Автоматическая оптическая инспекция (АОИ) качества пайки

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 этому достигаются достаточно мелкий шаг повторяющихся полос и четкость границ узора. 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-изображения.

В частности, системы, применяющие лазер, не могут обеспечить сопоставимые с системами KOH YOUNG повторяемость и точность измерений. Они более 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 проекторов, 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 его шаг велик для получения точных измерений. В системах KOH YOUNG муаровый узор генерируется аналоговым проектором, а DLP используется лишь как дополнительный для измерения высоких объектов.

Начиная с 2013 года, компания KOH YOUNG занимает первое место в мировых продажах автоматических оптических инспекционных систем (AOI и SPI). Установлено более 21 000 систему 3400 заказчиков во всем мире. Зарегистрировано более 700 патентов, защищающих уникальные разработки компании. На текущий момент каждая третья АОИ, установленная в мире, является системой от KOH YOUNG.

Благодаря загрузке Gerber-данных в АОИ KOH YOUNG присутствует возможность измерения всех параметров компонента и его паяного соединения в соответствии со стандартом IPC610. В основе измерений систем KOH YOUNG лежат полноцветные индивидуальные 3D-изображения в реальных размерах всех компонентов на печатной плате. Благодаря этому автоматические оптические инспекции KOH YOUNG контролируют на соответствие стандарту IPC-A-610 такие важные критерии проверки как высота, угол или объем галтели пайки. В библиотеке компонентов есть возможность выбора пороговых значений в соответствии с классом I, II, III стандарта IPC610.

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 систем псевдо-3D или 2,5D, измерения и определение корпуса в которых основывается на 2D-изображении, когда каждый следующий результат будет зависеть от оттенка цвета маски печатной платы или корпуса компонента, а также от освещения в производственном помещении. В АОИ KOH YOUNG таких зависимостей нет, т. к. в основе измерений лежит рельеф и перепад высот поверхности, а не ее цвет. Благодаря этому программирование систем KOH YOUNG гораздо проще и быстрее, а количество ложных срабатываний минимально.

Компания KOH YOUNG на протяжении последних 20 лет разрабатывала и совершенствовала полноценные 3D-алгоритмы определения всех видов дефектов в отличие от конкурентных систем, в которых большинство дефектов определяются 2D-алгоритмами. Принципиальная разница заключается в том, что 3D-алгоритмы основываются на рельефе и перепаде высот поверхности, в то время как 2D-алгоритмы полагаются на разницу оттенков пикселей изображения. Это является довольно субъективным критерием, учитывая низкую повторяемость оттенка цвета маски печатных плат и корпусов компонентов, непостоянство освещенности производственного помещения, а также индивидуальное восприятие цветов каждого из операторов инспекции.
АОИ KOH YOUNG позволяет обнаружить такие дефекты: отсутствие, смещение, поворот, полярность, компланарность, деформация компонента, проверка маркировки, «надгробный камень», некачественная, недостаточная или холодная пайка, приподнятый, загнутый или отсутствующий вывод, перемычка, посторонние предметы. Также есть возможность контроля выводного THT-монтажа, инспекции сложных корпусов, микросборок, длинных разъемов и контроля соблюдения критичного расстояния между компонентами.

Основываясь на точных данных 3D-измерений KOH YOUNG и собственной запатентованной технологии глубокого обучения KOH YOUNG Process Optimizer (KPO) позволяет оптимизировать процессы установки компонентов в режиме реального времени.

Такое решение автономно идентифицирует головы, монтажные инструменты, питатели, пеналы или компоненты, которые потенциально вызывают дефекты, и сообщает наиболее важные параметры монтажа для устранения фундаментальных проблем в режиме реального времени. KPO Mounter, основанный на анализе искусственного интеллекта, предоставляет пользователям полезную информацию, помогает повысить качество продукции и максимально увеличить производительность.