Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2004 №4

Экономичная система автоматической оптической инспекции электронных модулей на печатных платах VT9300C

Гафт Станислав


Трудоемкость производства электронных модулей на печатных платах в значительной степени определяется стоимостью проведения ремонтов для устранения технологических дефектов. При этом стоимость локализации дефекта составляет, как правило, 90% стоимости ремонта. Наиболее эффективным средством для решения указанных проблем в настоящее время являются системы автоматической оптической инспекции. Один из мировых производителей таких систем — транснациональная компания ORBOTECH Ltd. предлагает новое экономичное решение — систему VT9300C, отвечающую самым высоким требованиям современных производств электронной аппаратуры.

Автоматическая оптическая инспекция — осознанный выбор

Неуклонное повышение сложности электронных модулей на печатных платах: увеличение плотности монтажа компонентов и количества выводов интегральных микросхем при сокращении расстояний между ними — диктует новые подходы в организации производства.

Рассмотрим современное производство электронных модулей с производительностью 20 тыс. компонентов в час. Для обеспечения заданной производительности производство должно быть оснащено двумя современными установками для автоматического монтажа SMD-компонентов. Норма дефектов для самых современных автоматов составляет 50 ppm, то есть 50 компонентов из 1 млн могут быть не установлены либо установлены со смещением. Для линии, состоящей из двух автоматов, это означает, что прогнозируемое количество неустановленных или установленных со смещением компонентов в час равно 2. Принимая среднее количество выводов на один компонент равным 5, получаем прогнозируемое количество дефектов в час — 10.

Если производство ориентировано на выпуск электронных модулей, содержащих 100 компонентов, в час монтируется 200 модулей, 10 из которых (5%) будут дефектны.

Если производство ориентировано на выпуск электронных модулей, содержащих 1000 компонентов, в час монтируется 20 модулей, 10 из которых (50%) будут дефектны.

Если производство не оснащено средствами автоматического структурного контроля (автоматической оптической инспекции, автоматического внутрисхемного контроля), электронные модули после сборки поступают на операцию функционального электрического контроля. Отбракованные в процессе выходного электрического контроля модули поступают в ремонт. Время локализации дефекта для электронного модуля, содержащего 100 компонентов, составляет в среднем 15 минут. Для устранения технологических дефектов необходимо содержать в штате 3 инженеров-наладчиков.

Среднее время локализации дефектов для электронного модуля, содержащего 1000 компонентов, — 8 часов. При серийном производстве модулей такой сложности, даже при использовании самого современного сборочного оборудования, необходимо содержать 80 инженеров-наладчиков.

Следует также отметить, что подключение питающих напряжений, выходных нагрузок и входных воздействий в процессе выходного электрического теста и ремонта может привести к выходу из строя заведомо годных компонентов при наличии таких технологических дефектов, как короткие замыкания, обрывы (непропаи), неправильная полярность и т. д.

Кроме того, даже электрический тест может не выявить дефекты паяных соединений, связанные с нарушением компланарности выводов интегральных микросхем и недостаточным количеством припоя на контактных площадках (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Технологический дефект, связанный с нарушением компланарности выводов интегральной микросхемы
Рис. 1. Технологический дефект, связанный с нарушением компланарности выводов интегральной микросхемы
Рис. 2. Технологический дефект, связанный с недостаточным количеством припоя (паяльной пасты) на контактных площадках
Рис. 2. Технологический дефект, связанный с недостаточным количеством припоя (паяльной пасты) на контактных площадках

Указанные причины привели к широкому использованию систем автоматической оптической инспекции для контроля качества монтажа электронных модулей на печатных платах, позволяющих обеспечить для модулей, содержащих 100 компонентов, уровень дефектности на выходном электрическом контроле 0,1%, а для модулей, содержащих 500 компонентов, — 2,5%.

Система автоматической оптической инспекции VT9300C

Оправдывая ожидания производителей электронной аппаратуры, компания ORBOTECH — всемирно известный производитель систем автоматической оптической инспекции, разработала надежную экономичную систему VT9300C (рис. 3). Система

Рис. 3. Экономичная система автоматической оптической инспекции электронных модулей на печатных платах VT9300C
Рис. 3. Экономичная система автоматической оптической инспекции электронных модулей на печатных платах VT9300C

VT9300С — экономичное решение для предприятий с большой номенклатурой и среднесерийным объемом выпускаемой продукции. Система предназначена для контроля качества нанесения паяльной пасты, правильности установки компонентов, качества паяных соединений. Систему можно использовать для контроля печатных узлов с компонентами поверхностного монтажа и компонентами, монтируемыми в отверстия. Система VT9300С может работать как автономно, так и в составе автоматической производственной линии.

Система VT9300С производит диагностику и локализацию следующих дефектов:

  • отсутствие паяльной пасты;
  • неправильное нанесение паяльной пасты;
  • отсутствие компонента;
  • смещение компонента;
  • неверная полярность компонента;
  • плохое совмещение компонента с контактными площадками на печатной плате;
  • недостаточное или избыточное количество припоя в паяном соединении;
  • короткие замыкания;
  • холодные пайки и др.

VT9300С позволяет обнаруживать все основные виды дефектов, не закрываемые корпусами компонентов, в том числе и такие сложные для обнаружения, как:

  • приподнятый вывод компонента;
  • эффект «надгробного камня»;
  • неправильная форма галтели паяного соединения.

Система оснащена 13 усовершенствованными камерами с двумя различными разрешениями: стандартным разрешением для высокоскоростного контроля и высокочетким разрешением для прецизионного контроля. Количество камер и их расположение подобрано таким образом, чтобы было возможно производить анализ объемного изображения (3D) с высокой точностью и достоверностью при высокой производительности, достаточной в том числе и для встраивания системы в автоматические сборочные линии без замедления их работы. Схема расположения камер приведена на рис. 4.

Система VT9300С позволяет проверять печатные узлы с максимальным размером до 508x380 мм (область инспекции 498x370 мм) со скоростью инспекции 13 см2/с. Для облегчения программирования система имеет богатую библиотеку с описаниями стандартных и нестандартных компонентов, широкий набор конвертеров для различных программ проектирования. Программное обеспечение для статистического анализа дает производителю аппаратуры данные, помогающие уменьшить количество дефектов и существенно улучшить производственный процесс.

Рис. 4. Схема расположения камер в системе автоматической оптической инспекции VT9300C
Рис. 4. Схема расположения камер в системе автоматической оптической инспекции VT9300C

Дополнительно система может быть оснащена ремонтной станцией, позволяющей производить ремонт дефектных печатных узлов с идентификацией по бар-коду, индикацией места дефекта на плате и визуальным представлением дефекта на экране компьютера.

Применение системы автоматической оптической инспекции VT9300C позволяет:

  • обеспечить высокий уровень тестового покрытия структурных технологических дефектов (отсутствие компонента, смещение компонента, разворот компонента на ребро, неправильная ориентация компонента, отсутствие вывода компонента, недостаточное количество припоя, неверная форма галтели в точке пайки, короткое замыкание и др.);
  • обеспечить высокий уровень качества выпускаемых изделий за счет контроля каждого паяного соединения ПУ;
  • обеспечить высокий уровень надежности выпускаемых изделий за счет непрерывного контроля заданных параметров технологического процесса;
  • снизить трудоемкость ремонтов за счет обеспечения высокой точности локализации дефектов.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке