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AOI检测仪

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  • 泉源: ag棋牌
  • 公布日期: 2020-07-06
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AOI的功效及检测才能
在印制电路板组装制造的主动贴片和焊接历程中,种种制造缺陷不行能完全制止。为了发明这些缺陷并包管质量,必要使用主动光学检测体系( AOI )。由于在回流炉后的缺陷掩盖率能到达*大,以是这些体系一样平常放在回流炉后,以完成焊后查验。

在种种缺陷中,与 I C 相干的缺陷占了较大比重。 IC 包罗 QFP 、 TSOP 、 PLCC 、 SOIC 、 BGA 、 QFN 等,一样平常它们的间距*小为 0.5mm ,有些 IC 间距更小。在后续的电气测验和功效检测中,有些缺陷一样平常很难甚*不行能被检测出来。

即使利用 AOI 体系举行检测, IC 焊点缺陷和 IC 组装缺陷对检测设置装备摆设的功能也有较高需求,同时对 AOI 检测深度有决议性的影响。以是有须要区分配备地道垂直式相机和倾斜式相机的 AOI 设置装备摆设的差别。

IC 缺陷范例

典范 IC 缺陷范例可以依据差别制造阶段分为:焊膏印刷缺陷、元器件贴放缺陷和焊接缺陷。必要阐明的是:大局部焊接缺陷是元器件自己特性缺陷。

A 以下缺陷是元器件贴放缺陷:

1、少件
2、元器件地位错
3、元器件偏位
4、元器件改变
5、元器件极性反
6、错件
7、IC 引脚变形


B 以下缺陷是焊膏印刷或焊膏缺陷:

1、焊料不敷或焊点过薄
2、连锡
3、焊料滴


C 以下缺陷是焊接缺陷或元器件自己缺陷。

IC 品种差别,其产生某种缺陷的概率也差别,如细间距 QFP 就比 SOIC 更复杂呈现引脚举高和引脚共面性缺陷。

AOI 检测目标是掩盖检测上述各种缺陷,也便是说消费历程中呈现的一切缺陷都可以被检测出来。与此同时,必需将种种缺陷误报降到*低,以*大化设置装备摆设产出率。

当 A O I 体系举行焊点和元器件的检测时,有些内部客观要素,也便是与 AOI 有关的要素,也不得不要思索出去,由于它们会有利于或阻碍上述检测目的的完成。

此中影响*大的要素之一便是焊盘设计。假如差别单板及同类封装能利用一致的焊盘设计,那就有助于 AOI 检测,由于如许焊点表面的分歧性就好。好焊点的表面越分歧,焊点缺陷被检测出来的大概性就越大,误报率就会越少。假如焊盘过小,会招致焊点的润湿面不行见,是倒霉于检测的。

别的一个紧张的影响要素是元器件质量,次要体现在待焊部位的可焊性和元器件的尺寸波动性要好。好的可焊性会使焊点更好、更分歧。好的尺寸波动性,如 QFP 引脚长度尺寸的波动性,会使编程更复杂。

别的影响要素包罗印制电路板和阻焊膜的颜色、印制电路板变形塌陷量等。由于不行能改动一切内部客观条件,以是 AOI 体系必需在设计上(传感器、软件及体系设置)充实思索,具有补偿种种负面影响要素的才干。

零缺陷 IC 检测的 AOI 架构
 

现在市场上种种 AOI 体系之间**关紧张的参数区别便是相机观察方法,共有两种:垂直式相机观察(仰望)和倾斜式相机观察(斜视)。

准绳上,大少数缺陷范例可以用垂直式相机检测出来,垂直式相性能检测的临界缺陷范例是引脚共面性和引脚举高缺陷,这些缺陷从仰望角度只能在有利的情况下才干发明。有利的情况是指焊点产生毛细作用,在毛细作用下, IC 引脚待焊部位会润湿吸引焊料构成好的焊点。假如焊盘设计精良,在焊盘内涵部边沿是不会有焊料的,以是假如有符合的光源照射,焊盘内涵部边沿看上去是光明的。假如引脚没有被润湿(或存在共面性题目),或某个引脚向上弯曲变形(引脚举高),焊锡就会匀称地铺展在焊盘上,如许失掉的图像就会完全差别(如图 4 所示)。这种状况关于 PLCC 引脚焊点尤其分明,其焊点自己位于元器件引脚下部,假如从那边仰望,焊点自己是不行见的。只需焊盘内涵离元器件表面充足远,才干使用毛细作用来检测。

但,关于那些焊盘设计不妥或呈现微连锡的细间距 IC ,利用上述本领则能干为力,很难区分出是好焊点照旧差焊点,如图 ** 和 5B 所示。

如许就不行能完成零缺陷检测了,与实践缺陷数对应的*大缺陷检出率为 50 ~ 75 %,同时缺陷误报率也不敷抱负。利用倾斜式观察的结果明显提拔,倾斜式观察与手工光学观察所用本领一样,可以与程度成 45 度观察印制电路板。观察角度越小,利用倾斜式观察失掉的信息越少,图 6A 和 6B 是用倾斜式相机观察图 ** 和 5B 中异样的焊点。

