อุปกรณ์ SMT AOI คืออะไร? มันทำงานอย่างไร การตรวจจับข้อบกพร่อง และคู่มือการเลือก

ที่ทันสมัยSMT สายการผลิตการผลิตอิเล็กทรอนิกส์หลังจากผ่าน PCB แล้วการพิมพ์แบบวางประสาน, การจัดวางส่วนประกอบความเร็วสูง-, และการบัดกรีแบบรีโฟลว์เราจะทราบได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำได้อย่างไรว่าส่วนประกอบต่างๆ วางผิดตำแหน่ง หายไป หรือวางไม่ตรง และข้อต่อบัดกรีแสดงข้อต่อเย็นหรือสะพานบัดกรีหรือไม่ การใช้การตรวจสอบด้วยภาพแบบดั้งเดิมโดยผู้ปฏิบัติงานไม่เพียงแต่ไม่มีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังมีแนวโน้มสูงที่จะเกิดข้อบกพร่องเนื่องจากความล้าในการมองเห็นอีกด้วย

อุปกรณ์ SMT AOI (การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ)ใช้กล้องดิจิทัลทางอุตสาหกรรม การจัดแสงแบบหลาย-แชนเนล อัลกอริธึมการประมวลผลภาพ และซอฟต์แวร์การตรวจสอบ เพื่อทำการตรวจสอบตำแหน่งของส่วนประกอบด้วยภาพโดยอัตโนมัติ คุณภาพของรอยประสาน และข้อบกพร่องของกระบวนการที่เกี่ยวข้องบน PCB

บทความนี้จะนำเสนอ-การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับหลักการปฏิบัติงานของ AOI ขอบเขตการตรวจสอบ สถานที่ติดตั้ง ความแตกต่างจาก SPI และเกณฑ์การคัดเลือก เพื่อช่วยให้ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สร้างระบบควบคุมคุณภาพที่มีประสิทธิภาพ

ชื่อเต็มของ AOI:การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ
บทบาทหลัก:ใช้เทคโนโลยีวิชันซิสเต็มเพื่อแทนที่การตรวจสอบด้วยภาพด้วยตนเอง ช่วยให้สามารถจับภาพบอร์ด-ระดับเต็ม-ในระดับไมโครวินาทีและการตรวจจับข้อบกพร่องในสายการผลิต SMT เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการจัดส่งและลดต้นทุนการทำงานซ้ำ

อุปกรณ์ AOI ระดับอุตสาหกรรม-ครบชุดประกอบด้วยโมดูลต่อไปนี้:

ระบบการเคลื่อนไหวที่มีความแม่นยำสูง-:ประกอบด้วยกลไกการเคลื่อนที่ X/Y โต๊ะทำงาน และรางสายพานลำเลียง PCB รองรับการโหลด/ขนถ่ายบอร์ดอัตโนมัติ และการปรับความกว้างของราง
ระบบภาพด้วยแสง:ประกอบด้วยกล้องดิจิตอลอุตสาหกรรมที่มีความละเอียดสูง- เลนส์วิชั่นเฉพาะทาง และแสงผสม RGB หลาย-ช่องสัญญาณ
ระบบควบคุมและซอฟต์แวร์:ซอฟต์แวร์อัลกอริธึมการประมวลผลภาพ ฐานข้อมูลการตรวจสอบ และโมดูลการวิเคราะห์คุณภาพ SPC (การควบคุมกระบวนการทางสถิติ)

การอ้างอิงอุปกรณ์ทั่วไป:การเครื่อง NeoDen ND800 SMT AOIตัวอย่างเช่น มีการติดตั้งกล้องดิจิตอลอุตสาหกรรมความเร็วสูง-สีความเร็วสูง-พิกเซล 5- ล้านพิกเซล (พร้อมตัวเลือกรุ่น 20{{5} ล้านพิกเซล) รวมกับแหล่งกำเนิดแสงสีหลายช่องสัญญาณที่มีรูปทรงวงแหวน- สามมิติ ช่วยให้สามารถจับภาพและวิเคราะห์ PCB ในปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กระบวนการตรวจสอบของระบบ AOI สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้:

