AOI技術(shù)在SMT生產(chǎn)上的實(shí)施技巧與策略

隨著印刷電路裝配變得更小和更密，自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)設(shè)備正被越來(lái)越多地用來(lái)監(jiān)視和保證電路板組件的品質(zhì)。目前用于PCB裝配檢測(cè)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備比起若干年前已經(jīng)有了很大的改善。先進(jìn)的光學(xué)鏡片、創(chuàng)新的光線設(shè)計(jì)方案、增加了的放大倍數(shù)以及復(fù)雜的算法已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在較高生產(chǎn)率的情況下，獲得較高的缺陷捕獲率。

AOI已成為有效的過(guò)程控制工具，它可以幫助制造商提高在線測(cè)試(ICT)或功能測(cè)試的通過(guò)率、降低目檢和ICT的人工成本、避免ICT成為產(chǎn)能瓶頸、縮短新產(chǎn)品產(chǎn)能提升周期以及通過(guò)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)改善成品率。

作為對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試方法經(jīng)濟(jì)、可靠的補(bǔ)充，AOI被用做測(cè)量印刷機(jī)或組件貼裝機(jī)性能的過(guò)程監(jiān)測(cè)工具，其優(yōu)點(diǎn)包括：

1)檢查和糾正PCB缺陷，在過(guò)程監(jiān)測(cè)期間進(jìn)行的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在最終測(cè)試和檢查之后進(jìn)行的成本。

2)能盡早發(fā)現(xiàn)重復(fù)性錯(cuò)誤，如貼裝位移或不正確的料盤安裝等。

3) 為工藝技術(shù)人員提供SPC資料。AOI技術(shù)的統(tǒng)計(jì)分析功能與SPC工藝管理技術(shù)的結(jié)合為SMT生產(chǎn)工藝的適時(shí)完善提供了有力的武器，PCB裝配的成品率進(jìn)而得到明顯的提高。隨著現(xiàn)代制造業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)的受控越來(lái)越重要，對(duì)SPC資料的需求也不斷增長(zhǎng)。AOI系統(tǒng)的應(yīng)用將越發(fā)顯出其重要性。

4)能適應(yīng)PCB組裝密度進(jìn)一步提高的要求。隨著電子產(chǎn)品組裝密度的大幅提高，傳統(tǒng)的一些測(cè)試技術(shù)，如ICT等，已不能適應(yīng)SMT技術(shù)的發(fā)展要求，0402片式組件的出現(xiàn)已經(jīng)使ICT無(wú)法檢測(cè)，而AOI則不會(huì)受這些因素的影響。

5)測(cè)試程序的生成十分迅速。AOI設(shè)備的測(cè)試程序可直接由CAD資料生成，十分快捷。與ICT相比，由于無(wú)需制作專門的夾具，其測(cè)試成本也大幅降低。

6)能跟上SMT生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。目前許多工廠在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)PCB組件進(jìn)行檢驗(yàn)主要依靠人工目檢，但是隨著PCB尺寸的加大和組件數(shù)的增多，這種檢測(cè)方式已經(jīng)不堪重負(fù)。而AOI測(cè)試目前能做到0.1秒/幅的速度，可以滿足在線檢測(cè)的要求。

7)檢測(cè)的可靠性較高。檢測(cè)的要素是精確性和可靠性，人工目檢始終有其局限性，而AOI測(cè)試則避免了這方面的不利因素，能保持較好的精確性和可靠性。

應(yīng)用策略與技巧

檢測(cè)設(shè)備所放置的位置可以實(shí)現(xiàn)或阻礙檢查目標(biāo)，不同的位置可產(chǎn)生相應(yīng)不同的程控信息。一般說(shuō)來(lái)，實(shí)施AOI的目標(biāo)是要改進(jìn)全面的最終品質(zhì)，所以把設(shè)備放在過(guò)程的前面可能沒(méi)有放在后面的價(jià)值大。把設(shè)備放在前面是因?yàn)樵谶^(guò)程的早期維修缺陷的成本大大低于發(fā)貨前的維修成本?？墒牵S多缺陷是在生產(chǎn)的后期出現(xiàn)的，意味著不管前面發(fā)現(xiàn)多少缺陷，發(fā)貨前還是需要全面的視覺(jué)檢查。

