【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PCB數(shù)量與檢測(cè)總數(shù)的比率稱為誤報(bào)率（False Call）。誤報(bào)率直接影響著AOI機(jī)臺(tái)的工作效率，從而決定了SMT產(chǎn)線在AOI機(jī)臺(tái)之后的投出量，決定了SMT產(chǎn)線的產(chǎn)能；9. 返修PCB需要重新檢測(cè)，以避免在Hold和維修過(guò)程中產(chǎn)生新的不良。 AOI與SPCAOI技術(shù)的統(tǒng)計(jì)分析功能與SPC技術(shù)的結(jié)合為SMT生產(chǎn)工藝適時(shí)完善提供了有力的保障，PCB裝配的成品率進(jìn)而得到明顯提高。隨著現(xiàn)代制造業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)的受控越來(lái)越重要，對(duì)SPC資料的需求也不斷增長(zhǎng)。AOI系統(tǒng)的應(yīng)用將越發(fā)顯出其重要性。將AOI和SPC有效結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝制程快速、準(zhǔn)確地反饋，降低成本，提高成品率，從而也就提高了企業(yè)的利潤(rùn)。 SPC 概述SPC 即統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（Statistical Process Control），主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機(jī)波動(dòng)與異常波動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的異常趨勢(shì)提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時(shí)采取措施，消除異常，恢復(fù)過(guò)程的穩(wěn)定，從而達(dá)到提高和控制質(zhì)量的目的。在生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品加工規(guī)范的波動(dòng)是不可避免的。它是由人、機(jī)器、材料、方法和環(huán)境等基本因素的波動(dòng)影響所致。波動(dòng)分為兩種，即正常波動(dòng)和異常波動(dòng)。正常波動(dòng)是偶然性原因（不可避免因素）造成的，它對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，在技術(shù)上難以消除，在經(jīng)濟(jì)上也不值得消除。異常波動(dòng)是由系統(tǒng)原因（異常因素）造成的，它對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，但能夠采取措施避免和消除。程控的目的就是消除、避免異常波動(dòng)，使過(guò)程于正常波動(dòng)狀態(tài)。 AOI 和 SPC 的結(jié)合AOI 能實(shí)現(xiàn)兩類測(cè)量，即缺陷檢測(cè)（傳統(tǒng)意義的 AOI 應(yīng)用）和每塊 PCB 的差異測(cè)量，對(duì)有效的過(guò)程控制而言，兩類測(cè)量都需要。其中差異測(cè)量對(duì)實(shí)時(shí) SPC 應(yīng)用非常重要，它會(huì)根據(jù) AOI 系統(tǒng)類型及它所處生產(chǎn)線位置的不同而不同。為使 AOI/SPC成功用于生產(chǎn)線上，AOI 系統(tǒng)必須能產(chǎn)生錯(cuò)誤處理和報(bào)警，誤判率和缺陷檢測(cè)靈敏度會(huì)受檢查參數(shù)的影響，生產(chǎn)工藝變量越多，誤判的可能性就越大，缺陷檢測(cè)的復(fù)雜程度也越大。因此選擇在印刷、貼片、回流焊后或波峰焊后進(jìn)行檢查，誤判率會(huì)有明顯的不同。一般來(lái)說(shuō)，誤判率的高低取決于工藝變化及組裝板復(fù)雜程度。缺陷確定有時(shí)非常棘手。兩類缺陷即硬缺陷和軟缺陷，硬缺陷是二元性缺陷，如缺件和空焊；軟缺陷是參數(shù)性缺陷，如零件移位和錫量不足等，這些缺陷有一個(gè)判定范圍。用戶必須仔細(xì)地設(shè)定檢查參數(shù)，使設(shè)備不會(huì)在設(shè)定的缺陷范圍內(nèi)產(chǎn)生誤判。也可以從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看這種給定范圍的誤判，此時(shí)應(yīng)該在既能滿足保護(hù)要求又能使總體檢測(cè)成本最低的情況下，選擇最佳檢測(cè)參數(shù)。目前很多設(shè)備生產(chǎn)商在研發(fā)自帶印刷檢測(cè)系統(tǒng)的新型印刷機(jī)，其設(shè)計(jì)大多是將2D 檢測(cè)系統(tǒng)整合到印刷機(jī)內(nèi)，在檢查缺陷的同時(shí)對(duì)其數(shù)量和類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并反饋回去經(jīng)分析后對(duì)印刷機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到 AOI/SPC 結(jié)合的閉環(huán)控制。這種檢測(cè)系統(tǒng)具有特殊的要求：體積要小，可以裝配到印刷機(jī)內(nèi)；檢測(cè)速度要快，不影響印刷工作效率；涉及到閉環(huán)控制、判斷、統(tǒng)計(jì)和分析速度要快，并且要可靠，盡量減少誤判。 實(shí)時(shí)監(jiān)控利用目前 AOI 系統(tǒng)生成的標(biāo)準(zhǔn)缺陷數(shù)據(jù)和對(duì)變量的量測(cè)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢查并發(fā)現(xiàn)不良，只要有任何過(guò)程超出預(yù)設(shè)界限，系統(tǒng)都會(huì)提醒生產(chǎn)線操作員?