Информационный портал по технологиям производства электроники
Раскрытие возможностей автоматической оптической инспекции - ЭЛИНФОРМ
На главную страницу Обратная связь Карта сайта


Продвижение продукции, услуг и решений Реклама на портале
Подготовка технических и аналитических материалов, обзоры, информационный мониторинг Информационные услуги
Профессиональный перевод технических материалов: статей, инструкций, руководств, стандартов и проч. Технический перевод
Подписка на новости Подписаться на новости



Авторизация


Главная » Техническая информация » Статьи » Раскрытие возможностей автоматической оптической инспекции
25 декабря 2007

Раскрытие возможностей автоматической оптической инспекции

Автор: Дэвид Дойл (David Doyle), Orbotech,
davidd@orbotech.com

Перевод: Проект «ЭЛИНФОРМ»

Оригинальная статья предоставлена компанией ЗАО "Предприятие ОСТЕК"
http://www.ostec-smt.ru/

Многое изменилось со времен бума в области автоматической оптической инспекции (АОИ) 1999 – 2000 годов. Но, если перечень распознаваемых дефектов, повторяемость результатов, вероятность ложного обнаружения дефектов и простота применения остаются обязательными требованиями к АОИ, то что же является главным критерием для ее оценки?

В настоящее время скорость проведения контроля является наиболее значимым параметром для сборочных предприятий Дальнего Востока с их большими объемами производства. Эти предприятия обслуживаются ограниченным числом компаний, работающих в сфере АОИ, которые обладают необходимой базовой технологией и инфраструктурой с достаточной критической массой ресурсов для поддержки мировой промышленности в условиях сужающегося рынка. Несмотря на продолжающийся устойчивый спрос на системы АОИ по сравнению с другими группами основного оборудования, применяемого при сборке, включая установки рентгеновского контроля, некоторые производители систем АОИ отреагировали на отраслевые изменения выпуском специализированных решений, которые обеспечивают правильное соотношение производительность/стоимость для конкретных приложений.

Тем не менее, значительное изменение взглядов на сегодняшний день заключается в том, что инвестиции в АОИ теперь чаще основываются на заинтересованности производителя в своей собственной эффективности, качестве и снижении затрат, чем на OEM-взаимоотношениях. Складывающиеся подходы к внедрению АОИ позволяют перейти к следующим этапам эволюции, на которых ее мощь и потенциал могут раскрыться в полной мере.

АОИ, как «двигатель» качества

Часто задается вопрос: «Почему именно АОИ?» Ответ на него очевиден: эта технология обеспечивает раннее обнаружение тенденций к образованию дефектов, что позволяет осуществлять контроль над процессом и снижает затраты на ремонт. В действительности, именно здесь находится ключ к пониманию того, как изменилась АОИ для удовлетворения нужд развивающейся сборочной отрасли в 2003/2004 г.г.: простого обнаружения дефектов недостаточно – АОИ должна обеспечивать прогнозирование их появления.

АОИ – первая и наиболее экономически эффективная часть инфраструктуры контроля на предприятии. Она дает возможность перераспределять ресурсы при достижении технологией электронных компонентов пределов человеческих возможностей по осуществлению контроля, а также обеспечивает более рентабельную платформу для исправления дефектов. Если для процессов трафаретной печати, установки компонентов и пайки оплавлением на предприятии существует хорошо отлаженная обратная связь, то может быть достигнуто постоянное улучшение показателя выхода годных с первого прохода.

В настоящее время производители систем АОИ второго поколения предлагают решения, которые объединяют в себе средства для обнаружения дефектов и предотвращения необходимости ремонта. Например, поскольку растущие сегменты рынка, такие как автомобильная промышленность, активно внедряют АОИ, то можно охарактеризовать новые структурные элементы систем АОИ с помощью следующей аналогии:

«Оборудование для АОИ – это всего лишь двигатель, вокруг которого создается аэродинамический корпус». Цель данного оборудования – идти в ногу с постоянными изменениями техпроцессов и методов конструирования изделия, которые находятся в постоянном противостоянии между собой. Элементы конструкции этого корпуса включают средства обработки информации, позволяющие осуществлять интеллектуальное принятие решений по связанным с ней характеристикам и режимам работы оборудования. Интерфейс предоставляет пользователю важные для него ключевые параметры без необходимости понимания всех сложных деталей работы системы, т.е. реализуется подход «черного ящика».

