Jak system automatycznej inspekcji optycznej AOI jest stosowany w produkcji obwodów drukowanych?

W jaki sposób automatyczny system kontroli optycznej AOI jest stosowany w produkcji obwodów drukowanych?

Po prawie 112 latach wysiłków automatyczny system kontroli optycznej (AOI) został wreszcie z powodzeniem zastosowany do linii produkcyjnej płytek drukowanych.Liczba dostawców AOI znacznie wzrosła, a także różne technologie AOI poczyniły znaczący postęp.Wielu dostawców było prawie w stanie dostarczyć sprzęt AOI, który może być stosowany na wszystkich automatycznych liniach produkcyjnych..

W ciągu ostatniej dekady poprawiono wydajność drukarek do lutowania i maszyn do umieszczania SMT, co zwiększyło szybkość, dokładność i niezawodność montażu produktów.W ten sposób wzrosła stopa wydajności dużych producentówRosnąca liczba komponentów opakowanych w SMT dostarczanych przez producentów komponentów doprowadziła również do rozwoju automatyzacji w liniach montażowych płytek drukowanych.Automatyczne umieszczenie komponentów SMT może prawie całkowicie wyeliminować błędy, które mogą wystąpić podczas ręcznego montażu na linii produkcyjnej.

W przemyśle produkcyjnym PCB miniaturyzacja i denaturyzacja komponentów zawsze były trendem rozwojowym.W związku z tym producenci instalują sprzęt AOI na swoich liniach produkcyjnych.Ponieważ nie jest już możliwe wiarygodne i spójne wykrywanie gęsto rozmieszczonych komponentów i przechowywanie dokładnych zapisów wykrywania poprzez opieranie się na pracy ręcznej.z drugiej strony, można przeprowadzać powtarzające się i precyzyjne kontrole, a przechowywanie i udostępnianie wyników kontroli można również zdigitalizować.

W wielu przypadkach, the inspection and adjustment of the solder paste printer and assembly process by process engineers can ensure that the solder paste contamination rate (spatter rate) on the production line is only a few parts per million (ppm)W przypadku linii produkcyjnej o wysokiej wydajności/niskim wymieszaniu typowy wskaźnik zanieczyszczenia pasty lutowej wynosi od 20 do 150 części na milion.Doświadczenie praktyczne wykazało, że trudno jest wykryć zanieczyszczenie każdego rodzaju pasty lutowej jedynie poprzez pobieranie i badanie próbek płytek drukowanych.Tylko poprzez przeprowadzenie 100% kontroli wszystkich płyt obwodowych można zagwarantować większy zakres kontroli, osiągając w ten sposób statystyczną kontrolę procesu (SPC).

W dużym stopniu istnieje tylko bardzo niewielka część konkretnych rodzajów zanieczyszczenia pasą lutową,i wytwarzanie tych zanieczyszczeń pasty lutowej może być związane z określonymi specjalnymi urządzeniami produkcyjnymiW wielu przypadkach można również przypisać wystąpienie zanieczyszczenia pasty lutowej do określonego urządzenia.takie jak przesunięcie komponentów (ze względu na efekt samokorygowania podczas procesu ponownego przepływu)W celu wykrycia wszelkich zanieczyszczeń pasty lutowniczej,konieczne jest przeprowadzenie 100% kontroli na każdym etapie produkcji na linii produkcyjnejJednak w rzeczywistości, ze względu na względy ekonomiczne, producenci PCB nie mogą testować każdej płyty po zakończeniu każdego procesu.Inżynierowie procesów i menedżerowie kontroli jakości muszą starannie rozważyć, w jaki sposób osiągnąć najlepszą równowagę między inwestycjami w inspekcję a korzyściami wynikającymi z zwiększonej produkcji.

Ogólnie rzecz biorąc, jak pokazano na rysunku 1, można skutecznie stosować AOI po każdym z czterech etapów produkcji w linii produkcyjnej.W następnych ustępach odpowiednio wprowadzone zostanie zastosowanie AOI po czterech różnych etapach produkcji na linii produkcyjnej SMT PCB.. AOI można podzielić na dwie kategorie: zapobieganie problemom i wykrywanie problemów.(mocowanie na powierzchni) umieszczenie urządzenia i umieszczenie części można zaklasyfikować jako zapobieganie problemom, podczas gdy ostatni etap - inspekcja po powrocie lutowania - można zakwalifikować jako wykrywanie problemów, ponieważ inspekcja na tym etapie nie może zapobiec wystąpieniu wad.

◆ Po druku pasty lutowej: W dużym stopniu wadliwe lutowanie wynika z wadliwego druku pasty lutowej.można łatwo i ekonomicznie usunąć wady lutowania na PCBWiększość systemów wykrywania 2-D może monitorować przesunięcie i nachylenie pasty lutowej, niewystarczające obszary pasty lutowej, a także rozpylania lutowej i zwarcia.System 3D może również zmierzyć ilość lutowania.

Po umieszczeniu urządzeń (na układzie chipowym): wykrycie na tym etapie może wykryć brakujące elementy, przemieszczenie, przesunięcie urządzeń (na układzie chipowym) oraz usterki kierunkowe urządzeń (na układzie chipowym).Ten system wykrywania może również sprawdzić pasty lutowej na podkładkach stosowanych do łączenia bliskich i elementów siatki kulkowej (BGA).
◆ Po zamontowaniu części: Po zamontowaniu części na płytce PCB przez urządzenie system wykrywania może sprawdzić, czy na płytce PCB nie ma brakujących, przesuniętych i zniekształconych części,i również wykryć błędy w bieguności komponentów.

Po powrocie lutowania: Na końcu linii produkcyjnej system wykrywania może sprawdzać brak, przesunięcie i przesunięcie komponentów, a także wady we wszystkich aspektach biegunowości.System musi również wykrywać poprawność złączy lutowych, a także wady, takie jak niewystarczająca pasta lutowa, zwarcia podczas lutowania i podnoszenia stóp.

W razie potrzeby można również dodać metody rozpoznawania optycznych znaków (OCR) i weryfikacji optycznych znaków (OCV) do wykrywania w etapach 2, 3 i 4.

Dyskusje inżynierów i producentów na temat zalet i wad różnych metod wykrywania są zawsze niekończące się.główne kryteria wyboru powinny koncentrować się na rodzaju komponentów i procesów, spektrum usterek i wymagania dotyczące niezawodności produktu.system wykrywania musi być stosowany w pierwszym i drugim etapie, aby zwiększyć jego skutecznośćPonadto przeprowadzenie inspekcji po czwartym etapie może skutecznie identyfikować wady dóbr konsumpcyjnych niskiej klasy.ze względu na niezwykle rygorystyczne wymagania jakościoweW przypadku tego rodzaju płyt PCB do kontroli mogą zostać wybrane promienie rentgenowskie.

Jeżeli należy ocenić AOI stosowane na linii produkcyjnej, należy rozróżnić systemy, które mogą wykonywać jedynie wykrywanie, od tych, które mogą wykonywać pomiary.

Systemy wykrywania, które mogą jedynie szukać wad, takich jak brakujące elementy i nieprawidłowe umieszczenie, nie mogą zapewnić narzędzi do kontroli procesu,nie mogą być więc wykorzystywane do poprawy procesu produkcji PCBSInżynierowie nadal muszą ręcznie dostosowywać proces produkcji.

Z drugiej strony system pomiarowy może dostarczać dokładnych danych dla każdego elementu, co ma ogromne znaczenie dla pomiaru parametrów procesu produkcyjnego.Systemy te są droższe niż systemy wykrywania, ale po zintegrowaniu ich z oprogramowaniem SPC system pomiarowy może dostarczyć informacji niezbędnych do poprawy procesu produkcji.

Ogólnie rzecz biorąc, ocena jakości systemu wykrywania nie jest kompleksowa tylko na podstawie jego dokładności w zgłaszaniu błędów, czylistosunek prawdziwych błędów (dokładne zgłaszanie błędów) do fałszywych alarmów (fałszywe zgłaszanie błędów)Jeżeli system pomiarowy ma być oceniany, konieczne jest również oparcie się na wynikach oceny dokładności systemu pomiarowego w mniejszym zakresie tolerancji.Statystyczna kontrola procesów
Wreszcie, jeśli chcesz skutecznie wykorzystać dane z systemu AOI, aby pomóc Ci kontrolować proces produkcji, umożliwiając tym samym Twojej firmie osiągnięcie większej wydajności i większych zysków,musisz opanować następujące informacje::
Dokładne dane pomiarowe
Pomiar możliwy do odtworzenia i powtarzania
◆ zbliżenie się do pomiaru zdarzeń w czasie i przestrzeni
Proces pomiaru w czasie rzeczywistym oraz wszystkie informacje związane z procesem produkcji
Zainstalowanie systemu AOI podczas procesu druku lub montażu może pomóc w wyeliminowaniu innych zmiennych procesu gromadzonych podczas procesu produkcji.Zakładając, że mierzysz, czy elementy zmieniły pozycje po powrocie lutowania, dane zebrane nie mogą odzwierciedlać dokładności procesu montażu.Ale te informacje są prawie bezużyteczne do sterowania montażem urządzeniaBiorąc pod uwagę trend rozwoju monitorowania, zainstalowanie systemu AOI w pobliżu procesu, który należy monitorować, może szybko poprawić parametr, który jest w drodze do następnego kroku.wykrywanie z bliskiego zasięgu może również zmniejszyć liczbę niezgodnych PCBS przed procesem wykrywania.
Chociaż większość użytkowników AOI w przemyśle elektronicznym nadal koncentruje się wyłącznie na kontroli po lutowaniu,przyszły trend miniaturyzacji komponentów i PCBS będzie wymagał skuteczniejszego sterowania procesem zamkniętymSystemy AOI, które mogą zapewnić skuteczne rozwiązania wykrywania i pomiaru, będą przyciągać coraz więcej użytkowników, a inżynierowie będą również uważali, że inwestycja w takie systemy jest bardziej opłacalna.Dla wszystkich klientów, AOI będzie nadal odgrywać ważną rolę w ulepszaniu linii produkcyjnych produktów i zwiększaniu wydajności produktów gotowych.