چگونه سیستم بازرسی نوری خودکار AOI در تولید مدارهای چاپی استفاده می شود؟

چگونه سیستم بازرسی نوری خودکار AOI در تولید مدارهای چاپی استفاده می شود؟

پس از نزدیک به 112 سال تلاش، سیستم بازرسی نوری خودکار (AOI) سرانجام به موفقیت در خط تولید صفحه مدار چاپی (PCB) اعمال شد.تعداد تامین کنندگان AOI به شدت افزایش یافته است، و فناوری های مختلف AOI نیز پیشرفت قابل توجهی داشته اند.بسیاری از تامین کنندگان تقریبا قادر به ارائه تجهیزات AOI هستند که می توانند در تمام خطوط تولید خودکار استفاده شوند..

در طول دهه گذشته، عملکرد چاپگرهای پایش جوش و ماشین های قرار دادن SMT بهبود یافته است، که سرعت، دقت و قابلیت اطمینان مونتاژ محصول را افزایش داده است.در نتیجه نرخ بازده تولید کنندگان بزرگ بهبود یافته استافزایش تعداد قطعات بسته بندی شده SMT که توسط تولید کنندگان قطعات ارائه شده است نیز باعث توسعه اتوماسیون در خطوط مونتاژ صفحه مدار چاپی شده شده است.قرار دادن اتوماتیک قطعات SMT می تواند تقریبا به طور کامل از بین ببرد اشتباهاتی که ممکن است در طول مونتاژ دستی در خط تولید رخ دهد.

در صنعت تولید PCB، کوچک سازی و دناتورسازی قطعات همیشه روند توسعه بوده است.این امر باعث شده است که تولید کنندگان تجهیزات AOI را در خطوط تولید خود نصب کنند.چون دیگر امکان شناسایی قابل اعتماد و مداوم اجزای متراکم توزیع شده و نگهداری سوابق دقیق تشخیص با تکیه بر کار دستی وجود ندارد.از طرف دیگر، می تواند بازبینی های مکرر و دقیق انجام دهد و ذخیره و انتشار نتایج بازرسی نیز می تواند دیجیتالی شود.

در بسیاری از موارد، 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)برای یک خط تولید با خروجی بالا / مخلوط کم ، میزان آلودگی معمولی خمیر جوش بین 20 قسمت در هر میلیون و 150 قسمت در هر میلیون است.تجربه عملی نشان داده است که تشخیص آلودگی هر نوع از خمیر جوش با نمونه گیری و آزمایش نمونه های صفحه مدار چاپی دشوار است.تنها با انجام 100٪ بازرسی بر روی تمام صفحه های مداری می توان پوشش بازرسی بیشتری را تضمین کرد و در نتیجه کنترل فرآیند آماری (SPC) را به دست آورد.

تا حد زیادی، تنها بخش بسیار کوچکی از انواع خاص آلودگی خمیر جوش در واقع وجود دارد،و تولید این آلاینده های خمیر جوش می تواند به برخی تجهیزات تولید خاص مرتبط باشد.در بسیاری از موارد، شما همچنین می توانید رخ دادن آلودگی خمیر جوش به یک دستگاه خاص نسبت دهید. با این حال، برای برخی از متغیرها،مانند جابجایی قطعات (به دلیل اثر اصلاح خود در طول فرآیند جریان مجدد)، امکان ردیابی آن به یک مرحله تولید خاص وجود ندارد. بنابراین، برای تشخیص تمام آلودگی های خمیر جوش،لازم است که در هر مرحله تولید در خط تولید، 100٪ بازرسی انجام شود.با این حال، در واقع، به دلیل ملاحظات اقتصادی، تولید کنندگان PCB نمی توانند هر صفحه مدار را پس از اتمام هر فرآیند آزمایش کنند.مهندسان فرآیند و مدیران کنترل کیفیت باید با دقت در نظر بگیرند که چگونه بهترین تعادل را بین سرمایه گذاری در بازرسی و مزایایی که از افزایش تولید حاصل می شود، ایجاد کنند..

