AOI自動光學(xué)檢測儀以前首要用于PCB制造行業(yè)中。但跟著元件越來越小及對高生產(chǎn)率的追求,AOI檢測已分布到SMT出產(chǎn)線的各個(gè)領(lǐng)域,如印刷前PCB測試、印刷質(zhì)量測試、貼片質(zhì)量測試、焊接質(zhì)量驗(yàn)收等等。各工序AOI檢測的簡直趨于完全替代人工檢驗(yàn),產(chǎn)品質(zhì)量提升了,生產(chǎn)效率也提高了。
在線aoi設(shè)備在SMT上的使用指引:一 .指導(dǎo)思維
有兩種查驗(yàn)指導(dǎo)思維:缺陷避免或缺陷發(fā)現(xiàn)。恰當(dāng)?shù)霓k法應(yīng)該是避免缺陷的發(fā)生,由于其重點(diǎn)是在進(jìn)程節(jié)制和經(jīng)過施行矯正舉動來消弭缺陷。辦法是,將 在線aoi 機(jī)械放在SMT出產(chǎn)線的錫膏印刷機(jī)之后,或許放在 回流焊 接爐之后。這是制造工藝中品質(zhì)的*終防線,以確保產(chǎn)品質(zhì)量**。
在線aoi設(shè)備 應(yīng)該在smt線哪個(gè)部位?
在線aoi設(shè)備 放在錫膏印刷機(jī)的下一道工序。由于很多缺陷與錫膏量和印刷質(zhì)量有關(guān)。 在線aoi 應(yīng)該檢查什么呢?**項(xiàng):錫膏的X-Y尺寸,包含誤印或錫膏體積(X-Y-Z),錫膏體積測試將比X-Y測試慢,卻可提出更有意義的數(shù)據(jù)。這個(gè)在某些使用中比其它使用更為重要。例如,陶瓷包裝,錫膏體積對完善期望的焊點(diǎn)質(zhì)量十分重要。
在線aoi設(shè)備 也可以直接放在貼片機(jī)之后。這里,可以查出誤放或放錯(cuò)的小元件,例如電阻和電容,以及BGA和密腳間距元件的錫膏質(zhì)量與位置,這些元件是用smt線后的貼片機(jī)一次或多次貼裝的。運(yùn)用 在線aoi 的光學(xué)檢測能力,能對元件貼裝有更好的精度。
在線aoi設(shè)備 還可以放在回流焊接之后,查找焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量。可以管控在發(fā)貨給客戶之前的*終一道品質(zhì)關(guān)。
將 在線aoi設(shè)備 放在每一個(gè)工序之后:錫膏印刷、貼片機(jī)、BGA和密腳貼裝和回流焊接。工廠生產(chǎn)成本將提高很多。從成本節(jié)約的角度出發(fā),很多廠家只購買一臺 aoi設(shè)備 ,*好的工序是直接放在貼片機(jī)之后,可以檢測兩個(gè)首要問題:較小元件的誤貼裝或錯(cuò)誤以及BGA與密腳元件的錫膏質(zhì)量與體積。這是產(chǎn)品焊接品質(zhì)**關(guān)鍵的工序。
在線aoi設(shè)備在SMT上的使用指引:二 .施行戰(zhàn)略
2.1施行目的
施行AOI的首要目的在以下幾個(gè)方面:
*終質(zhì)量:把精力首要集中在生產(chǎn)線的*終環(huán)節(jié)。當(dāng)生產(chǎn)問題十分清晰、產(chǎn)品類別繁多、量大和速度成為**考慮條件的情況下,優(yōu)先采用 在線aoi設(shè)備 。AOI一般放在smt線*末尾鄰近。在這個(gè)地方,設(shè)備可以起到*大品質(zhì)管控的目的,防止**品的流出。
過程管控:運(yùn)用 在線aoi設(shè)備 來管控每道生產(chǎn)工序,常規(guī)的aoi檢測內(nèi)容包含產(chǎn)品缺陷分類信息和元件貼裝偏移信息。當(dāng)產(chǎn)品穩(wěn)定性高、類別單一的量產(chǎn)制造和元件穩(wěn)定供應(yīng)的時(shí)候,制造商優(yōu)先采用 在線aoi設(shè)備 。常常要求把 在線aoi設(shè)備 放置到smt線上的幾個(gè)地方,整條線管控產(chǎn)品生產(chǎn)情況,并為工藝流程的調(diào)整提出有力的數(shù)據(jù)。
2.2施行計(jì)劃
Aoi設(shè)備放置的地位可以保證或障礙aoi檢測目的,每一道工序都可以有不同的檢測目標(biāo)和對象。在線aoi所在工序是由以下原因管控的。
特別的技術(shù)要求。假如smt線有特別的要求, 在線aoi設(shè)備 可添加到這個(gè)地位,檢測品質(zhì),及時(shí)覺察同樣問題的產(chǎn)生原因。
施行目的。對 在線aoi設(shè)備 來說,沒有任何一個(gè)工序能解決一切的smt線缺陷。假如施行AOI的目的是要改良*終的質(zhì)量,把在線aoi放在工序的前面,也許沒有放在后面的價(jià)值大。在線aoi放在前面的一個(gè)說法是為了防止對已存在缺陷的半成品再增加成本。同時(shí),在工序的初期,維修**品的本錢大大低于成品前后的維修本錢。然而,很多**品是在出產(chǎn)的后期表現(xiàn)出來的,也就是說不論前面檢測**品數(shù)量的多寡,產(chǎn)品出廠前照樣需要aoi設(shè)備的檢測。
2.3放置工序
固然 AOI可用于smt線上的多個(gè)工序中,可是有3個(gè)工序是必要。
錫膏印刷機(jī)的后道工序。假如錫膏印刷工序符合要求,那么ICT(在線測試儀)發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)可以下降。典型的印刷缺陷包羅以下幾點(diǎn):焊盤之間的焊錫橋;焊盤上焊錫過多;焊盤上焊錫缺乏;焊錫對爆盤的重合**。在ICT上,相對這些狀況的缺陷概率直接與狀況的嚴(yán)重性成比例。細(xì)微的少錫很少招致缺陷,而在基本無錫的嚴(yán)重狀況下,缺陷總是在ICT環(huán)節(jié)呈現(xiàn)。焊錫缺乏幾乎是元件喪失或焊點(diǎn)開路的一個(gè)關(guān)鍵因素。但是, 在線aoi設(shè)備 放置在那個(gè)工序仍需確認(rèn)元件喪失發(fā)生的真正原因,結(jié)果需回饋到aoi檢測方案內(nèi)。此道工序的檢測*直接地支撐進(jìn)程跟蹤和特征化。這個(gè)階段的定量工序管控?cái)?shù)據(jù)包含:貼放偏移和焊錫量信息,而有關(guān)焊錫印刷的信息也會出現(xiàn)。
回流焊前。檢測是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流焊接之前完成的。這是一個(gè)典型的放置 在線aoi設(shè)備 的工序,由于這里可發(fā)現(xiàn)來自印刷錫膏以及機(jī)械貼裝的大量缺陷。在這個(gè)工序上發(fā)生的定量進(jìn)程節(jié)制信息,提供貼片機(jī)和密腳間距元件貼裝設(shè)備核準(zhǔn)的信息。這個(gè)信息可用來修正元件貼放或標(biāo)明貼片機(jī)需求校準(zhǔn)。這個(gè)工序的檢測符合工序跟蹤的目的。
回流焊后。檢測是在 SMT工藝進(jìn)程的尾端工序,在產(chǎn)品出廠前完成的ICT功用測試和系統(tǒng)測試之前。這是AOI*常用的選擇,由于這個(gè)工序能發(fā)現(xiàn)所有的裝配錯(cuò)誤。回流焊后檢測提供高度**性,由于它可以辨認(rèn)由錫膏印刷、元件貼裝和回流焊接等工序發(fā)生的錯(cuò)誤。這個(gè)工序的檢測保證*終質(zhì)量的目的。
假如說將AOI放在某個(gè)工序?qū)Ρ嬲J(rèn)某個(gè)特別缺陷很有用,那么施行AOI的秘訣就是將 在線aoi設(shè)備 放到一個(gè)可以盡早辨認(rèn)和矯正*多**缺陷的工序。
在線aoi設(shè)備在SMT上的使用指引三 .AOI技能新突破
通俗來說,AOI檢測技術(shù)可描繪為,經(jīng)過一架攝像機(jī)或傳感器取得一塊板的照明圖像并數(shù)字化,然后與前面界定的“好”圖像進(jìn)行比對、剖析。照明來自于一個(gè)局限的光源,如白光、發(fā)光二極管(LED)和激光。如今,有很多**的圖像剖析技能,比如:模板比對(或主動比照)、邊緣檢測、特征提取、光學(xué)特征辨認(rèn)等。每個(gè)技能都有優(yōu)勢和局限。這里簡單介紹一下 在線aoi設(shè)備 光學(xué)原理( 離線aoi 亦同):
