在工厂里,pcb制造完成后只是空板,还需要组装电子元器件,焊接ic、电阻、电容、电感、连接器等零件才能成为完成品,称为pcba(pcb assembly),目前主流的pcba组装方式为smt (surface mount technology, 表面贴装技术),即先在空板上印刷锡膏,把电子元器件贴片到pcb上,然后经回流焊高温炉,将元器件通过锡膏焊接贴装在pcb上。
目前在smt过程中经常出现一些不良现象,降低良率。这些现象包括:组件反向、少件、错件、短路、立碑、偏位、假焊、锡珠、反白、组件破碎等,这些问题如果没有及时发现,将影响良率和产能,严重则可能造成巨额损失。因此,smt组装通常会在生产线上配备aoi(auto optical inspection, 自动光学检测),检测电路板上的电子元器件焊锡组装后的质量,或检查锡膏印刷后是否符合标准。
传统2d aoi无法满足pcba检测需求
传统aoi因为技术和计算能力的限制,有先天的不足之处: 有些灰阶或阴影明暗不明显,较容易出现误判情况; 由于传统aoi只能检测光线直射能到达的地方,有些被遮盖到的组件和位于组件底下的焊点就会检测不到; 有些例如错件、锡桥、少锡、翘脚等问题,因受制于分辨率、角度、光线等因素,难以达到百分百的检出率。
在smt生产线,经过回流焊炉后的aoi检测,虽然能够实时将不良现象反应给smt制程,提高产品良率,但是等检查到有不良品时,已成事实,如果在回流焊接前就找出可能的问题,加以改正,就可以减少炉后修复的问题,降低成本。因此,越来越多的smt生产线在炉前也设置aoi检测。
回流焊炉前检测、3d轮廓分析有效提高pcba良率
在回流焊炉前进行检测,可以预先检查出贴片是否缺件、极性反、偏移、错件等问题。而且为了应对世界各国对电子产品emi的要求,大量电子产品使用屏蔽罩,以阻绝电子干扰,甚至在smt制程就直接焊接在电路板上,有些设计会在屏蔽罩下安置大颗零件,以充分应用电路板上有限的空间,但是这样的设计让炉后检测无法检查到组件的问题。因此,smt生产线在炉前也设置aoi检测,更能有效提高产品良率。
近年来,随着3d技术的发展和mcu(microcontroller unit, 微控制单元)计算能力的进步,越来越多的厂商推出3d立体图像技术,比原来2d图像更真实,也更容易比对出问题点。 针对传统aoi检测的盲点,凌华科技在视觉检测上将研发重心放在高分辨率、高智能和3d轮廓分析上面。尤其是3d轮廓分析,以检测产品堆栈/缺料、pcba上组件歪斜/浮高为例,采用2d技术,只能拍摄组件表面的文字和颜色,很难判断零件堆栈/缺少的高度变化、组件歪斜/浮高的程度,此时如果采用3d轮廓分析传感器,就能有效发挥z轴测量功能,找出问题。
凌华科技全新的超高分辨率智能3d轮廓分析传感器zx-5000系列,不论客户需求2d或是3d轮廓的描绘、组件平整性、连接器共面性、纳米级精度确认等,甚至是组装缺陷的检测,对于一般的电子行业、汽车组装行业、食品加工业、高精密检测行业的各类型检测或是精密对位,zx-5000都能满足客户的需求。
凌华科技zx-5000pcb是电子产品之母,良率相差1%、2%,做出来的电子产品可能影响用户便利性甚至安全,配置完善的检测设备非常重要。传统2d aoi检测有无法克服的盲点和局限,采用3d轮廓分析技术的设备,让原本的平面图变成立体模型,原本只能正面检查组件,现在连侧边组件的焊锡点都能检查到,有助于整体pcba良率的提升。
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