smt产品缺陷及相应的aoi检测方法

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SMT产品缺陷及相应的AOI检测方法质量工程卷QualityEngineering中图分类号:TP274.5文献标识码:B文章编号:1003—0107(2006)06—0035—03^bstract:ToinvestigatedefectsinSMTassemblyisimportantforA0Ideveloping.ThispaperIiststhealldefectsandCOrrespondjngAoIinspectingmethods.Meanwhile,itlistscomponentsinA0IdeviceandspecificatIonsofmainnameplateA0lequipments,whfchcanbereferencesfornativeA0lresearch.Keyword●:Defects:SMT:Aol;Spec_fjcationSCLChumbertTP274+.5Documentco如:BArticle●D:1003—0107(2006)06—0035—031.引言随着印刷电路板安装(PCBA)的表面贴片技术SMT得到广泛应用并向着密度更高和器件更小的方向有的A0I相应的检测方法是什么,国外着名A0I设备的硬件配置,性能指标参数如何.我们在调研目前最常用的SMT发展,0201元件和0.3mm细间距器生产线和参考国外主要AOI设备的件的采用…,SMT生产应用自动光学检测技术(AOI)成为必然/2].AOI设备的国产化研究开发中,必须弄基础上,分别归纳了S~,lT焊膏印刷,贴片和再流焊后的产品质量缺陷及 相应的A0I检测方法.然~x,-J比了日本Omr0n和国产A1eader的AOI设备硬件和性能参数指标.可以作为A0I国产化研究开发的参考.2.SMT焊膏印刷缺陷及检测方法通过参考国内外文献和对国内SMT生产线的调研,焊膏印刷的清SMT产品质量都有哪些缺陷,现美国Agi1ent,以色列Orbotech,缺陷有:焊膏体积过大(v0lume序号有效值Vr『Ils"+或一"10.87020.88430.88840.8765O.88660.87670.89080.88090.877100.865110.87512O.8B5130.882140.875150.865160.884170.872180.878190.882. 200.8802886肇86期度样本记录(用电压有效值表示加录全部样本信息.但工程实际中测速度有效值,已按时间先后顺序分成20等分):先计算平均值一一=0.8785,大于0.8785的记为+,小于0.8785记为一,从表中可见,轮次数r为11.查轮次分布表(表2-1)知,当置信度为95%,即显着水平Ot=0.05平稳区间应在(7,14),因r=¨落在这个区间,故通过稳态性检验.5.结束语随机振动是一种非确定性运动形式,一个样本记录只能表示随机过程的瞬时特征.要完全描述一个随机过程,从理论上来讲,应记量时间是很有限的,我们采用轮次方法判定随机过程的稳态性,对于那些稳态随机振动可以通过分析有限样本的均值,均方值,方差,相关函数,功率谱密度函数等获取其振动特征.◆参考文献:[1]李方泽,刘馥清,王正.工程振动测试与分析[M].北京:高等教育出版社,1992.[2]张贤达.时间序列分析一一高阶 统计量方法[H].北京:清华大学出版社,1996.[3]王跃科,叶湘滨.现代动态测试技术[H].北京:国防工业出版社,2003.[4][丹]波劳什JT.沈小白,石源,吴月明译.机械振动和冲击测量[M].上海:同济大学出版社,1993.ELECTRONICSQUALrTY,j}寺质量●●●●●::;●●,●●●:●:high),体积过小(vo1ume1oⅥ),面积过人(1aI'geaI'ea),面积过小(smal1area),高度过商 (heighthigh),高度过低(he1ght10v),位置偏移(offset),桥接(br1dge),拖尾污点(sinear),坍塌(s1ump或dogear),高度不稳定(hejghtariation).其中面积大小,位置偏移,桥接和拖尾污点可以通过2D图像采集,二值化处理分割后,与模板标准值的范围来比对后检测识别.面积过火一般是由于印刷压力过大或钢网模板开孔损坏;而积过小是由于印刷压力过小或印刷速度过快或钢网模板开孔被黏附堵塞,或印刷机焊膏将耗尽.位置偏移一般是由于钢网模板放置位置错误或PCB板不对.桥接拖尾污点与面积过大类似一般也是由于焊膏过量或钢网开孔损坏.拖尾污点还可能是钢网背面粘黏了焊膏污物【l'I.如图2—1是桥接缺陷,图2—2是拖尾污点缺陷.体积,高度的偏差缺陷和坍塌缺陷必须通过3D视觉来检测识别.日前生产中一一般都采用激光三角法基于深度图像来检测识别焊膏的体积,高度上的缺陷.如图2—3为激光三角法测量焊膏高度示意图.图 2—4为焊膏印刷坍塌及体积过小缺陷.焊膏体积过大,高度过高一般是由于钢网模板扭曲或钢网与PCB板间有小颗粒杂质.