Автоматическая оптическая инспекция. Обзор решения
Место системы АОИ в линии
Системы АОИ могут устанавливаться в линию поверхностного монтажа после автомата трафаретной печати, автоматов установки компонентов и печи оплавления. Также существуют специализированные АОИ для контроля качества пайки штыревых компонентов и нанесения влагозащитных покрытий.
Система АОИ, установленная после операции нанесения пасты, обнаруживает следующие виды дефектов:
- недостаток/избыток пасты на контактных площадках;
- смещение пасты относительно контактных площадок;
- перемычки;
- смазывание пасты.
Система АОИ, установленная после операции установки компонентов, обнаруживает следующие виды дефектов:
- отсутствие компонента;
- линейное и/или угловое смещение компонента;
- неправильная полярность компонента;
- переворот резистора;
- неправильный номинал компонента (надпись на корпусе компонента).
Система АОИ, установленная после печи оплавления, может определить все виды дефектов, известные в поверхностном монтаже:
- отсутствие компонента;
- линейное и/или угловое смещение компонента;
- неправильная полярность компонента;
- переворот резистора;
- неправильный номинал компонента (надпись на корпусе компонента);
- недостаток/избыток припоя;
- неправильное формирование галтели;
- Billboard (компонент на ребре);
- Tombstone (эффект надгробного камня);
- приподнятый вывод микросхемы.
Системы АОИ, установленные после операции трафаретной печати и установки компонентов, реализуют метод контроля, направленный на предупреждение возникновения дефектов. Системы АОИ, установленные после пайки оплавлением, констатируют наличие дефектов. Какой же метод контроля выбрать?
Идеальным вариантом является, конечно, наличие систем АОИ на каждом из этапов технологического процесса. Ведь своевременное предупреждение дефектов гораздо дешевле, чем их устранение на последующих этапах. Однако это означает серьезные инвестиции, к которым большинство производств не готово. Если речь идет только об одной системе АОИ, то следует предпочесть систему, устанавливаемую после печи оплавления. Такая система представляет собой не только средство для обнаружения дефектов, но и инструмент для оценки стабильности всего технологического процесса изготовления печатных узлов. Имея информацию об обнаруженных дефектах, можно поставить им в соответствие технологическую операцию, которая «виновна» в их возникновении. Например, недостаток припоя связан с операцией трафаретной печати, отсутствие компонента, переворот резистора связаны с операцией установки компонентов и т.д. Таким образом, можно своевременно распознавать негативные тренды в технологическом процессе и принимать корректирующие воздействия.
В процессе работы система АОИ обнаруживает предполагаемые дефекты и передает информацию о них на ремонтную станцию. Привязка обнаруженных дефектов к печатным узлам обычно осуществляется путем считывания как системой АОИ, так и оператором ремонтной станции штрихкода, нанесенного на печатный узел. Ремонтная станция представляет собой отдельное рабочее место с компьютером с соответствующим программным обеспечением. На монитор выводятся полученные системой АОИ изображения каждого дефекта с различных ракурсов для помощи оператору в оценке решения инспекционной системы.
Оператор ремонтной станции, осматривая предполагаемые дефекты, обнаруженные системой АОИ, принимает окончательное решение о том, что это: реальный дефект, допустимая вариация процесса или ложное срабатывание. В зависимости от количества дефектов и сложности ремонта оператор может либо устранить дефект самостоятельно, либо маркировать место дефекта тем или иным способом.
Еще одна задача оператора ремонтной станции заключается в классификации предполагаемых дефектов. Нажимая на соответствующие клавиши клавиатуры, оператор либо подтверждает найденный дефект, либо отмечает его как допустимую вариацию процесса, либо констатирует ложное срабатывание. Допустимые вариации или индикаторы процесса особо важны для управления процессом. Специальное программное обеспечение, обрабатывая введенную оператором информацию, в режиме реального времени может сигнализировать о появлении негативного тренда. Например, появление большого количества допустимых дефектов, связанных с недостатком припоя в паяных соединениях, служит сигналом для добавления пасты в автомат трафаретной печати.