投稿指南 投放广告
热门: AOI 焊锡桥连 焊锡桥
网上文章
怎樣才能更好的使用AOI?(AOI干货)
材料来源:SMT测试网           录入时间:2016/8/21 20:34:19

作者:缪晓军

AOI(Automatic Optic Inspection)即自動光學檢測﹐它是基于光學原理的檢測設備﹐在SMT制程中AOI具備焊膏印刷質量檢測.元器件檢驗.焊后組件檢測等功能.隨著PCBA(印制電路組裝)密度的增加和元器件的越來越小﹐如元器件腳距0.4mm﹐PCB線距5mil.0402.0201的元件出現﹐人的目視和ICT都不能適應這一情況


﹐AOI因此在高端電子產品中行到了廣泛的應用.但是﹐在不少企業﹐投資這個昂貴的設備并沒有帶來預期的產品制程質量的提升﹐反而受到了技朮和管理都很多抱怨﹐甚至于AOI成了一種擺設.因此﹐本文從以下几個方面談談怎樣在SMT制程中用好AOI﹐以期讓AOI能真正發揮作用.另外在PCB制造廠AOI還具有PCB光板檢測的作用﹐本文不討論.
一. 了解AOI原理
   要想用好AOI必須了解AOI原理﹐這樣才能在處理實際缺陷檢測中知其所以然.AOI是通過人工光源LED燈光代替自然光﹐用光學透鏡和CCD代替人眼﹐通過光學鏡頭照相的方式獲得元器件或焊點的圖像﹐然后經過計算機的處理和分析﹐來比較.判斷焊接的缺陷和故障.處理和分析的方法多用圖形識別法.即將AOI系統中存儲的標准數字化圖像與實際檢測到的圖像進行比較﹐從而獲得檢測結果.例如﹐檢測一個焊點時.按照一個完好的焊點建立起標准數字化圖像﹐與實測圖像進行比較﹐檢測結果是通過還是不通過﹐取決于標准圖像.分辯力和所用檢測程序.圖形識別中會用到各種算法﹐如求黑占白的比例.彩色.合成.求平均.求和.求差.求平面.求邊角等.


      AOI的光線照射有白光和彩色光兩類設備﹐白光是用256層次的灰度﹐彩色是用紅光﹐綠光﹐藍光﹐光線照射至焊錫/元器件的表面﹐之后光線反射到鏡頭中﹐產生二維圖像的三維顯示﹐來反映焊點/元器件的高度和色差.人看到和認識物體是通過光線反射回來的量進行判斷﹐反射量為亮﹐反射量少為暗.AOI與人判斷的原理相同.
      AOI從鏡頭數量來說有單鏡頭和多鏡頭﹐這只是技朮方案的一種選擇﹐很難說那種方式就一定好﹐因為單鏡頭通過多個光源的不同角度照射也能行到很好的檢測圖像.特別是針對無鉛焊接的表面比較粗糙﹐會產生形狀不同的焊點﹐容易形成氣泡﹐并且容易出現零件一端翹立的特點﹐新的AOI設備也都進行了適應性的硬件和算法的更新.
      AOI的編程比較簡單﹐AOI通常是把貼片機編程完成后自動生成的TXT輔助文本文件轉換成所需格式的文件﹐從中AOI可以獲取位置號.元件系列號.X坐標.Y坐標.元件旋轉方向這5個參數﹐然后系統會自動產生電路板的布局圖﹐確定各元件的位置參數及所需檢測的參數.完成后﹐再根據工藝要求對各元件的檢測參數進行通過或不通過的調整.例如AOI檢查電阻的爬錫狀況一般以百分比方式來判定。對彩色設備是可以針對其零件爬錫的顏色而判定﹐一般爬錫的藍色部分﹐


其所呈現的顏色﹐約是電阻高度的1/2以上﹐若是爬錫為綠色部分﹐則爬錫高度為電阻高度的1/3﹐則由此得知焊接強度的好壞﹐因為錫少跟沒有錫是不同的制程問題點.順便說一句﹐什么樣的焊點是合格的﹐可以參考IPC610C標准﹐那上面有詳細的說明和圖例。

      AOI系統發覺不良現象﹐會自動向操作者發出信號﹐觸發執行機構自動取下不良品﹐并向主計算機提供缺陷類型和發生頻數等信息。

      了解了AOI原理﹐對處理實際缺陷檢測是有很大指導意義的.如知道了AOI是基于光學照相原理﹐那么我們就知道﹐要想得到清晰的圖象﹐背景和被照物一定要反差大才好.也就是說PCB的顏色要注意選擇.還有如鏡頭相對被測到PCBA的高度越低﹐可測面積就越小﹐放大倍率就越大﹐也就是說測試精度就越高﹐如此時可測元件為0201封裝﹐但是測試速度也最慢.(每次只能看板子的一小部分.)

