Cos'è l'attrezzatura AOI SMT? Come funziona, rilevamento dei difetti e guida alla selezione

Sul modernoSMT linee di produzione di fabbricazione elettronica, dopo che i PCB sono stati sottopostistampa di pasta saldante, posizionamento dei componenti ad alta-velocità, Esaldatura a rifusione, come è possibile determinare in modo rapido e preciso se i componenti sono fuori posto, mancanti o disallineati e se i giunti di saldatura presentano giunti di saldatura a freddo o ponti di saldatura? Affidarsi all'ispezione visiva tradizionale da parte di operatori umani non solo è inefficiente ma è anche molto soggetto a difetti non rilevati a causa dell'affaticamento visivo.

Apparecchiature SMT AOI (ispezione ottica automatizzata).utilizza fotocamere digitali industriali, illuminazione multi-canale, algoritmi di elaborazione delle immagini e software di ispezione per eseguire ispezioni visive automatizzate del posizionamento dei componenti, della qualità dei giunti di saldatura e dei relativi difetti di processo sui PCB.

Questo articolo fornirà un'-analisi approfondita dei principi operativi, dell'ambito di ispezione, dei luoghi di installazione, delle differenze rispetto all'SPI e dei criteri di selezione di AOI per aiutare i produttori di componenti elettronici a stabilire un sistema di controllo qualità efficiente.

Nome completo dell'AOI:Ispezione ottica automatizzata.
Ruolo principale:Utilizza la tecnologia di visione artificiale per sostituire l'ispezione visiva manuale, consentendo l'acquisizione di immagini di schede complete-a livello di microsecondi e il rilevamento dei difetti sulle linee di produzione SMT per garantire la qualità della spedizione e ridurre i costi di rilavorazione.

Un set completo di apparecchiature AOI di livello industriale- è costituito principalmente dai seguenti moduli:

Sistema di movimento ad alta-precisione:Include meccanismi di movimento X/Y, un piano di lavoro e binari di trasporto PCB, che supportano il carico/scarico automatico delle schede e la regolazione della larghezza dei binari.
Sistema di imaging ottico:Include fotocamere digitali industriali ad alta-risoluzione, obiettivi visivi specializzati e illuminazione combinata multicanale RGB multi-.
Sistema di controllo e software:Software con algoritmo di elaborazione delle immagini, database di ispezione e moduli di analisi della qualità SPC (Statistical Process Control).

Riferimento attrezzatura tipica:Prendendo ilMacchina AOI NeoDen ND800 SMTad esempio, è dotato di una fotocamera digitale industriale ad alta velocità-full{2}}colori da 5-megapixel (con una versione opzionale da 20-megapixel) combinata con una sorgente luminosa a colori multicanale, tridimensionale, a forma di anello-, che consente l'acquisizione efficiente di immagini e l'analisi di grandi volumi di PCB.

Il processo di ispezione di un sistema AOI può essere suddiviso nelle seguenti tre fasi fondamentali:

I PCB vengono automaticamente immessi nell'area di ispezione AOI tramite binari trasportatori e posizionati con precisione. Per affrontare la deformazione della scheda causata dai processi di produzione o dall'esposizione al calore, sistemi come l'ND800 sono dotati di funzionalità di compensazione della deformazione del PCB per garantire una messa a fuoco accurata durante l'ispezione.

Diversi difetti mostrano caratteristiche di riflessione significativamente diverse sotto illuminazione da varie angolazioni. Il sistema AOI utilizza una luce anulare multi-canale RGB per evidenziare la superficie di saldatura e i contorni dei componenti in base ai principi della riflessione speculare e diffusa. Un meccanismo X/Y fa sì che la fotocamera si muova rapidamente, catturando immagini FOV (campo visivo) ad alta definizione per ciascuna regione.

Il sistema confronta le immagini digitali acquisite con un modello PCB standard (o dati CAD) e le analizza utilizzando vari algoritmi principali:

Operazione ed estrazione del colore:Imposta la tonalità e la saturazione RGB per analizzare con precisione il volume di saldatura e identificare la saldatura in eccesso o insufficiente.
Operazione in scala di grigi:Elaborazione della binarizzazione in bianco-e-bianco utilizzata per il riconoscimento dei caratteri (OCR/OCV) e la determinazione della polarità dell'IC.
Contrasto immagine:Confronta le caratteristiche della forma per identificare rapidamente il disallineamento dei componenti e i componenti mancanti.
Apprendimento automatico:Migliora la robustezza del riconoscimento di giunti di saldatura complessi e componenti di forma irregolare.

Sulla base del processo di produzione SMT, l'ambito di ispezione di AOI copre quattro aree principali:

Pasta saldante insufficiente o eccessiva
Collasso e offset della pasta saldante
Ponti, contaminazioni e graffi

Componenti mancanti e componenti errati
Disallineamento e inclinazione
Effetto Tombstone/Manhattan e costruzione laterale
Componenti invertiti e danni ai componenti

Saldatura a vuoto e saldatura a freddo
Ponte di saldatura, sfere di saldatura
Saldatura insufficiente, saldatura in eccesso e sollevamento del pin IC

Foglio di rame PCB mancante, contaminazione di rame, cuscinetto nero e blister
DIP through-perni dei fori mancanti, distorti o invertiti e giunti di saldatura inadeguati

Posizione di installazione	Obiettivi chiave dell'ispezione	Valore della soluzione
Dopo il posizionamento/Pre-Ridisposizione	Componenti mancanti, componenti errati, disallineamento, polarità invertita, rimozione definitiva	Pasta saldante non fusa; i componenti possono essere facilmente corretti manualmente.
Post-Ridisponi	Giunti di saldatura freddi, cortocircuiti, saldatura insufficiente/eccessiva, difetti estetici nei prodotti finiti	Il percorso di installazione più comune. Monitora la qualità finale dei prodotti finiti per evitare che le unità difettose raggiungano i clienti.

