Thiết bị SMT AOI là gì? Cách thức hoạt động, Phát hiện lỗi và Hướng dẫn lựa chọn

Trên hiện đạiSMT dây chuyền sản xuất sản phẩm điện tử, sau khi PCB trải quain dán hàn, vị trí thành phần tốc độ cao-, Vàhàn nóng chảy lại, làm thế nào người ta có thể xác định nhanh chóng và chính xác xem các thành phần có bị đặt sai vị trí, bị thiếu hoặc bị lệch hay không và liệu các mối hàn có biểu hiện mối hàn lạnh hay cầu hàn hay không? Việc dựa vào kiểm tra trực quan truyền thống của người vận hành không chỉ không hiệu quả mà còn rất dễ bị bỏ sót do mệt mỏi thị giác.

Thiết bị SMT AOI (Kiểm tra quang học tự động)sử dụng máy ảnh kỹ thuật số công nghiệp, hệ thống chiếu sáng đa kênh, thuật toán xử lý hình ảnh và phần mềm kiểm tra để thực hiện kiểm tra trực quan tự động về vị trí thành phần, chất lượng mối hàn và các lỗi quy trình liên quan trên PCB.

Bài viết này sẽ cung cấp-phân tích chuyên sâu về nguyên tắc hoạt động, phạm vi kiểm tra, vị trí lắp đặt, sự khác biệt so với SPI và tiêu chí lựa chọn của AOI để giúp các nhà sản xuất thiết bị điện tử thiết lập hệ thống kiểm soát chất lượng hiệu quả.

Tên đầy đủ của AOI:Kiểm tra quang học tự động.
Vai trò cốt lõi:Sử dụng công nghệ thị giác máy để thay thế việc kiểm tra trực quan thủ công, cho phép chụp ảnh bảng mạch-toàn bộ-ở mức micro giây và phát hiện lỗi trên dây chuyền sản xuất SMT để đảm bảo chất lượng lô hàng và giảm chi phí làm lại.

Một bộ thiết bị AOI cấp công nghiệp-hoàn chỉnh chủ yếu bao gồm các mô-đun sau:

Hệ thống chuyển động có độ chính xác cao-:Bao gồm các cơ chế chuyển động X/Y, bàn làm việc và đường ray băng tải PCB, hỗ trợ tải/dỡ bảng tự động và điều chỉnh độ rộng đường ray.
Hệ thống hình ảnh quang học:Bao gồm máy ảnh kỹ thuật số công nghiệp có độ phân giải cao, ống kính thị giác chuyên dụng và hệ thống chiếu sáng kết hợp đa kênh RGB.
Hệ thống điều khiển và phần mềm:Phần mềm thuật toán xử lý hình ảnh, cơ sở dữ liệu kiểm tra và mô-đun phân tích chất lượng SPC (Kiểm soát quy trình thống kê).

Tham khảo thiết bị điển hình:LấyMáy NeoDen ND800 SMT AOIví dụ: nó được trang bị máy ảnh kỹ thuật số công nghiệp tốc độ cao-đầy đủ 5- megapixel{2}}màu (với phiên bản 20- megapixel tùy chọn) kết hợp với nguồn sáng màu đa kênh, ba chiều, hình vòng-, cho phép chụp ảnh và phân tích khối lượng lớn PCB một cách hiệu quả.

Quy trình kiểm tra hệ thống AOI có thể được chia thành ba bước cốt lõi sau:

PCB được tự động đưa vào khu vực kiểm tra AOI thông qua đường băng tải và được định vị chính xác. Để giải quyết hiện tượng cong vênh bảng do quá trình sản xuất hoặc tiếp xúc với nhiệt, các hệ thống như ND800 có khả năng bù cong vênh PCB để đảm bảo lấy nét chính xác trong quá trình kiểm tra.

Các khuyết tật khác nhau thể hiện các đặc điểm phản xạ khác nhau đáng kể dưới ánh sáng từ nhiều góc độ khác nhau. Hệ thống AOI sử dụng đèn vòng đa kênh RGB-để làm nổi bật bề mặt vật hàn và đường viền thành phần dựa trên nguyên tắc phản xạ gương và phản xạ khuếch tán. Cơ chế X/Y giúp máy ảnh di chuyển nhanh chóng, chụp ảnh-độ phân giải cao FOV (trường nhìn) cho từng khu vực.

Hệ thống so sánh các hình ảnh kỹ thuật số được chụp với mô hình PCB tiêu chuẩn (hoặc dữ liệu CAD) và phân tích chúng bằng nhiều thuật toán cốt lõi khác nhau:

Vận hành và trích xuất màu:Đặt màu sắc và độ bão hòa RGB để phân tích chính xác khối lượng chất hàn và xác định chất hàn dư thừa hoặc không đủ.
Hoạt động thang màu xám:Quá trình xử lý nhị phân đen-và-trắng được sử dụng để nhận dạng ký tự (OCR/OCV) và xác định phân cực IC.
Độ tương phản hình ảnh:So sánh các đặc điểm hình dạng để nhanh chóng xác định độ lệch của thành phần và các thành phần bị thiếu.
Học máy:Tăng cường khả năng nhận dạng mạnh mẽ cho các mối hàn phức tạp và các bộ phận có hình dạng bất thường.

Dựa trên quy trình sản xuất SMT, phạm vi kiểm tra của AOI bao gồm bốn lĩnh vực cốt lõi:

Kem hàn không đủ hoặc thừa
Hàn dán sụp đổ và bù đắp
Cầu nối, ô nhiễm và trầy xước

Thiếu linh kiện và linh kiện sai
Sai lệch và lệch
Hiệu ứng Tombstone/Manhattan và sự cương cứng bên hông
Đảo ngược thành phần và hư hỏng thành phần

Hàn rỗng và hàn nguội
Cầu hàn, bóng hàn
Hàn không đủ, hàn thừa và nâng chân IC

Thiếu lá đồng PCB, ô nhiễm đồng, miếng đệm màu đen và vỉ
Thiếu, lệch hoặc đảo ngược DIP qua-Chốt lỗ và mối hàn kém

Vị trí lắp đặt	Mục tiêu kiểm tra chính	Giá trị của giải pháp
Sau vị trí/Trước{0}}Reflow	Thiếu linh kiện, sai linh kiện, lệch trục, đảo cực, khắc bia mộ	Kem hàn không tan chảy; các thành phần có thể dễ dàng sửa chữa bằng tay.
Đăng-Reflow	Mối hàn nguội, đoản mạch, hàn không đủ/thừa, lỗi mỹ phẩm ở thành phẩm	Vị trí lắp đặt phổ biến nhất. Giám sát chất lượng cuối cùng của thành phẩm để ngăn chặn các sản phẩm bị lỗi đến tay khách hàng.

Đây là câu hỏi phổ biến nhất khi lựa chọn thiết bị SMT. Sự khác biệt chính giữa hai như sau:

Tiêu chí so sánh	SPI	AOI
Tên đầy đủ	Thiết bị kiểm tra dán hàn	Thiết bị kiểm tra quang học tự động
Mục tiêu kiểm tra	Chỉ dán hàn sau khi in	Linh kiện, mối hàn và bề mặt PCB
Địa điểm chung	Sau khi hàn dán máy in	Sau máy định vị hoặc sau lò phản xạ
Số liệu chính	Khối lượng dán hàn, diện tích, chiều cao, độ dày và độ lệch	Sai linh kiện, thiếu linh kiện, lệch trục, hàn nguội, đoản mạch, cầu hàn, v.v.

Có, và hai hệ thống này bổ sung cho nhau. Cấu hình dây chuyền sản xuất chất lượng cao-tiêu chuẩn là:Máy in dán hàn ➔ SPI ➔ Nhặt Và Đặt máy ➔ Lò nướng lại ➔ AOI. SPI xác định "liệu kem hàn có được phân phối đúng cách hay không", trong khi AOI xác định "liệu các bộ phận có được đặt chính xác và được hàn an toàn hay không".

AOI xử lý việc sàng lọc hiệu quả, trong khi người vận hành xử lý việc xác minh và ra quyết định.

