Wie wird das AOI-System (Automatic Optical Inspection) in der Produktion von Leiterplatten eingesetzt?

Wie wird das automatische optische Inspektionssystem der AOI bei der Herstellung von Leiterkreisen angewendet?

Nach fast 112 Jahren Anstrengungen wurde das automatische optische Inspektionssystem (AOI) endlich erfolgreich auf der Produktionslinie für Leiterplatten (PCB) angewendet.die Zahl der AOI-Lieferanten hat stark zugenommen, und verschiedene AOI-Technologien haben ebenfalls erhebliche Fortschritte gemacht.Die Kommission stellt fest, dass die in den Erwägungsgründen 23 bis 24 genannten Maßnahmen nicht in Frage kommen..

Im letzten Jahrzehnt wurden die Leistungsfähigkeit von Lötmaschinen und SMT-Platziermaschinen verbessert, was die Geschwindigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Produktmontage verbessert hat.Die Ertragsquote der großen Hersteller hat sich dadurch verbessert.Die zunehmende Anzahl von SMT-verpackten Komponenten, die von den Komponentenherstellern bereitgestellt werden, hat auch die Entwicklung der Automatisierung in den Montagelinie­ren von Leiterplatten vorangetrieben.Die automatische Platzierung von SMT-Komponenten kann die Fehler, die bei der manuellen Montage auf der Produktionslinie auftreten können, nahezu vollständig beseitigen.

In der PCB-Herstellung ist die Miniaturisierung und Denaturisierung von Bauteilen seit jeher der Entwicklungstrend.Dies hat die Hersteller dazu veranlasst, AOI-Ausrüstung auf ihren Produktionslinien zu installieren.. Weil es nicht mehr möglich ist, eine zuverlässige und konsistente Detektion dicht verteilter Komponenten durchzuführen und genaue Detektionsprotokolle zu führen, indem man sich auf manuelle Arbeit stützt.auf der anderen Seite, können wiederholte und präzise Inspektionen durchgeführt werden, und die Speicherung und Freigabe der Inspektionsergebnisse können ebenfalls digitalisiert werden.

In vielen Fällen 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)Bei einer Produktionslinie mit hoher Leistung/niedrigem Mischvermögen liegt die typische Kontaminationsrate der Lötmasse zwischen 20 und 150 Teilen pro Million.Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß es schwierig ist, die Kontamination aller Arten von Lötmasse durch die bloße Entnahme und Prüfung von Proben von Leiterplatten zu erkennen.Nur durch eine 100%ige Inspektion aller Leiterplatten kann eine größere Inspektionsdeckung gewährleistet werden, wodurch eine statistische Prozesskontrolle (SPC) erreicht wird.

In einem großen Maße gibt es nur einen sehr kleinen Teil der spezifischen Arten von Lötmassenkontamination,und die Erzeugung dieser Schadstoffe in der Lötmasse kann mit bestimmten spezifischen Produktionsanlagen in Verbindung gebracht werdenIn vielen Fällen kann man auch das Auftreten einer Kontamination mit Lötmasse einem bestimmten Gerät zuschreiben.wie Komponentenverschiebung (aufgrund des Selbstkorrektureffekts während des Rückflussprozesses), ist es unmöglich, einen bestimmten Produktionsschritt zurückzuverfolgen.Es ist notwendig, bei jedem Produktionsschritt der Produktionslinie eine 100%ige Inspektion durchzuführen.In Wirklichkeit können die PCB-Hersteller jedoch aufgrund wirtschaftlicher Erwägungen nicht jede Leiterplatte nach Abschluß jedes Prozesses testen.Prozessingenieure und Qualitätssicherungsmanager müssen sorgfältig überlegen, wie die beste Balance zwischen Investitionen in Inspektionen und den Vorteilen einer erhöhten Produktion hergestellt werden kann.

Im Allgemeinen können Sie, wie in Abbildung 1 dargestellt, die AOI nach jedem der vier Produktionsschritte in einer Produktionslinie effektiv anwenden.In den folgenden Absätzen wird die Anwendung der AOI nach vier verschiedenen Produktionsschritten auf der SMT-PCB-Produktionslinie eingeführt.. AOI kann grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Problemprävention und Problemerkennung.(Oberflächenbefestigung) Anlage und Komponentenbefestigung können als Problemprävention eingestuft werdenDer letzte Schritt - die Inspektion nach dem Rücklauflöten - kann als Problemerkennung eingestuft werden, da eine Inspektion in diesem Schritt das Auftreten von Mängeln nicht verhindern kann.

◆ Nach dem Drucken mit Lötmasse: In hohem Maße entsteht ein fehlerhaftes Lötwerk durch einen fehlerhaften Lötmassendruck.Sie können leicht und wirtschaftlich die Lötfehler auf dem PCB entfernenDie meisten 2-D-Erkennungssysteme können das Verschiebungs- und Verzerrungsverhalten der Lötmasse, unzureichende Lötmasseflächen sowie Lötstreuungen und Kurzschlüsse überwachen.Das 3-D-System kann auch die Menge an Löten messen.

