Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Вторник, 18 июня
 
 


Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Первый герметик паяных соединений

Генерация тестов диагностики неисправностей перехода между логическими состояниями с применением средств генерации тестов для константных неисправностей

В статье представлен метод генерации диагностических тестов для обнаружения неисправностей перехода между двумя логическими состояниями. Для запуска тест-векторов использовался метод последовательной подачи тест-векторов, так называемый «запуск по захвату» (LOC). Предложенный алгоритм генерирует тест-векторы для заданных пар неисправностей с помощью средств генерации тестов для контактных неисправностей таким образом, чтобы их можно было различить. Неразличимые пары неисправностей идентифицируются, поэтому предложенный алгоритм обеспечивает полное и всестороннее тестирование независимо от возможности различения той или иной пары неисправностей. В статье подробно рассмотрены условия, позволяющие различить любую пару неисправностей и их преобразование в условия, позволяющие обнаружить константную неисправность. При этом исходная цепь разрывается, и в разрыв вводится некоторая дополнительная логическая часть, необходимая для генерации тест-вектора. Экспериментальные результаты показали, что предложенный метод позволяет генерировать тест-векторы, способные различить пары неисправностей, неразличимые другими коммерческими инструментами генерации тест-векторов, и таким образом идентифицировать все неразличимые ранее пары неисправностей.

Методика достижения запланированного качества и надежности. Предупреждающие действия

Во второй части статьи (начало в журнале «Производство электроники» № 4, 2011) автор подробно рассказывает о комплексе мероприятий, которые нужно провести, чтобы исключить поступление в производство дефектных комплектующих, а также предупредить возможные технологические дефекты, связанные со смещением выводов или неудовлетворительным припоем. Кроме того, здесь чётко обозначены требования к производственным помещениям и их оснащению, к персоналу, технологической документации и обслуживанию оборудования, без выполнения которых невозможно обеспечить повторяемость параметров технологического процесса и технических характеристик выпускаемых изделий.

Реклама

По вопросам размещения рекламы обращайтесь в отдел рекламы

Реклама наших партнеров

 

12 октября

Особенности выбора системы оптического контроля

Огромное количество заказчиков систем автоматической оптической инспекции (АОИ) испытывают трудности при выборе правильного решения. Проблемы начинаются с попыток разобраться в различиях между системами, предлагаемыми разными поставщиками, т.к. необходимо понять те разные технические термины, которые описывают одинаковые функции, а затем сравнить усовершенствованные опции, установить, насколько просто изделие эксплуатируется, программируется, обслуживается и т.д. В статье даются основные рекомендации для оптимального выбора АОИ.



П

ри выборе системы оптического контроля необходимо, что называется, уметь читать техническое описание между строк. Производители часто акцентируют внимание заказчиков на главных функциях, но не говорят о тех опциях, которые не представлены в их продукции. Тщательное сравнение изделий всех производителей — ключ к выбору той системы оптического контроля, которая удовлетворит всем потребностям покупателя.
В первую очередь, многие заказчики обращают внимание на цену изделия, не учитывая дополнительных расходов на обучение персонала, ремонт, приобретение лицензий на программное обеспечение или договор на техническое обслуживание. При покупке оборудования следует поинтересоваться, во сколько обойдется эксплуатация системы в течение первых пяти лет.

Встроенная или автономная?

Одним из наиболее важных вопросов касательно используемого оборудования является вопрос о том, каким оно будет — встроенным или автономным. Встраиваемые системы интегрируются в состав имеющегося производственного оборудования и потому должны соответствовать ему по производительности. Часто недорогие встраиваемые АОИ являются узким местом всего производственного цикла. Автономные системы не зависят от производственного цикла. Цены на эти решения ниже, поскольку в них не используются конвейеры и в этом случае не выполняются манипуляции с печатными платами.

Какова скорость?

Скорость осуществления контроля системой определяется несколькими показателями. Во-первых, конечно, скоростью перемещения камеры вдоль тестируемого участка. Во-вторых, количеством изображений, углов зрения и положений исследуемого объекта, которые требуется получить. В-третьих, скоростью обработки данных программным обеспечением: позволяют используемые алгоритмы работать в реальном времени или системе требуется дополнительное время на обработку изображений.
Кроме того, время контроля определяется скоростью загрузки/выгрузки печатных плат, способностью выполнять осмотр нижней и верхней частей платы, а также скоростью работы устройства формирования изображения. Производители АОИ часто указывают скорость выполнения сомотра с помощью такого показателя как площадь поверхности в единицу времени. Однако эти цифры следует считать усредненными, т.к. они зависят от плотности размещения элементов на печатной плате и вида выполняемого тестирования. Таким образом, производителям следует указывать диапазон значений времени инспекции для конкретного значения производительности системы. Наилучшим способом определения правильной величины скорости является эталонное тестирование на собственных платах.

