Перейти к содержанию

Автоматическая оптическая инспекция (AOI)

После печи оплавления плату на линии фотографируют камеры и сравнивают снимок с эталоном: на месте ли компоненты, нет ли сдвига, перемычек и недостатка припоя. Это AOI. Она быстрая, но видит только то, что видно сверху.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

AOI (automated optical inspection, автоматическая оптическая инспекция) — проверка собранной печатной платы камерами на линии поверхностного монтажа. Установка снимает плату под разным освещением и сравнивает изображение с эталоном или с правилами для каждого компонента: есть ли компонент, на месте ли он, не повёрнут ли, есть ли припой в соединении и нет ли перемычек. AOI ставят после установки компонентов и после печи оплавления, а отпечаток пасты перед установкой TI в SLUA271 тоже рекомендует проверять.

Что видит камера

AOI видит только то, что открыто сверху и сбоку: выводы корпусов SOIC и QFP, галтели чип-компонентов, вставшие торцом резисторы («надгробие»), сдвиг и поворот корпуса. Для привязки снимка к плате используют реперные знаки — те же, по которым компоненты ставит установщик; его система технического зрения, как описывает TI в AN-1126, распознаёт корпус по силуэту или по шарикам.

Чего AOI не видит

  • Пайку под корпусом. TI в справочнике по корпусам flip-chip BGA пишет, что традиционные системы AOI не могут проверить соединения матричных корпусов после оплавления: камеры не видят сквозь корпус, а смотреть сбоку мешают очень малый зазор и соседние компоненты. То же относится к центральной площадке QFN.
  • Пустоты. Газовые пузыри внутри припоя снаружи не видны ни камере, ни эндоскопу; их находят рентгеном.
  • Боковую галтель обычного QFN. TI отмечает, что у QFN наружная галтель не гарантирована, и IPC-A610D её не требует. Камере нечего оценивать, поэтому для QFN, которые нужно проверять оптически, выпускают корпуса со смачиваемыми торцами.

AOI вместе с рентгеном

Прямого сравнения AOI и рентгена у TI нет. В табл. 10 справочника SPRU811 по данным Metcal сравниваются рентген и эндоскопический оптический контроль — осмотр соединений под корпусом сбоку через эндоскоп: эндоскоп видит установку, перемычки, холодную пайку, избыток флюса и загрязнения, но не пустоты, а рентген — пустоты и соединения под корпусом. Эндоскоп TI считает удобнее для разработки и мелких серий, рентген — для больших, а полное покрытие даёт сочетание методов. Для линии с AOI вывод тот же: AOI закрывает видимые дефекты, рентген — скрытые. QFN и SON при оплавлении самоцентрируются, и сдвиг, если случается, — на целую площадку, поэтому совмещение таких корпусов после печи проверяют грубым визуальным осмотром.

Частые вопросы

Что находит AOI?

Всё, что видно сверху: отсутствующий или перевёрнутый компонент, сдвиг и поворот, вставший торцом чип, перемычки между выводами корпусов с видимыми выводами, недостаток или избыток припоя в галтели. AOI сравнивает снимок с эталоном, поэтому хорошо ловит повторяющиеся ошибки процесса.

Почему AOI не проверяет пайку BGA?

Соединения BGA спрятаны под корпусом. TI в справочнике по корпусам flip-chip BGA пишет, что традиционные системы AOI не могут их проверить после оплавления: камеры не видят сквозь корпус, а посмотреть сбоку мешают малый зазор и соседние компоненты. Для таких соединений применяют рентген.

AOI или рентген — что выбрать?

Это не замена, а дополнение. AOI проверяет то, что видно сверху и сбоку, а соединения под корпусом BGA, по TI, традиционные системы AOI проверить не могут — для них нужен рентген. Прямого сравнения AOI с рентгеном в документах TI нет: в табл. 10 справочника SPRU811 по данным Metcal сравниваются рентген и эндоскопический оптический контроль, и вывод там — полное покрытие даёт сочетание методов.

Источники

  1. Texas Instruments. Flip Chip Ball Grid Array Package Reference Guide (SPRU811A, May 2005) — разд. 7.1: соединения матричных корпусов скрыты под корпусом, поэтому традиционные системы AOI не могут проверить их после оплавления — камеры не видят сквозь корпус; смотреть сбоку мешают очень малый зазор и близкие соседние компоненты; неразрушающие методы TI — рентген, ВАХ, TDR, SAM, эндоскоп; табл. 10 (по данным Metcal): эндоскопическая оптика видит установку, перемычки, холодную пайку, проблемы оплавления, пустые места, избыток флюса и загрязнения, но не пустоты; оптика лучше для разработки и мелких серий, рентген — для больших серий, полное покрытие даёт сочетание методов
  2. Texas Instruments. QFN and SON PCB Attachment (SLUA271C, revised December 2023) — разд. 4.2: перед установкой компонентов рекомендуется осмотр отпечатка пасты; разд. 5.4: системы рентгеновского контроля — от ручных до автоматических с оптической инспекцией; QFN и SON самоцентрируются при оплавлении, сдвиг если и бывает, то на целую площадку, поэтому после оплавления достаточно грубой визуальной проверки совмещения; реперные знаки помогают визуальной проверке и ручной установке; разд. 5 и рис. 5-3: наружная галтель у QFN не гарантирована, IPC-A610D её не требует
  3. Texas Instruments. AN-1126 BGA (Ball Grid Array) (SNOA021C, May 2004) — разд. 6.1: контроль объёма пасты и рентген до и после оплавления в процессе монтажа BGA; разд. 6.5: установщики имеют систему технического зрения, которая распознаёт корпус по силуэту или по отдельным шарикам; BGA самоцентрируется, если шарик совмещён с площадкой хотя бы на 50 %

Нашли ошибку?

Смотрите также