三色光源效果圖
光的4原色改換角度照射到電路板面上,反射光被位于正上方的照相機(jī)拍攝。
上方向來的白色(W)的照明
上方向來的紅色(R)的照明
斜方向來的綠色(G)的照明
橫方向來的藍(lán)***)的照明
焊點(diǎn)(錫膏)處于斜面:大部分黃色的光通過斜面反射出,而藍(lán)色光則通過斜面反射進(jìn)入攝像頭。所以焊點(diǎn)在電腦中顯示為藍(lán)色。
元件本身表面粗糙:黃色光與藍(lán)色光照射在其表面都產(chǎn)生漫反射,根據(jù)光學(xué)原理:藍(lán)色與黃色組合成白色,相當(dāng)于白色光照射元件在電腦中顯示為元件本色.
焊盤表面光滑:黃色光照射在其表面產(chǎn)生鏡面反射進(jìn)入攝像頭,而大部分藍(lán)色光則反射出,所以在電腦中表面光滑的焊盤顯示為黃白色
3.1模板比對
模板比對決定一個(gè)物體圖像看上去象什么,如QFP或片狀電容,并用該信息來生成一個(gè)剛性的基于像素的模板。這是超越板的圖像,在估計(jì)物體地位的鄰近,找出一樣的器械。當(dāng)有關(guān)區(qū)域的一切點(diǎn)評價(jià)之后,找出模板與圖像之間有*小差異的地位,中止搜索。為每個(gè)要反省的物體發(fā)生這種模板,經(jīng)過在恰當(dāng)?shù)牡匚贿\(yùn)用恰當(dāng)?shù)哪0澹瑯淞φ麄€(gè)板的反省順序,來查找一切要求的元件。
三色光源工作原理圖
由于元件很少剛好匹配模板,模板是用必然數(shù)目的允許誤差來確認(rèn)匹配的,只需當(dāng)元件圖像相當(dāng)接近模板。在物體位置的附近,找出一樣的信息。當(dāng)相關(guān)聯(lián)的每個(gè)點(diǎn)評估之后,找出模板與圖像之間有*小差異的地方,中止搜索。為每個(gè)要檢測的產(chǎn)品生成這樣的模板,通過對pcb的檢測程序,來檢測產(chǎn)品的元件是否符合要求。由于元件很少剛好匹配模板,模板是用一定數(shù)目的允許誤差來確認(rèn)匹配的,只需當(dāng)元件圖像非常接近模板。假如模板太嚴(yán)格,就會對元件產(chǎn)生“誤報(bào)”。假如模板可選擇范圍太大,則會出現(xiàn)漏報(bào)的情況。
3.2運(yùn)算規(guī)律
經(jīng)常會有幾種圖像處理技術(shù)運(yùn)用在一個(gè)“結(jié)構(gòu)”內(nèi),構(gòu)成一個(gè)運(yùn)算規(guī)律,非常合適于特殊的元件類型。在有很多元件的復(fù)雜pcb板上,能夠形成多個(gè)運(yùn)算規(guī)律,要求工程師在需求改動或調(diào)整時(shí)做很多的再次編程。例如:當(dāng)一個(gè)供貨商變更了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件時(shí),對該元件的運(yùn)算規(guī)律就需要調(diào)整,浪費(fèi)寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。同時(shí),一樣元件的外形如果改變很大,每一次變化都不相同。為滿足生產(chǎn)的需要,低誤差率,使用者就需要不斷改變或調(diào)整程序來適應(yīng)元件的一切所有改變。例如,一個(gè)0402片電容,可以分類為具有規(guī)定尺寸和矩形外形,兩條亮邊中心圍住較黑色的區(qū)域。但是,這個(gè)簡單外形的元件在一個(gè)單純的aoi設(shè)備檢測過程中元件外形多變。傳統(tǒng)的、基于運(yùn)算規(guī)律的AOI檢測規(guī)則都太嚴(yán)苛,致使合理的變化不能接收。比如:尺寸,形狀,影和對比度。