Частота ошибок

Любой показатель скорости бессмыслен, если оборудование не обеспечивает требуемую точность и стабильные результаты. Показатель ошибок определяет способность оборудования находить действительные повреждения при низком проценте обнаружения ложных дефектов. Этот показатель зависит от многих других факторов, к которым относятся алгоритм распознавания, качество изображений или производственный процесс. Хорошо настроенная система оптического контроля сделает много ошибок, если производство печатных плат не налажено должным образом.
Например, причинами флуктуации процесса пайки могут быть установщик компонентов или различия в том, как выглядят эти компоненты. Если у видеокамеры в системе автоматического оптического контроля невысокое разрешение, возникнут трудности при инспекции небольших компонентов, например, типоразмера 01005, либо неправильный параметризованный алгоритм для контроля паяных соединений не будет обнаруживать перемычки. Любые из этих факторов могут увеличить частоту ошибок. Хорошо отлаженная АОИ не только упрощает процесс испытаний, но и является очень хорошим индикатором качества производственного процесса. Современные системы должны предоставлять статистику отказов и располагать интерфейсами для программного обеспечения по управлению процессом.

Подсистема освещения

Подсистеме освещения часто уделяется недостаточное внимание. По крайней мере, источник света не в меньшей мерер, чем видеокамера и линзы, является причиной многих ошибок при осмотре печатных плат. Для обеспечения соответствия спецификациям широкого ряда электронных компонентов требуется гибкая система освещения. Светодиодные подсистемы получили широкое распространение в АОИ в последние годы благодаря возможности использовать эти источники света с разным цветом излучения и в различных конфигурациях.
Приведем несколько примеров систем освещения.
– Кольцевая конфигурация линз для освещения сверху вниз, позволяющая проверять наличие компонентов и качество паяных соединений. Недостаток: в случае образования перемычек между выводами ИС возникают ошибки, вызванные остатками флюса или применением трафарета для нанесения припоя.
– Подсветка в разных направлениях и под разными углами падения. Используется для обнаружения перемычек, образованных припоем. Позволяет уменьшить количество ошибок, обеспечивает высококонтрастное отображение лазерных меток и знаков полярности.
– Освещение разным цветом. Обеспечивает высококонтрастное отображение цветных знаков полярности, а также различение компонентов со стороны пайки. Позволяет уменьшить частоту ошибок.
Кроме того, если плата изготовлена из различных материалов или у компонентов разные цвета, при осмотре требуется регулировка яркости освещения. В разных случаях следует обеспечить те или иные параметры освещения. Установка OptiCon от компании GOEPEL Electronics обеспечивает все перечисленные выше конфигурации системы освещения и легкий доступ к перечисленным функциям с помощью заранее определенных параметров в зависимости от типа выполняемой задачи. Например, для безопасного контроля перемычек, образованных припоем, применяется специальное освещение, которое выявляет дефекты, несмотря на загрязнение флюсом или трафареты (см. рис. 1). Пользователь имеет возможность выбрать тот или иной цвет освещения, чтобы в безопасных условиях определить полярность, т.е. цветные метки.

 

Рис. 1. Перемычки на выводах микросхемы, образованные припоем

 

Пикселомания

В состав типовой системы оптического контроля входит, по крайней мере, одна расположенная сверху видеокамера с осветительным модулем, однако часто для осмотра требуются камеры, обеспечивающие наклонный вид платы под углом 45°. Например, такие камеры требуются при инспекции паяных соединений микросхем и, в первую очередь, J-выводов или в тех случаях, когда THT-компоненты либо теплоотводы загораживают вид некоторых участков платы (см. рис. 2). Поставщики решают эту задачу с помощью нескольких наклонных камер. Компания GOEPEL Electronics разработала систему, в которой такие видеокамеры совершают полный оборот вокруг объекта с шагом в 1°.

 

Рис. 2. Наклонный вид платы


Разрешение стандартной видеокамеры находится в диапазоне 1–16 Мп, однако этот параметр не учитывает влияние таких важных характеристик объектива как дифракция и искажение. Значительное влияние на опознавание деталей оказывает конструкция оптической системы и ее оптимальное согласование с ПЗС-матрицей видеокамеры. Одним из возможных способов получения более четкого изображения является настройка оптической системы в соответствии с разрешением видеокамеры (см. рис. 3).

 

Рис. 3. Стандартное разрешение изображения (слева); изображение, полученное с помощью отлаженной оптической системы (справа)


Еще одной важной особенностью современных АОИ-систем является использование телецентрических линз, которые устраняют искажения в оптических системах.
Применение этих линз обеспечивает очень высокое качество изображения и существенно уменьшает искажения, возникающие при виде сверху каждого участка инспектируемой зоны. Такое усовершенствование уменьшает объем работы отладочной программы и снижает частоту ошибок при тестировании качества изделий. Телецентрические линзы обеспечивают решающее преимущество при инспекции плат с высокой плотностью размещения компонентов, а также при контроле микросхем с большим количеством выводов, расположенных с мелким шагом (см. рис. 4).

