Меню Рубрики

Установки автоматической оптической инспекции

Автоматическая оптическая инспекция

Модельный ряд систем АОИ S3088 Ultra предназначен для работы в условиях средне- и крупносерийного производства c высокой производительностью инспекции и высоким качеством обнаружения. Благодаря уникальной конструкции новейшего модуля камер XM система обеспечивает 3D-инспекцию печатного узла, расширяя возможности АОИ по контролю качества пайки трудноразличимых корпусов и минимальных чип-компонентов, в том числе 03015, и гарантируя, например, обнаружение отсутствия компланарности не только выводов, но и самих элементов, а также поиск других дефектов.

Модельный ряд 2D-систем АОИ включает в себя конвейерную и настольную системы инспекции моделей s3088 или s2088. Системы предназначены для надежного, экономически эффективного обнаружения дефектов и быстрой отладки технологического процесса. Установка спроектирована для универсального применения: от производства прототипов до работы в условиях крупносерийного производства. Уникальные программные и аппаратные возможности S2088/3088 Flex, разработанные одним из мировых лидеров в производстве систем АОИ — компанией Viscom, выделяют данную систему среди аналогов на рынке.

Автоматическая оптическая инспекция

Процесс проведения проверки и контроля качества выпускаемых электронных плат может выполняться вручную или автоматически. Первый способ подходит лишь для единичных выпусков и не используется в промышленных масштабах. Напротив, для выполнения автоматической проверки в упомянутом случае применяется автоматическая оптическая инспекция.

С ее помощью можно контролировать:

  • правильность размещения отдельных узлов платы и их положение на ней;
  • качество и точность нанесения пасты для проведения операции паяния;
  • наличие и количество выводов на плате и перемычек между ними;
  • форму галтели;
  • другие технические параметры.

Автоматическая оптическая инспекция состоит из нескольких частей. В частности:

  • несколько цифровых видеокамер;
  • блока обработки информации, получаемой от них;
  • систему ввода и вывода информации.

Отдельные модели инспекций могут иметь в своем составе другие элементы. Кроме этого, меняя программное обеспечение, контролирующее работу установки, можно выставить необходимые режимы работы и контролируемые параметры выпускаемых печатных плат.

Общество с ограниченной ответственностью «Остек-СМТ» предлагает своим клиентам различные оптические инспекции для контроля качества печатных плат, проверки качества пайки отдельных элементов, распознания дефектов и выполнения других операций. Процедуры проводятся в автоматическом режиме, по завершении которого аппарат выдаст вам полную информацию о проделанной работе.

Таким образом, проверка выпускаемых плат даст вам возможность гарантировать их работоспособность. А это напрямую отразится на репутации вашей компании в лучшую сторону и позволит увеличить финансовую выгоду от их реализации. По вопросам приобретения инспекций обращайтесь в отдел продаж компании «Остек-СМТ».

источник

Автоматическая оптическая инспекция (АОИ) установки компонентов и качества пайки печатных плат

Системы АОИ применяются для обнаружения дефектов, а также для сбора данных и статистического анализа. Автоматическая оптическая инспекция (АОИ) имеет очевидные преимущества перед визуальными методами контроля в скорости, эффективности и гибкости.

Поскольку системы АОИ могут устанавливаться в различных конфигурациях (отдельно или в составе технологической линии), важно тщательно проанализировать факторы, влияющие на общий выход готовой продукции, чтобы подобрать наилучший вариант для конкретной ситуации. В случае если ставится задача просто обнаружить дефект сборки, то АОИ устанавливается вне производственной линии. Если целью является минимизация количества дефектных изделий, то лучше всего будет установить эту систему на конечном участке производственной линии.

Если же вас интересует более полная профилактика дефектов, то системы АОИ нужно будет расположить и на более ранних этапах технологической линии, например до этапа оплавления.