一. 明確AOI的適用性
從產品的角度﹐AOI適用于高密度PCBA(如5mil線距).小間距(如0.4mm)芯片和小元件(如0402﹐0201)的產品.如手機.筆記本電腦.汽車電子產品等﹐也適用于不屬于上述產品但批量小的產品(每月几百台﹐累計只有几千台的產量)象電子測試儀器.通訊產品.軍用電子產品.因為這些產品的生產量小﹐從成本角度不適應做ICT測試。

  從SMT制程角度﹐AOI可以檢測出.多件.錯件.偏移.極反.少錫.空焊.短路.側立等制程缺陷,AOI只能做外觀檢測﹐不能測隱含的焊點如無法對BGA.CSP.FlipChip等不可見的焊點進行檢測﹐AOI也不具備電路邏輯判斷能力﹐因此不能完全代替ICT.對BGA這類隱含的焊點除了資深的SMT制程人員可以用經驗目測外﹐用另一種光學儀器AXI做檢測是比較好的方式.那是另一個專題。


二. 發揮AOI的SPC優勢
    比較常見的是將AOI當做一台高精度.高放大倍數的放大鏡來使用.實際上這僅僅是個初級應用.更重要的是AOI可以實現差異測量﹐每塊PCBA上的差異測量數據可以做SPC(statisticalprocess control統計制程控制)和SQC(Statistical Quality Control統計品質控制).

舉例來說﹐對于少錫.空焊等焊接缺陷﹕在焊接良好的情況下﹐焊錫應分布在元件管腳和焊盤之間的位置。由于元件管腳存在高度﹐焊錫的分布應為斜坡狀。于是﹐垂直向下的光線﹐照到焊錫后便被側向反射了。表現在鏡頭中的圖象是黑色。而焊盤及管腳元焊錫的部位則為發亮的白色。按事先設定焊錫的檢測區域﹐并設定白色所占區域的百分比﹐從而判別出是否存在焊接缺陷﹐開始設定的無焊錫百分比要低一些﹐通過開始實測的几片用目測來校正﹐琢步調整百分比﹐既使焊點能符合IPC的要求﹐也合SMT的制程條件能批量的適應﹐如果要求太高﹐不能通過的PCBA過多﹐也無法正常生產。


    AOI可分別作業于錫膏印刷機(Screen printer)后﹐貼片機(Post-placement)后﹐回焊爐(Reflow)后。對于一個新產品﹐在開始問題比較多的情況下﹐如果AOI設備又是可移動的﹐則可以在每一個制程后都放一台AOI﹐待經過一段SPC的過程改善﹐再確定長期的AOI擺放位置。每個位置都有特定的檢測缺陷﹐從缺陷覆蓋率最高的角度看AOI設備應放在回焊爐(Reflow)后。從能盡早地修正錯誤的角度看﹐AOI設備應放在靠前的地方.具體從缺陷分布規律看﹕AOI在錫膏印刷機后最易發現無錫﹑少錫和偏移的缺陷﹔AOI在貼片機后最易發現偏移﹑極反﹑缺件﹑多件和錯件﹔AOI在回焊爐后易發現偏移﹑碑立﹑短路﹑空焊

更多技术资料交流,请加微信号kslaoniu获取。


上一篇:选择性波峰焊缺陷及预防 下一篇: 业界3D SPI的原理及检测方...

版权声明:
《SMT China 表面组装技术》网站的一切内容及解释权皆归《SMTT China 表面组装技术》杂志社版权所有,未经书面同意不得转载,违者必究!
《SMTT China 表面组装技术》杂志社。
 
 
 
 
友情链接
  首页 | 关于我们 | 联络我们
Copyright© 2017: 《SMT China 表面组装技术》; All Rights Reserved.
请用 Microsoft Internet Explorer 6.0 或以上版本。
Please use Microsoft Internet Explorer 6.0 or higher version.
备案序号:粤ICP备12025165号