采用3D轮廓分析检测 有效提升PCBA良率

利用超高解析度智能3D轮廓分析传感器提高产品良率

即将到来的2021年最热门的产业是什么?可能是5G产业、AI人工智能、生物医疗、AIoT或大数据,但不论哪个产业引领风潮,都会带动PCB(Printed Circuit Board, 印刷线路板)的出货量。PCB被称为电子系统产品之母,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体,直接影响电子产品的可靠度及性能。

在工厂里,PCB制造完成后只是空板,还需要组装电子元器件,焊接IC、电阻、电容、电感、连接器等零件才能成为完成品,称为PCBA(PCB Assembly),目前主流的PCBA组装方式为SMT (Surface Mount Technology, 表面贴装技术),即先在空板上印刷锡膏,把电子元器件贴片到PCB上,然后经回流焊高温炉,将元器件通过锡膏焊接贴装在PCB上。

目前在SMT过程中经常出现一些不良现象,降低良率。这些现象包括:组件反向、少件、错件、短路、立碑、偏位、假焊、锡珠、反白、组件破碎等,这些问题如果没有及时发现,将影响良率和产能,严重则可能造成巨额损失。因此,SMT组装通常会在生产线上配备AOI(Auto Optical Inspection, 自动光学检测),检测电路板上的电子元器件焊锡组装后的质量,或检查锡膏印刷后是否符合标准。

传统2D AOI无法满足PCBA检测需求

传统AOI因为技术和计算能力的限制,有先天的不足之处: 有些灰阶或阴影明暗不明显,较容易出现误判情况; 由于传统AOI只能检测光线直射能到达的地方,有些被遮盖到的组件和位于组件底下的焊点就会检测不到; 有些例如错件、锡桥、少锡、翘脚等问题,因受制于分辨率、角度、光线等因素,难以达到百分百的检出率。

在SMT生产线,经过回流焊炉后的AOI检测,虽然能够实时将不良现象反应给SMT制程,提高产品良率,但是等检查到有不良品时,已成事实,如果在回流焊接前就找出可能的问题,加以改正,就可以减少炉后修复的问题,降低成本。因此,越来越多的SMT生产线在炉前也设置AOI检测。

回流焊炉前检测、3D轮廓分析有效提高PCBA良率

在回流焊炉前进行检测,可以预先检查出贴片是否缺件、极性反、偏移、错件等问题。而且为了应对世界各国对电子产品EMI的要求,大量电子产品使用屏蔽罩,以阻绝电子干扰,甚至在SMT制程就直接焊接在电路板上,有些设计会在屏蔽罩下安置大颗零件,以充分应用电路板上有限的空间,但是这样的设计让炉后检测无法检查到组件的问题。因此,SMT生产线在炉前也设置AOI检测,更能有效提高产品良率。

近年来,随着3D技术的发展和MCU(Microcontroller Unit, 微控制单元)计算能力的进步,越来越多的厂商推出3D立体图像技术,比原来2D图像更真实,也更容易比对出问题点。 针对传统AOI检测的盲点,凌华科技在视觉检测上将研发重心放在高分辨率、高智能和3D轮廓分析上面。尤其是3D轮廓分析,以检测产品堆栈/缺料、PCBA上组件歪斜/浮高为例,采用2D技术,只能拍摄组件表面的文字和颜色,很难判断零件堆栈/缺少的高度变化、组件歪斜/浮高的程度,此时如果采用3D轮廓分析传感器,就能有效发挥Z轴测量功能,找出问题。

<br />凌华科技ZX-5000回焊炉前及炉后检测以3D轮廓分析有效提高PCBA良率

凌华科技全新的超高分辨率智能3D轮廓分析传感器ZX-5000系列,不论客户需求2D或是3D轮廓的描绘、组件平整性、连接器共面性、纳米级精度确认等,甚至是组装缺陷的检测,对于一般的电子行业、汽车组装行业、食品加工业、高精密检测行业的各类型检测或是精密对位,ZX-5000都能满足客户的需求。

PCB是电子产品之母,良率相差1%、2%,做出来的电子产品可能影响用户便利性甚至安全,配置完善的检测设备非常重要。传统2D AOI检测有无法克服的盲点和局限,采用3D轮廓分析技术的设备,让原本的平面图变成立体模型,原本只能正面检查组件,现在连侧边组件的焊锡点都能检查到,有助于整体PCBA良率的提升。

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

点击查看ZX-5000的详细介绍:
https://www.adlinktech.com/Products/Machine_Vision/IndustrialCamera/ZX-5000_Series?lang=zh-cn

作者:王瑞麟
作者:王瑞麟

凌华科技智能机械产品管理部产品经理