На сегодняшний день существует два типа систем АОИ: двумерная и трехмерная. Принцип работы большинства 2D АОИ остается прежним: для анализа и определения дефектов используется двумерная визуализация (чаще всего в оттенках серого). Со временем системы 2D АОИ совершенствуются, в них применяются более устойчивые алгоритмы, которые дают более точные и воспроизводимые результаты.

Очень важными критериями в работе АОИ являются количество пропущенных дефектов и количество ложных срабатываний. Для снижения этих показателей системы АОИ оснащают многоуровневыми системами подсветки и телецентрическими камерами.

Также важной характеристикой является производительность АОИ. Метод линейного сканирования наиболее производительный, т. к. захватывается весь образ печатной платы целиком. Скорость захвата изображения или сканирования не зависит от числа компонентов на печатной плате, как может быть в случае с системами АОИ с ограниченным полем обзора. Благодаря такой технологии обеспечивается высочайшая скорость инспекции.

Трехмерные АОИ преодолевают фундаментальное ограничение двумерной визуализации. 3D-технология позволяет измерять с точностью до микрон размеры компонентов, выводов и других геометрических особенностей собранной печатной платы по оси Z, четко идентифицируя не соответствующие заданию объекты. Кроме того, трехмерная система АОИ не только фиксирует отсутствие компланарности корпусов и выводов, но и позволяет гораздо точнее определять форму галтели припоя и измерить ее объем. В итоге многие разновидности дефектов, которые трудно выявлялись двумерной АОИ, теперь легко идентифицируются в трех измерениях. Паяное соединение представляет собой трехмерную структуру. Следовательно, качество пайки можно контролировать, используя технологию прямых измерений с количественно характеризуемыми порогами. Например, легко понять, что если объем галтели 82%, а пороговое значение равно 90%, то соединение некачественное. Т.е. требования к качеству пайки могут быть выражены в форме пороговых значений параметров 3D АОИ, а это намного упрощает и ускоряет программирование, практически исключает пропуск дефектов, а также ложные срабатывания, которые были основным слабым местом двумерной АОИ.

Читайте также:  Установка газа на хонда црв

источник

Автоматическая оптическая инспекция

Системы АОИ предназначены для автоматической оценки качества сборки печатного узла или качества нанесения паяльной пасты.

Место системы АОИ в линии

Системы АОИ могут устанавливаться в линию поверхностного монтажа после автомата трафаретной печати, автоматов установки компонентов и печи оплавления. Также существуют специализированные АОИ для контроля качества пайки штыревых компонентов и нанесения влагозащитных покрытий.

Система АОИ, установленная после операции нанесения пасты, обнаруживает следующие виды дефектов:

  • недостаток/избыток пасты на контактных площадках;
  • смещение пасты относительно контактных площадок;
  • перемычки;
  • смазывание пасты.

Система АОИ, установленная после операции установки компонентов, обнаруживает следующие виды дефектов:

  • отсутствие компонента;
  • линейное и/или угловое смещение компонента;
  • неправильная полярность компонента;
  • переворот резистора;
  • неправильный номинал компонента (надпись на корпусе компонента).

Система АОИ, установленная после печи оплавления, может определить все виды дефектов, известные в поверхностном монтаже:

  • отсутствие компонента;
  • линейное и/или угловое смещение компонента;
  • неправильная полярность компонента;
  • переворот резистора;
  • неправильный номинал компонента (надпись на корпусе компонента);
  • недостаток/избыток припоя;
  • неправильное формирование галтели;
  • Billboard (компонент на ребре);
  • Tombstone (эффект надгробного камня);
  • приподнятый вывод микросхемы.

Системы АОИ, установленные после операции трафаретной печати и установки компонентов, реализуют метод контроля, направленный на предупреждение возникновения дефектов. Системы АОИ, установленные после пайки оплавлением, констатируют наличие дефектов. Какой же метод контроля выбрать?