به طور کلی، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، شما می توانید به طور موثر AOI را پس از هر یک از چهار مرحله تولید در یک خط تولید اعمال کنید.در پاراگراف های زیر به ترتیب استفاده از AOI پس از چهار مرحله تولید مختلف در خط تولید PCB SMT معرفی می شود.ما می توانیم AOI را به طور کلی به دو دسته تقسیم کنیم: پیشگیری از مشکلات و تشخیص مشکلات. در شرح زیر، بازرسی پس از چاپ پسته ی جوش،قرار دادن دستگاه و قرار دادن قطعات را می توان به عنوان پیشگیری از مشکلات طبقه بندی کرد.، در حالی که آخرین مرحله - بازرسی پس از جوش مجدد - می تواند به عنوان تشخیص مشکل طبقه بندی شود، زیرا بازرسی در این مرحله نمی تواند از بروز نقص جلوگیری کند.

◆ بعد از چاپ پُل: به طور عمده، نقص پُل ناشی از نقص چاپ پُل است.شما می توانید به راحتی و به طور اقتصادی نقص های جوش در PCB را از بین ببریداکثر سیستم های تشخیص دو بعدی می توانند از جابجایی و انحراف پسته ی جوش ، مناطق ناکافی پسته ی جوش و همچنین لکه های جوش و مدار کوتاه را کنترل کنند.سیستم سه بعدی همچنین می تواند مقدار جوش را اندازه گیری کند.

پس از قرار دادن دستگاه های (چیپ): تشخیص در این مرحله می تواند قطعات گمشده، جابجایی، انحراف دستگاه های (چیپ) و نقص های جهت دستگاه های (چیپ) را تشخیص دهد.این سیستم تشخیص همچنین می تواند خمیر جوش بر روی پد های مورد استفاده برای اتصال نزدیک و قطعات شبکه توپ (BGA) را بررسی کند.
◆ پس از نصب قطعات: پس از نصب قطعات بر روی PCB، سیستم تشخیص می تواند قطعات گمشده، جابجا شده و منحرف بر روی PCB را بررسی کند.و همچنین خطا در قطبيت قطعات را تشخیص می دهد.

پس از جوشاندن مجدد: در پایان خط تولید، سیستم تشخیص می تواند از کمبود، تغییر و انحراف اجزای و همچنین نقص در تمام جنبه های قطبی بررسی کند.این سیستم همچنین باید درستی مفاصل جوش و همچنین نقص هایی مانند عدم وجود خمیر جوش کافی را تشخیص دهد.، مدار کوتاه در هنگام جوش و پا بلند.

در صورت لزوم، می توانید روش های تشخیص ویژگی های نوری (OCR) و تأیید ویژگی های نوری (OCV) را برای تشخیص در مراحل 2، 3 و 4 اضافه کنید.

بحث مهندسان و سازندگان در مورد مزایا و معایب روش های تشخیص مختلف همیشه بی پایان است.معیارهای اصلی انتخاب باید بر نوع اجزای و فرآیندهای مورد استفاده متمرکز باشد.، طیف خطای، و الزامات برای قابلیت اطمینان محصول. اگر بسیاری از بسته بندی BGA، تراشه مقیاس (CSP) یا قطعات فلپ چیپ استفاده می شود،سیستم تشخیص نیاز به اعمال به اولین و دوم گام برای به حداکثر رساندن اثربخشی آنعلاوه بر این، انجام بازرسی ها پس از مرحله چهارم می تواند به طور موثر نقص های کالاهای مصرفی پایین را شناسایی کند.به دلیل الزامات بسیار سختگیرانه کیفیتبرای این نوع PCB، اشعه ایکس می تواند برای بازرسی انتخاب شود.

