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主 题:关于人工目检、ICT、AOI之间的对比

 1:人工目检,属于最原始检测方式,随着高密度电路布线和高产量的要求,人工目检方式不能满足可靠性要求,重复,单调,严格的检测任务使人工目检很难达到一定的稳定性和精确性,人工目检的主观性太强,检测结果很难令人信服。随着表面贴装技术向微型化,密集化方向的进一步发展,人工目检已经很难应对复杂的检测形势。

2:ICT测试具有较强的故障能力和较快的测试速度等优点。该技术只适用于批量大,产品定型的厂家。需要经常更换针床,同时由于现在线路板越来越复杂,传统的电路接触式测试受到很大的限制,通过ICT测试和功能测试很难诊断出缺陷。随着大多数复杂线路板的密度不断增大,传统的测试手段只能不断增加在线测试仪的测试点数,随着接点数的增多,测试编程和针床夹具的成本也呈指数倍递增。开发测试程序和家具通常需要几个星期的时间,更复杂的线路板可能还要一个多月。另外,增加ICT接点数会导致ICT测试出错和重测次数增多。

3:AOI测试不需要针床,在计算机程序驱动下,摄像头分区域自动扫描PCB,采集图像,测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较,经过图像处理,检查出PCB上的缺陷。极短的测试程序开发时间和灵活性是AOI最大的优点。AOI除了能检查出目检无法查出的缺陷外,AOI还能把生产过程中各工序的工作质量以及出现缺陷的类型等情况收集,反馈回来,供工艺人员分析和关系。(见附表,AOI与ICT的比较)

AOI检测原理以及技术应用(非原创资料) - 263208429 - 263208429的博客

 

    从上图看到,塔状的照明系统给被检测的元器件予以360度全方位照明,然后利用高清晰的CCD摄像机高速采集被检测元器件的图像并传输到电脑,专用的AOI软件根据已经编制的检测程序进行比较、分析;判断被检测元器件是否符合预订的工艺要求。简单来说AOI检测元器件的过程就是模拟工人目视检查SMT元器件,是将人工目视检测自动化、智能化、程序化。

    图像获取就是用CCD摄像机把物体表面的光信号转换成为电信号送入图像采集卡。图像采集卡将图像数字化送入计算机,这个过程很直观,容易理解。那把图像送入计算机之后,AOI是如何检测元件的质量呢?下面以ALeader  AOI举例说明:

ALeader AOI是“东莞神州视觉科技有限公司”在2002年开始研发的,2004年便制造出中国第一台可以媲美国外的AOI设备,在国内AOI发展中起到了不可替代的作用,他们完全摒弃一些传统AOI的计算模式,采用自主创新的统计建模技术、光学原理以及图像比对原理:

1、光学原理:

   采用环形塔状的三色LED光源照明,由不同的角度射出红(R)、绿(G)、蓝(B)以及三色光组合得到的白色(W)光分别投射到PCB上,对被测元器件予以360度全方位照明。通过光的反射、斜面反射、漫反射分别得到元件本体、焊点、焊盘的不同颜色信息。如下图所示:

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   焊盘的表面光滑,红色光在其表面产生镜面反射,而大部分蓝色光则反射出,因此焊盘得到的颜色为红色或者黄白色。

蓝色与黄色光都在其表面产生漫反射,根据调色原理,蓝色与黄色调和得到白色光,相当于原件本体接受了白色光照,因此原件本体显示为本身的颜色

焊点(锡膏)通常形成一个斜面,这样,大部分黄色的光通过斜面反射出去,而蓝色的光则通过反射进入镜头,所以得到的焊点颜色为蓝色

 

2、图像比对原理:

它是通过CCD摄像机抓取,再经过图像处理(即根据像素分布、亮度和颜色等信息转化成为我们所需要的数字信号)。将这些数字信号通过某种数学计算方法得到一个标准的误差阀值,然后将每个被测试的图像得到的阀值与系统中已修正好的标准阀值进行比较,如果比较结果小于标准阀值则该图像通过检测,否则判别为不合格。