與其它測(cè)試技術(shù)相比，AOI技術(shù)十分方便靈活，可用于生產(chǎn)線上的多個(gè)位置，其中有三個(gè)檢查位置是主要的：

1)錫膏印刷之后。檢查在錫膏印刷之后進(jìn)行，可發(fā)現(xiàn)印刷過(guò)程的缺陷，從而將因?yàn)殄a膏印刷不良產(chǎn)生的焊接缺陷降低到最低。典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn)：焊盤上焊錫不足或過(guò)多;印刷偏移;焊盤之間存在焊錫橋。在這個(gè)階段可生成一些定量程控資料，如印刷偏移和焊錫量信息，而有關(guān)印刷焊錫的定性信息也會(huì)產(chǎn)生，供生產(chǎn)工藝人員分析使用。

2)回流焊前。檢查是在組件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB被送入回流爐之前完成的。這是一個(gè)典型的檢查位置，因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來(lái)自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷。在這位置可以產(chǎn)生定量程控信息，提供貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息，該信息可用來(lái)修改組件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。

3)回流焊后。采用這種方案最大的好處是所有制程中的不良都能夠在這一階段檢出，因此不會(huì)有缺陷流到最終客戶手中。對(duì)多種類/小批量產(chǎn)品生產(chǎn)而言，在回焊焊后放置AOI可能是更有效的一種策略。

引進(jìn)AOI設(shè)備的意義

引進(jìn)AOI設(shè)備的意義首先在于克服人工目檢的局限性。目前在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)上主要依靠人工目檢，由于人工檢驗(yàn)的主觀性，其檢驗(yàn)結(jié)果并不十分令人信服，而且對(duì)于高密度復(fù)雜的表面貼裝電路板，人工目檢即不可靠也不經(jīng)濟(jì)，而對(duì)微小的組件，如0603、0402等，人工目檢實(shí)際上已失去了意義。

另外，引進(jìn)AOI設(shè)備可以改變先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備與落后檢測(cè)方式的不協(xié)調(diào)。目前許多PCB組裝生產(chǎn)企業(yè)斥巨資引進(jìn)了先進(jìn)的SMT生產(chǎn)線，但是與之不相協(xié)調(diào)的是，在全自動(dòng)的生產(chǎn)線上仍有一排排的檢測(cè)工人的身影，并制約著工廠產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提升。引進(jìn)AOI設(shè)備，勢(shì)必會(huì)在這方面有大幅改善，進(jìn)而提高工廠的企業(yè)形象。

盡管AOI技術(shù)目前還存在著諸多問(wèn)題，但其發(fā)展前景十分看好，各種設(shè)備紛紛被推出，許多先進(jìn)的制造廠家都引進(jìn)了這一檢測(cè)技術(shù)，如中興、華為等，并在實(shí)際使用過(guò)程中獲得了許多有益的經(jīng)驗(yàn)。引進(jìn)這一新技術(shù)，將會(huì)促進(jìn)工藝技術(shù)人員盡快接觸熟悉這一新技術(shù)，從而能有效利用這一新技術(shù)去改善目前生產(chǎn)品質(zhì)。

避免AOI測(cè)試的局限性

由于AOI技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，還有一些不完善的地方，因此在引進(jìn)上不能盲目。對(duì)于正在考慮引進(jìn)這一新技術(shù)的企業(yè)，建議在對(duì)各種型號(hào)AOI設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上，先引進(jìn)一臺(tái)適合的AOI設(shè)備離線使用，主要用于工廠所有SMT生產(chǎn)線產(chǎn)品的抽檢工作，另外若生產(chǎn)線出現(xiàn)特別的問(wèn)題，也可根據(jù)情況對(duì)某條線特別的位置(如回流焊后等)進(jìn)行全檢，這樣既兼顧了設(shè)備的利用率，同時(shí)又考慮了對(duì)工廠所有SMT生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控的要求，并節(jié)約了生產(chǎn)投資。若使用情況良好，可考慮再引進(jìn)幾臺(tái)AOI設(shè)備在線使用，以改變目前主要依靠人工目測(cè)的現(xiàn)狀，提高工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。