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你不得不知道的AOI实施技巧,优客板告诉你

2017-12-25 11:51:31    优客板营销

随着印刷电路装配变得更小和更密,自动光学检查(AOI)设备正被越来越多地用来监视和保证电路板组件的品质。目前用于PCB装配检测的自动光学检测设备比起若干年前已经有了很大的改善。先进的光学镜片、创新的光线设计方案、增加了的放大倍数以及复杂的算法已经能够实现在较高生产率的情况下,获得较高的缺陷捕获率。

AOI已成为有效的过程控制工具,它可以帮助制造商提高在线测试(ICT)或功能测试的通过率、降低目检和ICT的人工成本、避免ICT成为产能瓶颈、缩短新产品产能提升周期以及通过统计过程控制(SPC)改善成品率。


作为对传统测试方法经济、可靠的补充,AOI被用做测量印刷机或组件贴装机性能的过程监测工具,其优点包括:

1)检查和纠正PCB缺陷,在过程监测期间进行的成本远远低于在最终测试和检查之后进行的成本。

2)能尽早发现重复性错误,如贴装位移或不正确的料盘安装等。

3) 为工艺技术人员提供SPC资料。AOI技术的统计分析功能与SPC工艺管理技术的结合为SMT生产工艺的适时完善提供了有力的武器,PCB装配的成品率进而得到明显的提高。随着现代制造业规模的扩大,生产的受控越来越重要,对SPC资料的需求也不断增长。AOI系统的应用将越发显出其重要性。

4)能适应PCB组装密度进一步提高的要求。随着电子产品组装密度的大幅提高,传统的一些测试技术,如ICT等,已不能适应SMT技术的发展要求,0402片式组件的出现已经使ICT无法检测,而AOI则不会受这些因素的影响。

5)测试程序的生成十分迅速。AOI设备的测试程序可直接由CAD资料生成,十分快捷。与ICT相比,由于无需制作专门的夹具,其测试成本也大幅降低。

6)能跟上SMT生产线的生产节拍。目前许多工厂在生产过程中对PCB组件进行检验主要依靠人工目检,但是随着PCB尺寸的加大和组件数的增多,这种检测方式已经不堪重负。而AOI测试目前能做到0.1秒/幅的速度,可以满足在线检测的要求。

7)检测的可靠性较高。检测的要素是精确性和可靠性,人工目检始终有其局限性,而AOI测试则避免了这方面的不利因素,能保持较好的精确性和可靠性。

应用策略与技巧

检测设备所放置的位置可以实现或阻碍检查目标,不同的位置可产生相应不同的程控信息。一般说来,实施AOI的目标是要改进全面的最终品质,所以把设备放在过程的前面可能没有放在后面的价值大。把设备放在前面是因为在过程的早期维修缺陷的成本大大低于发货前的维修成本。可是,许多缺陷是在生产的后期出现的,意味着不管前面发现多少缺陷,发货前还是需要全面的视觉检查。

与其它测试技术相比,AOI技术十分方便灵活,可用于生产线上的多个位置,其中有三个检查位置是主要的:

1)锡膏印刷之后。检查在锡膏印刷之后进行,可发现印刷过程的缺陷,从而将因为锡膏印刷不良产生的焊接缺陷降低到最低。典型的印刷缺陷包括以下几点:焊盘上焊锡不足或过多;印刷偏移;焊盘之间存在焊锡桥。在这个阶段可生成一些定量程控资料,如印刷偏移和焊锡量信息,而有关印刷焊锡的定性信息也会产生,供生产工艺人员分析使用。

2)回流焊前。检查是在组件贴放在板上锡膏内之后和PCB被送入回流炉之前完成的。这是一个典型的检查位置,因为这里可发现来自锡膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷。在这位置可以产生定量程控信息,提供贴装设备校准的信息,该信息可用来修改组件贴放或表明贴片机需要校准。

3)回流焊后。采用这种方案最大的好处是所有制程中的不良都能够在这一阶段检出,因此不会有缺陷流到最终客户手中。对多种类/小批量产品生产而言,在回焊焊后放置AOI可能是更有效的一种策略。

引进AOI设备的意义

引进AOI设备的意义首先在于克服人工目检的局限性。目前在产品生产过程检测上主要依靠人工目检,由于人工检验的主观性,其检验结果并不十分令人信服,而且对于高密度复杂的表面贴装电路板,人工目检即不可靠也不经济,而对微小的组件,如0603、0402等,人工目检实际上已失去了意义。

另外,引进AOI设备可以改变先进生产设备与落后检测方式的不协调。目前许多PCB组装 生产企业斥巨资引进了先进的SMT生产线,但是与之不相协调的是,在全自动的生产线上仍有一排排的检测工人的身影,并制约着工厂产品质量的进一步提升。引进AOI设备,势必会在这方面有大幅改善,进而提高工厂的企业形象。

尽管AOI技术目前还存在着诸多问题,但其发展前景十分看好,各种设备纷纷被推出,许多先进的制造厂家都引进了这一检测技术,如中兴、华为等,并在实际使用过程中获得了许多有益的经验。引进这一新技术,将会促进工艺技术人员尽快接触熟悉这一新技术,从而能有效利用这一新技术去改善目前生产品质。

避免AOI测试的局限性

由于AOI技术是一项新技术,还有一些不完善的地方,因此在引进上不能盲目。对于正在考虑引进这一新技术的企业,建议在对各种型号AOI设备进行仔细调研的基础上,先引进一台适合的AOI设备离线使用,主要用于工厂所有SMT生产线产品的抽检工作,另外若生产线出现特别的问题,也可根据情况对某条线特别的位置(如回流焊后等)进行全检,这样既兼顾了设备的利用率,同时又考虑了对工厂所有SMT生产线进行监控的要求,并节约了生产投资。若使用情况良好,可考虑再引进几台AOI设备在线使用,以改变目前主要依靠人工目测的现状,提高工厂的自动化生产水平。

任何事物都不可能是十全十美,AOI技术也存在其不足之处:如,AOI系统不能检测电路错误;对不可见焊点(如BGA)的检测也无能为力;AOI检测设备的可靠性、准确性不能令人完全信任;SPC应用不够成熟等。需要指出的是,由于上述局限性的存在,AOI还不能完全取代ICT、X射线测试等其它技术,应通过与其它技术一起使用来达到最佳的测试效果。


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