PCB จะถูกป้อนเข้าสู่พื้นที่ตรวจสอบ AOI โดยอัตโนมัติผ่านรางสายพานลำเลียงและจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำ เพื่อจัดการกับการบิดเบี้ยวของบอร์ดที่เกิดจากกระบวนการผลิตหรือการสัมผัสความร้อน ระบบต่างๆ เช่น ND800 จึงมีความสามารถในการชดเชยการบิดเบี้ยวของ PCB เพื่อให้มั่นใจถึงจุดโฟกัสที่แม่นยำระหว่างการตรวจสอบ

ข้อบกพร่องที่แตกต่างกันจะแสดงคุณลักษณะการสะท้อนที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญภายใต้แสงจากมุมต่างๆ ระบบ AOI ใช้ไฟวงแหวน RGB หลาย- เพื่อเน้นพื้นผิวบัดกรีและโครงร่างส่วนประกอบตามหลักการของการสะท้อนแบบสเปกตรัมและแบบกระจาย กลไก X/Y ขับเคลื่อนกล้องให้เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว โดยจับภาพ FOV (ขอบเขตการมองเห็น) ที่มีความละเอียดสูง- สำหรับแต่ละภูมิภาค

ระบบจะเปรียบเทียบภาพดิจิทัลที่ถ่ายกับโมเดล PCB มาตรฐาน (หรือข้อมูล CAD) และวิเคราะห์โดยใช้อัลกอริธึมหลักต่างๆ:

การทำงานของสีและการสกัด:ตั้งค่าสี RGB และความอิ่มตัวเพื่อวิเคราะห์ปริมาตรของบัดกรีได้อย่างแม่นยำ และระบุบัดกรีที่มากเกินไปหรือไม่เพียงพอ
การทำงานของระดับสีเทา:การประมวลผลไบนาไรเซชันสีดำ-และ-สีขาวที่ใช้สำหรับการรู้จำอักขระ (OCR/OCV) และการกำหนดขั้ว IC
คอนทราสต์ของภาพ:เปรียบเทียบคุณลักษณะรูปร่างเพื่อระบุการวางแนวของส่วนประกอบและส่วนประกอบที่ขาดหายไปได้อย่างรวดเร็ว
การเรียนรู้ของเครื่อง:ปรับปรุงความทนทานของการจดจำสำหรับข้อต่อบัดกรีที่ซับซ้อนและส่วนประกอบที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ

ตามกระบวนการผลิต SMT ขอบเขตการตรวจสอบของ AOI ครอบคลุมสี่ประเด็นหลัก:

สารบัดกรีไม่เพียงพอหรือมากเกินไป
วางประสานยุบและชดเชย
การเชื่อม การปนเปื้อน และรอยขีดข่วน

ส่วนประกอบที่ขาดหายไปและส่วนประกอบที่ไม่ถูกต้อง
การวางแนวที่ไม่ตรงและเอียง
เอฟเฟกต์หลุมฝังศพ/แมนฮัตตันและการสร้างด้านข้าง
การย้อนกลับส่วนประกอบและความเสียหายของส่วนประกอบ

การบัดกรีเปล่าและการบัดกรีเย็น
การเชื่อมประสาน, ลูกประสาน
การบัดกรีไม่เพียงพอ การบัดกรีส่วนเกิน และการยกพิน IC

ฟอยล์ทองแดง PCB ที่หายไป การปนเปื้อนของทองแดง แผ่นสีดำ และตุ่มพอง
ขาด เอียง หรือกลับด้าน DIP ผ่าน-หมุดรูและข้อต่อบัดกรีไม่ดี

