Come viene applicato il sistema di ispezione ottica automatica AOI nella produzione di circuiti stampati

Come viene applicato il sistema di ispezione ottica automatica AOI nella produzione di circuiti stampati

Dopo quasi 112 anni di sforzi, il sistema di ispezione ottica automatica (AOI) è stato finalmente applicato con successo alla linea di produzione di circuiti stampati (PCB).il numero di fornitori di AOI è aumentato notevolmente, e varie tecnologie AOI hanno fatto notevoli progressi.La Commissione ha pertanto concluso che la misura in questione è incompatibile con il mercato interno e che essa è incompatibile con il mercato interno..

Nel corso dell'ultimo decennio, le prestazioni delle stampanti a saldatura e delle macchine di posizionamento SMT sono state migliorate, il che ha migliorato la velocità, la precisione e l'affidabilità dell'assemblaggio dei prodotti.Il tasso di rendimento dei grandi produttori è stato quindi miglioratoIl numero crescente di componenti confezionati SMT forniti dai produttori di componenti ha anche spinto lo sviluppo dell'automazione nelle linee di assemblaggio dei circuiti stampati.Il posizionamento automatico dei componenti SMT può quasi eliminare completamente gli errori che possono verificarsi durante l'assemblaggio manuale sulla linea di produzione.

Nell'industria della produzione di PCB, la miniaturizzazione e la denaturazione dei componenti sono sempre state la tendenza di sviluppo.Ciò ha spinto i produttori a installare apparecchiature AOI sulle loro linee di produzione.. Perché non è più possibile effettuare una rilevazione affidabile e coerente di componenti densamente distribuiti e mantenere registri accurati di rilevazione basandosi sul lavoro manuale. AOI,dall'altra parte, può eseguire ispezioni ripetute e precise, e la conservazione e il rilascio dei risultati delle ispezioni possono anche essere digitalizzati.

In molti casi, 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)Per una linea di produzione ad alto rendimento e a bassa miscelazione, il tasso tipico di contaminazione della pasta di saldatura è compreso tra 20 parti per milione e 150 parti per milione.L'esperienza pratica ha dimostrato che è difficile rilevare la contaminazione di tutti i tipi di pasta di saldatura semplicemente prelevando e testando campioni di schede di circuiti stampati.Solo effettuando un'ispezione al 100% su tutte le schede di circuito può essere garantita una copertura di ispezione più ampia, raggiungendo così un controllo statistico del processo (SPC).

In gran parte, solo una piccola parte di tipi specifici di contaminazione da pasta di saldatura esiste effettivamente,e la generazione di questi contaminanti della pasta di saldatura può essere collegata a determinate attrezzature di produzione specificheIn molti casi, si può anche attribuire la presenza di una contaminazione da pasta di saldatura a un dispositivo specifico.come lo spostamento dei componenti (a causa dell'effetto di autocorrezione durante il processo di reflow), è impossibile risalire ad una fase di produzione specifica.è necessario effettuare un controllo al 100% in ogni fase di produzione della linea di produzioneTuttavia, in realtà, a causa di considerazioni economiche, i produttori di PCB non possono testare ciascuna scheda di circuito dopo il completamento di ciascun processo.Gli ingegneri di processo e i responsabili del controllo della qualità devono considerare attentamente come trovare il miglior equilibrio tra gli investimenti nell'ispezione e i benefici derivanti dall'aumento della produzione.

In generale, come illustrato nella figura 1, è possibile applicare efficacemente l'AOI dopo una qualsiasi delle quattro fasi di produzione di una linea di produzione.I paragrafi seguenti introdurranno rispettivamente l'applicazione dell'AOI dopo quattro diverse fasi di produzione sulla linea di produzione di PCB SMT.L'AOI può essere suddiviso in due categorie: prevenzione e rilevazione dei problemi.(montaggio in superficie) il posizionamento del dispositivo e il posizionamento dei componenti possono essere classificati come prevenzione dei problemi, mentre l'ultima fase - l'ispezione dopo la saldatura a flusso - può essere classificata come rilevazione dei problemi, poiché l'ispezione in questa fase non può prevenire la comparsa di difetti.

◆ Dopo la stampa con pasta di saldatura: La saldatura difettosa deriva in larga misura da una stampa difettosa con pasta di saldatura.è possibile rimuovere facilmente ed economicamente i difetti di saldatura sul PCBLa maggior parte dei sistemi di rilevamento 2-D può monitorare lo spostamento e la distorsione della pasta di saldatura, le aree insufficienti della pasta di saldatura, nonché gli schizzi di saldatura e i cortocircuiti.Il sistema 3D può anche misurare la quantità di saldatura.

