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SMT如何放置AOI系統

攻略神州視覺2015年01月23日次瀏覽

  本文介紹幾種檢查方法,分析了如何選擇在SMT生產線放置AOI系統的位置。

  有各種檢查和測試方法使用在電子工業中。視覺檢查方法是最普通和低成本的,但非常依靠操作員的。X射線方法成本高、速度慢,能力有限。自動光學檢查(AOI, automated optical inspection)速度較快但價格昂貴。在線測試(ICT, in-circuit test)和功能測試有時也作檢查工具使用,但其能力也是有限的。本文,我將討論視覺和AOI方法。

  視覺檢查

  最普遍和廣泛使用的檢查方法是視覺檢查,使用2~10倍的放大鏡或顯微鏡。J-STD-001要求對于引腳間距大于0.020"的所有元件使用2~4倍的檢查。對于引腳間距0.020"或以下的密間距元件要求10倍的放大系數。更高的放大系數應該只用作參考。

  視覺檢查的主要問題是,決定于操作員,因此,是主管的。例如,如果相同的裝配給不同的檢察員,他們將報告不同的品質水平。對這個情況的一個普通反應是減少人為因素,轉向眾多的自動檢查系統中的一種。

  自動光學檢查(AOI)

  由于電子工業元件進入到更密間距個球柵陣列(BGA)元件,錫點的視覺檢查已經變得或者很困難或者不可能。還有,如前面所討論的,甚至是在可行的時候,視覺檢查也是非常取決于操作員。因此,工業已經轉移到自動檢查系統。市場上有許多系統,價格范圍很大。新的機器不斷介紹到市場。

  在選擇所需的機器時,你需要決定你想要AOI系統作什么。例如,你想機器指出丟失的元件、元件的極性、貼裝精度、錫膏印刷或焊點的品質嗎?重要的是記住,多數AOI機器當用來確認錯誤極性或丟失的元件時工作正常,但用來精確地確認焊錫點的品質可能是具挑戰性的。

  不管使用哪一種設備類型,一般的AOI系統的要求應該包括精度、可重復性、速度、計算機輔助設計(CAD)兼容性、和誤失效與誤接收(當使用機器作錫點品質檢查時的一個非常普遍的問題)。

  有時,錯誤認為自動檢查系統可用來過程控制,通過改變適當的變量來實時地糾正缺陷。對于大多數系統,現在這可能是有希望的想法,因為許多需要防止問題的改變都要求人為的干預。

  實時地控制焊接點品質的唯一方法是,假如焊接與檢查系統集成在一起。用這樣一個集成系統,焊接點或者停止或者繼續,取決于單個焊接點熱量輸入要求。在在傳統的回流焊接工藝如對流中簡直不可能,F在,具有閉環檢查特性的激光焊接系統可以買得到,來達到這一目標。

  可是,沒有真正可以指出一個給定缺陷和確認其原因的系統。缺陷分析可能要求人為干預和工程判斷。例如,自動檢查系統很大程度上依靠焊點的質量和密度(少錫、多錫或無錫)?墒,有不止一個原因的缺陷可能永遠不能只放入這三類中的一類,以滿足自動檢查系統的需要。少錫可能由空洞、焊接圓角不足或錫膏不足所引起。對這些缺陷的改進行動是不同的,需要人為的判斷和干預。

  檢查主導思想

  有兩種檢查主導思想:缺陷防止或缺陷發現。適當的方法應該是缺陷的防止,因為其重點是在過程控制和通過實施改正行動來消除缺陷。在這樣一個方法中,AOI機器或者放在SMT生產線的錫膏印刷機之后,或者放在元件貼裝之后。

  使用發現哲學的人把檢查機器放在SMT線的很后方 - 在回流焊接爐之后。這是制造工藝中的最后步驟,以保證沒有壞品逃出工廠。

  從主導思想上說,許多人不認同檢查的預防方法。如果你同意這個思想,那么你應該在生產線哪里放置AOI系統呢?

  第一個選擇是將AOI系統放在錫膏印刷正后面。因為許多缺陷與錫膏量和印刷品質有關,這是AOI系統的一個好位置。這樣一個系統應該監測什么呢?只有錫膏的X-Y尺寸,包括誤印或錫膏體積(X-Y-Z)?錫膏體積測量將比X-Y測量慢,但提供更有用的數據。這個在某些應用中比其它應用更為關鍵。例如,對于陶瓷排列包裝,錫膏體積對達到所希望的焊點品質非常關鍵。

  第二個選擇是把AOI系統直接放在射片機之后。這里,可檢查誤放或放錯的小元件,包括電阻和電容,以及BGA和密間距元件的錫膏品質與體積,這些元件是用生產線內射片機之后的不同的貼片機貼裝的。使用其視覺能力,它們通常對較大的包裝有更好的精度。

  第三個選擇是將AOI系統放在密間距和BGA貼裝機器后面(回流之前),來檢查誤放的密腳、BGA和其它大元件。這是一個好位置,因為大多數缺陷與密腳元件有關。這些是對于預防哲學主張者的選擇。

  如果你集中在發現的方法,你有第四個選擇 - 將AOI系統放在回流焊接之后,查找品質差的焊點。這對于那些想要保證不可接受的焊點在發貨給最終用戶之前發現到的公司是一個好方法。

  第五個選擇是結合使用預防和發現兩者思想,將AOI系統放在每一個工藝步驟之后 - 錫膏印刷、射片機、BGA和密腳貼裝、和回流焊接。這個選擇可能是供不起的。

  多數人有有限的預算,必須決定在SMT線的哪里放置系統。如果只購買一臺AOI系統,你可能想要把它直接放在射片機之后,你可以檢查兩個主要問題 - 較小元件的誤貼裝或錯誤和BGA與密腳元件的錫膏品質與體積。還有,這是決定整個品質的最關鍵的位置。

  結論

  錫點檢查是一個事后的步驟。一個更有效的方法是采取預防措施。即,實施過程控制來保證問題不發生。這是否意味著檢查不必要呢?完全不是。檢查將不得不繼續完成缺陷收集的反饋,以監測工藝過程和實施改進行動,因此問題不會發生

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