3、 统计建模技术:

上面提到的一个待测图像需要与系统中的标准图像进行比较,那么标准图像就是通过“统计建模”所得到的。通常,ALeader AOI经过学习一系列合格图像的模板,让计算机自动记忆所有OK图像的大致特征,得到图像的外形变化以及未来可能发生的变化方式特征,生成一副多元化的合格图像模型。如下图所示:

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收集了所有OK样本的变化规律

 

三、如何评估和配置AOI系统:

我们知道,目前的AOI分为离线式AOI(Off line)和在线式AOI(In line)两种。笔者在与客户沟通时,经常会与工程师们谈起选择用在线AOI还是离线AOI的话题;其实,具体用在线AOI还是离线AOI的必须要根据自身的实际情况去权衡;如果是小批量、多Model,转线频繁的厂家采用离线式AOI是最佳选择,因为检测速度可以满足1.5条高速贴片线的需要,且易搬动,可以灵活对应对任何工序的检查需要;在线式往往固定于某一工序检查,一般应用于长期固定的品种检测上面,这样免去了程序调试的时间、提高了设备的使用率和稳定性。

另外,把AOI运用在哪个工序进行检测的话题也始终在讨论。AOI在SMT中的应用主要有三个典型的位置,分别是:锡膏印刷或点胶后、贴片后以及回流炉后。应用在不同的工序,所检测的项目和重点也不一样,如何运用AOI来提高品质、降低不良,应该根据自身的工艺水平和难点进行配置,如下图所示:

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印刷机后:通常来说,有缺陷的焊接均来源于有缺陷的锡膏印刷。在这个阶段,你可以很容易、很经济地清除掉PCB上的焊接缺陷。大多数2-D的检测系统便能监控锡膏的偏移和歪斜、不足的印刷区域以及溅锡和短路等。

贴片后检测:可以有效防止元件的缺失、极性、移位、立碑、反面等等。

回流焊接之后:位于生产线的末端,检测系统可以检查元件的缺失,偏移和歪斜的情况,焊点的正确性和锡膏不足、焊接短路以及翘脚和所有极性方面的缺陷。

至于应该将AOI应用在哪一工序,应该根据元件和工艺的类型、和对产品可靠性的要求进行。如果使用许多BGA、芯片级封装(CSP)或者倒装芯片元件,就需要将检测系统应用到印刷后和片式贴装后,以发挥其最大的功效。另外,在炉后进行检测可以有效地发现低档消费品的缺陷。而对运用在航空航天、医学及安全产品(汽车气囊)领域的PCB来说,由于对质量要求十分严格,则可能会要求在生产线上的许多地方都进行检测,尤其是在片式贴装和炉后。当然,也要根据本身的经济状况来放置AOI,以最求最高的性价比,发挥一台设备的最佳性能来实现我们理想的效果。

谈到如何评估AOI是否符合本公司的要求,首先每家电子制造厂家的生产环境不一样、需求的不一致以及工艺质量的差异等等,目前对AOI的评估也没有一个标准通用的方案,可谓是各有千秋。但总体都围绕以下几点来进行AOI的评估。

1.依据AOI检测系统报错的准确率,即真实错误(准确报错)对误报(虚假报错)的比例来评估其好坏是不全面的。因为在试用设备的时候往往采用人为制作NG来“考验”AOI的检测能力,其实AOI对于手动的这种发生极大差异变化的NG类型是毫无疑问的,必须实时测试和工程师亲自操作实现评估目的。

2.引进AOI进行测试并不仅仅是为了替代人工目视检查,它还必须来提高我们的制程能力和改善工艺水平,AOI与SPC的结合,给我们提供了极大的便利性,通过AOI测试后自动生成了一系列的缺陷数据,这些数据又通过SPC分析得到准确的工艺差,根据这些信息我们相应的对前工序采取预防和改善,当然是可以提高产品品质和降低维修成本的。

