Bagaimana sistem inspeksi optik otomatis AOI diterapkan dalam produksi sirkuit cetak

Setelah hampir 112 tahun usaha, sistem inspeksi optik otomatis (AOI) akhirnya berhasil diterapkan pada jalur produksi papan sirkuit cetak (PCB).Jumlah pemasok AOI meningkat tajam, dan berbagai teknologi AOI juga telah membuat kemajuan yang cukup besar.Banyak pemasok hampir dapat menyediakan peralatan AOI yang dapat diterapkan pada semua jalur produksi otomatis..

Selama dekade terakhir, kinerja printer paste solder dan mesin penempatan SMT telah ditingkatkan, yang telah meningkatkan kecepatan, akurasi dan keandalan perakitan produk.Dengan demikian tingkat hasil produsen besar telah ditingkatkanMeningkatnya jumlah komponen yang dikemas SMT yang disediakan oleh produsen komponen juga telah mendorong pengembangan otomatisasi di jalur perakitan papan sirkuit cetak.Penempatan otomatis komponen SMT dapat hampir sepenuhnya menghilangkan kesalahan yang mungkin terjadi selama perakitan manual di jalur produksi.

Dalam industri manufaktur PCB, miniaturisasi dan denaturisasi komponen selalu menjadi tren pengembangan.Hal ini telah mendorong produsen untuk memasang peralatan AOI di jalur produksi merekaKarena tidak lagi mungkin untuk melakukan deteksi yang dapat diandalkan dan konsisten dari komponen yang terdistribusi dengan padat dan menyimpan catatan deteksi yang akurat dengan mengandalkan tenaga kerja manual.Di sisi lain, dapat melakukan inspeksi berulang dan tepat, dan penyimpanan dan rilis hasil inspeksi juga dapat didigitalkan.

Dalam banyak kasus, 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)Untuk jalur produksi output tinggi/campuran rendah, tingkat kontaminasi pasta solder khas adalah antara 20 bagian per juta dan 150 bagian per juta.Pengalaman praktis telah menunjukkan bahwa sulit untuk mendeteksi kontaminasi setiap jenis pasta solder hanya dengan mengambil sampel dan menguji sampel papan sirkuit cetakHanya dengan melakukan inspeksi 100% pada semua papan sirkuit dapat menjamin cakupan inspeksi yang lebih besar, sehingga mencapai kontrol proses statistik (SPC).

Dalam banyak hal, hanya sebagian kecil dari jenis tertentu dari kontaminasi pasta solder yang sebenarnya ada,dan produksi kontaminan pasta solder ini dapat dikaitkan dengan peralatan produksi tertentuDalam banyak kasus, Anda juga dapat mengaitkan terjadinya kontaminasi pasta solder ke perangkat tertentu.seperti komponen offset (karena efek koreksi diri selama proses reflow)Oleh karena itu, untuk mendeteksi semua kontaminasi pasta solder,perlu melakukan inspeksi 100% pada setiap langkah produksi di jalur produksiNamun, pada kenyataannya, karena pertimbangan ekonomi, produsen PCB tidak dapat menguji setiap papan sirkuit setelah setiap proses selesai.insinyur proses dan manajer kontrol kualitas harus dengan hati-hati mempertimbangkan bagaimana menemukan keseimbangan terbaik antara investasi dalam inspeksi dan manfaat yang dibawa oleh peningkatan produksi.

Secara umum, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, Anda dapat secara efektif menerapkan AOI setelah salah satu dari empat langkah produksi dalam jalur produksi.Pada paragraf berikut, masing-masing akan memperkenalkan penerapan AOI setelah empat langkah produksi yang berbeda pada jalur produksi SMT PCB.. Kita dapat secara kasar membagi AOI menjadi dua kategori: pencegahan masalah dan deteksi masalah.(mount permukaan) penempatan perangkat dan penempatan komponen dapat diklasifikasikan sebagai pencegahan masalah, sementara langkah terakhir - pemeriksaan setelah pengelasan aliran kembali - dapat diklasifikasikan sebagai deteksi masalah, karena pemeriksaan pada langkah ini tidak dapat mencegah terjadinya cacat.

• Setelah pencetakan pasta solder:
  Dalam banyak hal, soldering yang cacat berasal dari pencetakan pasta solder yang cacat. Pada tahap ini, Anda dapat dengan mudah dan ekonomis menghapus cacat soldering pada PCB.Sebagian besar sistem deteksi 2D dapat memantau offset dan kemiringan pasta solderSistem 3D ini juga dapat mengukur jumlah solder.
• Setelah penempatan perangkat (chip):
  Deteksi pada tahap ini dapat mendeteksi komponen yang hilang, perpindahan, kesesuaian perangkat (chip) dan kesalahan arah perangkat (chip).Sistem deteksi ini juga dapat memeriksa pasta solder pada bantalan yang digunakan untuk menghubungkan dekat-pitch dan bola grid array (BGA) komponen.
• Setelah pemasangan komponen:
  Setelah peralatan memasang komponen pada PCB, sistem deteksi dapat memeriksa komponen yang hilang, tergeser dan miring pada PCB, dan juga mendeteksi kesalahan polaritas komponen.
• Setelah pengelasan aliran kembali:
  Di akhir jalur produksi, sistem deteksi dapat memeriksa komponen yang hilang, tergeser dan miring, serta cacat dalam semua aspek polaritas.Sistem ini juga harus mendeteksi keakuratan sendi solder serta cacat seperti pasta solder yang tidak cukup, sirkuit pendek selama pengelasan dan kaki yang diangkat.