Идеальным вариантом является, конечно, наличие систем АОИ на каждом из этапов технологического процесса. Ведь своевременное предупреждение дефектов гораздо дешевле, чем их устранение на последующих этапах. Однако это означает серьезные инвестиции, к которым большинство производств не готово. Если речь идет только об одной системе АОИ, то следует предпочесть систему, устанавливаемую после печи оплавления. Такая система представляет собой не только средство для обнаружения дефектов, но и инструмент для оценки стабильности всего технологического процесса изготовления печатных узлов. Имея информацию об обнаруженных дефектах, можно поставить им в соответствие технологическую операцию, которая «виновна» в их возникновении. Например, недостаток припоя связан с операцией трафаретной печати, отсутствие компонента, переворот резистора связаны с операцией установки компонентов и т.д. Таким образом, можно своевременно распознавать негативные тренды в технологическом процессе и принимать корректирующие воздействия.

В процессе работы система АОИ обнаруживает предполагаемые дефекты и передает информацию о них на ремонтную станцию. Привязка обнаруженных дефектов к печатным узлам обычно осуществляется путем считывания как системой АОИ, так и оператором ремонтной станции штрихкода, нанесенного на печатный узел. Ремонтная станция представляет собой отдельное рабочее место с компьютером с соответствующим программным обеспечением. На монитор выводятся полученные системой АОИ изображения каждого дефекта с различных ракурсов для помощи оператору в оценке решения инспекционной системы.

Оператор ремонтной станции, осматривая предполагаемые дефекты, обнаруженные системой АОИ, принимает окончательное решение о том, что это: реальный дефект, допустимая вариация процесса или ложное срабатывание. В зависимости от количества дефектов и сложности ремонта оператор может либо устранить дефект самостоятельно, либо маркировать место дефекта тем или иным способом.

Еще одна задача оператора ремонтной станции заключается в классификации предполагаемых дефектов. Нажимая на соответствующие клавиши клавиатуры, оператор либо подтверждает найденный дефект, либо отмечает его как допустимую вариацию процесса, либо констатирует ложное срабатывание. Допустимые вариации или индикаторы процесса особо важны для управления процессом. Специальное программное обеспечение, обрабатывая введенную оператором информацию, в режиме реального времени может сигнализировать о появлении негативного тренда. Например, появление большого количества допустимых дефектов, связанных с недостатком припоя в паяных соединениях, служит сигналом для добавления пасты в автомат трафаретной печати.

Читайте также:  Установка передней камеры gx460

источник

Методы двухмерного и трехмерного контроля на одной платформе автоматической оптической инспекции

Продолжающиеся общемировые тенденции к миниатюризации электронных сборок ведет к увеличению плотности и сложности монтажа плат. По мере усложнения производственных процессов увеличивается и вероятность возникновения дефектов сборки. На протяжении многих лет автоматическая оптическая инспекция (АОИ), используемая для контроля качества производства электронных сборок, основывалась только на двухмерных принципах.

Статья опубликована в журнале
«Технологии в электронной промышленности» № 1’ 2013

Продолжающиеся общемировые тенденции к миниатюризации электронных сборок ведет к увеличению плотности и сложности монтажа плат. По мере усложнения производственных процессов увеличивается и вероятность возникновения дефектов сборки. На протяжении многих лет автоматическая оптическая инспекция (АОИ), используемая для контроля качества производства электронных сборок, основывалась только на двухмерных принципах.

Несмотря на то, что современные алгоритмы двухмерной инспекции позволяют выявлять такие дефекты, как пропущенный или неверно установленный компонент, нехватку или избыток припоя, перемычки (КЗ), существует неотъемлемое ограничение по проверке компланарности миниатюрных ИС, некоторых выводных компонентов, корпусов BGA и светодиодов. Тем не менее, инспекция этих компонентов является крайней необходимостью и требует подключения третьего измерения – технологий трехмерной инспекции.

Здесь важно понять, что существуют преимущества и недостатки, связанные как с двухмерной, так и с трехмерной технологиями. Для достижения максимального контроля качества собираемых изделий система автоматической оптической инспекции должна, совмещать обе технологии на одной платформе. Проведем анализ и дадим сравнение возможностей 2-D и 3-D технологий.

