AOI檢測目標與設備選擇標準(doc)
|AOI檢測目標與設備選擇標準 | |　　有效實施AOI的第一步，需要清楚地理解檢測的基本原則和目標，這| |樣才能有效地使用設備和收集數據。而設備選擇過程需要充分了解在不 | |同的操作環(huán)境下AOI系統(tǒng)的性能能否實現這些目標。 | |By Don S. Miller | |　　隨著更細間距和更小元件尺寸的趨勢，對適當的組裝的可靠視覺檢 | |測越來越困難。結果，實施自動光學檢測（AOI）成為廣泛接受的關鍵工| |藝。 | |　　AOI提供了對缺陷趨勢的早期檢測，產生了做出正確工藝選擇所需的| |關鍵數據。對AOI系統(tǒng)產生的數據加以充分利用，確定生產過程中的問題| |，不僅對產品質量有正面的影響，而且可以極大提高產品良率，降低成 | |本。 | |　　市場上有各種AOI設備能夠有效檢測印制電路板(PCB)生產線上的制 | |造缺陷。這些系統(tǒng)能夠在生產線速度下對PCB實施全面檢測，包括焊膏沉| |積、元件位置、部件名稱及再流后的焊點（見圖1）。不過，這些系統(tǒng)提| |供的技術和性能按各不相同的方式發(fā)展改進，有時會讓潛在客戶不知所 | |以。 | | | |預防vs. 檢測 | |　　實施AOI的兩大基本指導原則是預防和檢測。預防處于比工藝控制還| |要優(yōu)先的位置，通過采取糾正措施消除缺陷的發(fā)生。而另一方面，檢測 | |則聚焦于努力探測出缺陷，保證缺陷產品不從生產車間流出。 | | | |　　有效實施AOI的第一步，需要清楚地理解檢測的基本原則和目標，這| |樣才能有效地使用設備和收集數據。不同的檢測目標決定工藝控制信息 | |的需求不同，細節(jié)層次要求不同。對目標的充分理解，能夠保證應用AOI| |系統(tǒng)獲得最大的效益。 | | | |檢測目標 | |　　首件檢測。在首件檢測中使用AOI反映了在生產運行之前迅速有效地| |驗證組裝設置的需要。它可有效確認所有的進料器設置合理，噴嘴沒有 | |磨損，貼裝機貼裝部件正確無誤。這一階段的重點是檢測部件是否到位 | |，部件錯誤，或者部件方位或極性錯誤。這一步對高混合的生產環(huán)境同 | |樣很關鍵，其中部件供應的變化和設置錯誤是發(fā)生缺陷的主導原因，而 | |在高產量的生產環(huán)境下，設置錯誤對生產運行可以產生巨大的負面影響 | |。 | |　　工藝跟蹤。使用AOI系統(tǒng)的目的是產生監(jiān)控生產過程工藝的信息。一| |般來說，包括詳細的缺陷分類信息和元件貼裝偏離信息。在高產量/低混| |合的生產環(huán)境下，當產品可靠性十分重要，關注特定的工藝問題時，制 | |造商趨向于把檢測的這個目標排在第一位。 | |　　性能確定。 | |在對高可靠性產品進行檢測時，性能確定常常是檢測的目標，AOI被用來| |發(fā)現所有的異?，F象。檢測結果的數據反映出脫離率幾乎不存在，但虛 | |假報告增多，檢測時間增長。如果AOI系統(tǒng)應用于再流焊后，焊點檢測將| |是重要標準。 | |　　產品質量。 | |主要關注產品質量的制造商對產品在生產過程結束時的狀態(tài)最感興趣。 | |當生產問題相對清楚明了，產品混合度較高時，制造商一般優(yōu)先考慮檢 | |測的這一目標。由于AOI系統(tǒng)置于生產線的末端，在這個檢測階段，可以| |收集中大量的一般性工藝數據。 | | | |　　ICT的一次通過良率。通過在進行在線測試(ICT)之前捕獲和處理缺 | |陷印板，實施AOI能夠改進產品良率。目的是盡量減少大批量生產運行時| |ICT測試引起的潛在瓶頸。這一階段通過實施AOI可以獲得的工藝數據范 | |圍更廣，因為如上所述，AOI檢測一般是在生產線末端實施的。 | | | |　　AOI在生產線上的最佳位置取決于設備的性能以及必須解決什么生產| |問題。如果主要目的是監(jiān)控工藝過程，采取糾正措施以避免未來缺陷的 | |發(fā)生，AOI的最佳用場就是進行再流前的檢測了。對于再流前的檢測來說| |，AOI系統(tǒng)可放置在焊膏印刷之后，或者貼片機之后，或者細間距貼裝機| |器之后（見圖2和圖3）。 | | | |　　如果主要考慮的是檢測缺陷，因此要測試最終產品的質量，那么最 | |佳位置就是在生產線末端了。對大多數生產線來說，這意味著進行再流 | |后檢測。盡管絕大多數（如果不是全部）工藝缺陷很明顯，在再流后檢 | |測中可以得到監(jiān)控，但其信息的使用可能與在再流前位置上收集到的數 | |據應用完全不同（圖4和圖5）。 | | | |　　設備選擇 | |　　在檢測的基本原則和目標確定之后，設備選擇過程需要充分了解在 | |不同的操作環(huán)境下AOI系統(tǒng)的性能能否實現這些目標。要考慮的重要因素| |包括：系統(tǒng)精度、可重復性、速度、統(tǒng)計的虛假失效和誤接受（false | |fails與false accepts），設置的便利程度，以及CAD兼容性。 | | | |　　選擇設備的其他關鍵因素還有：報告與修理工具，檢測、修理、良 | |率提高與降低成本之間的重要聯系。畢竟，實施AOI所帶來的真正利益，| |就在于它能夠迅速確定并報告故障發(fā)生的位置及其性質，從而為操作人 | |員提供進行有效的工藝控制和/或修理所需的數據。 | |　　實時數據傳輸和統(tǒng)計數據工藝控制(SPC)軟件監(jiān)控缺陷趨勢，而自動| |警報幫助改善早期報警性能，為制造人員指明工藝偏移的根源（見圖6）| |。不同配置的機器都有集成的修理方案，適應在線或離線應用的需要， | |可以準確查明缺陷發(fā)生的位置。彩色圖像也有助于操作人員對所分析和 | |修理的缺陷進行驗證。 | | | |　　近來討論集中于工藝過程中的每臺機器與AOT系統(tǒng)之間的閉環(huán)設置上| |。按照這樣的安排，缺陷通過AOI被檢測出來，并自動追溯到產生缺陷的| |機器。理論上說，AOI系統(tǒng)可通過實時地改變變量以糾正缺陷（或提醒操| |作人員進行這一過程），應用于工藝過程控制。 | |　　最后，選擇任何AOI設備，都不能不考慮其價格。AOI系統(tǒng)價格不一 | |，從略高于3萬美元的離線設備，到超過20萬美元的高端設備不等。按任| |何投資收益比(ROI)計算，初次購買AOI的成本都是巨大的，因而當然要 | |確定AOI設備是否可以在生產線的多個位置發(fā)揮作用。無論如何，近來投| |入商用的新技術的發(fā)展，正將AOI的價格-性能曲線偏向有利于AOI用戶的| |方向?？紤]到其中攝像機和可選計算工具不斷變化的速度，別為過時的A| |OI方案花費太多，這一點相當重要。 | | | |結論 | |　　長久以來，電子制造商一直期望能夠確定和控制缺陷，從而改進質 | |量和提高產品良率。實踐證明實施AOI是實現這些目標的成功方法。通過| |仔細評估最適合特定要求的AOI檢測的目標和方法，制造商們可以在大大| |降低成本的同時，實現產品質量與整體產出率的理想結果。 | |中國的SMT | | | |　　正如我在SMTC May/Jun的專欄中提到的，我今年有幸到中國旅行了 | |數周，而且拜訪了各種各樣的EMS提供商。這是一次令人激動的經歷，但| |在訪問期間我不知道究竟在期待什么。比如說，基于中國的EMS供應商有| |多成熟？在中國所見到的事實令我吃驚，給我留下了深刻印象，有時甚 | |至讓我震驚不已。 | |　　SMT組裝向中國的轉移是迅速的，有時甚至是狂熱的。與此同時，美| |國本土的制造基地正以前所未有的速度衰落。我發(fā)現這種情勢十分令人 | |不安。海外制造并非新趨勢，可我相信，前段時間的產業(yè)衰退加速了這 | |一趨勢。在衰退期間，大多數高科技公司面臨收縮的要求和競爭更加激 | |烈的環(huán)境。眾所周知，其結果是收入減少，財務狀況惡化，公司規(guī)模收 | |縮。減少成本、改善財務狀況的需要，加速了向低成本制造地區(qū)特別是 | |中國的轉移。 | |　　三大基本因素使得在中國制造變得有極大吸引力：低成本的勞動力 | |，豐富與穩(wěn)定的勞動力供應，以及靠近供應鏈中的原材料供應地。當然 | |也有一些因素使得在中國生產發(fā)生一定困難：語言障礙，中國的地理位 | |置遙遠，社會和政治方面的差異等。然而，這些負面因素，與前面提及 | |的三大正面因素相比較，就顯得微不足道了。 | |　　除了美國，我還訪問過愛爾蘭、日本和墨西哥，了解其SMT運作狀況| |，可我對在中國將等待著我的會是什么卻毫無概念。總體來說，我對中 | |國工廠的成熟水平和生產能力感到吃驚。以下就是我所見到的情形： | |　　o工廠規(guī)模。 我最先關注的就是工廠的規(guī)模。有些制造基地位于設 | |備齊全的獨立的小城市。所有的制造基地都是公司園區(qū)或工業(yè)園區(qū)的一 | |部分。在有些地方，這種園區(qū)面積達數百英畝。多幢建筑提供了成千上 | |萬平方英尺的制造場地。生產人員多達數千，有時更多達數萬。許多雇 | |員住在公司園區(qū)或工業(yè)園區(qū)中的公司宿舍里在。通常提供飲食也是雇員 | |收入的組成部分。 | |　　o現代建筑與設備。除了有一個例外，所有工廠都達到最新的技術水| |平。建筑新穎、潔凈，維護良好（進入大樓時我必須穿上鞋套），都是 | |專為計劃中的應用設計的。SMT和通孔組裝線配備有最新的高端設備（印| |刷機、貼片機等），并且優(yōu)先考慮積極的預防性維護；設備維護良好， | |運行正常。也很注重機器效率和設置/變換時間?？傊袊闹圃焐淘趞 |很短的時間內發(fā)展了相當高水平的SMT工藝能力。 | |　　o生產人員。我對各種層次人員的技能、知識和成熟水平印象極深。| |其經驗深度遠遠超過我的預期。許多工程師和管理人員來自其他國家或 | |地區(qū)，如中國臺灣，有著多年的SMT從業(yè)經驗。我對其生產人員的專心和| |自律也產生了深刻印象。每個人都在為工廠的成功全力以赴，可以明確 | |感受到他們的緊迫感和責任感。 | |　　o質量控制。我沒有看到什么新的傳奇的質量控制工藝。中國人采用| |其他工廠通用的方法，即大量的視覺檢測，也有一部分自動光學檢測(AO| |I)。正如絕大多數電子制造操作，在線和功能測試被廣泛采用。工廠也 | |廣泛采用核查表來確認任務完成，特別是在設置與變換期內。正如我前 | |面提到的，特別突出的是生產線上工作的人員的自律，他們專心致志地 | |工作，很少聊天。他們開口說話的時候，也一定是與工作相關的。 | |　　概括地說，中國已經發(fā)展起了并不局限于SMT組裝的強大的SMT制造 | |能力；他們也發(fā)展起了強大的印制電路板（PCB）制造和金屬加工能力，| |如此等等。中國迅速地成長為制造業(yè)巨人；中國的制造商重視制造，視 | |之為國家優(yōu)先支持發(fā)展的領域。我很擔心我們沒有認識到建立強大的本 | |土制造基地的價值。如果我們失去了我們絕大部分的制造能力和專業(yè)技 | |術，我們的經濟將發(fā)生何種變化呢...
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