3.需要考虑产品的易用性、比如说编程速度、检测速度等,笔者知道ALeader全新的升级检测系统配备有自动编程的功能,通过CAD数据自动搜索相应的元件物料号来完成编程投入测试,另外在手工编程时,同一类型的元件自动识别、自动画框,这样便大大提高了我们设定AOI监测点的时间。

4.当然,售后服务的考虑也是必不可少的,主要考虑供应商的服务工程师人数,办事处分布点,和备件维护的周期性,等等。

总而言之,SMT生产使用AOI来对品质进行监测是必然趋势;广大SMT生产厂商已经意识到这点,而主动开始了解及引入适合自己的AOI系统,不断的提升及稳定其品质。

如何选择一台能灵活应对市场变化的AOI和如何用好AOI是我们应该长期摸索和探讨的一个话题,能够实时监控和反馈工艺信息的AOI定会是广大客户的追求所在,相信随着AOI技术的不断创新和改善,SMT实现自动化指日可待。

【AOI】关于人工目检、ICT、AOI之间的对比(非原创文章) - 在线AOI光学检测仪 - 顶尖在线AOI光学检测仪

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引进AOI对工厂有重要的意义

     引进AOI设备可以改变先进生产设备与落后的检测方式的不协调。目前许多PCB组装生产企业斥巨资引进先进的SMT生产线,但是与之不相协调的是,在全自动的生产线上仍有一排排的检测工人的身影,并制约着工厂产品质量的进一步提升,引进AOI设备,势必会在这方面有大幅改善,进而提高工厂的企业形象。

   近年来AOI 相比以前也有较大的进步,不管是测试,还是统计分析报告(SPC)方面也做得越来越详细,许多先进的制造厂家都引进了这一检测技术,如TCL,海尔,海信等,并在实际使用过程中获得了许多有益的经验,引进这一技术,将会促进工艺技术人员尽快接触熟悉这一技术,从而能有效的利用这一新技术去改善目前生产品质。

AOI与ICT的比较

 

内   容

AOI

ICT(针床式)

最少测试间隙

无限制

1.27mm

编程时间

1到3 小时

周期较长,复杂的可能需要一个月

测试速度

稍慢

检测内容

外观测试,不作功能检测

锡膏印刷方面:有无、偏斜、少锡、

           多锡、 断路、污染有无、

零件缺陷:缺件、偏移、歪斜、立

         碑、侧立、翻件、极性

   反、错件、破损

焊点缺陷:锡多、锡少、连锡

功能测试,不作外观检测,可以测试一般元件的有无,虚焊,错件,功能性破损,立碑,极性反,连锡(对于多锡,少锡,偏移,外观破损,污染无能为力)

线路板更改

可以(多品种)

不可

测试精度

一般

测试信息反馈

专业的SPC信息反馈,能实时反映产线的生产状况以及不良现象的发生处及发生率,便于及时调整产线,减少不良发生率

没有专业的SPC系统,只有简单的不良信息统计

编程费用

昂贵,一套治具一般都要几千甚至上万

 

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 2012/6/15 9:46:41 
Re:关于人工目检、ICT、AOI之间的对比
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SPC即统计过程控制(Statistical Process Control)。SPC主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控,科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动,从而对生产过程的异常趋势提出预警,以便生产管理人员及时采取措施,消除异常,恢复过程的稳定,从而达到提高和控制质量的目的。

统计过程控制(SPC)是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价,根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆,并采取措施消除其影响,使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态,以达到控制质量的目的。当过程仅受随机因素影响时,过程处于统计控制状态(简称受控状态);当过程中存在系统因素的影响时,过程处于统计失控状态(简称失控状态)。由于过程波动具有统计规律性,当过程受控时,过程特性一般服从稳定的随机分布;而失控时,过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而,它强调过程在受控和有能力的状态下运行,从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。
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 2012/6/15 9:49:32 
 
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