Понятие технологии двухмерной инспекции

В современном мире технология двухмерной инспекции является наиболее широко применяемым решением в системах автоматической оптической инспекции и наиболее доступна для производителей электроники. Современные системы АОИ оснащаются несколькими камерами высокого разрешения (10 – 15 мегапикселей), телецентрическими линзами и многоуровневыми системами подсветки для обеспечения должного освещения в ходе проверки.

Однако одного только «железа», даже самого совершенного, может оказаться недостаточно. Система автоматической оптической инспекции должна также обеспечивать сложный набор алгоритмов обработки и анализа изображения для выявления производственных дефектов сборки. Для правильного понимания возможностей и особенностей двухмерной технологии инспекции ознакомимся с таблицей 1.

Таблица 1 – Описание преимуществ и недостатков двухмерной технологии инспекции:

Преимущества двухмерной технологии Недостатки двухмерной технологии
Отработанная технология Неспособность реальной проверки компланарности
Экономически эффективное решение Не предоставляет данных по измерению объема
Высокая скорость инспекции Выше вероятность пропусков дефектов
Возможность инспекции SMT- и THT-монтажа Выше количество ложных срабатываний
Возможность инспекции галтели припоя выводов J-типа
Малая чувствительность к затенению
Возможность цветной инспекции
Возможность инспекции высоких компонентов
Высокая гибкость настройки

Как мы видим, несмотря на некоторые неотъемлемые ограничения технологии двухмерной инспекции, существует немало преимуществ, которые делают ее применение необходимым и обоснованным. Даже выполнение простой задачи — определять в двух измерениях тип, номинал и полярность компонента — требует обязательного использования алгоритмов двухмерной инспекции в системах АОИ.

Понятие технологии трехмерной инспекции

Технология трехмерной инспекции присутствует в электронной промышленности уже много лет, изначально она была предназначена для проверки качества нанесения паяльной пасты на печатных платах сразу после процесса трафаретной печати. Однако за последние годы трехмерная проверка стала применяться и для проверки компонентов с выводов типа «крыло чайки», корпусов BGA, а также множества других элементов для которых проверка компланарности является обязательной. Основной причиной, по которой производители электронных изделий все чаще и чаще обращаются к трехмерным технологиям, стала, разумеется, необходимость компенсации ограниченных возможностей стандартной двухмерной инспекции.

В системах автоматической оптической инспекции в основном применяются две принципиально разные методики трехмерного анализа. Первая – это лазерное измерение, вторая – это обработка изображений по принципу многочастотного «муарового» фазового сдвига. Метод лазерного измерения использует лазерную подсистему для сканирования высоты выводов типа «крыло чайки», а также обеспечивает трехмерное измерение компланарности корпусов BGA и других компонентов с возможными отклонениями по высоте.

Лазер надежно выявляет подобные дефекты, которые в силу ограниченных возможностей могут быть пропущены в ходе обычной двухмерной инспекции. К сожалению, данная методика также имеет некоторые ограничения, например, отсутствие возможности измерить объем указанной области или неспособность достоверного анализа качества паяного соединения.

Читайте также:  Установка грм вольво с80

Многочастотная интерференция является значительно более продвинутой технологией построения истинного изображения практически любого интересующего нас участка платы. При данной методике используется один или несколько проекторов для создания интерференционной картины необходимой области проверки.

Цифровая камера захватывает изображение в виде линий, искривленных по мере их распределения на анализируемой поверхности. Трехмерный профиль проверяемой поверхности может быть детально восстановлен для последующих необходимых измерений с помощью программного анализа фазового сдвига и применения фазовой развертки (рис. 1).

Следующим шагом в развитии данного метода является проецирование двух или более таких наборов линий разных частот на анализируемую поверхность для построения картины объектов разной высоты (см. рис. 2). В наиболее совершенных системах используются группы из четырех или более цифровых проекторов для получения точной картины профиля высоты, которая может быть использована для определения поднятых компонентов и их выводов, а также позволяет измерять объемы, например, припоя после его оплавления.

