Comment le système d'inspection optique automatique (AOI) est-il appliqué dans la production de circuits imprimés ?

Comment le système d'inspection optique automatique AOI est-il appliqué dans la production de circuits imprimés?

Après près de 112 ans d'efforts, le système d'inspection optique automatique (AOI) a finalement été appliqué avec succès à la ligne de production de circuits imprimés (PCB).le nombre de fournisseurs d'AOI a fortement augmenté, et diverses technologies d'AOI ont également fait des progrès considérables.de nombreux fournisseurs ont été presque en mesure de fournir des équipements AOI pouvant être appliqués à toutes les lignes de production automatiques..

Au cours de la dernière décennie, les performances des imprimantes à pâte de soudure et des machines de placement SMT ont été améliorées, ce qui a amélioré la vitesse, la précision et la fiabilité de l'assemblage des produits.Le taux de rendement des grands fabricants a ainsi été amélioréLe nombre croissant de composants SMT fournis par les fabricants de composants a également conduit au développement de l'automatisation dans les chaînes d'assemblage de circuits imprimés.Le placement automatique des composants SMT peut éliminer presque complètement les erreurs pouvant survenir lors de l'assemblage manuel sur la chaîne de production.

Dans l'industrie de la fabrication de PCB, la miniaturisation et la dénaturation des composants ont toujours été la tendance de développement.Cela a incité les fabricants à installer des équipements AOI sur leurs lignes de production.. Parce qu'il n'est plus possible de détecter de manière fiable et cohérente des composants densément distribués et de conserver des dossiers de détection précis en s'appuyant sur le travail manuel.d'autre part, peut effectuer des inspections répétées et précises, et le stockage et la diffusion des résultats des inspections peuvent également être numérisés.

Dans de nombreux cas, 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)Pour une chaîne de production à haut rendement/faible mélange, le taux de contamination typique de la pâte de soudure est compris entre 20 parties par million et 150 parties par million.L'expérience pratique a montré qu'il est difficile de détecter la contamination de tous les types de pâte de soudure simplement en prélevant et en testant des échantillons de cartes de circuits imprimés.Ce n'est qu'en effectuant une inspection à 100% sur toutes les cartes de circuits imprimés qu'une plus grande couverture d'inspection peut être garantie, ce qui permet d'atteindre un contrôle statistique des processus (SPC).

Dans une large mesure, seule une très petite partie des types spécifiques de contamination par la pâte de soudure existe réellement,et la production de ces contaminants de pâte de soudure peut être liée à certains équipements de production spécifiquesDans de nombreux cas, vous pouvez également attribuer l'apparition d'une contamination de pâte de soudure à un dispositif spécifique.comme le décalage des composants (en raison de l'effet d'autocorrection pendant le processus de reflux)Pour détecter toute contamination par la pâte de soudure, il est impossible de la relier à une étape de production spécifique.il est nécessaire d'effectuer une inspection à 100% à chaque étape de production de la chaîne de production.Cependant, en réalité, en raison de considérations économiques, les fabricants de PCB ne peuvent pas tester chaque carte de circuit imprimé après chaque processus.Les ingénieurs de processus et les responsables du contrôle de la qualité doivent examiner attentivement comment trouver le meilleur équilibre entre l'investissement dans l'inspection et les avantages apportés par une production accrue.

De manière générale, comme le montre la figure 1, vous pouvez appliquer efficacement l'AOI après l'une des quatre étapes de production d'une chaîne de production.Les paragraphes suivants introduiront respectivement l'application de l'AOI après quatre étapes de production différentes sur la chaîne de production de PCB SMT.Nous pouvons grosso modo diviser l'AOI en deux catégories: la prévention des problèmes et la détection des problèmes.(monture à la surface) le placement du dispositif et le placement des composants peuvent être classés comme prévention des problèmes, tandis que la dernière étape - l'inspection après le soudage par reflux - peut être qualifiée de détection de problème, car l'inspection à cette étape ne peut empêcher l'apparition de défauts.

◆ Après l'impression de pâte de soudure: Dans une large mesure, la soudure défectueuse provient d'une imprimerie défectueuse de pâte de soudure.vous pouvez facilement et économiquement éliminer les défauts de soudure sur le PCBLa plupart des systèmes de détection 2D peuvent surveiller le décalage et l'inclinaison de la pâte de soudure, les zones insuffisantes de pâte de soudure, ainsi que les éclaboussures de soudure et les courts-circuits.Le système 3D peut également mesurer la quantité de soudure.

