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SMT贴片元件小型化趋势对AOI自动光学检测仪的挑战

SMT贴片元件小型化趋势对AOI自动光学检测仪的挑战

 

SMD元件小型化的趋势及对AOI设备的需求:

随着社会的进步,科技的发展,满足人们各种愿望的便携设备越来越多,制作越来越精细,如iPod,PDA,上网本,MP4,SD卡等等。这些产品的需求刺激了SMD元件小型化的发展,而元件的小型化也促进便携设备的发展。 SMD无源元件发展趋势是这样的,1983年出现了0603元件,1989年出现了0402的元件,1999年开始有了0201的元件,在今天我们已经开始使用01005的元件了。

01005的元件最初用于起博器等尺寸敏感成本不敏感的医疗设备上,随着01005元件生产的规模化,01005元件的价格已经比刚推出时的价格下降了5倍,这样01005元件的使用范围随着成本的降低不断地扩大到别的领域的产品上,从而刺激新的产品的不断出现。

SMD的元件从0402,发展到0201再到了01005,尺寸变化如下图所示:

01005芯片电阻的尺寸为0.4 mm×0.2 mm×0.2 mm,面积仅分别为前两者的16%、44%,体积则仅为前两者的6%、30%。对于尺寸敏感的产品来说,01005的普及给产品带来生机。当然,同时也给电子制造业带来新的挑战与机遇! 01005元件和0201元件的生产,给SMT生产设备从前端到后端都提出极高的精准度要求。

  对于0402的元件来说,用肉眼检查都已经是很吃力,难以持久的事情,更别说正在普及的0201的元件和正在发展中的01005的元件。所以SMT生产线需要AOI来做检查已经是行业共识。对于0201这样的元件来说,如果发生缺陷,只能放在显微境下,用专用的工具维修。所以维修成本变得比0402的高很多,对于01005这样尺寸(0.4x0.2x0.13mm)的元件来说,单用肉眼是很难看到的,使用任何工具来操作和维修就更困难了。因此01005元件如果在工艺上出现缺陷几乎是不能返修。所以随着器件的小型化发展,我们更加需要AOI机器来对工艺进行过程控制,而不仅是检查出产生了缺陷的产品。这样我们就能在工艺中尽早发现缺陷,改善工艺,减少错误的发生。

AOI现在与未来的发展趋势:

AOI的优势:

AOI的挑战来自三方面。首先,炉前AOI必须能检测 焊膏量和位置。然后它必须能检测助焊剂量和位置。炉后 AOI必须能检测任何可见焊点。AOI设备在检测板子不同层 面时需要做很大变化。目前,所有位置检测都是相对于板 子的基准点进行和评估的。此外,大多数AOI设备预期可以 评估器件相对板子或焊盘的位置。现在,AOI需要检测相对 于底层的其它层的位置。这将需要改变机器的软件基础结 构和图像处理算法。因为这种器件需要在回流前检测,客 户需要加倍关注回流焊前的状况。此外,由于这些堆叠封 装器件的成本是标准封装费用的两倍或三倍,所以,确认 回流前焊膏/助焊剂的相关信息是至关重要的,以避免在后 续过程中器件被报废。

AOI的未来(Future of AOI)

AOI工业正努力迈向零缺陷制造的最终目标,当然现在还未达到。现在的情况是一系列的统计数量告诉过程工程师什么已经发生,但是还不能告诉操作员什么将会发生。类似地,推测缺陷根源是借助于AOI系统产生的控制图类型,但系统很少可以自己决定根源。元件贴装/元件偏移检查循环只不过刚刚开始接近一个点,这个点就是回流焊前检查机可以直接对贴片机发出偏移改正信号,修改其贴装程序。

对过程品质控制而言AOI的未来将涉及智能软件系统,该系统将统计数据、与品质数据有关的信息和来自其它生产设备的变量翻译出来,预测发生前的缺陷,在行进中找出过程缺陷的可能根源。进一步增加系统能力,将使自动改正行动成为可能。

结论

SMT生产线上哪里放置AOI决定于最终目标是什么。位置也影响检查设备产生的过程控制体系的品质。这个必须纳入考虑范围,以确实满足AOI实施的目标。

检查目标随着过程的改变和成熟而发生变化。AOI设备必须灵活以适应变化。重要的是设备方便移动到生产线上的不同位置,可以准确地识别和分类缺陷。同样,不同的时期将有必要采用不同的过程统计。AOI产生的描述性的统计数据在什么时候适合于寻找过程变化,对这一点的认识是通往零缺陷制造道路上的下一站。

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