PCB 블로그 - 6 시그마 PCBA 조립을 위한 AOI 탐색

현대 검사 시스템에서 조립 결함을 검사하는 방법, PCBA 조립 결함의 근본 원인 분석 및 측정 시스템의 6Sigma 탐색.

1 소개

조립 결함은 어떻게 발생합니까?일부 라인에서 생산되는 PCBA 구성 요소가 요구 사항을 충족하고 다른 일부는 여러 차례 조립 오류로 인해 끊임없이 재작업하고 재작업하는 이유는 무엇입니까?어셈블 품질은 로트에 따라 다른 이유는 무엇입니까?더 중요한 것은 이러한 변화에서 우리가 어떤 경험을 얻어야 하는지, 그리고 PCBA 조립에서의 변화를 배제하기 위해 무엇을 해야 하는지입니다.위의 문제는 6 시그마 생산의 추적 가능성입니다. 시그마는 모든 공정 매개변수의 평균 값의 분포 또는 분산, 즉 표준 차이를 설명하는 그리스 문자입니다.6 시그마는 통계 기술을 이용하여 과정 능력을 측정하여 과정의 상태를 확정한 다음에 비교 분석을 통해 과정 능력에 영향을 주는 주요 변수를 찾아내고 과정 최적화 방법을 이용하여 변화 규칙을 찾아낸 다음에 제거한다.공예 능력이 끊임없이 향상되어 최종적으로 6시그마 수준에 도달하거나 초과하였다.

2.6 Sigma 및 PCBA 구성 요소

변이성이란 제품의 품질에 잠재적으로 부정적인 영향을 미치는 모든 변이를 말한다.PCB 보드 설계는 컴포넌트 용접판 설계 공차, 용접판 패턴 설계 등 전기적, 기계적 성능의 신뢰성을 종합적으로 고려해야 한다. 둘째, PCBA 조립에 사용되는 컴포넌트와 재료의 크기와 품질도 조립 품질에 영향을 미치고,조립 과정 자체의 변화는 PCBA 조립의 품질에도 영향을 줄 수 있다.PCBA 조립에서 변이는'적'이다.설계 및 재료 변화의 명백한 출처를 제거한 후 나머지는 PCB 보드, 어셈블리, 용접고 등을 사용하는 PCBA 공정 자체의 변화입니다. 속성 데이터는 공정 변화로 인해 발생하는 의심되지 않고 수정된 결함을 나타내며, 속성 데이터는 일반적으로 예/아니오, 좋음/나쁨, I/O 유형 데이터입니다.변수 데이터는 과정의 변화 정도를 직접 결함으로 표시하지 않고 반드시 기록해야 하는 디지털 유형, 측정 유형 등 데이터이며 속성 데이터, 발견되지 않은 결함 또는 결함이 발생할 확률과 관련이 있다.속성 데이터 검사는 용납할 수 없는 변화가 있는지 관찰하는 방법이다.속성 데이터의 특성과 빈도는 변경의 소스와 관련이 있습니다.결함은 일반적으로 회로 내 테스트, 기능 테스트, 자동 광학 이미지 분석 또는 수동 눈으로 확인하거나 PCBA를 검사하는 다른 방법에서 발견됩니다.PCBA 제조 과정의 일부 변화는 피할 수 없으며, 그것들이 발생하지 않도록 미리 조치를 취해야 하는데, 이는"수용 가능한 과정 변화"라고 불린다.APV는 일반적으로 조립 과정의 공차나 부품, 원자재 등이 수용할 수 있는 기계적 차이다. APV는 가변 데이터를 생성하지만, 최종 제품에서 결함의 원천이 되지는 않는다.APV로 인해 의심할 여지 없는 결함이나 고정 결함이 있는 경우 설계 또는 제조 문제를 사전에 개선해야 합니다.용납할 수 없는 공정 변화란 감지되지 않고 결함을 초래하거나 결함이 높을 확률이 높은 변화를 말한다.진리의 프로세스는 APV를 수락하고 UPV를 감지하고 거부해야합니다.6 시그마는 APV와 UPV를 구분하는 방법과 필요한 오차를 정의하는 데 사용됩니다.변이를 식별하고 변이와 그로 인한 결함에 대한 연속적인 측정을 제공하기 위해서는 실제로 PCBA를 생산할 때의 다양한 데이터와 속성 데이터를 이해해야합니다.측정을 실현하기 위해서는 PCBA 생산에서 변수 데이터와 속성 데이터를 측정하는 측정 메커니즘을 이해해야 한다.속성 데이터 테스트는 현재 PCBA 생산에서 검사 테스트의 관건이다.현대 PCBA 조립 공장은 일반적으로 결함을 스캔하고 검사하며 검사 결과를 운영자에게 보내기 위해 자동 광학 이미지 분석, 온라인 테스터 및 기능 테스터와 같은 현대 검사 시스템을 갖추고 있습니다.