Thiết bị AOI có thể thực hiện hơn 99% số lần quét hình ảnh lặp đi lặp lại và tự động đánh dấu các khu vực không{1}}phù hợp (NG). Tuy nhiên, để ngăn chặn cảnh báo sai, phần mềm hệ thống của thiết bị như ND800 cung cấp giao diện xem xét ngoại tuyến chuyên dụng. Các kỹ sư có thể nhanh chóng so sánh hình ảnh Trường nhìn (FOV) thực tế với hình ảnh đã đăng ký tiêu chuẩn để xác nhận cảnh báo sai, phân tích nguyên nhân quy trình và đưa ra quyết định sửa chữa.

Khi mua thiết bị AOI, nên tập trung đánh giá bốn khía cạnh chính sau:

Kích thước và khả năng tương thích PCB:Xác nhận kích thước và độ dày PCB tối thiểu và tối đa của thiết bị. Ví dụ: NeoDen ND800 hỗ trợ các kích thước PCB từ 50 × 50 mm đến 400 × 360 mm, với độ dày tấm từ 0,3 đến 5 mm.
Số lượng pixel của máy ảnh và độ phân giải ống kính quang học:Chọn độ phân giải quang học (ví dụ: 10 μm, 15 μm, 20 μm) dựa trên các thành phần gắn kết-bề mặt nhỏ nhất (ví dụ: 01005 hoặc 02001) và bước IC (ví dụ: 0,3 mm).
Tốc độ kiểm tra và chu kỳ di chuyển:Tốc độ di chuyển tối đa (ví dụ: 800 mm/s đối với ND800) và thời gian xử lý hình ảnh một con chip-(ví dụ:<12 ms for a 0402 chip) must align with the line's UPH.
Sự tiện lợi của phần mềm và lập trình:Hỗ trợ nhập dữ liệu CAD, khớp thư viện thành phần tự động và phân tích cơ sở dữ liệu chất lượng SPC xác định hiệu quả chuyển đổi trong NPI (Giới thiệu sản phẩm mới).

Đối với các nhà sản xuất thiết bị điện tử đang tìm kiếm giải pháp AOI-hiệu quả về mặt chi phí, NeoDen ND800 mang lại hiệu suất-cấp công nghiệp:

Bảo hiểm toàn diện:Có thể triển khai linh hoạt tại nhiều điểm kiểm tra, bao gồm in dán sau{0}}hàn, chỉnh lại dòng trước{1}}, chỉnh lại dòng sau{2}} và hàn sau{3}}sóng sóng.
Cấu hình quang học có độ chính xác cao-:Máy ảnh công nghiệp tốc độ cao 5-MP hoặc 20-MP-màu cao{6}}, kết hợp với hệ thống chiếu sáng vòng lập thể đa-kênh (RGB/RGBW, v.v., tùy chọn), cho phép nhận dạng chính xác các thành phần siêu nhỏ và IC mật độ cao.
Lập trình thuận tiện và cơ sở dữ liệu SPC:Hỗ trợ nhập dữ liệu CAD tự động và khớp thư viện thành phần nhanh chóng; có cơ sở dữ liệu MySQL- tích hợp cung cấp số liệu thống kê lỗi và phân tích quy trình SPC.

Thiết bị SMT AOIkhông chỉ là một công cụ tự động thay thế việc kiểm tra trực quan bằng mắt người mà còn là thiết bị cốt lõi để đạt được kiểm soát chất lượng vòng lặp khép kín,-theo hướng dữ liệu- trênDây chuyền sản xuất SMT. Khi lựa chọn một hệ thống, việc đánh giá nên ưu tiên kích thước PCB, kích thước thành phần tối thiểu và thời gian chu kỳ dây chuyền sản xuất, thay vì chỉ so sánh đơn giá.

Vui lòng chia sẻ kích thước PCB, kích thước thành phần nhỏ nhất và yêu cầu về năng lực sản xuất của bạn với nhóm kỹ thuật NeoDen. Chúng tôi sẽ đánh giá nhu cầu của bạn và tùy chỉnh cấu hình AOI phù hợp với yêu cầu sản xuất của bạn.

[ Nhận cấu hình AOI tùy chỉnh ]

[ Xem thông tin chi tiết sản phẩm NeoDen ND800 ]