สถานที่ติดตั้ง	เป้าหมายการตรวจสอบที่สำคัญ	คุณค่าของโซลูชัน
หลังการจัดวาง / ก่อน-จัดเรียงใหม่	ส่วนประกอบที่ขาดหายไป ส่วนประกอบที่ไม่ถูกต้อง การเยื้องศูนย์ การกลับขั้ว การฝังศพ	วางประสานที่ไม่ละลาย; ส่วนประกอบต่างๆ ได้รับการแก้ไขอย่างง่ายดายด้วยตนเอง
โพสต์-จัดเรียงใหม่	ข้อต่อบัดกรีเย็น, ไฟฟ้าลัดวงจร, การบัดกรีไม่เพียงพอ/มากเกินไป, ข้อบกพร่องด้านความสวยงามในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป	ตำแหน่งการติดตั้งที่พบบ่อยที่สุด ตรวจสอบคุณภาพขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเพื่อป้องกันไม่ให้หน่วยที่ชำรุดเข้าถึงลูกค้า

นี่เป็นคำถามที่พบบ่อยที่สุดเมื่อเลือกอุปกรณ์ SMT ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองมีดังนี้:

เกณฑ์การเปรียบเทียบ	เอสพีไอ	ออย
ชื่อเต็ม	อุปกรณ์ตรวจสอบการวางบัดกรี	อุปกรณ์ตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ
เป้าหมายการตรวจสอบ	วางประสานหลังจากการพิมพ์เท่านั้น	ส่วนประกอบ ข้อต่อบัดกรี และพื้นผิว PCB
สถานที่ทั่วไป	หลังจากที่เครื่องพิมพ์วางประสาน	หลังจากเครื่องวางตำแหน่งหรือหลังเตาอบ reflow
ตัวชี้วัดที่สำคัญ	ปริมาตรเนื้อบัดกรี พื้นที่ ความสูง ความหนา และออฟเซ็ต	ส่วนประกอบไม่ถูกต้อง ส่วนประกอบหายไป การวางแนวไม่ตรง ข้อต่อบัดกรีเย็น ไฟฟ้าลัดวงจร และสะพานบัดกรี ฯลฯ

ใช่ และทั้งสองระบบก็เสริมกัน การกำหนดค่าสายการผลิตคุณภาพสูง-มาตรฐานคือ:เครื่องพิมพ์วางประสาน ➔ เอสพีไอ ➔ เลือก และ วางเครื่อง ➔ เตาอบรีโฟลว์ ➔ ออย. SPI กำหนดว่า "มีการจ่ายสารบัดกรีอย่างถูกต้องหรือไม่" ในขณะที่ AOI กำหนด "ว่าส่วนประกอบถูกวางอย่างถูกต้องและบัดกรีอย่างแน่นหนาหรือไม่"

AOI จัดการการคัดกรองที่มีประสิทธิภาพ ในขณะที่ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์จัดการการตรวจสอบและการตัดสินใจ-

อุปกรณ์ AOI สามารถทำการสแกนภาพซ้ำๆ ได้มากกว่า 99% และทำเครื่องหมายพื้นที่ที่ไม่{1}}สอดคล้องกัน (NG) โดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันการแจ้งเตือนที่ผิดพลาด ซอฟต์แวร์ระบบของอุปกรณ์ เช่น ND800 จึงมีอินเทอร์เฟซการตรวจสอบแบบออฟไลน์โดยเฉพาะ วิศวกรสามารถเปรียบเทียบภาพ Field of View (FOV) จริงกับภาพที่ลงทะเบียนมาตรฐานได้อย่างรวดเร็ว เพื่อยืนยันการแจ้งเตือนที่ผิดพลาด วิเคราะห์สาเหตุของกระบวนการ และตัดสินใจซ่อมแซม

เมื่อซื้ออุปกรณ์ AOI ขอแนะนำให้มุ่งเน้นไปที่การประเมินมิติสำคัญสี่ประการต่อไปนี้:

