Mắt của chất lượng: Công nghệ kiểm tra tự động trong lắp ráp PCB (AOI, SPI, AXI)

Trong lắp ráp PCB khối lượng lớn, độ tin cậy cao, việc kiểm tra bằng mắt thường của con người không thể đạt được tốc độ, tính nhất quán và tính khách quan cần thiết. Điều này đã dẫn đến việc áp dụng các hệ thống Kiểm tra tự động tinh vi, đóng vai trò là người bảo vệ chất lượng vô tư, không mệt mỏi ở các giai đoạn quan trọng.Kiểm tra keo hàn (SPI) là tuyến phòng thủ đầu tiên, xảy ra ngay sau khi in stencil. Sử dụng phép đo tam giác laser hoặc chiếu quang học 3D, hệ thống SPI đo thể tích, chiều cao, diện tích và căn chỉnh của mọi lớp keo hàn. Bằng cách phát hiện các khuyết tật in—cầu nối, không đủ keo, múc—trước khi đặt linh kiện, SPI ngăn ngừa việc sửa chữa tốn kém và là nền tảng của việc kiểm soát quy trình. Dữ liệu kiểm soát quy trình thống kê (SPC) từ SPI được sử dụng để tinh chỉnh thiết kế stencil, cài đặt máy in và xử lý keo, đóng vòng lặp trên quy trình in.

Sau khi hàn lại, Kiểm tra quang học tự động (AOI) chiếm vị trí trung tâm. Được gắn với camera độ phân giải cao và nhiều sơ đồ chiếu sáng (màu sắc, góc), hệ thống AOI xác minh sự hiện diện, phân cực, giá trị (thông qua OCR) và độ chính xác vị trí của các linh kiện. Quan trọng nhất, chúng kiểm tra các mối nối hàn. Thông qua phân tích thuật toán về cách ánh sáng phản xạ khỏi mặt cong của mối nối, AOI có thể phát hiện một loạt các khuyết tật: tombstoning, bridging, không đủ hàn, hàn quá mức và các linh kiện bị lệch hoặc bị nâng lên. Hệ thống AOI hiện đại sử dụng thuật toán so sánh bảng vàng hoặc kiểm tra quy tắc thiết kế. Hiệu quả của chúng phụ thuộc rất nhiều vào việc lập trình: tạo các cửa sổ kiểm tra mạnh mẽ, đặt dung sai thích hợp và đào tạo hệ thống để phân biệt sự thay đổi quy trình có thể chấp nhận được với các khuyết tật thực sự, đồng thời giảm thiểu các cuộc gọi sai làm gián đoạn luồng sản xuất.

Để kiểm tra những gì quang học không thể nhìn thấy, Kiểm tra tia X tự động (AXI) là không thể thiếu. Đây là công cụ chính để xác minh tính toàn vẹn của các mối nối hàn dưới các linh kiện như Mảng lưới bi (BGA), Gói cấp chip (CSP) và QFN. AXI tạo ra hình ảnh 2D hoặc hình ảnh 3D (CT) dựa trên sự hấp thụ khác biệt của tia X bởi các vật liệu. Nó có thể phát hiện lỗ rỗng bên trong các quả cầu hàn hoặc mối nối, các khuyết tật đầu trong gối (trong đó quả cầu BGA và keo không kết hợp), cầu nối dưới linh kiện và không đủ hàn. Đối với các cụm hai mặt hoặc xếp chồng phức tạp, khả năng nhìn xuyên qua các lớp của AXI là vô song. Việc quản lý chuyên nghiệp các công nghệ kiểm tra này liên quan không chỉ đến hoạt động của chúng mà còn là sự tích hợp thông minh của dữ liệu của chúng. Việc liên kết dữ liệu SPI, AOI và AXI cho một số sê-ri bảng duy nhất cung cấp lịch sử sản xuất hoàn chỉnh, cho phép phân tích nguyên nhân gốc rễ thực sự và thúc đẩy cải tiến liên tục trong quy trình lắp ráp, cuối cùng đảm bảo rằng các khuyết tật tiềm ẩn được phát hiện trước khi sản phẩm đến hiện trường.