Раннее обнаружение дефектов

Процесс выбора оборудования требует хорошего понимания его возможностей в условиях изменяющихся «режимов эксплуатации», т.е. при выполнении специализированного сборочного процесса и/или при специфической номенклатуре. Подготовка и визуализация имеющегося набора дефектов помогает сосредоточиться на недостатках и устремить свой взгляд дальше, к достижению экономической отдачи от вложенных средств. Неожиданные либо часто происходящие изменения должны отрабатываться автоматически и не вызывать трудностей.

Общепризнанно, что наиболее эффективные решения по контролю процессов содержат АОИ после операций нанесения паяльной пасты и пайки оплавлением либо волной. Дефекты, связанные с нанесением пасты, могут быть легко обнаружены и устранены на ранней стадии процесса, в то время как контроль, проводящийся после пайки оплавлением или волной, обеспечивает наиболее эффективный охват дефектов заключительных стадий техпроцесса. (В некоторых отраслях остается необходимость в АОИ после установки компонентов, но эта необходимость постепенно исчезает).

Уменьшение размеров компонентов, примером чего могут служить применяющиеся в изделиях для сотовой связи компоненты типоразмера 0201, означает, что «исправление» сборки перед пайкой является в лучшем случае рискованной операцией. Снижаются требования по экранированию от радиопомех, которые мешают проведению контроля после пайки. Также следует отметить, что в процессе пайки оплавлением производится самокоррекция большинства смещений компонентов, возникших при их установке.

Решения по АОИ второго поколения концентрируют свои усилия на обработке информации и оптимизации процессов с использованием статистического управления, а также на инструментах анализа дефектов и показателя Cpk
Рис. 1. Решения по АОИ второго поколения концентрируют свои усилия на обработке информации и оптимизации процессов с использованием статистического управления, а также на инструментах анализа дефектов и показателя Cpk
 

Обеспечение технологов информационной обратной связью с использованием средств анализа дефектов или анализа тенденций при применении статистического управления процессами в реальном времени помогает сосредоточить ресурсы на решении главных проблем, например, на контроле объема наносимой пасты или производительности установки компонентов (рис. 1). Минимизация частоты пропуска дефектов на следующую контрольную операцию (рентгеновского контроля, внутрисхемного/функционального электрического тестирования и пр.) значительно сокращает затраты на ремонт и создает условия для снижения сложности оснастки внутрисхемного тестирования. Достижение цели по снижению затрат на внутрисхемное тестирование или по гарантированному обнаружению дефектов печатных узлов с ограниченным доступом к тестируемым компонентам невозможно без развития и внедрения решений АОИ второго поколения.

Встроенные усовершенствованные возможности АОИ второго поколения

Ремонт. В настоящее время системы АОИ обладают возможностями визуализации дефектов либо, другими словами, имеют средства взаимодействия с операциями ремонта. Наиболее важной здесь является возможность оператора определить местоположение дефекта, а также правильно определить его природу и набор действий, предпринимаемых для ремонта изделия. Направить оператора помогают установленные на ремонтном центре лазерный указатель и видеокамера (с графическим либо фотографическим представлением платы). Цветные изображения дефектов также помогают оператору определить, что было обнаружено.

Решения в области ремонта должны быть достаточно гибкими как при автономной работе, так в технологической линии, имея при этом подходящую систему для манипулирования «хорошими» и «плохими» печатными платами. Двойной ремонтный конвейер при такой организации процесса может стать преимуществом, позволяя «хорошим» платам продолжить дальнейшее движение, в то время как дефектные платы подвергаются ремонту. Часто, если «узкие места» в процессе устранены и приняты меры к решению проблем производительности, одна ремонтная станция может работать с несколькими установками АОИ. Например, такие элементы автоматизации, как считывание штрих-кодов, увеличивают эффективность сбора данных, и источники информации могут быть разными.

Как со временем может быть достигнуто увеличение выхода годных при использовании АОИ и средств предоставления рекомендаций по техпроцессам
Рис. 2. Как со временем может быть достигнуто увеличение выхода годных при использовании АОИ и средств предоставления рекомендаций по техпроцессам. (Черная кривая отражает ожидаемое увеличение в том случае, если не будет внедрена интегрированная стратегия по управлению выходом годных.) Заблаговременно усовершенствованный процесс дает преимущества по времени вывода продукции на рынок и показателям рентабельности
 

В завершение, следует отметить, что проведение инспекции с подконтрольным применением откорректированной информации по ложному обнаружению дефектов от оператора очень важно для предоставления самообучающемуся программному обеспечению (ПО) возможности оптимизировать производительность алгоритмов.

