本算法”中“短路”中的“Short”算法。错件（缺件）框1个（白色）错件框的作用是用于检测焊点是否错件、侧立、立碑、反白。其注册与调试见“基本算法”中“错件”中的“OCR”、“OCV”或者“TOC”算法。极性框1个（绿色）极性框的作用是检测元件是否极性错误。其注册与调试见“基本算法”中“反向”中采用“Compare”算法。80知识准备02以SOP器件为例，其注册窗体如图所示。图中“①”区域为SOP件的检测项。81任务实施031.写出AOI的编程步骤。2.写出贴片电阻、极性二脚件、SOP器件的注册方法及算法使用。82练习题04单项选择题1.AOI英文全称是AutomaticOpticalInspection用于PCBA检查，其中文全称是（

）A.自动检查仪B.光学检测设备C.自动光学检测设备D.ALEADER设备2.AOI系统采集图像的基础是（

）。A.图像传感器B.主机C.光源D.机体外壳3.A0I操作员检测时一定要检查（

）是否已固定，在测试出现误判多时，主要原因可能是PCB板未固定。A.PCB板B.挡块C.光源D.以上都不对4.AOI光源由红、绿、蓝、白四种LED组成2D光。运用光学原理：镜面反射、漫反射、斜面反射。这属于AOI的（

）。A.图像对比原理B.光学原理C.统计建模原理D.二值化原理5.AOI的（

）是一种有效的检测算法，几乎所有的检测都可用到该算法，该算法就是利用OK样本的累计学习和色彩比对来进行检测和判断。A.灰阶处理算法B.图像色彩分析技术C.图像统计原理D.光学原理83练习题046.当AOI光源照到元件的焊锡时，在显示器上显现（

）。A.红色B.绿色C.蓝色D.黄色7.AOI设备中的“成像原理”主要依赖于哪种物理现象？().A.电磁感应B.光的反射与折射C.声波传播D.热传导8.在AOI设备中用于识别和定位元件的方法称为：()A.元件注册B.元件分类C.元件测量D.元件计数9.AOI设备进行缺陷检测时常用的算法不包括：（

）。A.ChipSolder算法B.Compare算法C.Dreg算法D.Spi算法10.在AOI设备中，为了提高检测精度，通常会采用哪种技术？().A.降低光源亮度B.减少图像分辨率C.增加图像对比度D.使用低质量的镜头模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺任务3.4X-RAY、ICT、FCT检测设备的应用8601任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS87任务引领01

1.本任务讲什么？

◎X-RAY成像原理与分类；

◎X-RAY检测设备的应用；

◎X-RAY检测图形缺陷类型判定；

◎ICT的测试原理与测试难点；

◎ICT测试不良分析与对策；

◎FCT功能测试的应用

88任务引领01

2.你将有什么收获？

能够借助于X-RAY测试半导体器件内部问题，BGA焊点问题。能够借助于专用X-RAY清点物料。能编制X-RAY岗位作业指导书。知道ICT治具的制作方法及程序的调试方法。理解FCT的工作原理，能制作FCT治具的测试程序或测试控制电路。89任务引领01

3.你的任务是什么？（1）根据X-RAY图片填写缺陷名称。（2）针对特定的电路，在ICT测试时，显示“R8”开路，试分析原因、制定解决方案。（3）对特定的电路进行功能测试，那么请说明如何实现？90知识准备023.4.1X-RAY成像原理与分类1.什么是X-RAY①定义:X-RAY即X射线，又称伦琴射线，由德国物理学家伦琴于1895年发现。②产生原理:高速运动的电子与物质相互作用产生，X射线管中电子轰击阳极靶，产生X射线。③特性:

◎穿透性

◎电离效应

◎生物损伤

◎荧光和感光效应91知识准备022.X-RAY成像原理①基本原理:利用X射线的穿透能力与物质密度的关系，通过差别吸收形成图像。②成像过程:◎X射线穿过被检测物体（如PCBA）。

◎图像探测器接收X射线影像。

◎影像转化为数字信号，进行处理和分析。③应用:检测线路板内部结构和加工工艺信息。92知识准备023.X-RAY检测设备的分类①2D检测法:

原理:透射X射线检验法。

优点:单面板元件焊点清晰。

缺点:双面板焊点重叠，难以分辨。②3D检测法:

原理:分层技术，光束聚焦到特定层，高速旋转接受面。

优点:双面焊点独立成像，适用于BGA等不可见焊点。

应用:多层图像“切片”检测，通孔焊点检测。93知识准备024.X-RAY检测设备的应用①PCBA检测:

◎焊接质量检测:检测焊点空洞、虚焊、短路等缺陷。

◎元器件内部结构检测:显示BGA、CSP等元器件的内部结构。

◎生产过程监控:实时监控生产线，提高效率和质量。

◎失效分析:对故障产品进行无损检测，分析故障原因。②SMT自动点料:

◎X-RAY点料机:通过X射线和平板成像器，快速清点物料。

◎优势:提高生产效率，降低物料库存成本。94知识准备0295知识准备025.X-RAY检测图形缺陷类型判定常见缺陷类型:①少球（漏印锡）:BGA锡球缺失。②焊点短路桥接:BGA锡球之间短路。96知识准备025.X-RAY检测图形缺陷类型判定常见缺陷类型:③空洞:BGA焊锡球中裹挟气体形成空洞。④锡珠:溅锡，锡球未被裹挟。97知识准备025.X-RAY检测图形缺陷类型判定常见缺陷类型:⑤偏移:贴片机问题导致BGA球与焊盘位移。⑥焊点虚焊:锡球与焊盘未连接。98知识准备023.4.3ICT的定义、组成1.ICT的定义（1）ICT:在线测试仪（In-CircuitTester，ICT）可理解为一种高度自动化、并具备“电路隔离”能力的精密测量平台。（2）功能:能测电路板上的开路/短路、电阻、电感、电容及PN结（含二极管、三极管、整流管、集成电路IC）。（3）与电表的差异:相较于普通万用表，其核心技术隔离测试使其能在复杂的并联电路中对单个元件进行精准测量，解决了万用表的盲区。（4）与ATE的差异:ICT专注于静态测试（不通电），负责验证制造的准确性；ATE则执行动态测试（通电），验证电路板的功能完整性。99知识准备022.ICT测试的两种方式（1）飞针测试:

特点:不需要制作夹具，只进行静态测试。

原理:使用多个由马达驱动的探针与器件引脚接触并进行电气测量。

适用场景:小量产及样品的电性测试。（2）针床测试:

特点:覆盖率高，需要制作专用的针床夹具。

缺点:夹具制作周期长。100知识准备023.4.4ICT的测试原理与测试难点1.测试原理（1）电阻测试

原理：欧姆定律：R=U/I

方法:在电阻两端加电流，测量电压，计算阻值。（2）电容测试

小电容:使用交流信号，公式C=I/2πfU​大电容:使用直流电压，测量充电时间。（3)电感测试

电感的测试方法和电容的测试类似，只用交流信号测试。101知识准备02（4）二极管测试

正向测试:加正向电流，压降约0.7V（硅材料）。

反向测试:加反向电流，压降较大。（5）三极管测试

步骤:测试bc极和be极的正向压降。测试放大作用：在be极加基极电流，测量ce极电压。（6）跳线测试

方法:测试电阻阻值，判断通断。（7）集成电路IC测试

方法:测试引脚对VCC和GND的正反向电压，判断连焊或虚焊。102知识准备022.特殊测试（1）开路与短路的量测原理开路判定:Rx≥100Ω短路判定:Rx≤10Ω（2）隔离点的测试原理电流源测试:加等高电压，防止电流流入旁路元件。电压源测试:加等低电压，防止电流流入被测元件。103知识准备023.ICT测试中的难点104知识准备023.4.5ICT测试不良分析与对策1.开路不良原因:◎PCB板开路。◎零件问题：立碑、漏件、空焊、零件不良。◎测试点问题：探针未接触、氧化、遮挡、防焊区。2.短路不良原因:◎零件短路。◎PCB短路。◎BGA短路。3.零件不良分析步骤:◎空焊、漏件、PCB开路。◎错件、内阻影响。◎零件误差。105知识准备023.4.6FCT功能测试的应用

1.什么是FCT

◎定义:FunctionalCircuitTest，功能测试。

◎内容:电压、电流、功率、频率等参数的测量。2.FCT的分类（1）按控制模式分:

◎手动控制。

◎半自动控制。

◎全自动控制。（2）按控制器类型分:

◎MCU控制。

◎嵌入式CPU控制。

◎PC控制。

◎PLC控制。106知识准备02

3.功能测试系统的构成

◎系统控制中心:PC、MCU、ARM等。

◎控制执行部分:I/O部件。

◎参数测量部分:测量专用板卡、仪表。

◎数据处理和输出部分:数据采集与输出。107任务实施031.请在表中，根据X-RAY图片填写缺陷名称。108任务实施032.如图所示，ICT测试时，显示“R8”开路，试分析原因、制定解决方案。109任务实施033.如果需要对图电路进行功能测试，那么请说明如何实现？（制作FCT测试治具）110练习题04单项选择题1.X-Ray检测设备在PCBA（PrintedCircuitBoardAssembly）中主要用来检查（

）。A.贴装元件的定位B.内部焊接缺陷C.元件的尺寸精度D.印刷电路板的平整度2.X-Ray检测设备的能力要求不包括以下哪一项？（

）。A.分辨率B.放大倍数C.成像速度D.温度稳定性3.在自动点料系统中，X-Ray检测主要用于（

）。A.确认物料的数量B.检查物料的质量C.物料的分拣D.物料的运输4.目前飞针ICT测试适合于（

）。A.大批量生产B.小批量及样品试制C.高效率生产D.高质量生产

5.下列（

）不是ICT的主要组成部分。A.电脑B.测试针床C.测试电路D.信号发生器111练习题046.ICT能够检测出哪些类型的不良？（

）。A.开路B.短路C.错误的元件值D.以上都是7.FCT的功能测试主要关注的是电路板的（

）。A.物理特性B.电气性能C.最终功能D.生产过程控制8.ICT测试难点不包括（

）A.电阻的并联B.电阻的串联C.电阻与电感的并联D.电容的并联9.在进行FCT时，如果发现产品无法正常工作，第一步应该做什么？（)。A.更换故障部件B.重新编程C.进行ICT测试以查找潜在的制造缺陷D.丢弃产品10.在FCT的分类中不是按控制器的类型分的是（

）。A.手动控制B.半自动控制C.全自动控制D.PC控制模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺任务3.5整机安全测试原理与应用11401任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS115任务引领01

1.本任务讲什么？

◎电工电子设备防触电保护分类；

◎安全测试标准；

◎接地电阻测试；泄漏电流测试；绝缘电阻测试；

◎耐压测试。

116任务引领01

2.你将有什么收获？

知道电工电子设备防触电保护分类和安全标准体系，如IEC、UL等。掌握四种常用安全测试的目的，测试原理和方法。能够使用安全测试仪及编制安全测试作业指导书。117任务引领01

3.你的任务是什么？（1）根据电工电子设备防触电保护的分类，实训室的计算机是属于哪类设备？（2）学习四种安全测试原理，根据表的连接图写出安全测试类型与测试原理。（3）查出GB4943-2022针对计算机机箱泄漏电流测试的主要条件和指标。118知识准备023.5.1电工电子设备防触电保护分类1.O类设备

◎定义：仅靠基本绝缘防护，依赖环境绝缘。

◎使用环境：木质地板、干燥环境。

◎示例：LED灯驱动器。2.0I类设备

◎定义：基本绝缘+接地端子，无接地导线。

◎示例：电烙铁。119知识准备023.I类设备

定义：基本绝缘+保护接地线。

示例：电冰箱、空调、洗衣机。4.II类设备

定义：基本绝缘+附加绝缘。

示例：电推剪。5.III类设备

定义：安全特低电压供电。

示例：电动剃须刀。120知识准备023.5.2安全测试标准

主要标准◎GB4943.1-2022：信息技术设备安全标准。◎GB/T21563-2008：轨道交通设备冲击振动试验。◎GB/T7000系列-2023：照明设备安全标准。◎GB4706系列：家用电器安全标准。◎GB31241-2022：锂离子电池安全技术规范。121知识准备023.5.2安全测试标准

主要标准◎IEC62368-1：音视频、信息技术设备安全标准。◎IEC60335-1：家用电器安全标准。◎IEC61010-1：实验室设备安全标准。◎IEC60601系列：医用电气设备安全标准。◎EN60825：激光产品安全标准。122知识准备023.5.3接地电阻测试1.什么是接地电阻测试

测试接地点与外壳间的阻抗，确保接地可靠性。2.测试目的

确保故障时接地线能承担故障电流，保护使用者。3