 

Рис. 4. Преимущества использования оптической системы с телецентрическими линзами


Программное обеспечение

Поставщики систем АОИ, как правило, для обнаружения дефектов пользуются двумя методами. Первый из них заключается в сравнении образцовых изображений с полученными в результате осмотра. Пользователь имеет возможность задать пороговое качество изображения и настроить систему в соответствии с этим парамет­ром.
Намного более эффективным методом является метод нейронных сетей. Эталонные показатели и тестовые параметры сохраняются в памяти системы, которая проходит обучение с каждым новым заданием. Этот принцип отличается большей гибкостью и быстротой реакции. Для более успешного освоения такой системы поставщики предоставляют пользователю библиотеки компонентов, в которых определены параметры тестирования, размеры и вариации большинства стандартных компонентов.
Системы OptiCon от GOEPEL Elec­tronics также оснащены этими библиотеками, готовыми к использованию. Для ускорения производства необходимо обеспечить возможность создания и оптимизации тестовых программ, несмотря на их большое разнообразие.
Все параметры контроля можно изменять на четырех уровнях: одного компонента на печатной плате; типа модели в текущей программе тестирования; всех новых тестовых программ или всех новых и существующих тестовых программ. Концепция системы OptiCon основана на достижении главной цели — получить стабильно функционирующую и надежную тестовую программу в кратчайшие сроки, а также обеспечить гибкие возможности настройки в соответствии с требованиями к качеству и условиям эксплуатации.

Гибкость системы и ее опции

Гибкость конфигурации системы определяется не только ее программным обеспечением и параметрами управления, но и возможностью подключения дополнительных модулей, которые позволяют уменьшить частоту ошибок. Системы OptiCon предусматривают установку следующих дополнительных модулей:
– камеры на расстоянии 50 мм от исследуемой поверхности для безопасной инспекции THT-ком­по­нентов большой высоты (например, электролитических конденсаторов в корпусе);
– лазерной системы измерения высоты, которая позволяет осуществлять копланарную инспекцию, например, BGA-компонентов, с точностью в микрометровом диапазоне (см. рис. 5);
– наклонной камеры, с помощью которой осуществляется осмотр критических компонентов (например, обнаружение перемычек и контроль качества паяных соединений компонентов в корпусах PLCC и SOJ);
– модуля периферийного сканирования, в состав которого входит контроллер 1149.x и программное обеспечение.
– видеокамеры для контроля нанесения паяльной пасты. Этот модуль устанавливается рядом с основной камерой, обеспечивая всю полноту тестирования до этапа установки компонентов.
– встроенного считывателя штрих-кода для отслеживания плат и улучшения контроля качества.

 

Рис. 5. Высокоточная копланарная инспекция


Принятие решения

Как правило, процесс принятия решения начинается с поиска в интернете подходящего оборудования или посещения торговой выставки, контакта с поставщиками и уточнения технических параметров, цен, стоимости обслуживания и поддержки конкретных систем. На этом этапе заказчик может прийти к поставщику с собственной дефектной платой, чтобы оценить с помощью предлагаемой системы оптического контроля объем необходимого программирования, частоту ошибок и точность контроля. Визит к поставщику позволяет также сложить мнение о компании и ее сотрудниках. Результаты эталонного тестирования в сочетании с опытом и интуицией инженеров, проводящих испытания, помогают сделать правильный выбор в приобретении оборудования. Наконец, не так редко системы АОИ арендуются на некоторое время до их приобретения, чтобы на практике оценить их эффективность.

Выводы

Выбор АОИ-системы требует немало усилий, основанных на использовании многих критериев и подходов. Необходимо понять, какие функции требуются от системы в настоящем времени и в будущем. Выбор такой системы определяется типом печатной платы и требованиями к испытанию компонентов, а также включает ответы на вопросы о том, какой тип оборудования необходим (встроенное или автономное), какая обеспечивается скорость, точность контроля и какие дополнительные модули можно подключить. Особое внимание следует уделить модулю записи изображения и подсистеме освещения, т.к. эти блоки определяют гибкость работы с платами разных типов. Эффективная и удобная среда управления библиотекой данных позволяет экономить время, отведенное на операции с новыми печатными платами.
При выборе системы АОИ необходимо сравнить достоинства и недостатки продукции разных поставщиков, выполнив несколько эталонных тестов. Следует также поинтересоваться, какие функции помимо уже имеющихся можно реализовать в течение 6–24 месяцев, узнать стоимость ремонта и возможность оперативного получения техподдержки.



Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
Оцените материал:

Автор: Патрик Шухард (Patrick Schuchardt), инженер по контролю качества



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2019 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты