Hoe wordt het AOI automatische optische inspectiesysteem toegepast in de productie van printplaten?

Na bijna 112 jaar inspanningen is het automatische optische inspectiesysteem (AOI) eindelijk met succes toegepast op de productielijn van printplaten (PCB).Het aantal AOI-leveranciers is sterk toegenomen, en verschillende AOI-technologieën hebben eveneens aanzienlijke vooruitgang geboekt.De Commissie merkt op dat de in de overwegingen 33 tot en met 34 vermelde productielijnen in het algemeen niet zijn voorzien van een AOI-apparatuur..

In het afgelopen decennium is de prestaties van soldeerpasteprinters en SMT-plaatsmachines verbeterd, waardoor de snelheid, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de productassemblage is toegenomen.Het rendement van de grote producenten is aldus verbeterdHet toenemende aantal SMT-verpakte componenten dat door componentenfabrikanten wordt aangeboden, heeft ook geleid tot de ontwikkeling van automatisering in de assemblagelijnen voor printplaten.De automatische plaatsing van SMT-onderdelen kan de fouten die tijdens de handmatige montage op de productielijn kunnen optreden bijna volledig elimineren.

In de PCB-industrie is de miniaturisatie en denaturisatie van componenten altijd de ontwikkelingstrend geweest.Dit heeft fabrikanten ertoe aangezet AOI-apparatuur op hun productielijnen te installeren.. Omdat het niet langer mogelijk is om een betrouwbare en consistente detectie van dicht verdeelde componenten uit te voeren en nauwkeurige detectie records bij te houden door te vertrouwen op handarbeid.aan de andere kant, herhaalde en nauwkeurige inspecties kunnen uitvoeren, en de opslag en vrijgave van inspectieresultaten kunnen ook worden gedigitaliseerd.

In veel gevallen, 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)Voor een productielijn met een hoge uitstoot/laag vermenging bedraagt de typische besmetting met soldeerpasta tussen de 20 en 150 ppm.Uit de praktijk is gebleken dat het moeilijk is de besmetting van alle soorten soldeerpasta te detecteren door enkel monsters van printplaten te nemen en te testen.Alleen door 100% inspectie op alle circuitboards kan een grotere inspectie dekking worden gegarandeerd, waardoor statistische procescontrole (SPC) wordt bereikt.

In grote mate bestaat er slechts een zeer klein deel van de specifieke soorten soldeerpastaverontreiniging.en de productie van deze verontreinigende stoffen in soldeerpasta kan worden gekoppeld aan bepaalde specifieke productieapparatuurIn veel gevallen kun je het voorkomen van een besmetting met soldeerpasta ook toeschrijven aan een specifiek apparaat.zoals componentverschuiving (vanwege het zelfcorrectie-effect tijdens het reflowproces)Daarom is het onmogelijk om alle besmetting met soldeerpasta te detecteren.het is noodzakelijk om bij elke productiestap op de productielijn 100% inspectie uit te voeren.In werkelijkheid kunnen PCB-fabrikanten echter vanwege economische overwegingen niet elke printplaat testen nadat elk proces is voltooid.procesingenieurs en kwaliteitscontrolebeheerders moeten zorgvuldig overwegen hoe ze het beste evenwicht kunnen vinden tussen investeringen in inspectie en de voordelen van verhoogde productie.

In het algemeen kan, zoals in figuur 1 wordt aangetoond, AOI na een van de vier productiestappen in een productielijn effectief worden toegepast.In de volgende alinea's wordt respectievelijk de toepassing van AOI ingevoerd na vier verschillende productiestappen op de SMT-PCB-productielijn.In de volgende beschrijving wordt de inspectie na het soldeerpersprinten beschreven.(oppervlakte bevestiging) plaatsing van het apparaat en plaatsing van de onderdelen kunnen worden geclassificeerd als probleempreventieDe laatste stap - de inspectie na het terugvloeien van het soldeerwerk - kan worden geclassificeerd als het opsporen van problemen, omdat de inspectie in deze stap het optreden van gebreken niet kan voorkomen.

• Na het drukken met soldeerpasta:
  Defect solderen is grotendeels het gevolg van defect soldeerpasta-drukwerk. In dit stadium kunt u de soldeerfouten op het PCB eenvoudig en economisch verwijderen.De meeste 2D-detectiesystemen kunnen het verschuiven en scheven van de soldeerpasta controlerenHet 3-D-systeem kan ook de hoeveelheid soldeer meten.
• Na de plaatsing van de (chip-) apparaten:
  De detectie in dit stadium kan ontbrekende onderdelen, verplaatsingen, scheefheid van (chip) apparaten en richtingsfouten van (chip) apparaten detecteren.Dit detectiesysteem kan ook de soldeerpasta op de pads gebruikt om te verbinden close-pitch en bal grid array (BGA) componenten.
• Na montage van het onderdeel:
  Nadat de apparatuur de componenten op het PCB heeft gemonteerd, kan het detectiesysteem op zoek gaan naar ontbrekende, verplaatste en scheve componenten op het PCB en ook fouten in de polariteit van de componenten detecteren.
• Na reflowsoldering:
  Aan het eind van de productielijn kan het detectiesysteem controleren op ontbrekende, verplaatste en scheve onderdelen, evenals defecten in alle polariteitsaspecten.Het systeem moet ook de juistheid van de soldeersluitingen en gebreken zoals onvoldoende soldeerpasta detecteren, kortsluitingen tijdens het solderen en het opheffen van voeten.