Jika perlu, Anda juga dapat menambahkan metode pengenalan karakter optik (OCR) dan verifikasi karakter optik (OCV) untuk deteksi pada langkah 2, 3 dan 4.

Diskusi para insinyur dan produsen tentang pro dan kontra dari metode deteksi yang berbeda selalu tak ada habisnya.kriteria utama untuk pemilihan harus berfokus pada jenis komponen dan proses, spektrum kesalahan, dan persyaratan untuk keandalan produk Jika banyak BGA, chip-scale packaging (CSP), atau flip-chip komponen yang digunakan,sistem deteksi perlu diterapkan pada langkah pertama dan kedua untuk memaksimalkan efektivitasnyaSelain itu, melakukan inspeksi setelah tahap keempat dapat secara efektif mengidentifikasi cacat dalam barang-barang konsumen kelas rendah.karena persyaratan kualitas yang sangat ketatUntuk jenis PCB ini, sinar-X dapat dipilih untuk inspeksi.

Jika AOI yang digunakan pada jalur produksi harus dievaluasi, perlu dibedakan antara sistem yang hanya dapat melakukan deteksi dan yang dapat melakukan pengukuran.

Sistem deteksi yang hanya dapat mencari cacat seperti komponen yang hilang dan penempatan yang salah tidak dapat menyediakan alat untuk kontrol proses,sehingga tidak dapat digunakan untuk meningkatkan proses produksi PCBSNamun, sistem deteksi ini cepat dan murah.

Di sisi lain, sistem pengukuran dapat memberikan data yang akurat untuk setiap komponen, yang sangat penting untuk mengukur parameter proses produksi.Sistem ini lebih mahal daripada sistem deteksi, tetapi ketika Anda mengintegrasikannya dengan perangkat lunak SPC, sistem pengukuran dapat memberikan informasi yang diperlukan untuk meningkatkan proses produksi.

Secara keseluruhan, tidak lengkap bagi orang untuk mengevaluasi kualitas sistem deteksi hanya berdasarkan tingkat akurasi laporan kesalahan, yaitu,rasio kesalahan yang benar (laporan kesalahan yang akurat) terhadap alarm palsu (laporan kesalahan palsu)Jika suatu sistem pengukuran harus dievaluasi, maka juga perlu mengandalkan hasil penilaian akurasi sistem pengukuran dalam kisaran toleransi yang lebih kecil.Kontrol Proses Statistik

• Data pengukuran yang akurat
• Pengukuran yang dapat direproduksi dan diulang
• Dekat dengan pengukuran peristiwa dalam waktu dan ruang
• Juga proses pengukuran real-time dan semua informasi yang berkaitan dengan proses produksi

Menginstal sistem AOI selama proses pencetakan atau pemasangan dapat membantu Anda menghilangkan variabel proses lain yang terkumpul selama proses produksi.Dengan asumsi bahwa Anda mengukur apakah komponen telah bergeser posisi setelah reflow pengelasan, data yang Anda kumpulkan tidak dapat mencerminkan akurasi proses pemasangan. Anda harus mengukur hasil baik setelah pemasangan dan setelah pemasangan kembali.Tapi informasi ini hampir tidak berguna untuk mengontrol pemasangan perangkatMengingat tren pengembangan pemantauan, memasang sistem AOI di dekat proses yang harus Anda pantau dapat dengan cepat memperbaiki parameter yang akan memasuki langkah berikutnya.deteksi jarak dekat juga dapat mengurangi jumlah PCBS yang tidak sesuai sebelum proses deteksi.

Meskipun sebagian besar pengguna AOI di industri elektronik masih hanya berfokus pada inspeksi pasca pengelasan,tren masa depan miniaturisasi komponen dan PCBS akan membutuhkan kontrol proses loop tertutup yang lebih efektifSistem AOI yang dapat menyediakan solusi deteksi dan pengukuran yang efektif akan menarik lebih banyak pengguna, dan insinyur juga akan menganggap investasi dalam sistem tersebut lebih bermanfaat.Untuk semua pelanggan, AOI akan terus memainkan peran penting dalam meningkatkan lini produksi produk dan meningkatkan hasil produk jadi.