Tecnologia PCBA - Circa il rivelatore ottico automatico della fabbrica SMT

Circa il rivelatore ottico automatico della fabbrica di PCBA

Con la riduzione delle dimensioni del pacchetto dei componenti e l'aumento della densità della patch del circuito stampato, l'ispezione SMA diventa sempre più difficile e l'ispezione visiva manuale diventa insufficiente e la sua stabilità e affidabilità sono difficili da soddisfare le esigenze di produzione e controllo di qualità. Pertanto, è sempre più importante utilizzare attrezzature speciali di ispezione per realizzare l'ispezione automatica. Prima di tutto, lo strumento di ispezione utilizzato nella produzione è un sistema ottico. Questo tipo di strumento ha una caratteristica comune, cioè, la SMA è illuminata da una sorgente luminosa, la luce riflessa della SMA è raccolta da una lente ottica per il calcolo e il sistema di elaborazione delle immagini del computer è utilizzato per determinare se la SMA è accesa. Posizione dei componenti e condizioni di saldatura, quindi questo tipo di apparecchiatura è chiamata apparecchiatura di ispezione ottica automatica (AOI).

1. Principio di funzionamento AOI

Il principio di base del rilevamento AOI è quello di illuminare l'oggetto di prova attraverso sorgente luminosa artificiale, luce LED, lente ottica e CCD e confrontare, analizzare e giudicare la quantità di luce riflessa indietro con lo standard programmato. Questa sezione prende AOI dopo la saldatura a riflusso come esempio. L'AOI dopo il reflow è solitamente diviso in AOI bidimensionale e AOI tridimensionale.

AOI bidimensionale adotta una telecamera verticale e realizza il giudizio della qualità dei giunti di saldatura attraverso il metodo di colore e alta luminosità. Il prodotto tipico è Omron VT-WIN, come mostrato nella Figura 6-10. Quando la macchina funziona, le luci ad anello rosso, verde e blu sono ad altezze diverse per illuminare il circuito stampato. La telecamera a colori è installata verticalmente sulla linea centrale dell'illuminazione dell'anello per estrarre l'immagine del circuito stampato, come mostrato nella Figura 6-11. Poiché la luce rossa si trova in una posizione più elevata dalla superficie del substrato rispetto agli altri due raggi luminosi, l'angolo incidente rispetto alla superficie del substrato è più grande. La luce che brilla sulla superficie piana viene riflessa nella direzione della fotocamera direttamente sopra, mentre la luce che brilla sulla superficie di saldatura non viene riflessa direttamente sopra. Pertanto, per la parte della superficie piana, la fotocamera cattura l'area rossa. Simile al principio della luce rossa, l'area verde è la superficie di saldatura leggermente inclinata catturata dalla fotocamera e l'area blu è la superficie di saldatura ripidamente inclinata catturata dalla fotocamera. In questo modo, la forma del giunto di saldatura tridimensionale può essere convertita in un'immagine a colori bidimensionale attraverso la modalità di luminosità del colore, che può essere ulteriormente elaborata attraverso l'elaborazione delle immagini combinata con un certo modello matematico per ottenere l'ispezione della qualità del giunto di saldatura.

AOI tridimensionale utilizza una fotocamera verticale mentre aggiunge una fotocamera angolare. Quando la telecamera verticale guarda dall'alto verso il basso, la telecamera angolare osserva l'immagine del giunto di saldatura dal lato allo stesso tempo, proprio come l'ispezione visiva manuale. Per vedere i dettagli locali, è spesso necessario regolare la luce e l'angolo di visione. Pertanto, 3D AOI ha capacità di rilevamento dei guasti più forti. Ad esempio, quando si verifica la qualità di saldatura dei dispositivi PLCC, i vantaggi di 3D AOI possono essere pienamente rivelati. Il sistema di illuminazione dell'AOI tridimensionale utilizza come sorgente luminosa una serie di diodi emettitori di luce controllabili in modo indipendente. I diodi emettitori di luce sono disposti in un preciso array ad anello, tutti focalizzati sul campo visivo. Più vicino al cerchio interno, più vicina la luce è all'angolo verticale e più vicino al cerchio esterno, più inclinato sarà l'angolo di illuminazione. Questi diodi possono essere controllati programmando per ottenere la struttura, l'angolo, la direzione e la densità di illuminazione ottimali; Regolare l'angolo, la direzione e la luminosità dell'illuminazione per soddisfare i requisiti unici di qualsiasi ispezione. Teradyne Optima 7300 AOI è un tipico AOI tridimensionale, questo modello utilizza una fotocamera verticale e 4 telecamere angolari per formare un sistema di rilevamento.

Elaborazione di patch per illuminazione a LED 008

2. Algoritmo di analisi

Diversi progetti software e hardware A0I hanno le loro caratteristiche. In generale, gli algoritmi di analisi e giudizio possono essere suddivisi in due tipi, vale a dire, il metodo di controllo delle regole di progettazione (DRC) e il metodo di riconoscimento dei modelli.

Il metodo RDC è quello di ispezionare i modelli secondo alcune regole date. Ad esempio, tutte le connessioni dovrebbero essere basate su giunti di saldatura e tutte le larghezze e gli intervalli di piombo non sono inferiori a un valore specificato. Sulla base dell'immagine di rilevamento del ponte della pasta di saldatura dell'algoritmo, dopo aver estratto l'immagine digitale della pasta di saldatura della scheda PCB, viene giudicato se si tratta di un ponte in base alla forma della pasta di saldatura nell'area inter-pad. Se la forma della pasta di saldatura misurata ad una certa sensibilità supera la linea di avvertimento preimpostata, essa è considerata un ponte. Il metodo RDC ha le caratteristiche di garantire algoritmicamente la correttezza della grafica ispezionata, il corrispondente sistema A0I è facile da produrre, la logica dell'algoritmo è facile da ottenere l'elaborazione ad alta velocità, la quantità di modifica del programma è piccola e i dati occupano un piccolo spazio. Tuttavia, questo metodo ha scarsa capacità di determinare il confine ed è spesso necessario progettare un metodo specifico per determinare la posizione del confine. Il metodo di riconoscimento del modello confronta l'immagine digitalizzata memorizzata nel sistema AOI con l'immagine di ispezione effettiva per ottenere il risultato dell'ispezione. Ad esempio, quando si verificano circuiti PCBA, confrontare il file di prova (immagine digitale standard) con il file da testare (immagine digitale effettiva) in base al modello di progettazione assistito dal computer. Utilizzare questo principio per eseguire l'ispezione di qualità sul PCB assemblato. L'accuratezza di rilevamento di questo metodo dipende dall'immagine standard, dalla risoluzione e dal programma di rilevamento utilizzato e può ottenere una maggiore precisione di rilevamento, ma ha le caratteristiche di una grande quantità di dati raccolti e requisiti elevati per l'elaborazione dei dati in tempo reale. Poiché il metodo di riconoscimento delle immagini sostituisce i principi di progettazione in RDC con i dati di progettazione, ha evidenti vantaggi pratici.