Indien nodig kunt u ook de optische kenmerkenherkenning (OCR) en optische kenmerkenverificatie (OCV) toevoegen voor detectie in de stappen 2, 3 en 4.

De discussies tussen ingenieurs en fabrikanten over de voor- en nadelen van verschillende detectiemethoden zijn altijd eindeloos.de belangrijkste selectiecriteria moeten gericht zijn op het type componenten en processenAls er veel BGA-, chip-scale-verpakkingen (CSP) of flip-chip-componenten worden gebruikt, moeten de volgende criteria worden nageleefd:het detectiesysteem moet worden toegepast op de eerste en tweede stappen om de effectiviteit te maximaliserenVoor PCBS die worden gebruikt in ruimtevaart-, medische en veiligheidsproducten (automotive airbags) is het noodzakelijk dat de inspecties na de vierde fase effectief worden uitgevoerd.vanwege de uiterst strenge kwaliteitseisenVoor dit type pcb's kunnen röntgenstralen worden geselecteerd voor inspectie.

Als de AOI die op de productielijn wordt gebruikt, moet worden beoordeeld, moet onderscheid worden gemaakt tussen systemen die alleen detectie kunnen uitvoeren en die die metingen kunnen uitvoeren.

detectiesystemen die alleen op zoek kunnen naar gebreken zoals ontbrekende onderdelen en onjuiste plaatsing, kunnen geen instrumenten voor procescontrole bieden,Daarom kunnen zij niet worden gebruikt om het productieproces van PCBS te verbeteren.De ingenieurs moeten het productieproces nog steeds handmatig aanpassen, maar deze detectiesystemen zijn zowel snel als goedkoop.

Aan de andere kant kan het meetsysteem voor elk onderdeel nauwkeurige gegevens verstrekken, wat van groot belang is voor het meten van de parameters van het productieproces.Deze systemen zijn duurder dan detectiesystemen., maar wanneer deze met SPC-software worden geïntegreerd, kan het meetsysteem de informatie verstrekken die nodig is om het productieproces te verbeteren.

Over het algemeen is het niet volledig voor mensen om de kwaliteit van een detectiesysteem alleen te beoordelen op basis van de nauwkeurigheid van het rapporteren van fouten, dat wil zeggen:de verhouding tussen ware fouten (nauwkeurige foutmelding) en valse alarmen (valse foutmelding)Indien een meetsysteem moet worden geëvalueerd, is het ook noodzakelijk om te vertrouwen op de beoordelingsresultaten van de nauwkeurigheid van het meetsysteem binnen een kleiner tolerantiebereik.Statistische procescontrole

• Precieze meetgegevens
• Reproduceerbare en herhaalbare metingen
• Dicht bij de meting van gebeurtenissen in tijd en ruimte
• Het meetproces in realtime en alle informatie met betrekking tot het productieproces

Het installeren van een AOI-systeem tijdens het druk- of montageproces kan u helpen andere procesvariabelen die tijdens het productieproces zijn opgehoopt, te elimineren.Ervan uitgaande dat u meet of de componenten zijn verschoven posities na reflow soldering, kunnen de verzamelde gegevens de nauwkeurigheid van het montageproces niet weergeven.Maar deze informatie is bijna nutteloos voor het controleren van het apparaat montageGezien de trend van de ontwikkeling van de monitoring, kan het installeren van een AOI-systeem in de buurt van het proces dat u moet monitoren snel een parameter corrigeren die op het punt staat de volgende stap in te gaan.Bij het detecteren van PCBS's op korte afstand kan ook het aantal niet-conforme PCBS's vóór het detectieproces worden verminderd..

Hoewel de meeste AOI-gebruikers in de elektronica-industrie zich nog steeds alleen richten op inspectie na het solderen,de toekomstige trend van miniaturisatie van componenten en PCBS vereist een effectievere procescontrole in gesloten kringAOI-systemen die effectieve detectie- en meetoplossingen kunnen bieden, zullen steeds meer gebruikers aantrekken, en ingenieurs zullen ook de investering in dergelijke systemen meer waard vinden.Voor alle klanten, zal AOI een belangrijke rol blijven spelen bij het verbeteren van productproductielijnen en het verhogen van de opbrengst van eindproducten.