Dopo il posizionamento dei dispositivi a chip: il rilevamento in questa fase può rilevare componenti mancanti, spostamenti, deviazioni dei dispositivi a chip e guasti direzionali dei dispositivi a chip.Questo sistema di rilevamento può anche controllare la pasta di saldatura sui pad utilizzati per collegare i componenti di strato a passo ravvicinato e di griglia a sfera (BGA).
◆ Dopo il montaggio dei componenti: dopo che l'apparecchiatura ha montato i componenti sul PCB, il sistema di rilevamento può controllare se sul PCB ci sono componenti mancanti, spostati e distorti,e anche rilevare errori nella polarità dei componenti.

Dopo la saldatura a reflow: alla fine della linea di produzione, il sistema di rilevamento può verificare la mancanza, lo spostamento e la distorsione dei componenti, nonché i difetti in tutti gli aspetti della polarità.Il sistema deve anche rilevare la correttezza delle giunzioni di saldatura e i difetti come la mancanza di pasta di saldatura, cortocircuiti durante la saldatura e i piedi sollevati.

Se necessario, è inoltre possibile aggiungere i metodi di riconoscimento ottico dei caratteri (OCR) e di verifica ottica dei caratteri (OCV) per il rilevamento nei passaggi 2, 3 e 4.

Le discussioni tra ingegneri e costruttori sui pro e contro dei diversi metodi di rilevamento sono sempre infinite.i principali criteri di selezione dovrebbero concentrarsi sul tipo di componenti e processi, lo spettro di guasti e i requisiti per l'affidabilità del prodotto.il sistema di rilevamento deve essere applicato al primo e al secondo passaggio per massimizzare la sua efficaciaInoltre, l'esecuzione di ispezioni dopo la quarta fase può identificare efficacemente i difetti nei beni di consumo di fascia bassa.a causa dei requisiti di qualità estremamente severiPer questo tipo di PCB, possono essere selezionati i raggi X per l'ispezione.

Se si intende valutare l'AOI utilizzato sulla linea di produzione, è necessario distinguere tra sistemi in grado di effettuare solo il rilevamento e quelli in grado di effettuare la misurazione.

I sistemi di rilevamento che possono solo cercare difetti come componenti mancanti e posizionamento errato non possono fornire strumenti per il controllo del processo,non possono quindi essere utilizzati per migliorare il processo di produzione del PCBSGli ingegneri devono ancora regolare manualmente il processo produttivo, ma questi sistemi di rilevamento sono veloci ed economici.

D'altra parte, il sistema di misura può fornire dati precisi per ogni componente, il che è di grande importanza per la misurazione dei parametri del processo di produzione.Questi sistemi sono più costosi dei sistemi di rilevamento, ma quando si integrano con il software SPC, il sistema di misura può fornire le informazioni necessarie per migliorare il processo di produzione.

Nel complesso, non è completo per le persone valutare la qualità di un sistema di rilevamento basandosi semplicemente sul suo tasso di accuratezza di segnalazione degli errori, cioèil rapporto tra errori veri (riferimento accurato di errori) e falsi allarmi (riferimento di errori falsi)Se si intende valutare un sistema di misurazione, è inoltre necessario basarsi sui risultati della valutazione della precisione del sistema di misurazione entro un intervallo di tolleranza inferiore.Controllo dei processi statistici
Infine, se si desidera utilizzare efficacemente i dati del sistema AOI per controllare il processo produttivo, consentendo così alla società di ottenere una maggiore produzione e maggiori profitti,dovete conoscere le seguenti informazioni:
Dati di misura accurati
Misurazione riproducibile e ripetibile
◆ Vicino alla misurazione degli eventi nel tempo e nello spazio
Inoltre il processo di misurazione in tempo reale e tutte le informazioni relative al processo di produzione
L'installazione di un sistema AOI durante il processo di stampa o di montaggio può aiutare a eliminare altre variabili di processo accumulate durante il processo di produzione.Supponendo che si misura se i componenti hanno spostato le posizioni dopo la saldatura reflow, i dati raccolti non possono riflettere l'accuratezza del processo di montaggio.Ma queste informazioni sono quasi inutili per controllare il montaggio del dispositivoData la tendenza dello sviluppo del monitoraggio, l'installazione di un sistema AOI vicino al processo da monitorare può rapidamente correggere un parametro che sta per entrare nel passo successivo.la rilevazione a distanza ravvicinata può anche ridurre il numero di PCBS non conformi prima del processo di rilevazione.
Anche se la maggior parte degli utilizzatori di AOI nell'industria elettronica si concentra ancora solo sull'ispezione post-saldatura,la futura tendenza alla miniaturizzazione dei componenti e dei PCBS richiederà un controllo del processo a circuito chiuso più efficaceI sistemi AOI in grado di fornire soluzioni efficaci di rilevamento e misurazione attireranno sempre più utenti e gli ingegneri considereranno anche più utile investire in tali sistemi.Per tutti i clienti, AOI continuerà a svolgere un ruolo importante nel migliorare le linee di produzione dei prodotti e aumentare la resa dei prodotti finiti.