3. 전자제품 조립 결함의 주요 출처

모든 변화는 결함을 초래하기 때문에 변화는 생산의'적'이다.PCBA 생산 공정과 결합하여 주로 SMT 생산에서 결함의 발생 원인을 탐구한다.용접고 인쇄, 패치와 환류 용접 등 주요 공정을 결합하여 다음과 같이 토론한다.

용접고 인쇄: 오류 (문제): 용접고 인쇄 부족, 용접고 단락, 용접고 오염.차이 (변경): 용접 범위, 용접 범위 높이, 용접 범위 볼륨, 용접 범위 패턴.검사: 용접 덮어쓰기 / 누락, 인접 용접판 검사, 용접 덮어쓰기 영역 검사.측정: 용접 범위, 용접 범위 높이, 용접 범위 볼륨, 용접 범위 패턴.SMD: 오류 (문제): 어셈블리 누락, 어셈블리 방향 오류, 어셈블리 손상, 어셈블리 오류.차동 교합): x-Y-z축, 부품/개스킷 표준, 어셈블 표준.검사: 붙여넣은 어셈블리, 어셈블리 방향 플래그 / 플래그, 어셈블리 포장 형태가 붙여넣기 / 누락되었습니다.측정: x-y-z 축, 부품/개스킷 정렬, 어셈블리 정렬.환류 고장(문제): 부품 배치 특성, 부품 설치, 묘비 현상, 용접 구슬, 용접재 합선 등. 모든 날개 지시선 용접재, 모든 J 지시선 용접재, 용접재 합선 검사, 이산 부품(부동), 부품 무작위 오염 검사 등.

4. 자동 광학 이미지 검사

조립 과정에서 반제품의 용접 용량과 용접점 모양, 나체 회로 기판의 도선 두께와 도선의 결함을 끊임없이 검사해야 하는데, 이는 일반적으로 온라인 테스트나 기능 테스트에서 감지할 수 없는 것이다.시각 검측 오차가 크고 효율이 낮기 때문에 광학 이미지 자동 검측은 공인된 효과적인 방법이다.현재 광학 이미지 자동 검측은 주로 설계 규칙 검측과 도형 식별 두 가지 방법을 사용한다.설계 규칙 검사 방법은 주어진 두 규칙에 따라 회로 패턴을 검사하는 것입니다. 예를 들어 모든 연결은 용접점 끝을 사용해야 합니다. 모든 지시선의 너비는 0.127mm보다 작아야 하고 모든 지시선 사이의 간격은 0.102mm보다 작아야 합니다. 이 방법은 알고리즘적으로 측정된 회로의 정확성을 보장할 수 있습니다.패턴 인식은 저장된 디지털 이미지를 실제 작업과 비교하는 것입니다.양호한 인쇄회로기판이나 유리모형을 검사하여 만든 검사문건이나 컴퓨터보조설계에서 작성한 검사절차에 근거하여 검사한다.정밀도는 해상도와 사용되는 검사기에 따라 달라집니다.현대 자동 광학 이미지 감지 시스템은 부품 배치 특성을 감지할 때 극히 작은 x, Y, (회전) 위치 편차 변화를 측정하고 추적할 수 있도록 합니다.검사 프로세스는 매우 민감하며 위치, 치수 및 이미지와 같은 제거해야 할 변경 사항을 측정하고 부품 공급업체의 변경, 치수 공칭, 로고 또는 색상 기본값 (허용), 부품 배치 프로세스의 비트 피쳐와 같은 허용 가능한 프로세스 변경 사항을 기록합니다.

5. 광학 영상 자동 검측 시스템의 연구 개발

측정 결과의 반복성이란 동일한 측정 조건에서 동일한 측정을 연속적으로 수행한 결과와 여러 번 측정한 결과 사이의 일관성을 의미합니다.측정 결과의 재현성이란 변경된 측정 조건에서 동일한 측정 대상 측정 결과 간의 일관성을 의미합니다.현대 AOI 시스템의 경우 측정 결과의 반복성이 중요합니다.AOI 시스템으로 중요한 변화를 식별할 수 있지만 변화 추세에 대한 정확한 결론을 내리려면 AOI 시스템이 프로세스 변화와 측정 시스템 자체의 변화를 구분하기 위해 좋은 측정 반복성을 가져야 하기 때문이다.검측 능력 지표의 요구에 따라 표준 장치의 선택은 보통 3분의 1 원칙을 따른다. 즉, 표준 장치의 정밀도와 측정된 측정 기기의 비율은 1/3을 유지해야 한다.기계공업의 부품검사에서 극한오차와 공차를 측정하는 비값을 정밀도계수라고 하는데 일반적으로 1/3에서 1/10의 범위내에 유지해야 한다.AOI 시스템의 측정 불확정도(RaR)에 대한 자세한 계산은 여기에 나열되지 않습니다.현대 AOI 시스템은 신뢰 인자가 3일 때 측정 불확정도가 ±0.4mils보다 우수하며, 이는 99.73% 의 측정 결과가 규격 상한과 하한 범위 내에 있다는 것을 의미한다.사실