从上图可看出,好焊点和差焊点之间的光学图像区别体现的改进状况黑白常分明的。图像处置的原理之一便是:区别好与差焊点的才干越强,错误诊断才干越高,误报率就越低。与仰望图相似,*好是有可旋转的光源,如许就可以完成差别的照射角度。牢固的、不克不及旋转的光照体系不具有应付种种状况的柔性,以失掉图像的*佳比拟度。

接纳垂直式观察时,在引脚之间内侧处的连锡在暗影中,如许它们就不行见。而在倾斜式观察中,其可辨认性就大大进步。

利用倾斜式相机必要具有校准和灰度增补方面的知识。假如体系仅配备一个倾斜式相机, AOI 体系自己未必就优秀必要具有继续监控校准的才干,由于相性能在优秀范畴内举行自我校准。但,关于组合相机体系,软件必需使相机之间坚持校准均衡,同时监控其不凌驾根本的校准极限。假如软件不克不及举行复杂、正确和疾速的校准, AOI 供给商将无法完成倾斜式观察的集成。

可经过所谓呆板才干观察( MCI )对检测后果举行反省,在 MCI 历程中,可布置符合的校正方法,如检测 50 次,同时盘算失掉设置标称值和丈量容限( Cm/Cmk 值),盘算时假定丈量值切合高斯散布。当 Cmk 值大于 1 时,*今可以承受( 3σ 质量),当今趋向是要求 Cmk 大于 1.67 甚* 2 ( 5σ 或 6σ 质量)。

依据这些需求可看出:波动的传感体系上风分明,在传感模块中的可挪动部件会低落精度,反复性会大大低落。

在使用倾斜式相机时必要掌握的另一个本领便是赔偿印制电路板的变形塌陷,这种影响会招致焊点检测时,视场看上去会 ” 下滑 “。

赔偿本领之一便是在单板上取充足点扫描它们的坍塌量,从而盘算失掉变形坍塌模子。但这种本领必要破费分外的检测工夫。集成赔偿本领则更具上风,它不是举行少量点检测,而是经过软件寻觅丈量居中的紧张参考点。假如软件合适,该本领可以在不需分外工夫的状况下失掉牢靠的后果。

区分差别 AOI 体系才干的另一个紧张目标便是 AOI 的相机像素辨别率。关于细间距 IC ,尺度的像素是 0.5mm ,在很多设计中,焊盘宽度和焊盘之间间距都市是 250μm 。假如用致少 15 个像素掩盖焊盘后面弯月面宽度,那倾斜式相机的尺度辨别率该当小于 20μm / 像素,以失掉包括*佳信息内容的图像。

固然,相机辨别率越高,就意味着体系功能也要对应地进步,如许 AOI 才不会成为消费线的瓶颈。体系功能体现在软件 [ 主动的、*佳地位天生、利用 TSP ( Travelling-Sales-Man-Problem )本领 ] 、相机技能(利用高帧频的兆像素相机)和定位技能(高速线性传动安装)方面。

倾斜式 AOI 必需办理软件范畴遇到的*大应战,与垂直式相机观察复杂控制相比,倾斜式相机观察存在很大差别,由于它增长了区分差别观察角度的功效(致少 4 个主偏向),以是向软件开辟提出了更高的数据盘算需求。

归纳综合与瞻望


 

要使用零缺陷 IC 检测战略,检测体系的图像获取、相机技能和 AOI 软件是决议性的判别依据。此中图像获取作用十分紧张,由于它是后续评价的底子。

假如焊盘设计精良,垂直式相机观察固然不克不及搞定制止缺陷漏检,尤其是在 IC 引脚呈现共面性缺陷时,但总体上,其对 IC 缺陷照旧具有较好的检测才干。假如焊盘设计不妥,缺陷漏检率会降低到 25 ~ 50 %,也便是次要缺陷范例的缺陷检出率只需 50 ~ 75 %,在实际使用中,这种状况一样平常是在焊盘尺寸较小时呈现的。

而倾斜式图像获取则可以完成很高的检出率,即使关于临界缺陷也是如许。具有 15μm / 像素的高辨别率相机,共同 AOI 软件可以明白地反差有缺陷特性,如许就为零缺陷 IC 检测奠基精良底子。

倾斜式相机观察的上风在将来使用中将持续发扬其作用。新的元器件如 QFN ,其引脚在元器件本体的正面和底部,从而浪费了元器件占地空间,不克不及用垂直式观察举行充实检测。因而,倾斜式图像获取方法的使用会日益增多.


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