Статистическое управление процессом (SPC) реализуется двумя способами: ПО SPC реального времени отслеживает тенденции образования дефектов при выполнении данного процесса или другую параметрическую информацию; ретроспективный анализ данных о параметрах производственного процесса обеспечивает анализ основной причины образования дефектов и дает ключ к усовершенствованию процесса проектирования с учетом технологических требований.

Контроль нанесения паяльной пасты обычно требует проведения анализа точности нанесения пасты, двухмерного анализа перекрытия и трехмерного анализа высоты отпечатков. Контроль и усовершенствование операции установки компонентов могут быть достигнуты с помощью анализа смещений компонентов по осям X, Y и углу по данным, полученным либо в реальных производственных условиях, либо при сборке пробных плат. Результатом проведения инспекции после пайки оплавлением или волной являются данные по классификации дефектов, которые могут быть проанализированы на основе анализа Парето и анализа тенденций.

В заключение необходимо сказать, что функции автоматизированного оповещения о возникновении дефектов и настраиваемые системы обмена сообщениями между экспертами могут помочь в усовершенствовании систем раннего предупреждения и обратить внимание персонала на источник возникновения отклонений в протекании процесса. Формируемые посменные отчеты (зависимость от времени) или отчеты по партиям (зависимость от изделия) предоставляют на регулярной основе объединенную информацию о процессе и работе АОИ для менеджеров по управлению производством.

Показатель качества процесса (Cpk). Промышленность стремится к практическому использованию стандарта IPC-9850, который дает хорошо определенную процедуру для сертификации и определения приемлемости автоматов установки компонентов. Она была разработана с участием производителей оборудования для целей его стандартизации на основе согласованной методологии определения приемлемости сборочных автоматов. Данная процедура может иметь существенную ценность, но она не является наиболее эффективным способом для определения результирующей производительности сборочного оборудования в реальных производственных условиях – сегодняшней ключевой проблемы для контрактных производителей.

Для обеспечения такой возможности можно использовать АОИ путем устранения из процесса контроля источников отклонений, не связанных с операцией установки компонентов. Ключом к этому является использование стеклянных плат и керамических компонентов с локальными реперными знаками, т.е. роль, которую играет АОИ, заключается в получении изображений необходимых элементов для формирования точных измерительных данных.

Встроенный контроль выхода годных. Это удобный термин, но что же он означает в действительности? Встроенный контроль выхода годных – сочетание инструментов, легко интегрируемых в оборудование для АОИ с целью осуществления быстрого поиска и устранения неисправностей технологической линии для сборки изделий на печатных платах. Это также процесс использования ценной информации, полученной посредством систем АОИ – процесс, определяемый заказчиком в сотрудничестве с партнером-консультантом по АОИ с целью настройки решения под свою конкретную производственную среду. Этот процесс может включать в себя взаимодействие с другим тестовым оборудованием, сторонними поставщиками АСУП или других систем управления предприятием.


Оцените материал

Оценка полезности информации:
Оценка полноты информации:  
Оценка изложения информации:  
Комментарий:  
 



Ссылки по теме

Классификатор

Операции » Визуальный контроль

Последние новости

Новый цифровой осциллограф "карандашного" типа с гальванической развязкой Актаком ADS-3026
подробнее
«Почта Банк» выпустит 2 миллиона карт Мир с чипом Микрона
подробнее
Низкопрофильный осциллограф MSO Серии 5
подробнее
АПЗ закупает современное оборудование в рамках программы техперевооружения
подробнее
Завершила работу Международная конференция «Радиотехника, электроника и связь» (РЭиС-2017)»
подробнее
Остек-Электро приглашает на семинар по новинкам контрольно-измерительного оборудования AnaPico
подробнее
Микроэлектроника для IoT и 5G
подробнее
© “Элинформ” 2007-2017.
Информационный портал для производителей электроники:
монтаж печатных плат, бессвинцовые технологии, поверхностный монтаж, производство электроники, автоматизация производства