三.AOI的种类及主要生产厂家
3.1 AOI的种类 由于设计思路及性能的不同,AOI系统可大致分为以下几 种:
1) 按图象拾取设备分类: ① 使用黑白CCD摄像头 ② 使用彩色CCD摄像头 ③ 使用高分辨率扫描仪
2)按测试项目分类: ① 主要检测焊点 ② 主要检测元件 ③ 元件和焊点都检测
3)按设备的结构分类 ① 需要气源供气 ② 不需气源供气 4)按测试时的相对运动方式分类 ① 电路板固定,摄像头或扫描仪移动 ② 摄像头和电路板各往一个方向运动 ③ 摄像头固定,电路板进行两个方向的运动
3.2 AOI的三种机型: 结合以上的各种配置,形成了主要的三种机器类型:回流炉前无气源,电路板固定,元件检测为主,连焊检测为辅。回流炉后使用,需要气源,电路板动,进行元件、焊点、连焊检测。可兼容以上两项的检测,无气源,电路板固定不动。
3.3 AOI的主要生产厂家 AOI的主要生产厂家有英国的DiagnoSYS,美国的Teradyne, 日本的OMRON,以色列的Orbotech,爱尔兰的MVT等公司。我 们这里主要介绍一下英国DiagnoSYS公司的VisionPoint。
四.VisionPoint的工作原理及特点 VisionPoint是由英国DiagnoSYS公司开发、研制、生产的用于印制电路板(PCB )元件贴装生产中进行非接触式检测的自动光学检测(AOI)设备。VisionPoint可以对元件和焊点进行检测,不需要气源,检测时电路板固定不动,摄像头移动。VisionPoint可在回流炉前和回流炉后进行检测,也可对连接器这样的手动贴片进行检测。
4.1 VisionPoint能检测的错误类型VisionPoint能对SMT生产过程中经常遇到的如下问题进行检测: A类:元件丢失 错件 元件偏移 元件极性错误
互换元件检查 碑立 B类:焊锡不足 焊锡过量 脚上翘 C类:连焊
4.2 VisionPoint对各类缺陷进行检测的原理
1) 对于A类缺陷: 绝大多数元件都有一个标识,如IC上的文字、贴片电阻的文字、贴片电容的颜色、极性元件的极性标志等。因此,在判别此类缺陷时,可通过对标识的检测来进行判断。 具体方法为: 在进行实际检测前,需要从标准元件上拾取模板。根据模板的尺寸,计算机自动将其等分为多个象素,计算机把每个象素对光照(黄色的LED照明矩阵)的反射强度量化为256级灰度(0~255)中的一级,并统计出整个模板所包含的象素及各自对应的灰度值。 在实际检测时,计算机同样拾取元件的图象,并量化各象素的灰度,将之与原先的模板进行一一对应的比较,最后根据总的重合程度得出检测的分值(1000为完全重合,0为完全不重合)。可根据SMT的工艺及元器件供应商的情况来确定元件通过检测的分值。例如650为通过分值,则当检测分值为600时,系统认为有缺陷,并记录报警。 在检测完成后,根据实际的要求,可以选择直接送出有缺陷的PCB,也可在VisionPoint上直接观察缺陷情况并进行缺陷定义,以便SPC报表统计输出。A类缺陷在标识测试中的分值变化明显,测试的效果显著。
2)对于B类缺陷: 该类缺陷属于焊接缺陷。在焊接良好的情况下,焊锡应分布在元件管脚和焊盘之间的位置。由于元件管脚存在高度,焊锡的分布应为斜坡状。于是,垂直向下的光线(红色LED照明矩阵)照到焊锡后便被侧向反射了。表现在摄像头中的图象,便是黑色。而焊盘及管脚无焊锡的部位则为发亮的白色。根据工艺的要求,事先设定焊锡的检测区域,并设定白色所占区域的百分比,从而判别出是否存在焊接缺陷。
3)对于C类缺陷: 元件如果是很好地焊接在焊盘上,则各个管脚间是良好隔离的。如果管脚连焊或有异物,良好的间隔将被破坏。 在固定光源(黄色的LED照明矩阵)的照射下,如果摄像头捕捉到的IC管脚有明显的均匀的明、亮间隔,这说明各管脚之间是良好隔离的,否则管脚有连焊或管脚间有异物。通过事先设定管脚的间距,并设置测量的允许误差,系统便会自动判别管脚是否连焊或有异物。 |