اگر AOI مورد استفاده در خط تولید مورد ارزیابی قرار گیرد، لازم است بین سیستم هایی که فقط می توانند تشخیص داده شوند و سیستم هایی که می توانند اندازه گیری کنند، تمایز ایجاد شود.

سیستم های تشخیصی که فقط می توانند به دنبال نقص هایی مانند قطعات گمشده و قرار دادن نادرست باشند، نمی توانند ابزاری برای کنترل فرآیند فراهم کنند.بنابراین نمی توانند برای بهبود فرآیند تولید PCBS استفاده شوند.مهندسان هنوز باید روند تولید را به صورت دستی تنظیم کنند. با این حال، این سیستم های تشخیص سریع و ارزان قیمت هستند.

از سوی دیگر، سیستم اندازه گیری می تواند داده های دقیق برای هر جزء را ارائه دهد، که برای اندازه گیری پارامترهای فرآیند تولید بسیار مهم است.این سیستم ها گران تر از سیستم های تشخیصی هستند، اما هنگامی که آنها را با نرم افزار SPC ادغام می کنید، سیستم اندازه گیری می تواند اطلاعات لازم برای بهبود فرآیند تولید را ارائه دهد.

به طور کلی، برای مردم ارزیابی کیفیت یک سیستم تشخیص تنها بر اساس میزان دقت گزارش خطا، یعنینسبت اشتباهات واقعی (گزارش اشتباهات دقیق) به هشدار های غلط (گزارش اشتباهات غلط)اگر یک سیستم اندازه گیری مورد ارزیابی قرار گیرد، همچنین لازم است که بر نتایج ارزیابی دقت سیستم اندازه گیری در محدوده ی کم تر تحمل باشد.کنترل فرآیند آماری
در نهایت، اگر می خواهید از داده های سیستم AOI به طور موثر استفاده کنید تا به شما در کنترل فرآیند تولید کمک کند، بنابراین شرکت شما می تواند تولید بیشتری و سود بیشتری داشته باشد،شما باید اطلاعات زیر را تسلط داشته باشید::
داده های اندازه گیری دقیق
اندازه گیری قابل تکرار و تکرار
◆ نزدیک به اندازه گیری وقایع در زمان و فضا
همچنین فرآیند اندازه گیری در زمان واقعی و تمام اطلاعات مربوط به فرآیند تولید
نصب یک سیستم AOI در طول فرآیند چاپ یا چیدمان می تواند به شما در حذف سایر متغیرهای فرآیند در طول فرآیند تولید کمک کند.فرض کنید که شما اندازه گیری کنید که آیا اجزای بعد از جوش مجدد تغییر موقعیت کرده اند، داده هایی که جمع آوری می کنید نمی توانند دقت فرآیند نصب را منعکس کنند. شما باید نتایج را هم پس از نصب و هم پس از جوش مجدد اندازه گیری کنید.اما اين اطلاعات تقريباً براي کنترل نصب دستگاه بي فايده استبا توجه به روند توسعه نظارت، نصب یک سیستم AOI در نزدیکی فرآیند شما باید نظارت می تواند به سرعت یک پارامتر که در حال ورود به مرحله بعدی است را اصلاح کند.تشخیص از فاصله نزدیک همچنین می تواند تعداد PCBS های ناسازگار را قبل از فرآیند تشخیص کاهش دهد..
اگرچه اکثر کاربران AOI در صنعت الکترونیک هنوز فقط بر بررسی پس از جوش تمرکز دارند،روند آینده کوچک سازی قطعات و PCBS نیاز به کنترل فرآیند حلقه بسته موثرتر داردسیستم های AOI که می توانند راه حل های تشخیص و اندازه گیری موثر را ارائه دهند، کاربران بیشتری را جذب می کنند و مهندسان نیز سرمایه گذاری در چنین سیستم هایی را ارزشمندتر می دانند.برای همه ی مشتریانAOI همچنان نقش مهمی در بهبود خطوط تولید محصول و افزایش بهره وری محصولات نهایی خواهد داشت.