甚至一般的元件也不能可靠得到測試,因而形成有元件而系統(tǒng)無法察覺的“錯(cuò)誤拒絕”。還有,由于能接受與不能接受的圖像差異相當(dāng)細(xì)微,運(yùn)算程序不能很好區(qū)分,導(dǎo)致“錯(cuò)誤接納”,真正缺陷無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。為了解決這樣的缺陷。用戶在編程過程中要有適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。通常,傳統(tǒng)的AOI要求不時(shí)地和普遍地再編程。用戶需要常常調(diào)整其AOI程序,以接收合理的轉(zhuǎn)變。當(dāng)對一塊新板設(shè)計(jì)與優(yōu)化一個(gè)檢測程序時(shí),一切這些可花上一到兩天作細(xì)微的改變,甚至幾周。
3.3有自調(diào)性、基于常識的AOI
幾個(gè)AOI銷售商已經(jīng)突破圖像處置的傳統(tǒng)辦法,而運(yùn)用有自調(diào)性的軟件程序。這種辦法是設(shè)計(jì)將用戶從運(yùn)算規(guī)律的復(fù)雜性分隔。經(jīng)過顯示一系列要確認(rèn)物體的例子,該辦法運(yùn)用一個(gè)令人驚喜的直截了當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法,叫做特征矢量分析(統(tǒng)計(jì)外形建模技能),能主動計(jì)算出如何辨認(rèn)合理的圖像轉(zhuǎn)變。不象基于運(yùn)算規(guī)律的辦法,特征矢量分析技術(shù)運(yùn)用自主性、基于常識的程序來核算出變量。如此可以削減編程時(shí)間和在生產(chǎn)中取消不斷的調(diào)整過程。實(shí)際的情況是這個(gè)辦法平均誤報(bào)率比現(xiàn)有的離線aoi方法好10-20倍。程序編寫時(shí)間減少十分之九,通常過幾塊板就可以正常生產(chǎn)。
3.4精度、可反復(fù)性和靈敏性
目前傳統(tǒng)的AOI設(shè)備主要通過辨認(rèn)元件邊緣來到達(dá)**和可重復(fù)的檢測。如果邊緣找到,運(yùn)用這些邊緣的對稱特征一般生成元件在pcb板上的坐標(biāo)。但是,用視覺方法很難找到邊緣。由于元件邊緣不是完全直線的,用一條直線去對比這種邊緣的做法都是有問題的。還有,邊緣接近于黑色背景上的黑**域,精準(zhǔn)的對比會發(fā)生像素?cái)?shù)據(jù)變量。像素不可以太小,防止一些像素比對的影響,像素比對就是元件的一個(gè)極微小點(diǎn)在兩個(gè)像素之間。基于邊緣的處理辦法,??個(gè)好的 在線aoi設(shè)備 生成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誤差大概約為十分之一像素的誤差。但是,特征矢量分析提供標(biāo)準(zhǔn)偏差相當(dāng)于二十分之一像素的誤差。在檢測一個(gè)指定的元件特征時(shí),特征矢量分析是非常靈活的,在符合一個(gè)外形不大相同的合法元件時(shí)(如通常的傳統(tǒng)方法),它會在X和Y軸上移動,試圖通過位置(**的可變參數(shù))調(diào)節(jié)達(dá)到*佳吻合狀態(tài)。通過把一個(gè)適當(dāng)?shù)奶卣魇噶糠治鰯?shù)據(jù)對比元件(其變量全部受控制),允許實(shí)際可變化的那些外形,而不需要參照X和Y的位置。比如:某些允許的元件顏色變量是因?yàn)檎谏w或過度曝光,是靠近較大元件所產(chǎn)生的,實(shí)踐中用傳統(tǒng)計(jì)算方法是不允許的。由于特征矢量分析給出所接受的圖像變化,所以操作員不需要靠那些復(fù)雜的編程過程,或者長時(shí)間的樣板比對編程時(shí)間。
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