Nach dem Einbringen von (Chip-) Geräten: Die Erkennung in diesem Stadium kann fehlende Komponenten, Verschiebungen, Verzerrungen von (Chip-) Geräten und Richtungsfehler von (Chip-) Geräten erkennen.Dieses Detektionssystem kann auch die Lötpaste auf den Pads überprüfen, die zur Verbindung von Ball-Gitter-Array (BGA) -Komponenten verwendet werden.
◆ Nach dem Montieren der Bauteile: Nachdem das Gerät die Bauteile auf die Leiterplatte montiert hat, kann das Detektionssystem nach fehlenden, verschobenen und verzerrten Bauteilen auf der Leiterplatte suchen.und auch Fehler in der Komponentenpolarität erkennen.

Nach dem Rückflusslöten: Am Ende der Produktionslinie kann das Detektionssystem nach fehlenden, versetzten und verzerrten Bauteilen sowie nach Defekten in allen Polaritätsaspekten prüfen.Das System muss auch die Richtigkeit der Lötverbindungen sowie Mängel wie unzureichende Lötpaste erkennen, Kurzschlüsse beim Löten und beim Heben von Füßen.

Bei Bedarf können auch die Methoden der optischen Zeichenerkennung (OCR) und der optischen Zeichenüberprüfung (OCV) für die Erkennung in den Schritten 2, 3 und 4 hinzugefügt werden.

Die Diskussionen zwischen Ingenieuren und Herstellern über die Vor- und Nachteile verschiedener Detektionsmethoden sind immer endlos.Die wichtigsten Auswahlkriterien sollten sich auf die Art der Bauteile und Prozesse konzentrieren., das Fehlerspektrum und die Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Produkts.Das Detektionssystem muss auf den ersten und zweiten Schritt angewendet werden, um seine Wirksamkeit zu maximieren.Außerdem kann durch die Durchführung von Inspektionen nach der vierten Stufe fehlerhafte Konsumgüter effektiv erkannt werden.aufgrund der äußerst strengen QualitätsanforderungenBei dieser Art von PCB können Röntgenaufnahmen für die Inspektion ausgewählt werden.

Wenn die auf der Produktionslinie verwendete AOI bewertet werden soll, muss zwischen Systemen unterschieden werden, die nur Erkennung und Messung durchführen können.

Detektionssysteme, die nur nach Mängeln wie fehlenden Bauteilen und falscher Platzierung suchen können, können keine Werkzeuge zur Prozesssteuerung liefern.Sie können daher nicht zur Verbesserung des Produktionsprozesses von PCBS verwendet werden.Die Ingenieure müssen den Produktionsprozess noch manuell anpassen, doch diese Erkennungssysteme sind schnell und kostengünstig.

Andererseits kann das Messsystem für jede Komponente genaue Daten liefern, was für die Messung der Produktionsprozessparameter von großer Bedeutung ist.Diese Systeme sind teurer als Erkennungssysteme., aber wenn sie mit der SPC-Software integriert werden, kann das Messsystem die notwendigen Informationen zur Verbesserung des Produktionsprozesses liefern.

Insgesamt ist es nicht umfassend, die Qualität eines Detektionssystems nur anhand seiner Genauigkeit bei Fehlermeldungen zu bewerten, d. h.das Verhältnis von wahren Fehlern (genaue Fehlermeldung) zu falschen Alarmen (falsche Fehlermeldung)Wenn ein Messsystem bewertet werden soll, ist es auch notwendig, sich auf die Beurteilungsergebnisse der Genauigkeit des Messsystems innerhalb eines kleineren Toleranzbereichs zu stützen.Statistische Prozesskontrolle
Schließlich, wenn Sie die Daten aus dem AOI-System effektiv nutzen möchten, um Ihnen zu helfen, den Produktionsprozess zu steuern und so Ihrem Unternehmen eine höhere Produktion und größere Gewinne zu ermöglichen,Sie müssen die folgenden Informationen beherrschen::
Genaue Messdaten
Wiederholbare und wiederholbare Messungen
◆ Näher an der Messung von Ereignissen in Zeit und Raum
Sowie das Echtzeitmessverfahren und alle Informationen im Zusammenhang mit dem Produktionsverfahren
Die Installation eines AOI-Systems während des Druck- oder Montageprozesses kann Ihnen helfen, andere Prozessvariablen zu eliminieren, die sich während des Produktionsprozesses angesammelt haben.Angenommen, Sie messen, ob die Komponenten nach dem Rückflusslöten Positionen verschoben haben, können die von Ihnen gesammelten Daten nicht die Genauigkeit des Montagevorgangs widerspiegeln.Aber diese Informationen sind fast nutzlos für die Steuerung des Geräts MontageAngesichts der Entwicklung der Überwachung kann die Installation eines AOI-Systems in der Nähe des Prozesses, den Sie überwachen müssen, schnell einen Parameter korrigieren, der in den nächsten Schritt eintritt.Nachweis in der Nähe kann auch die Anzahl der nicht konformen PCBS vor dem Nachweisprozess reduzieren..
Obwohl sich die meisten AOI-Nutzer in der Elektronikindustrie immer noch nur auf die Inspektion nach dem Schweißen konzentrieren,Der zukünftige Trend zur Miniaturisierung von Komponenten und PCBS erfordert eine wirksamere Prozesssteuerung in geschlossenem KreislaufAOI-Systeme, die wirksame Erkennungs- und Messlösungen liefern können, werden immer mehr Benutzer anziehen, und Ingenieure werden auch die Investition in solche Systeme als lohnender betrachten.Für alle Kunden, wird AOI weiterhin eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Produktionslinien und der Erhöhung des Ertrags von Fertigprodukten spielen.