Teknologi PCBA - Tentang pengesan optik automatik kilang SMT

Tentang pengesan optik automatik kilang PCBA

Dengan pengurangan saiz pakej komponen dan meningkat ketepatan patch papan sirkuit cetak, pemeriksaan SMA menjadi semakin sukar, dan pemeriksaan visual manual menjadi tidak mencukupi, dan kestabilan dan kepercayaannya adalah sukar untuk memenuhi keperluan produksi dan kawalan kualiti. Oleh itu, lebih penting menggunakan peralatan pemeriksaan khas untuk menyediakan pemeriksaan automatik. Pertama-tama, alat pemeriksaan yang digunakan dalam produksi adalah sistem optik. Jenis instrumen ini mempunyai ciri-ciri umum, iaitu, SMA dipecahkan oleh sumber cahaya, cahaya refleksi SMA dikumpulkan oleh lens a optik untuk pengiraan, dan sistem pemprosesan imej komputer digunakan untuk menentukan sama ada SMA menyala. Lokasi komponen dan syarat penywelding, jadi jenis peralatan ini dipanggil peralatan pemeriksaan optik automatik (AOI).

1. Prinsip kerja AOI

Prinsip asas pengesan AOI ialah untuk menyalakan objek ujian melalui sumber cahaya buatan, cahaya LED, lensa optik dan CCD, dan membandingkan, menganalisis dan menilai jumlah cahaya yang terrefleksi kembali dengan piawai yang diprogram. Bahagian ini mengambil AOI selepas reflow soldering sebagai contoh. AOI selepas reflow biasanya dibahagi menjadi AOI dua-dimensi dan AOI tiga-dimensi.

AOI dua-dimensi mengadopsi kamera menegak, dan sedar penghakiman kualiti kongsi tentera melalui kaedah warna dan kecerahan tinggi. Produk biasa adalah Omron VT-WIN, seperti yang dipaparkan dalam Gambar 6-10. Apabila mesin berfungsi, cahaya cincin merah, hijau dan biru berada di tinggi yang berbeza untuk cahaya papan sirkuit. Kamera warna dipasang secara menegak pada garis tengah cahaya cincin untuk mengekstrak imej papan sirkuit, seperti yang dipaparkan dalam Gambar 6-11. . Kerana cahaya merah ditempatkan pada kedudukan yang lebih tinggi dari permukaan substrat daripada dua sinar cahaya lainnya, sudut insiden relatif dengan permukaan substrat lebih besar. Cahaya yang bersinar di permukaan rata diselarang dalam arah kamera langsung di atas, sementara cahaya yang bersinar di permukaan askar tidak diselarang langsung di atas. Oleh itu, bagi bahagian permukaan rata, kamera menangkap kawasan merah. Sama seperti prinsip cahaya merah, kawasan hijau adalah permukaan tentera sedikit cenderung ditangkap oleh kamera, dan kawasan biru adalah permukaan tentera cenderung tegak ditangkap oleh kamera. Dengan cara ini, bentuk kongsi tentera tiga-dimensi boleh diubah menjadi imej warna dua-dimensi melalui mod kecerahan warna, yang boleh diproses lebih lanjut melalui pemprosesan imej bergabung dengan model matematik tertentu untuk mencapai pemeriksaan kualiti kongsi tentera.

AOI tiga dimensi menggunakan kamera menegak semasa menambah kamera sudut. Apabila kamera menegak melihat dari atas ke bawah, kamera sudut mengamati imej kongsi solder dari sisi pada masa yang sama, sama seperti pemeriksaan visual manual. Untuk melihat perincian setempat, sering diperlukan untuk menyesuaikan cahaya dan sudut pemandangan. Oleh itu, AOI 3D mempunyai kemampuan pengesan kesalahan yang lebih kuat. Contohnya, bila menguji kualiti penywelding peranti PLCC, keuntungan AOI 3D boleh diketahui sepenuhnya. Sistem pencahayaan dalam AOI tiga-dimensi menggunakan tatasusunan yang boleh dikawal secara bebas dioda yang mengeluarkan cahaya sebagai sumber cahaya. Dioda yang mengeluarkan cahaya diatur dalam tata cincin yang tepat, semua fokus pada medan pandangan. Semakin dekat dengan bulatan dalaman, semakin dekat cahaya kepada sudut menegak, dan semakin dekat dengan bulatan luar, semakin cenderung sudut pencahayaan. Dioda ini boleh dikawal dengan pengaturan untuk mencapai tekstur pencahayaan optimal, sudut, arah dan ketepatan; ia boleh digunakan untuk setiap skrin pemeriksaan Laras sudut, arah dan kecerahan cahaya untuk memenuhi keperluan unik setiap pemeriksaan. Teradyne Optima 7300 AOI adalah AOI tiga dimensi biasa, model ini menggunakan kamera menegak dan 4 kamera sudut untuk membentuk sistem pengesan.

Pemprosesan patch cahaya LED 008

2. Algoritma analisis

Perisian A0I berbeza dan rancangan perkakasan mempunyai ciri-ciri mereka sendiri. Secara umum, algoritma analisis dan penghakiman boleh dibahagi kepada dua jenis, iaitu, kaedah pemeriksaan peraturan desain (DRC) dan kaedah pengenalan corak.

Kaedah DRC adalah untuk memeriksa corak menurut beberapa peraturan yang diberikan. Contohnya, semua sambungan patut didasarkan pada kongsi solder, dan semua lebar dan jangkauan lead tidak kurang dari nilai yang dinyatakan. Berdasarkan imej pengesan jembatan tempatan solder bagi algoritma, selepas mengekstrak imej digital dari tempatan solder papan PCB, ia dihukum sama ada ia adalah jembatan menurut bentuk tepatan solder di kawasan inter-pad. Jika bentuk pasta solder diukur pada sensitiviti tertentu melebihi garis amaran pra-set, ia dianggap sebagai jambatan. Kaedah DRC mempunyai ciri-ciri untuk memastikan secara algoritmik kebijaksanaan grafik yang diperiksa, sistem A0I yang sepadan mudah untuk dihasilkan, logik algoritma mudah untuk mencapai proses kelajuan tinggi, jumlah penyuntingan program kecil, dan data memegang ruang kecil. Namun, kaedah ini mempunyai kemampuan yang lemah untuk menentukan sempadan, dan ia sering diperlukan untuk merancang kaedah khusus untuk menentukan lokasi sempadan. Kaedah pengenalan corak membandingkan imej digitalisasi yang disimpan dalam sistem AOI dengan imej pemeriksaan sebenar untuk mendapatkan hasil pemeriksaan. Contohnya, bila menguji sirkuit PCBA, bandingkan fail ujian (imej digital piawai) dengan fail yang hendak diuji (imej digital sebenar) mengikut model desain yang diberi bantuan komputer. Guna prinsip ini untuk melakukan pemeriksaan kualiti pada PCB terkumpul. Ketepatan pengesan kaedah ini bergantung pada imej piawai, resolusi dan program pengesan yang digunakan, dan boleh mencapai ketepatan pengesan yang lebih tinggi, tetapi ia mempunyai ciri-ciri jumlah besar data yang dikumpulkan dan keperluan yang tinggi untuk pemprosesan data masa-sebenar. Kerana kaedah pengenalan imej menggantikan prinsip desain di DRC dengan data desain, ia mempunyai keuntungan praktik yang jelas.