而体积过小,高度过低一般是由于刮刀损坏或焊膏印刷速度太快.坍塌则一般是由于焊膏吸湿或温度过高,或印刷速度太快.3.贴片缺陷及检测方法再流焊前贴片缺陷有:缺件(missing),偏移(0ffset),歪斜(skewed),极性错(polantY),器件型号错(Ⅵr0ng),.缺焊(insufficieylt),侨接(bridge),哥质童ELECTRONICSQUALITY●●●●●?…引脚翘起(1fted1ead),引脚弯曲(bent1ead).再流焊后还有直立(tombstone),侧立(bi11board),翻件(f¨pped),焊珠(bead)缺陷.其中缺件,偏移,歪斜,桥接,直立,侧立和焊珠缺陷可以通过2D图像的灰度值来检测识别,具体的检测算法又有多种.极性,型号错误和翻件必须通过0CR识别来检测.缺焊,引脚翘起,弯曲则必须借助特珠光源或多视角图像来检 测,否则不易检出这些缺陷.如图23至图2—11为各种贴片缺陷.4.国内外着名AOI设备性能指标簿碧_ll焊膏印刷桥接尊2叼焊膏印刷拖尾污点激光质量工程jQuailtyEngineeri~辱荨_坍塌芨傣过小缺陷奄芜谇主萄激光三莉弹一鲞——l『_2005繁05期质量工_猩鲞QuailtyEngineering圈2—8引脚翘起罔2—9引脚翘起图2--10引脚翘起离2-31插孔元件引脚未剪除作为0T国产化研究的参考,我们选择了市场占有最大的美国,gilent公司和以色列0rh0tech,日本0mr0n和国内东莞神州视觉^1eader的最新型号^0I设备作了硬件和性能指标的分析对比.2006第06期. _歪|啊■譬■|-…??●●●●4—1外焊商A0I设备参数和性能公司美国Agilent以色gUOrbotech日本0mron.雪型号SP50SymbionP36VP2000原理激光三角法,激光激光三角法,2路激光,彩色相移分析,采用扫描间隔10—30um同时检测面积和高度特殊彩色条纹光源CCD高帧速CMOS,每像素20mX-Y移动平台精度6um垂直分辨率8um5um3um水平分辨率20um20um8_24um可选择重复精度<10名<10名帧视野FOV30X23mm检测速度25.8c/s22c0.45—0.8s/帧可改进到60c/s或8.6—15.3c/s可检测缺陷体积,面积,高度,偏移,体积,面积,高度,桥接,坍塌,边缘模糊偏移,桥接,拖尾污点可检最大板610X610mm558X508mm510X460mm可检最小板50×50mm50X50mm表4—2贴AOI设备参数,性能公司美国Agilent以色gUOrbotech日本0r『lron国产Aleader型号50Symbion$36VT—WINIIALD__350光源多色.多角度,多角度照明,多段LED同轴,直射,散射RGB环型LEDCCD1600X1200.5CCD,200万象素200万象素3元素CCDXY平台精度6um25um,移动速度700mmls 参数元件模型,自学习分类器,原理彩色学习.集合多视角匹配检测999不同类型模型匹配,固态元件库形状模型缺件,偏移,歪缺件,偏移,歪斜,立碑,可检测斜,直立.极性侧立,翻件,极性反,缺陷错,型号错,缺错件,破损,锡多,锡少,焊,桥接,引脚连锡翘起,弯曲水平23um22-35um10-50um25um分辨率/pixel/pixel/pixel/pixel速度21cm2/s40c/s400ms/screen250msl画面FOV36.5X27.5mm最大PCB510X510mm550×470mm460X510mm350X450mm最小PCB50×50mm50X80mm25X25mm焊膏印刷检测设备硬件和性能指标如表4—1(1eader无焊膏印刷检测OI){l_Jl'焊膏检测主要是采用激光三角法,日本0mr'on和美国,kr'O一,Ietrj.采用了比较特殊的检测方法,都是采用特殊光源照射得到反映高度信息的特殊图像.贴片后I检测设备的硬件和性能指标如表4—2【._-【.◆参考文献:[1]周德俭.吴兆华.表面组装工艺技术[H].北京:国防工业出版社.2002. [2]罗兵,章云.SMT焊膏印刷质量自动光学检测[J].电子质量.2005,(12):30—32.[3]Ag11ent,Manua1ofSJ50一II[EBIOL].httD://www.home.ag11ent.com/up1Oad/cmc—up1oad/A11/59889938EN.pdf.2005.[4]Orbotech,Manua1ofSymbion$36[EB/OL].http://www.orbotech.com/pdflsymbions36.pdf,2005.[5]Omron,Manua1ofVT—WINII[EBIOL].httD://oe1wcsnts1,omron,com/,2005.[6]神州视觉,ALD—H一350产品基本参数[EB/OL].http://www.a1eader—aoi.com/product5.asp,2005.ELECTRONICSQUALITY鼋号质量●●.●'●●●::