6. Sigma PCBA의 생산에서 AOI 시스템이 요구하는 측정 불확정도는 얼마입니까?일반적으로 현재 SMD 어셈블리의 크기는 0201입니다.용접 디스크에 대한 50% 편차를 감지해야 하는 경우 0.127mm의 측정 값이 필요합니다. 위의 AOI 측정 시스템의 1/10 원리를 사용하여 AOI 측정 시스템의 측정 불확정도는 신뢰 인자가 3인 경우 0.0127mm보다 작아야 합니다.현재 QFP 패키징 IC의 경우 0.4064mm 0.2032mm의 크기로 측정 요구 사항도 50%입니다. 즉, 신뢰 인자가 3인 경우AoI 측정 시스템의 측정 불확정도는 0.01016mm 미만을 요구한다. 위에서 언급한 6Sigma PCBA 테스트는 사양값의 중심에서 ±3 시그마의 변화가'iE 정상 또는 수용 가능'의 변화로 여겨진다는 것을 의미한다.

7. 패치 (선택 및 배치) 능력 측정

SMD 공정 테스트에서 6시그마의 반복성을 보장하기 위해 어떻게 테스트 표준을 선택합니까?다음은 QFP0402 어셈블리로, SMD 공정 능력에 따라 ±0.0508mm(신뢰 계수 3)의 반복성과 0.0508mm의 간격을 가진다.검사에 필요한 SMD 공정 검사의 예로 용접 디스크의 50%를 사용합니다. 먼저, 3 시그마 신뢰 계수에서 SMD 배치 반복성이 ± 0.0508mm인 공정 통계의 측정 결과 분포를 결정하기 위해 평균값을 설정합니다.그리고 평균값은 시간, 온도, 유지보수 주기 등의 분포에 따라 표류합니다. 이 규범은 설비의 고유한 특성의 일부분으로 그 출처가 매우 중요합니다.이것이 장치 기능인 경우 사용자는 다시 고려해야 합니다.이 특성은 SMD 컴포넌트 크기, PCB 보드 공급업체, PCB 보드 변형 등 SMD 프로세스의 제공, 픽업 및 배치 통합 특성을 나타냅니다. 실제 제공된 장비 특성으로 분해하거나 다양한 시간 및 온도 조건에서 일련의 제품을 테스트해야 합니다.여러 배치 시료의 분포 표류를 계산합니다.둘째, 우리는 50% 의 용접판 밖 검측 요구가 SMD 공정에서 추출 검측 응용의 한계이며, 많은 제품들이 실제로 30% 이상의 공차를 규정하고 있다는 것을 인식해야 한다.셋째, 어셈블리와 패드의 편차는 50% 로 계산해야 합니다.0402QFP 부품의 경우 용접판과의 편차가 50%이면 편차가 0.127mm임을 나타냅니다. 따라서 AOI 검사 시 AOI 측정 시스템의 측정 불확정도는 0보다 작아야 합니다.0127mm。신뢰 인자가 3인 경우 ± 2mils의 프로세스 분포에 대해 용접 디스크와의 50% 편차가 감지 요구 사항으로 사용되며, 이는 7 시그마의 배치 감지 한계 (평균 분포가 안정적이라고 가정함) 를 나타낸다는 계산이 가능하다.

8. 결론

6 시그마 PCBA 생산은 우리의 목표가 될 것입니다.6시그마를 현대의 자동광학영상검측설비와 결합시켜 PCBA의 총조립오차를 뚜렷이 낮추었음을 증명하였다.어셈블리를 배치하는 동안 6 Sigam 성능을 확인할 수 있는 정확하고 반복 가능한 위치 측정을 제공합니다.6 Sigam의 성능을 보장하기 위해서는 자동 광학 이미지 검사가 중요합니다.3세대 현대 광학 이미지 자동 감지 시스템은 반복성, 성능, 속도 모두 현대 PCBA 조립의 요구를 만족시킬 수 있다.이와 동시에 제조업체에 조립과정의 관건적인 측정을 제공하고 검사한 통계결과를 패치과정과 결부시켜 전면적인 페환통제를 제공하여 PCBA 조립생산의 품질을 확보한다.