Системы контроля качества нанесения паяльной пасты (SPI)

Контроль качества нанесения паяльной пасты KOHYOUNG

Успешная оптимизация производственного процесса для достижения высоких результатов напрямую зависит от точных инструментов контроля качества на всех этапах и анализа полученных данных. Для высокоточных измерений всех компонентов на ПП, включая миниатюрные корпуса microBGA, 0201, 01005, требуются полноценные трехмерные измерения отпечатка паяльной пасты для каждого корпуса, а в последствии и каждого паяного соединения.

Большинство дефектов SMT-производства (до 70 %) связаны с процессом нанесения паяльной пасты. Если их не устранить, они могут стать причиной серьезных проблем на последующих этапах. Контроль и оптимизация процесса нанесения паяльной пасты имеет огромное значение для достижения максимальной производительности и устранения первопричин возникновения дефектов.

Нанесение паяльной пасты — это трехмерный процесс. Для точного измерения объема каждого отпечатка необходима технология 3D-контроля. Это единственный способ отследить проблемы нанесения пасты и получить достоверную информацию для статистического анализа и управления процессом производства. По мере минимизации отпечатков паяльной пасты такие корпуса, как 01005, 0201, становятся неправильной формы, их сложнее проверить и точно измерить. Т. о. точное измерение их объема становится особенно важным, чем когда-либо.

Основой измерений оптических инспекций KOH YOUNG является полноцветная 3D-модель каждого компонента в реальных размерах. Для ее построения системы KOH YOUNG используют уникальную запатентованную технологию бестеневого многочастотного механического аналогового муара. Муаровый узор генерируется аналоговым проектором за счет физического явления интерференции света, проходящего через линзу с насечкой (решетку). Благодаря чему достигается достаточно мелкий шаг повторяющихся полос и четкость границ. Эти факторы в совокупности с многочастотным смещением решетки проектора служат залогом точных измерений и высокой детализации полученного 3D-изображения.

Использованная технология бестеневого многочастотного механического аналогового муара обладает существенными преимуществами над альтернативными подходами к построению 3D-изображений.

В частности, системы, применяющие лазер, не могут обеспечить сопоставимую с системами KOH YOUNG повторяемость и точность измерений. Они чувствительны к бликующим и зеркальным поверхностям, а также к вибрациям производственного помещения. Кроме того, для использования лазера необходимо жесткое соблюдение требований безопасности.

Системы, использующие только цифровые DLP-проекторы, вместо примененных в KOH YOUNG аналоговых, существенно уступают в точности и повторяемости измерений. Это происходит вследствие физических ограничений при создании муарового узора посредством цифровой матрицы проектора. Границы муара, полученного DLP-методом, не обладают достаточной четкостью, а шаг такого муара велик для получения точных измерений в отличие от систем KOH YOUNG, в которых муаровый узор генерируется аналоговым проектором.

Начиная с 2013 года, компания KOH YOUNG занимает первое место в мировых продажах автоматических оптических инспекционных систем (AOI и SPI). Установлено более 21 000 систем у 3400 заказчиков во всем мире.

Сегодня каждая вторая SPI — от KOH YOUNG.

Детализированные 3D-измерения с точностью до 1 мкм

В основе измерений систем KOH YOUNG лежит полноценная 3D-модель в реальных размерах с точностью измерений до 1 мкм. Это принципиальное отличие от так называемых псевдо-3D или 2,5D-систем, измерения и определение границ отпечатка пасты в которых основывается на 2D-изображении, когда каждый следующий результат будет зависеть от оттенка цвета маски печатной платы или паяльной пасты, а также от освещения в производственном помещении. В АОИ KOH YOUNG таких зависимостей нет, т. к. в основе измерений лежат рельеф и перепад высот поверхности, а не ее цвет. Благодаря этому программирование систем KOH YOUNG гораздо проще и быстрее, а количество ложных срабатываний минимально. Также за счет высокой точности и повторяемости измерений в SPI KOH YOUNG доступны метрологические возможности по измерению объема, высоты, площади, смещения и формы отпечатка паяльной пасты.