Après le placement des dispositifs (à puce): la détection à ce stade peut détecter les composants manquants, le déplacement, l'écartement des dispositifs (à puce) et les défauts de direction des dispositifs (à puce).Ce système de détection peut également vérifier la pâte de soudure sur les plaquettes utilisées pour connecter les composants de la grille de près et de la grille de bille (BGA).
◆ Après le montage des composants: après que l'équipement ait monté les composants sur le PCB, le système de détection peut vérifier les composants manquants, décalés et faussés sur le PCB,et détecter les erreurs de polarité des composants.

Après la soudure par reflux: à la fin de la chaîne de production, le système de détection peut vérifier les défauts de composants manquants, décalés et biaisés, ainsi que les défauts dans tous les aspects de polarité.Le système doit également détecter l'exactitude des joints de soudure ainsi que des défauts tels que l'insuffisance de la pâte de soudure, des courts-circuits lors de la soudure et des pieds soulevés.

Si nécessaire, vous pouvez également ajouter les méthodes de reconnaissance optique des caractères (OCR) et de vérification optique des caractères (OCV) pour la détection aux étapes 2, 3 et 4.

Les discussions entre ingénieurs et fabricants sur les avantages et les inconvénients des différentes méthodes de détection sont toujours interminables.les principaux critères de sélection devraient porter sur le type de composants et de procédés, le spectre de défauts et les exigences en matière de fiabilité du produit.le système de détection doit être appliqué aux première et deuxième étapes pour maximiser son efficacitéEn outre, la réalisation d'inspections après la quatrième étape permet d'identifier efficacement les défauts dans les biens de consommation bas de gamme.en raison des exigences de qualité extrêmement strictesPour ce type de PCB, il peut être nécessaire de procéder à des inspections à plusieurs endroits de la chaîne de production, en particulier après les deuxième et quatrième étapes.

Si l'AOI utilisé sur la chaîne de production doit être évalué, il est nécessaire de faire la distinction entre les systèmes qui ne peuvent effectuer que la détection et ceux qui peuvent effectuer la mesure.

Les systèmes de détection qui ne peuvent rechercher que des défauts tels que des composants manquants et un emplacement incorrect ne peuvent pas fournir d'outils de contrôle de processus,Ils ne peuvent donc pas être utilisés pour améliorer le processus de production de PCBS.Les ingénieurs doivent encore ajuster manuellement le processus de production.

D'autre part, le système de mesure peut fournir des données précises pour chaque composant, ce qui est d'une grande importance pour mesurer les paramètres du processus de production.Ces systèmes sont plus chers que les systèmes de détection, mais lorsqu'on les intègre au logiciel SPC, le système de mesure peut fournir les informations nécessaires pour améliorer le processus de production.

Dans l'ensemble, il n'est pas exhaustif pour les gens d'évaluer la qualité d'un système de détection simplement sur la base de son taux de précision des rapports d'erreur, c'est-à-direle rapport entre les erreurs réelles (déclaration exacte d'erreur) et les fausses alarmes (déclaration de fausse erreur)Si un système de mesure doit être évalué, il est également nécessaire de s'appuyer sur les résultats de l'évaluation de la précision du système de mesure dans une plage de tolérance plus faible.Contrôle des processus statistiques
Enfin, si vous souhaitez utiliser efficacement les données du système AOI pour vous aider à contrôler le processus de production, permettant ainsi à votre entreprise d'obtenir une production plus élevée et des bénéfices plus élevés,vous devez maîtriser les informations suivantes:
Données de mesure précises
Mesure reproductible et répétable
◆ Près de la mesure des événements dans le temps et l'espace
Le processus de mesure en temps réel et toutes les informations relatives au processus de production
L'installation d'un système AOI pendant le processus d'impression ou de montage peut vous aider à éliminer d'autres variables de processus accumulées pendant le processus de production.Supposons que vous mesuriez si les composants ont changé de position après la soudure par reflux, les données que vous collectez ne peuvent pas refléter la précision du processus de montage.Mais cette information est presque inutile pour contrôler le dispositif de montage. Compte tenu de la tendance du développement de la surveillance, l'installation d'un système d'AOI près du processus que vous devez surveiller peut rapidement corriger un paramètre qui est sur le point d'entrer dans l'étape suivante.la détection à courte distance peut également réduire le nombre de PCBS non conformes avant le processus de détection.
Bien que la plupart des utilisateurs d'AOI dans l'industrie électronique se concentrent toujours uniquement sur l'inspection post-soudure,la tendance future de miniaturisation des composants et des PCBS nécessitera un contrôle plus efficace du processus en boucle ferméeLes systèmes d'AOI qui peuvent fournir des solutions de détection et de mesure efficaces attireront de plus en plus d'utilisateurs et les ingénieurs considéreront également que l'investissement dans de tels systèmes en vaut la peine.Pour tous les clients, AOI continuera à jouer un rôle important dans l'amélioration des lignes de production de produits et l'augmentation du rendement des produits finis.