Introduzione
Nel moderno settore manifatturiero PCBA,AOI (ispezione ottica automatizzata)è diventato un elemento fondamentale indispensabile dell'attrezzaturaLinee di produzione SMT. Fin dai primi giorni diAOI 2D all'odierno che avanza rapidamenteAOI 3D, la logica dell’ispezione sta subendo una trasformazione fondamentale. In passato, molti produttori di PCBA si affidavano principalmente all'AOI 2D per l'ispezione dei giunti di saldatura. Tuttavia, poiché il passo dei componenti continua a ridursi e le strutture dei giunti di saldatura diventano sempre più complesse, la tradizionale analisi delle immagini bi-dimensionali ha difficoltà a soddisfare le esigenze dei prodotti ad alta-affidabilità. In particolare in aree quali il controllo del volume di saldatura, l'analisi della complanarità e l'ispezione tridimensionale dei giunti di saldatura, i vantaggi dell'AOI 3D rappresentano non semplicemente un "aggiornamento", ma un salto di qualità nelle capacità di ispezione.
L'AOI 2D può essenzialmente analizzare solo "immagini bidimensionali"
Il principio fondamentale della tradizionale AOI 2D prevede l'acquisizione di immagini della superficie del PCB utilizzando telecamere industriali e quindi l'analisi e il confronto dei valori di colore, area, contorni e scala di grigi. Nella prima produzione di PCBA, questo metodo era già in grado di identificare un'ampia gamma di difetti tipici, come disallineamento, componenti mancanti, ponti di saldatura, rimozione definitiva ed errori di polarità. Tuttavia, il problema è che l'AOI 2D può acquisire solo informazioni planari bidimensionali. In altre parole, può determinare “se qualcosa è presente”, ma fatica a valutare con precisione “se è alto”, “se è spesso” o “se è crollato”. Per la moderna produzione PCBA ad alta-densità, fare affidamento esclusivamente su immagini planari non è più sufficiente per affrontare completamente i rischi legati alla qualità della saldatura.
La vera svolta diAOI 3DSi trova nei "Dati altezza"
La più grande differenza traAOI 3De l'AOI 2D non significa semplicemente l'aggiunta di alcune fotocamere, ma l'introduzione di funzionalità di misurazione dell'altezza reale. Attualmente, i tradizionali sistemi AOI 3D utilizzano in genere la luce strutturata, la proiezione laser o la tecnologia delle frange Moire per creare modelli 3D di giunti di saldatura. L'apparecchiatura non solo può visualizzare l'aspetto dei giunti di saldatura, ma anche acquisire dati sullo spessore della pasta saldante, sull'altezza dei componenti e sul volume dei giunti di saldatura. Ciò significa che durante il processo di produzione del PCBA, molti problemi che prima erano impossibili da quantificare possono ora essere visualizzati direttamente in formato digitale. Ad esempio, il collasso della pasta saldante, i giunti di saldatura a freddo, il sollevamento dei componenti e l'altezza insufficiente del giunto di saldatura possono essere tutti identificati con precisione dall'AOI 3D.
Stampa della pasta saldanteI difetti sono lo scenario applicativo più evidente per l'AOI 3D
Nel processo SMT, la qualità della stampa della pasta saldante determina direttamente la stabilità della saldatura successiva. Molti difetti di fabbricazione del PCBA in realtà non hanno origineposizionamento dei componenti, ma dafase di stampa della pasta saldante. Sebbene l'AOI 2D tradizionale sia in grado di visualizzare i contorni delle piazzole, non è in grado di rilevare con precisione le variazioni nello spessore della pasta saldante. Ad esempio, per la pasta saldante della stessa area, se l'altezza è insufficiente, le immagini 2D potrebbero non mostrare quasi alcuna differenza, ma ciò può facilmente portare a carenze di saldatura e giunti di saldatura freddi doposaldatura a rifusione. Al contrario, l’AOI 3D può misurare direttamente i dati relativi al volume e all’altezza della pasta saldante, consentendo il rilevamento tempestivo di anomalie di stampa. Questo è il motivo per cui un numero crescente dilinee di produzione PCBA di fascia alta-stanno distribuendo integratoSPI 3DE AOI 3D sistemi di ispezione.
