Què és l'equip SMT AOI? Com funciona, detecció de defectes i una guia de selecció

Sobre modernSMT línies de producció de fabricació electrònica, després de patir els PCBimpressió de pasta de soldadura, col·locació de components a alta velocitat, isoldadura per reflux, com es pot determinar de manera ràpida i precisa si els components estan fora de lloc, falten o s'alineen malament, i si les juntes de soldadura presenten juntes de soldadura en fred o ponts de soldadura? Confiar en la inspecció visual tradicional per part d'operadors humans no només és ineficient, sinó que també és molt propens a defectes perduts a causa de la fatiga visual.

Equips SMT AOI (Inspecció òptica automatitzada).utilitza càmeres digitals industrials, il·luminació multicanal, algorismes de processament d'imatges i programari d'inspecció per dur a terme una inspecció visual automatitzada de la col·locació dels components, la qualitat de la junta de soldadura i els defectes del procés relacionats a les PCB.

Aquest article proporcionarà una anàlisi en profunditat dels principis de funcionament d'AOI, l'abast de la inspecció, les ubicacions d'instal·lació, les diferències amb SPI i els criteris de selecció per ajudar els fabricants d'electrònica a establir un sistema de control de qualitat eficient.

Nom complet de l'AOI:Inspecció òptica automatitzada.
Funció bàsica:Utilitza la tecnologia de visió artificial per substituir la inspecció visual manual, permetent la captura d'imatges a placa completa de nivell de microsegons i la detecció de defectes a les línies de producció SMT per garantir la qualitat de l'enviament i reduir els costos de reelaboració.

Un conjunt complet d'equips AOI de grau industrial consta principalment dels mòduls següents:

Sistema de moviment d'alta precisió:Inclou mecanismes de moviment X/Y, una taula de treball i pistes de transport de PCB, que admeten la càrrega/descàrrega automàtica de taulers i l'ajust de l'amplada de la pista.
Sistema d'imatge òptica:Inclou càmeres digitals industrials d'alta resolució, lents de visió especialitzades i il·luminació combinada RGB multicanal.
Sistema de control i programari:Programari d'algoritmes de processament d'imatges, base de dades d'inspecció i mòduls d'anàlisi de qualitat SPC (Statistical Process Control).

Referència d'equip típic:Prenent elMàquina NeoDen ND800 SMT AOIcom a exemple, està equipat amb una càmera digital industrial d'alta velocitat a tot color de 5 megapíxels (amb una versió opcional de 20 megapíxels) combinada amb una font de llum en color tridimensional i multicanal en forma d'anell, que permet la captura d'imatges i l'anàlisi eficients de grans volums de PCB.

El procés d'inspecció d'un sistema AOI es pot dividir en els tres passos bàsics següents:

PCBs are automatically fed into the AOI inspection area via conveyor tracks and precisely positioned. To address board warping caused by manufacturing processes or heat exposure, systems such as the ND800 feature PCB warpage compensation capabilities to ensure accurate focus during inspection.

Els diferents defectes presenten característiques de reflexió significativament diferents sota la il·luminació des de diversos angles. El sistema AOI utilitza una llum d'anell multicanal RGB per ressaltar la superfície de soldadura i els contorns dels components basant-se en els principis de reflexió especular i difusa. Un mecanisme X/Y fa que la càmera es mogui ràpidament, capturant imatges d'alta definició FOV (camp de visió) per a cada regió.

El sistema compara les imatges digitals capturades amb un model de PCB estàndard (o dades CAD) i les analitza mitjançant diversos algorismes bàsics:

Operació i extracció del color:Estableix la tonalitat i la saturació RGB per analitzar amb precisió el volum de soldadura i identificar l'excés o la soldadura insuficient.
Operació en escala de grisos:Processament de binarització en blanc i negre utilitzat per al reconeixement de caràcters (OCR/OCV) i la determinació de la polaritat IC.
Contrast d'imatge:Compara les característiques de forma per identificar ràpidament la desalineació dels components i els components que falten.
Aprenentatge automàtic:Millora la robustesa del reconeixement de juntes de soldadura complexes i components de forma irregular.

Basat en el procés de fabricació SMT, l'abast d'inspecció d'AOI cobreix quatre àrees bàsiques:

Pasta de soldadura insuficient o excessiva
Col·lapse i desplaçament de la pasta de soldadura
Ponts, contaminació i rascades

Components que falten i components incorrectes
Desalineació i inclinació
Efecte Tombstone/Manhattan i erecció lateral
Danys inversos en components i components

Soldadura buida i soldadura en fred
Pont de soldadura, boles de soldadura
Soldadura insuficient, soldadura en excés i elevació de pins IC

Falta la làmina de coure de PCB, la contaminació de coure, el coixinet negre i el blister
Pins de forat pasant DIP que falten, esbiaixats o invertits i juntes de soldadura deficients

Ubicació d'instal·lació	Objectius clau d'inspecció	Valor de la solució
Després de la col·locació/Pre-Reflow	Components que falten, components incorrectes, desalineació, polaritat invertida, lapidació	pasta de soldadura no fosa; components es poden corregir fàcilment manualment.
Post-Reflow	Juntes de soldadura en fred, curtcircuits, soldadura insuficient/excessiva, defectes cosmètics en productes acabats	La ubicació d'instal·lació més habitual. Supervisa la qualitat final dels productes acabats per evitar que les unitats defectuoses arribin als clients.

Aquesta és la pregunta més freqüent a l'hora de seleccionar un equip SMT. Les principals diferències entre ambdues són les següents:

Criteris de comparació	SPI	AOI
Nom complet	Equips d'inspecció de pasta de soldadura	Equip d'Inspecció Òptica Automatitzada
Objectius d'inspecció	Pasta de soldadura només després de la impressió	Components, juntes de soldadura i superfície de PCB
Ubicacions comuns	Després de la impressora de pasta de soldadura	Després de la màquina de col·locació o després del forn de reflux
Mètriques clau	Volum de pasta de soldadura, àrea, alçada, gruix i desplaçament	Components incorrectes, components que falten, desalineació, juntes de soldadura en fred, curtcircuits i ponts de soldadura, etc.

Sí, i els dos sistemes són complementaris. La configuració estàndard de la línia de producció d'alta qualitat és:Impressora de pasta de soldadura ➔ SPI ➔ Tria i Col·loca la màquina ➔ Forn de reflux ➔ AOI. SPI determina "si la pasta de soldadura es va dispensar correctament", mentre que AOI determina "si els components es van col·locar correctament i es van soldar de manera segura".

AOI s'encarrega de la selecció eficient, mentre que els operadors humans s'ocupen de la verificació i la presa de decisions.

L'equip AOI pot realitzar més del 99% de les exploracions visuals repetitives i marcar automàticament les àrees no conformes (NG). Tanmateix, per evitar falses alarmes, el programari del sistema d'equips com l'ND800 ofereix una interfície de revisió fora de línia dedicada. Els enginyers poden comparar ràpidament imatges reals del camp de visió (FOV) amb imatges registrades estàndard per confirmar falses alarmes, analitzar les causes del procés i prendre decisions de reparació.

En comprar equips AOI, es recomana centrar-se en l'avaluació de les quatre dimensions clau següents:

Mida i compatibilitat del PCB:Confirmeu les mides i gruixos mínims i màxims de PCB de l'equip. Per exemple, el NeoDen ND800 admet mides de PCB que van des de 50 × 50 mm fins a 400 × 360 mm, amb gruixos de tauler que oscil·len entre 0,3 i 5 mm.
Recompte de píxels de la càmera i resolució de la lent òptica:Seleccioneu la resolució òptica (p. ex., 10 μm, 15 μm, 20 μm) en funció dels components de muntatge superficial més petits (p. ex., 01005 o 02001) i el pas IC (p. ex., 0,3 mm).
Velocitat d'inspecció i cicle de moviment:La velocitat màxima de moviment (p. ex., 800 mm/s per a l'ND800) i el temps de processament d'imatge d'un sol xip (p. ex.,<12 ms for a 0402 chip) must align with the line's UPH.
Programari i comoditat de programació:El suport per a la importació de dades CAD, la concordança automàtica de la biblioteca de components i l'anàlisi de la base de dades de qualitat SPC determina l'eficiència del canvi durant la NPI (introducció de nous productes).

Per als fabricants d'electrònica que busquen una solució AOI rendible, el NeoDen ND800 ofereix un rendiment de qualitat industrial:

Cobertura integral:Desplegable de manera flexible en diversos punts d'inspecció, inclosa la impressió de pasta post-soldadura, el pre-reflujo, el post-reflujo i la soldadura post-onada.
Configuració òptica d'alta precisió:Les càmeres industrials d'alta velocitat a tot color de 5 o 20 megapíxels, combinades amb una il·luminació d'anell estereoscòpica multicanal (RGB/RGBW, etc., opcional), permeten la identificació precisa de components ultrapetits i circuits integrats d'alta densitat.
Programació convenient i base de dades SPC:Admet la importació automàtica de dades CAD i la concordança ràpida de la biblioteca de components; inclou una base de dades MySQL integrada que proporciona estadístiques de defectes i anàlisi de processos SPC.

Equips SMT AOIno només és una eina automatitzada que substitueix la inspecció visual per part de l'ull humà, sinó també l'equip bàsic per aconseguir un control de qualitat de bucle tancat basat en dades enLínies de producció SMT. En seleccionar un sistema, l'avaluació hauria de prioritzar la mida de la PCB, les dimensions mínimes dels components i el temps de cicle de la línia de producció, en lloc de simplement comparar els preus unitaris.

Si us plau, compartiu les dimensions de la vostra PCB, la mida dels components més petits i els requisits de capacitat de producció amb l'equip tècnic de NeoDen. Avaluarem les vostres necessitats i personalitzarem una configuració d'AOI adaptada als vostres requisits de producció.

[ Obteniu una configuració AOI personalitzada ]

[ Veure informació detallada del producte per al NeoDen ND800 ]