Como é aplicado o sistema de inspeção óptica automática AOI na produção de circuitos impressos

Como é aplicado o sistema de inspeção óptica automática AOI na produção de circuitos impressos

Após quase 112 anos de esforços, o sistema de inspecção óptica automática (AOI) foi finalmente aplicado com êxito na linha de produção de placas de circuito impresso (PCB).O número de fornecedores da AOI aumentou acentuadamente, e várias tecnologias AOI também fizeram progressos consideráveis.Muitos fornecedores foram quase capazes de fornecer equipamentos AOI que possam ser aplicados a todas as linhas de produção automáticas..

Durante a última década, o desempenho das impressoras de pasta de solda e das máquinas de colocação SMT melhorou, o que aumentou a velocidade, a precisão e a confiabilidade da montagem do produto.A taxa de rendimento dos grandes fabricantes melhorou assimO crescente número de componentes SMT fornecidos pelos fabricantes de componentes também impulsionou o desenvolvimento da automação nas linhas de montagem de placas de circuito impresso.A colocação automática de componentes SMT pode eliminar quase completamente os erros que podem ocorrer durante a montagem manual na linha de produção.

Na indústria de fabricação de PCB, a miniaturização e denaturização de componentes sempre foram a tendência de desenvolvimento.A Comissão concluiu que a Comissão não pode ter dúvidas de que o auxílio é seletivo e que, por conseguinte, não pode ser considerado como uma medida estatal.. Porque já não é possível realizar uma detecção fiável e consistente de componentes densamente distribuídos e manter registos precisos de detecção, dependendo do trabalho manual. AOI,por outro lado, pode realizar inspecções repetidas e precisas, e o armazenamento e a liberação dos resultados das inspecções também podem ser digitalizados.

Em muitos casos, 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)Para uma linha de produção de alta produção/baixa mistura, a taxa de contaminação típica da pasta de solda é entre 20 partes por milhão e 150 partes por milhão.A experiência prática demonstrou que é difícil detectar a contaminação de todos os tipos de pasta de solda, apenas colhendo amostras e testando amostras de placas de circuito impresso.Só através da realização de uma inspecção de 100% em todas as placas de circuito pode ser garantida uma maior cobertura de inspecção, conseguindo-se assim um controlo estatístico do processo (SPC).

Em grande medida, existem apenas uma pequena parte de tipos específicos de contaminação por pasta de solda,e a geração destes contaminantes da pasta de solda pode estar ligada a determinados equipamentos de produção específicosEm muitos casos, pode-se também atribuir a ocorrência de uma contaminação da pasta de solda a um dispositivo específico.como deslocamento de componentes (devido ao efeito de autocorreção durante o processo de refluxo)Por conseguinte, para detectar toda a contaminação da pasta de solda,É necessário realizar uma inspecção de 100% em cada fase de produção da linha de produção.No entanto, na realidade, devido a considerações económicas, os fabricantes de PCB não podem testar cada placa de circuito após cada processo ser concluído.Os engenheiros de processo e os gerentes de controlo de qualidade devem considerar cuidadosamente como encontrar o melhor equilíbrio entre o investimento na inspecção e os benefícios trazidos pelo aumento da produção.

Em termos gerais, tal como mostrado na figura 1, é possível aplicar efetivamente o AOI após qualquer uma das quatro etapas de produção numa linha de produção.Os parágrafos seguintes introduzirão, respectivamente, a aplicação do AOI após quatro etapas de produção diferentes na linha de produção de PCB SMT.O AOI pode ser dividido em duas categorias: prevenção de problemas e detecção de problemas.(montagem na superfície) a colocação do dispositivo e a colocação dos componentes podem ser classificadas como prevenção de problemas, enquanto a última etapa - a inspecção após a solda por refluxo - pode ser classificada como detecção de problemas, porque a inspecção nesta etapa não pode impedir a ocorrência de defeitos.

◆ Após a impressão de pasta de solda: Em grande parte, a solda defeituosa decorre de uma impressão defeituosa de pasta de solda.você pode facilmente e economicamente remover os defeitos de solda no PCBA maioria dos sistemas de detecção 2D pode monitorizar a deslocação e a inclinação da pasta de solda, áreas insuficientes de pasta de solda, bem como salpicaduras de solda e curto-circuitos.O sistema 3D também pode medir a quantidade de solda.

