利用超高解析度智能3D輪廓分析傳感器提高產品良率
即將迎來2021年,誰是明年最熱門產業?你可以會選5G產業、AI人工智慧、生技醫療、AIoT或大數據,但你可曾想過,不管前述哪個產業引領風潮,都會帶動PCB (Printed Circuit Board印刷電路板)的出貨量。PCB被稱為電子系統產品之母,連結各類元件電性,並讓元件產生功效,是電子產品不可或缺的電子零件,直接影響電子產品的可靠度及性能。
在工廠裡,PCB製造完成後,只是空板,還需要組裝上電子元件,焊接IC、電阻、電容、電感、連接器等零件才能成為完成品,就稱為PCBA (PCB Assembly),目前主流的PCBA組裝方式為SMT (Surface Mount Technology 表面貼焊技術)先在空板上印刷錫膏,把電子元件貼片於PCB,然後流經回焊高溫爐,將元件透過錫膏焊接黏貼於PCB上。
目前在SMT過程中經常出現一些不良現象,降低良率。這些現象包括:元件反向、少件、錯件、短路、立碑、偏位、假焊、錫珠、反白、元件破碎等,這些問題如果沒有及時發現,將影響良率和產能,嚴重則可能造成鉅額損失。因此,SMT組裝線上常配備AOI(Auto Optical Inspection自動光學檢測),檢測電路板上的元件焊錫組裝後的品質,或檢查錫膏印刷後是否符合標準。
傳統2D AOI 無法符合PCBA檢測需求
然而,傳統AOI因為技術和運算能力的限制,有些先天上的盲點,例如有些灰階或陰影明暗不明顯,較容易出現誤判情況;有些被遮蓋到的元件和位於元件底下的焊點,因為傳統AOI只能檢測光線直射能到達的地方,就會檢測不到。另外,有些問題例如:錯件、錫橋、少錫、翹腳等,因受制於解析度、角度、光線等因素,難以達到百分百的檢出率。不過,隨著3D技術的發展和MCU(Microcontroller Unit微控制器)運算能力的進步,愈來愈多廠商推出立體3D影像技術,比原來2D影像更真實,也更容易比對出問題點。
在SMT產線上,過完回焊爐後的AOI檢測,雖然能夠即時將不良現象反應給SMT製程,提高產品良率,但是等到它檢查到有不良品時,已成事實,如果在回焊前就找出可能的問題,加以改正,就可以減少爐後修復的問題,降低成本。因此,愈來愈多SMT產線爐前也設置AOI檢測。
回焊爐前檢測、3D輪廓分析有效提高PCBA良率
在回焊爐前進行檢測能帶來哪些好處呢?可以預先檢查出貼片是否缺件、極性反、偏移、錯件等問題。而且因應世界各國對電子產品EMI的要求,愈來愈大量電子產品使用屏蔽照,以阻絕電子干擾,甚至在SMT製程就直接焊接在電路板上,有些設計會在屏蔽罩下安置大顆零件,以充分應用電路板上有限的空間,但是這樣的設計讓爐後檢測無法檢查到元件的問題。因此,SMT產線在爐前也設置AOI檢測,更能有效提高產品良率。
此外,針對傳統AOI檢測的盲點,凌華科技在視覺檢測上,將研發重心放在高解析度、高智能和3D輪廓分析,尤其是3D輪廓分析,以檢測產品堆疊/缺料、PCBA上元件歪斜/浮高為例,採用2D技術,只能拍攝元件表面的文字和顏色,很難判斷零件堆疊/缺少的高度變化、元件歪斜/浮高的程度,此時若採用3D輪廓分析傳感器,就能有效發揮Z軸量測功能,找出問題。

凌華科技ZX-5000回焊爐前及爐後檢測以3D輪廓分析有效提高PCBA良率PCB是電子產品之母,良率差個 1%、2%,做出來的電子產品可能影響使用者便利性甚至安全,配置完善的檢測設備非常重要,傳統2D AOI檢測有無法克服的盲點和侷限,採用3D輪廓分析技術的設備,讓原本的平面圖,變成立體模型,原本只能正面檢查元件,連側邊元件的焊錫點都能檢查到,有助於整體PCBA良率的提升,升級SMT產線時,建議列為優先考量。
凌華科技ZX-5000超高解析度智能3D輪廓分析傳感器針對以上需求,提出完美對應的解決方案。不論客戶需求2D或是3D輪廓的描繪、組件平整性 連接器共面性、奈米級精度確認等,甚至是組裝缺陷的偵測,對於一般的電子 行業、汽車組裝行業、食品加工業、高精密檢測行業的各類型檢測或是精密對位,ZX-5000都能滿足客戶的需求。
ZX-5000產品特色 :
- 高精度掃描2048點
- 測量範圍42到186 mm
- 測試距離最短~115mm
- 景深可達± 7.5 mm
- 分辨率最高達0.022毫米
- 重複性極佳可保持在0.8um以內
- 450nm藍光光源,有效降低環境影響
凌華科技視覺應用方案ZX-5000全新上市,了解更多產品資訊請見
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