Если проекторы являются «программируемыми», это означает, что частота линий муарового рисунка может быть изменена с помощью ПО. Такая инспекция является наиболее гибкой. Системы же, использующие два «фиксированных» частотных рисунка, могут оказаться ограниченными в своем применении.

Для оценки работы технологии трехмерной инспекции ознакомимся с таблицей 2.

Таблица 2 – Описание преимуществ и недостатков трехмерной технологии инспекции:

Преимущества трехмерной технологии Недостатки трехмерной технологии
Обеспечивает реальную проверку компланарности Предлагается немногими производителями АОИ
Позволяет определять данные по объему Не всегда подходит для инспекции маркировки компонентов
100% выявление поднятых компонентов и их выводов Уменьшение скорости проверки
Значительное уменьшение числа ложных срабатываний Ограничение по высоте компонента
Не подходит для инспекции галтели припоя выводов J-типа
Чувствительность к затенению

После обзора преимуществ и недостатков двухмерной и трехмерной технологии становится очевидно, что ни одна из этих технологий в отдельности не может полностью удовлетворить всем требованиям для проверки современных сложных электронных сборок. Для успешного и бескомпромиссного контроля качества система автоматической оптической инспекции должна обеспечивать возможность двухмерной и трехмерной проверок на одной платформе. Подводя итог, отметим основные требования, которым должна отвечать система автоматической оптической инспекции для получения максимально точных сведений о качестве выпускаемой продукции:

  • — современный аппаратно-программный комплекс, состоящий как минимум из пяти камер высокого разрешения, прецизионных телецентрических линз, а также многоуровневой системой подсветки, совмещенной с набором сложных программных алгоритмов для обеспечения качественной двухмерной оптической инспекции;
  • — трехмерную подсистему с применением лазерного измерения или метода многочастотной интерференции. Во втором случае, предпочтительно оснащение четырьмя или более проекторами для получения более точного и подробного трехмерного изображения, на основании которого система сможет определить нужные характеристики любого инспектируемого участка платы.

Конечным результатом является высокоточная система контроля качества, которая сочетает в себе преимущества двухмерной и трехмерной технологий, позволяющая определить наиболее сложные дефекты без каких-либо компромиссов. На рис. 3 показана система АОИ Mirtec MV-9, оснащенная центральной камерой с разрешением 15 мегапикселей с телецентрическими линзами, 4 боковыми камерами с разрешением 10 мегапикселей, системой многоуровневой подсветки и трехмерной подсистемой.

На рис. 4 представлены изображения чип-компонента, созданного при помощи 2-D / 3-D технологий, применяемых на установке АОИ Mirtec MV-9. Обратите внимание на исключительную детализацию и информативность полученного изображения, что позволяет сформировать полное представление о наличии или отсутствии дефекта чип-компонента.

В заключение отметим, что движение в сторону уплотнения и усложнения монтажа плат и миниатюризации электронных сборок не прекращается ни на минуту, с каждым днем усложняются производственные процессы. Для обеспечения контроля качества современных сборок на соответствующем уровне система автоматической оптической инспекции должна сочетать преимущества двухмерной и трехмерной технологий инспекции на одной платформе.

Комбинируя гибкость и скорость двухмерного контроля с превосходными возможностями измерения трехмерной технологии, система автоматической оптической проверки становится весьма эффективным инструментом, дающим производителям ясную картину процесса производства и, таким образом, помогает достичь более высокой эффективности работы и улучшить качество выпускаемой продукции.

Южнокорейская компания «Mirtec» является ведущим производителем автоматических оптических инспекций для производителей электронного оборудования. Компания выпускает передовые оптические системы инспекции, системы проверки качества нанесения паяльной пасты, а также системы проверки светодиодов.

источник

Добавить комментарий