Questa è la domanda più comune quando si seleziona l'attrezzatura SMT. Le differenze principali tra i due sono le seguenti:

Criteri di confronto	SPI	AOI
Nome e cognome	Attrezzatura per l'ispezione della pasta saldante	Apparecchiature per l'ispezione ottica automatizzata
Obiettivi di ispezione	Pasta saldante solo dopo la stampa	Componenti, giunti di saldatura e superficie del PCB
Posizioni comuni	Dopo la stampante per pasta saldante	Dopo la macchina di posizionamento o dopo il forno di rifusione
Metriche chiave	Volume, area, altezza, spessore e offset della pasta saldante	Componenti errati, componenti mancanti, disallineamento, giunti di saldatura a freddo, cortocircuiti e ponti di saldatura, ecc.

Sì, e i due sistemi sono complementari. La configurazione standard della linea di produzione-di alta qualità è:Stampante per pasta saldante ➔ SPI ➔ Scegliere E Posiziona la macchina ➔ Forno a riflusso ➔ AOI. L'SPI determina "se la pasta saldante è stata erogata correttamente", mentre l'AOI determina "se i componenti sono stati posizionati correttamente e saldati in modo sicuro".

L'AOI gestisce uno screening efficiente, mentre gli operatori umani gestiscono la verifica e il processo decisionale-.

Le apparecchiature AOI possono eseguire oltre il 99% delle scansioni visive ripetitive e contrassegnare automaticamente le aree non-conformi (NG). Tuttavia, per evitare falsi allarmi, il software di sistema di apparecchiature come l'ND800 fornisce un'interfaccia di revisione offline dedicata. Gli ingegneri possono confrontare rapidamente le immagini del campo visivo (FOV) effettivo con le immagini registrate standard per confermare i falsi allarmi, analizzare le cause del processo e prendere decisioni di riparazione.

Quando si acquista un'attrezzatura AOI, si consiglia di concentrarsi sulla valutazione delle seguenti quattro dimensioni chiave:

Dimensioni e compatibilità del PCB:Confermare le dimensioni e gli spessori minimi e massimi del PCB dell'apparecchiatura. Ad esempio, NeoDen ND800 supporta dimensioni PCB che vanno da 50 × 50 mm a 400 × 360 mm, con spessori della scheda che vanno da 0,3 a 5 mm.
Conteggio pixel della fotocamera e risoluzione dell'obiettivo ottico:Seleziona la risoluzione ottica (ad esempio, 10 μm, 15 μm, 20 μm) in base ai componenti più piccoli a montaggio superficiale- (ad esempio, 01005 o 02001) e al passo del circuito integrato (ad esempio, 0,3 mm).
Velocità di ispezione e ciclo di movimento:La velocità massima di movimento (ad es. 800 mm/s per l'ND800) e il tempo di elaborazione dell'immagine su-chip singolo (ad es.<12 ms for a 0402 chip) must align with the line's UPH.
Comodità del software e della programmazione:Il supporto per l'importazione di dati CAD, la corrispondenza automatica delle librerie di componenti e l'analisi del database di qualità SPC determinano l'efficienza del passaggio durante NPI (introduzione di nuovi prodotti).

Per i produttori di elettronica che cercano una soluzione AOI-efficace in termini di costi, NeoDen ND800 offre prestazioni di livello-industriale:

Copertura completa:Distribuibile in modo flessibile in più punti di ispezione, inclusa la stampa post-della pasta saldante, pre-rifusione, post-rifusione e post-saldatura a onda.
Configurazione ottica ad alta-precisione:Le fotocamere industriali ad alta velocità-a colori da 5-megapixel o 20-megapixel, abbinate a un'illuminazione ad anello stereoscopica multi-canale (RGB/RGBW, ecc., opzionale), consentono l'identificazione precisa di componenti ultra-piccoli e circuiti integrati ad alta densità.
Comoda programmazione e database SPC:Supporta l'importazione automatica dei dati CAD e la corrispondenza rapida delle librerie dei componenti; dispone di un-database MySQL integrato che fornisce statistiche sui difetti e analisi del processo SPC.

Apparecchiature AOI SMTnon è solo uno strumento automatizzato che sostituisce l'ispezione visiva da parte dell'occhio umano, ma anche l'attrezzatura fondamentale per ottenere un controllo di qualità a ciclo chiuso-basato sui dati-suLinee di produzione SMT. Quando si seleziona un sistema, la valutazione dovrebbe dare priorità alle dimensioni del PCB, alle dimensioni minime dei componenti e al tempo di ciclo della linea di produzione, anziché semplicemente confrontare i prezzi unitari.

Condividi le dimensioni del tuo PCB, le dimensioni più piccole dei componenti e i requisiti di capacità di produzione con il team tecnico di NeoDen. Valuteremo le tue esigenze e personalizzeremo una configurazione AOI su misura per le tue esigenze di produzione.

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