Компания KOH YOUNG на протяжении последних 20 лет занималась разработкой и усовершенствованием полноценных 3D-алгоритмов определения всех видов дефектов в отличии от конкурентных систем, в которых большинство дефектов определяются 2D-алгоритмами. Принципиальное отличие заключается в том, что 3D-алгоритмы основываются на рельефе и перепаде высот поверхности, в то время как 2D полагаются на разницу оттенков пикселей изображения. Это является довольно субъективным критерием, учитывая низкую повторяемость цвета маски печатных плат и паяльной пасты, непостоянство освещенности производственного помещения, а также индивидуальное восприятие оттенков каждым из операторов инспекции. Для систем KOH YOUNG SPI доступно определение таких дефектов, как недостаток, избыток, отсутствие, перемычка, смещение, копланарность, деформация формы отпечатка пасты.

Облачный программный комплекс KSMART

Все рабочие программы, библиотеки корпусов и критерии их проверок для всех автоматических оптических систем KOH YOUNG вашего производства (SPI, pre-AOI, post-AOI) хранятся на едином сервере KSMART.

Получить доступ к функционалу сервера возможно с любого устройства, подключенного к сети вашего предприятия через любой web-браузер.

В KSMART доступен широкий спектр как стандартных, так и опциональных возможностей:

• просмотр содержимого библиотек;
• статистический анализ результатов проверки;
• мониторинг показателей производительности линии в реальном времени;
• связь АОИ и SPI — анализ и прослеживаемость причин возникновения дефектов благодаря собранной информации о дефекте со всех трёх этапов инспектирования: SPI, pre-AOI, pot-AOI;
• удалённое управление всеми системами инспекции и рабочими местами;
• оптимизация офлайн-программирования.

Обратная связь с трафаретным принтером и автоматическим установщиком компонентов

Обратная связь SPI с трафаретным принтером позволяет корректировать совмещение трафарета с платой, основываясь на результатах инспекции предыдущих нанесений. Данное решение позволит добиться исключительно точного нанесения паяльной пасты на протяжении всего времени производства изделия, благодаря чему количество забракованных на этапе SPI ПП минимизируется, а качество выпускаемой продукции будет стремиться к совершенству.

Также в рамках данного решения предусмотрена функция автоматической отправки команды на очистку трафарета принтера. Технологу доступен ряд параметров по настройке сценария принятия решения SPI на отправку данной команды, например по определенному количеству повторяющихся предупреждений. Данное решение позволит превентивно определить нужный момент очистки трафарета, избежать дефектного нанесения пасты на ПП и увеличить качество выпускаемой продукции.

Обратная связь возможна со всеми трафаретными принтерами таких производителей, как Speedline, DEK, EKRA, Panasonic, Yamaha, Samsung, Fuji, GKG, SJ Innotech, ESE, PDT, BNR, Hitachi, MSYS.

Кроме того, доступна связь SPI с автоматическим установщиком компонентов, позволяющая устанавливать компоненты на геометрический центр отпечатков пасты, а не контактных площадок (в случае смещения отпечатков). Данное решение помогает избежать появления дефекта «надгробный камень», а также отделения шариков припоя от контактных площадок в случае частичного нанесения отпечатка пасты на маску ПП. Вышеописанные дефекты, а также решения по их превентивному устранению особенно актуальны для миниатюрных корпусов и чипов типоразмера 0201, 01005 и меньше.

Прослеживаемость, MES, Индустрия 4.0

Системы KOH YOUNG имеют открытую базу хранения результатов проверки на базе MS SQL и MS Access, что позволяет с легкостью интегрировать их в любые MES-системы для обеспечения полноценной прослеживаемости. Доступны как готовые решения интеграции в общеизвестные MES-системы, так и индивидуальные решения.