Após a colocação dos dispositivos (em chip): A detecção nesta fase pode detectar componentes em falta, deslocamento, distorção dos dispositivos (em chip) e falhas direcionais dos dispositivos (em chip).Este sistema de detecção também pode verificar a pasta de solda nas almofadas usadas para conectar os componentes de rede de campo e de bola (BGA).
◆ Após a montagem dos componentes: Após o equipamento ter montado os componentes no PCB, o sistema de detecção pode verificar se há componentes em falta, deslocados ou distorcidos no PCB,e também detectar erros na polaridade dos componentes.

Após a solda por refluxo: no final da linha de produção, o sistema de detecção pode verificar se há componentes em falta, deslocados e distorcidos, bem como defeitos em todos os aspectos da polaridade.O sistema deve também detectar a correcção das juntas de solda, bem como defeitos tais como pasta de solda insuficiente, curto-circuitos durante a solda e os pés levantados.

Se necessário, pode também adicionar os métodos de reconhecimento óptico de caracteres (OCR) e verificação óptica de caracteres (OCV) para a detecção nas etapas 2, 3 e 4.

Os engenheiros e os fabricantes debatem sempre os prós e os contras dos diferentes métodos de detecção.Os principais critérios de selecção devem centrar-se no tipo de componentes e processos, o espectro de falhas e os requisitos de fiabilidade do produto.O sistema de detecção deve ser aplicado na primeira e segunda etapas para maximizar a sua eficácia.Além disso, a realização de inspecções após a quarta fase pode identificar eficazmente os defeitos nos bens de consumo de baixo nível.devido aos requisitos de qualidade extremamente rigorososPara este tipo de PCB, pode ser necessário efectuar inspecções em muitos pontos da linha de produção, especialmente após a segunda e quarta fases.

Se a AOI utilizada na linha de produção for avaliada, é necessário distinguir entre sistemas que só podem realizar detecção e sistemas que podem realizar medição.

Os sistemas de detecção que só podem procurar defeitos, como componentes em falta e colocação incorreta, não podem fornecer ferramentas para o controlo do processo,Por conseguinte, não podem ser utilizados para melhorar o processo de produção de PCBS.Os engenheiros ainda têm de ajustar manualmente o processo de produção, mas estes sistemas de detecção são rápidos e baratos.

Por outro lado, o sistema de medição pode fornecer dados precisos para cada componente, o que é de grande importância para a medição dos parâmetros do processo de produção.Estes sistemas são mais caros do que os sistemas de detecção, mas quando os integra com o software SPC, o sistema de medição pode fornecer as informações necessárias para melhorar o processo de produção.

Em geral, não é abrangente para as pessoas avaliarem a qualidade de um sistema de detecção apenas com base na sua taxa de precisão de comunicação de erros, ou seja,Relação entre os erros reais (relatórios de erros precisos) e os falsos alarmes (relatórios de erros falsos)Se se pretende avaliar um sistema de medição, é igualmente necessário basear-se nos resultados da avaliação da precisão do sistema de medição dentro de um intervalo de tolerância menor.Controle de processos estatísticos
Por último, se quiser utilizar eficazmente os dados do sistema AOI para ajudá-lo a controlar o processo de produção, permitindo assim que a sua empresa obtenha uma maior produção e lucros,deve dominar as seguintes informações::
Dados de medição precisos
Medição reprodutível e repetível
◆ Próximo à medição dos eventos no tempo e no espaço
Assim como o processo de medição em tempo real e todas as informações relacionadas com o processo de produção
A instalação de um sistema AOI durante o processo de impressão ou montagem pode ajudar a eliminar outras variáveis de processo acumuladas durante o processo de produção.Supondo que você medir se os componentes mudaram de posição após reflow soldar, os dados recolhidos não podem refletir a precisão do processo de montagem.Mas esta informação é quase inútil para controlar a montagem do dispositivoDada a tendência do desenvolvimento do monitoramento, a instalação de um sistema AOI perto do processo que você deve monitorar pode corrigir rapidamente um parâmetro que está prestes a entrar na próxima etapa.A detecção a curta distância também pode reduzir o número de PCBS não conformes antes do processo de detecção..
Embora a maioria dos utilizadores da AOI na indústria electrónica se concentre ainda apenas na inspecção pós-soldagem,A tendência futura de miniaturização de componentes e PCBS exigirá um controlo de processo de circuito fechado mais eficazOs sistemas AOI que possam fornecer soluções eficazes de detecção e medição atrairão cada vez mais utilizadores e os engenheiros também considerarão o investimento nestes sistemas mais rentável.Para todos os clientes, a AOI continuará a desempenhar um papel importante na melhoria das linhas de produção de produtos e no aumento do rendimento dos produtos acabados.