ขนาด PCB และความเข้ากันได้:ยืนยันขนาดและความหนาของ PCB ขั้นต่ำและสูงสุดของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น NeoDen ND800 รองรับขนาด PCB ตั้งแต่ 50 × 50 มม. ถึง 400 × 360 มม. โดยมีความหนาของบอร์ดตั้งแต่ 0.3 ถึง 5 มม.
จำนวนพิกเซลของกล้องและความละเอียดของเลนส์:เลือกความละเอียดของแสง (เช่น 10 μm, 15 μm, 20 μm) ตามส่วนประกอบยึดพื้นผิวที่เล็กที่สุด- (เช่น 01005 หรือ 02001) และระยะพิทช์ IC (เช่น 0.3 มม.)
ความเร็วในการตรวจสอบและวงจรการเคลื่อนที่:ความเร็วในการเคลื่อนที่สูงสุด (เช่น 800 มม./วินาที สำหรับ ND800) และเวลาในการประมวลผลภาพชิปเดี่ยว- (เช่น<12 ms for a 0402 chip) must align with the line's UPH.
ความสะดวกสบายของซอฟต์แวร์และการเขียนโปรแกรม:รองรับการนำเข้าข้อมูล CAD การจับคู่ไลบรารีส่วนประกอบอัตโนมัติ และการวิเคราะห์ฐานข้อมูลคุณภาพ SPC จะกำหนดประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงระหว่าง NPI (การแนะนำผลิตภัณฑ์ใหม่)

สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กำลังมองหา-โซลูชัน AOI ที่คุ้มค่า NeoDen ND800 มอบประสิทธิภาพระดับอุตสาหกรรม-:

ความคุ้มครองที่ครอบคลุม:ใช้งานได้อย่างยืดหยุ่นที่จุดการตรวจสอบหลายจุด รวมถึงการพิมพ์-การบัดกรีแบบวาง การรีโฟลว์ล่วงหน้า - การรีโฟลว์หลัง และหลัง-การบัดกรีแบบคลื่น
การกำหนดค่าออปติคอลที่มีความแม่นยำสูง-:กล้องอุตสาหกรรมความเร็วสูง-สีเต็มรูปแบบ-ล้านพิกเซลหรือ 20{{3} ล้านพิกเซล- จับคู่กับไฟวงแหวนสามมิติแบบหลาย-แชนเนล (RGB/RGBW ฯลฯ อุปกรณ์เสริม) ทำให้สามารถระบุส่วนประกอบขนาดเล็กพิเศษและ IC ความหนาแน่นสูงได้อย่างแม่นยำ
การเขียนโปรแกรมที่สะดวกและฐานข้อมูล SPC:รองรับการนำเข้าข้อมูล CAD อัตโนมัติและการจับคู่ไลบรารีส่วนประกอบอย่างรวดเร็ว มีฐานข้อมูล MySQL ในตัว-ที่ให้สถิติข้อบกพร่องและการวิเคราะห์กระบวนการ SPC

อุปกรณ์ SMT AOIไม่เพียงแต่เป็นเครื่องมืออัตโนมัติที่มาแทนที่การตรวจสอบด้วยตามนุษย์เท่านั้น แต่ยังเป็นอุปกรณ์หลักในการบรรลุการควบคุมคุณภาพ-ที่ขับเคลื่อนและปิด-ในสายการผลิตเอสเอ็มที. เมื่อเลือกระบบ การประเมินควรให้ความสำคัญกับขนาด PCB ขนาดส่วนประกอบขั้นต่ำ และเวลารอบของสายการผลิต แทนที่จะเพียงเปรียบเทียบราคาต่อหน่วย

โปรดแบ่งปันขนาด PCB ขนาดส่วนประกอบที่เล็กที่สุด และข้อกำหนดกำลังการผลิตกับทีมเทคนิค NeoDen เราจะประเมินความต้องการของคุณและปรับแต่งการกำหนดค่า AOI ที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการในการผลิตของคุณ

[ รับการกำหนดค่า AOI แบบกำหนดเอง ]

[ ดูข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดสำหรับ NeoDen ND800 ]