L'AOI 3D offre capacità di rilevamento significativamente superiori per i "componenti mobili"
Durante la produzione PCBA, alcuni componenti potrebbero rimanere leggermente al di sopra della superficie anche se posizionati correttamente. Ad esempio, i QFN, i connettori e alcuni-IC di grandi dimensioni-se la parte inferiore non è completamente a contatto con il PCB-sono soggetti a giunti di saldatura a freddo dopo la saldatura a rifusione. Poiché l'AOI 2D non dispone di informazioni sull'altezza, spesso si basa su un giudizio indiretto basato sui cambiamenti dell'ombra, con un conseguente tasso elevato di falsi-positivi. Al contrario,AOI 3Dpuò misurare direttamente l'altezza dei componenti rispetto alla scheda. Anche se si verifica un'altitudine anomala di poche decine di micrometri, è possibile identificarla rapidamente attraverso i dati di altezza. Ciò è particolarmente importante per i progetti di produzione PCBA ad alta-affidabilità nell'elettronica automobilistica, nei server e nelle applicazioni di controllo industriale.
La differenza nella capacità di ispezionare la struttura tridimensionale-dei giunti di saldatura è molto significativa.
Nella moderna produzione PCBA, un gran numero di giunti di saldatura non seguono più la tradizionale struttura a "grande pad". I componenti-a passo fine, i componenti passivi miniaturizzati e i pad complessi e dalla forma irregolare stanno diventando sempre più comuni. In questi casi, anche se l'aspetto del giunto di saldatura è normale, possono comunque esistere anomalie in altezza. Ad esempio, problemi come il collasso del giunto di saldatura, una bagnatura insufficiente o un volume di saldatura basso localizzato sono difficili da identificare con precisione utilizzando solo immagini bidimensionali. 3D AOI, tuttavia, può stabilire il contorno tridimensionale-di un giunto di saldatura e analizzare la qualità della saldatura attraverso l'analisi della curva di altezza. Questa differenza è particolarmente pronunciata nei progetti che coinvolgono componenti 01005 e BGA-a passo fine.
L'AOI 3D riduce efficacemente il tasso di falsi positivi
All'inizio, molte aziende produttrici di PCBA che utilizzavano l'AOI 2D si trovavano spesso ad affrontare un problema comune: un tasso di falsi positivi eccessivamente elevato. Questo perché l'ispezione 2D fa molto affidamento sull'illuminazione, sui riflessi e sulle variazioni di colore. Poiché i giunti di saldatura riflettono la luce ad angoli diversi, il sistema può facilmente identificare erroneamente i normali giunti di saldatura come difetti. Ciò non solo aumenta l'onere della ri-ispezione, ma incide anche sull'efficienza dell'intera linea di produzione. Con l'AOI 3D, tuttavia, l'inclusione dei dati sull'altezza effettiva significa che la logica di ispezione non si basa più esclusivamente sulla scala di grigi dell'immagine. Il sistema è in grado di determinare se un giunto di saldatura è veramente difettoso in base alla sua struttura tridimensionale, quindi il tasso di falsi positivi è in genere significativamente inferiore a quello dell'AOI 2D.
L'AOI 3D sta diventando il nuovo standard per la produzione PCBA-di fascia alta
In passato, l'AOI 3D veniva utilizzata principalmente nella produzione di componenti elettronici-di fascia alta a causa del costo elevato delle apparecchiature. Tuttavia, con la rapida crescita della domanda di elettronica automobilistica, server AI, comunicazioni ad alta-velocità e dispositivi medici, un numero crescente di clienti sta iniziando a includere funzionalità di ispezione 3D nei criteri di qualificazione dei propri fornitori. Molti progetti di produzione PCBA ad alta-affidabilità non si accontentano più semplicemente di "vedere" i difetti, ma richiedono ora la capacità di "quantificarli". Soprattutto sullo sfondo della continua proliferazione di packaging ad alta-densità,-fine e complessi, l'AOI 3D si è gradualmente evoluto da una funzionalità "bello-da-avere" a un vantaggio competitivo fondamentale.
Nel settore della produzione PCBA, l'AOI 2D affronta il problema della "visualizzazione dei difetti superficiali", mentre l'AOI 3D consente realmente la digitalizzazione delle strutture dei giunti di saldatura. Poiché i prodotti elettronici continuano ad evolversi verso una maggiore precisione e densità, l’importanza delle capacità di ispezione dell’altezza non potrà che aumentare.
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