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自动光学检查(AOI)

发布时间:2012/10/12 19:38:36 访问次数:1300

    随着贴片密度增高以及元器IMP811LEUS-T件微细化,SMA检查难度越来越高,人工目测就显得力不从心了,故采用专用检查仪实现自动检测越来越重要。这类测试仪都有一个共同特点,就是通过光源对SMA进行照射,用光学铳头将SMA反射光采集进计算机,经过计算机图像处理系统处理从而判断SMA上元器件位置及焊接情况,所以这类设备称为自动光学检查(AutomatedOpticallnspection, AOI)。
    AOI设备根据在流水线上的位置通常可分为三种:第一种是放在丝网印刷后检测焊膏故障的AOI,称为丝网印刷后AOI;第二种是放在贴片后检测器件贴装故障的AOI,称为贴片后AOI;第三种是放在再流焊后同时检测器件贴装故障和焊接故障的AOI,称为再流焊后AOI。现分别将上述三种机器的故障检测能力和原理进行介绍。
    丝网印刷后AOI
    锡膏印刷是SMT生产的第一道工序,大量的生产缺陷与之有关,其原因是锡膏印刷过程无论是设备的工艺参数调节,还是物料的选择包括模板、刮刀、锡膏和PCB均与人的专业技术经验有直接关系,即人为因素较多,因此对丝网印刷后AOI,不仅要检测是否印有锡膏,锡膏之间有没有短路,而且要能够测量锡膏的高度,以及印刷面积。实现印刷锡膏的3D测量,并且其测量周期不应对印刷流程的周期产生负面影响,故丝网印刷后的AOI相对其他两种AOI在技术上要复杂得多,实际应用的时间也比其他两种AOI要晚许多。
    目前丝网印刷盾的AOI均采用三维测量系统方法来实现,其原理主要有激光三角测量,以及体积像素获取法。
    激光测量技术是通过对印刷后锡膏表面的逐行扫描收集数据,由于时间的原因,要测量的实际锡膏表面积要小于被扫描的面积,扫描速度和扫描精度往往不可兼得。体积像素获取法,则是应用波纹干涉测量原理(Fast Moire Interferometry)。不管锡膏点的数量和密度如何,其栅格投影的所有结点的五L Z坐标都可以在一个定义好的窗口中确定,二者的原理图如图15.57所示。

                 

     在实际的测量系统中,体积像素法是采用一个带投影单元的数码相机,投射单元将激光投影到PCB任何表面上,被测锡膏的二维和三维信息被相机所获取。锡膏的高度信息是通过叠加两根激光束的波阵面(Wave Fronts)来计算的。这样每个像素的高度信息都可被计算出来,而整个相机的视野中体积信息也就被计算出来。该系统只用一台相机进行校准、组合、排列,故具有结构简单的优点。
    目前由EKRA公司采用Solvision公司技术所研究的锡膏AOI已做到100%三维检测,其速度已达到16cm/s,PCB检测面积从50mmx80mm到460mmx460mm都可以被检查。

    随着贴片密度增高以及元器IMP811LEUS-T件微细化,SMA检查难度越来越高,人工目测就显得力不从心了,故采用专用检查仪实现自动检测越来越重要。这类测试仪都有一个共同特点,就是通过光源对SMA进行照射,用光学铳头将SMA反射光采集进计算机,经过计算机图像处理系统处理从而判断SMA上元器件位置及焊接情况,所以这类设备称为自动光学检查(AutomatedOpticallnspection, AOI)。
    AOI设备根据在流水线上的位置通常可分为三种:第一种是放在丝网印刷后检测焊膏故障的AOI,称为丝网印刷后AOI;第二种是放在贴片后检测器件贴装故障的AOI,称为贴片后AOI;第三种是放在再流焊后同时检测器件贴装故障和焊接故障的AOI,称为再流焊后AOI。现分别将上述三种机器的故障检测能力和原理进行介绍。
    丝网印刷后AOI
    锡膏印刷是SMT生产的第一道工序,大量的生产缺陷与之有关,其原因是锡膏印刷过程无论是设备的工艺参数调节,还是物料的选择包括模板、刮刀、锡膏和PCB均与人的专业技术经验有直接关系,即人为因素较多,因此对丝网印刷后AOI,不仅要检测是否印有锡膏,锡膏之间有没有短路,而且要能够测量锡膏的高度,以及印刷面积。实现印刷锡膏的3D测量,并且其测量周期不应对印刷流程的周期产生负面影响,故丝网印刷后的AOI相对其他两种AOI在技术上要复杂得多,实际应用的时间也比其他两种AOI要晚许多。
    目前丝网印刷盾的AOI均采用三维测量系统方法来实现,其原理主要有激光三角测量,以及体积像素获取法。
    激光测量技术是通过对印刷后锡膏表面的逐行扫描收集数据,由于时间的原因,要测量的实际锡膏表面积要小于被扫描的面积,扫描速度和扫描精度往往不可兼得。体积像素获取法,则是应用波纹干涉测量原理(Fast Moire Interferometry)。不管锡膏点的数量和密度如何,其栅格投影的所有结点的五L Z坐标都可以在一个定义好的窗口中确定,二者的原理图如图15.57所示。

                 

     在实际的测量系统中,体积像素法是采用一个带投影单元的数码相机,投射单元将激光投影到PCB任何表面上,被测锡膏的二维和三维信息被相机所获取。锡膏的高度信息是通过叠加两根激光束的波阵面(Wave Fronts)来计算的。这样每个像素的高度信息都可被计算出来,而整个相机的视野中体积信息也就被计算出来。该系统只用一台相机进行校准、组合、排列,故具有结构简单的优点。
    目前由EKRA公司采用Solvision公司技术所研究的锡膏AOI已做到100%三维检测,其速度已达到16cm/s,PCB检测面积从50mmx80mm到460mmx460mm都可以被检查。

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