Автоматическая оптическая инспекция (АОИ) качества пайки

Системы АОИ применяются для обнаружения дефектов, а также для сбора данных и статистического анализа. Автоматическая оптическая инспекция (АОИ) имеет очевидные преимущества перед визуальными методами контроля в скорости, эффективности и гибкости.

Поскольку системы АОИ могут устанавливаться в различных конфигурациях (отдельно или в составе технологической линии), важно тщательно проанализировать факторы, влияющие на общий выход готовой продукции, чтобы подобрать наилучший вариант для конкретной ситуации. В случае если ставится задача просто обнаружить дефект сборки, то АОИ устанавливается вне производственной линии. Если целью является минимизация количества дефектных изделий, то лучше всего будет установить эту систему на конечном участке производственной линии.

Если же вас интересует более полная профилактика дефектов, то системы АОИ нужно будет расположить и на более ранних этапах технологической линии, например до этапа оплавления.

На сегодняшний день существует два типа систем АОИ: двумерная и трехмерная. Принцип работы большинства 2D АОИ остается прежним: для анализа и определения дефектов используется двумерная визуализация (чаще всего в оттенках серого). Со временем системы 2D АОИ совершенствуются, в них применяются более устойчивые алгоритмы, которые дают более точные и воспроизводимые результаты.

Очень важными критериями в работе АОИ являются количество пропущенных дефектов и количество ложных срабатываний. Для снижения этих показателей системы АОИ оснащают многоуровневыми системами подсветки и телецентрическими камерами.

Также важной характеристикой является производительность АОИ. Метод линейного сканирования наиболее производительный, т. к. захватывается весь образ печатной платы целиком. Скорость захвата изображения или сканирования не зависит от числа компонентов на печатной плате, как может быть в случае с системами АОИ с ограниченным полем обзора. Благодаря такой технологии обеспечивается высочайшая скорость инспекции.

Трехмерные АОИ преодолевают фундаментальное ограничение двумерной визуализации. 3D-технология позволяет измерять с точностью до микрон размеры компонентов, выводов и других геометрических особенностей собранной печатной платы по оси Z, четко идентифицируя не соответствующие заданию объекты. Кроме того, трехмерная система АОИ не только фиксирует отсутствие компланарности корпусов и выводов, но и позволяет гораздо точнее определять форму галтели припоя и измерить ее объем. В итоге многие разновидности дефектов, которые трудно выявлялись двумерной АОИ, теперь легко идентифицируются в трех измерениях. Паяное соединение представляет собой трехмерную структуру. Следовательно, качество пайки можно контролировать, используя технологию прямых измерений с количественно характеризуемыми порогами. Например, легко понять, что если объем галтели 82%, а пороговое значение равно 90%, то соединение некачественное. Т.е. требования к качеству пайки могут быть выражены в форме пороговых значений параметров 3D АОИ, а это намного упрощает и ускоряет программирование, практически исключает пропуск дефектов, а также ложные срабатывания, которые были основным слабым местом двумерной АОИ.