；旧蠈?shí)時(shí)AOI/SPC 是連續(xù)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)線狀況，檢測(cè)出每塊板的不良，同時(shí)檢測(cè)貼片的效果、測(cè)定送料和吸嘴的性能并嚴(yán)格控制過(guò)程變量。這種系統(tǒng)關(guān)鍵有兩點(diǎn)，一個(gè)是要有快速準(zhǔn)確的 AOI 與系列生產(chǎn)線控制器相連，另外還需要一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)以維護(hù) AOI 數(shù)據(jù)，并快速將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成某個(gè)特定機(jī)器、送料器或吸嘴的信息。生產(chǎn)線控制器和數(shù)據(jù)服務(wù)器用一個(gè) RS485 網(wǎng)絡(luò)來(lái)收集數(shù)據(jù)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)允許從焊膏印刷機(jī)、貼片機(jī)、回流焊爐和 AOI 系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)計(jì)算最佳和平均生產(chǎn)周期，OEM 和 EMS 廠商能夠確定出系統(tǒng)的實(shí)際利用率。收集到的數(shù)據(jù)可以追溯有缺陷的吸嘴和送料器直至其制造廠商，也能追溯一個(gè)有缺陷的零件直到某個(gè)卷盤，此外還可以快速優(yōu)化生產(chǎn)線以適應(yīng)不同的產(chǎn)品種類。生產(chǎn)SPC分析AOI檢測(cè)制程控制 SPC品質(zhì)監(jiān)控3 AOI應(yīng)用實(shí)例 VI5K 本章將介紹筆者在實(shí)際工作中運(yùn)用VI5K機(jī)臺(tái)編制AOI程序的過(guò)程。引用的PCB模型為工作單位生產(chǎn)的聯(lián)想5700G版本。 VI5K簡(jiǎn)介法國(guó) SaintEgr232。ve ViTechnology公司是致力于為電子行業(yè)從后端半導(dǎo)體封裝到板卡裝配和最終測(cè)試提供設(shè)備和服務(wù)的全球供應(yīng)商，致力于研究、開(kāi)發(fā)、制造 、銷售和支持廣泛的一流創(chuàng)新設(shè)備和軟件解決方案。這些解決方案可提高所有電子生產(chǎn)線的生產(chǎn)率，同時(shí)提高成品質(zhì)量。旗下產(chǎn)品Vi－5K系列AOI適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)品微型化、高密度趨勢(shì)，針對(duì)檢 測(cè)焊錫、焊點(diǎn)、橋接、元器件 極性、X/Y/θ偏差等問(wèn)題，能進(jìn)一步預(yù)防瑕疵及減少返修率。 ViTechnology 備有subpixel 視覺(jué)工具，包括邊緣偵查工具及組合了Vectoral 影像法和先進(jìn)的校準(zhǔn)程序，提供最佳的準(zhǔn)確性、重復(fù) 性和閉合回路系統(tǒng) 。 VI5K機(jī)臺(tái)VI5K AOI設(shè)備性能：應(yīng)用于回流焊接以及混合模式回流焊前后；100%檢查：元件位置、缺失、極性以及元件位置精度、焊點(diǎn)品質(zhì)；提供JEDEC(電子工程設(shè)計(jì)發(fā)展聯(lián)合會(huì))標(biāo)準(zhǔn)元件庫(kù)矢量圖像技術(shù)檢查工具；實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)制程控制能力，生成SPC報(bào)表；軌道自動(dòng)調(diào)寬，可適應(yīng)最大寬度為458mm*406mm的PCB檢查；檢查速度最快為170000～400000chip/h；LED光源(可編程照明系統(tǒng)) 。Debug界面如下圖： VI5K程序調(diào)試界面測(cè)試界面如下圖： VI5K測(cè)試界面,縱列代表錯(cuò)誤的類型,紅色為測(cè)試錯(cuò)誤,綠色為測(cè)試通過(guò).下面是符號(hào)代碼的注釋:缺件 偏移 極性 短路 焊點(diǎn) 文字運(yùn)行測(cè)試程序停止運(yùn)行程序測(cè)試的良率總的測(cè)試PCB數(shù)PCB測(cè)試的程序名稱 VI5K坐標(biāo)系統(tǒng)的CAD轉(zhuǎn)換VI5K的坐標(biāo)系統(tǒng)原點(diǎn)在右下角，如下圖所示： VI5K坐標(biāo)系統(tǒng)示意圖因此，從CAD數(shù)據(jù)創(chuàng)建 .VIS 文件時(shí)，中間涉及到復(fù)雜的變換過(guò)程。因?yàn)樵糃AD檔最初只是由PCB供應(yīng)商提供，其坐標(biāo)系統(tǒng)和格式與VIS要求格式差異較大，不能直接使用。其中最重要的概念是offset值，可以理解為偏移量，是CAD檔中的坐標(biāo)原點(diǎn)與AOI系統(tǒng)的坐標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)的偏移量，如下圖： VI5K坐標(biāo)系統(tǒng)中的G_Offset每一種模型的PCB都有獨(dú)一無(wú)二的Fiducia點(diǎn)（Mark點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)），CAD文檔中有與之對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，通過(guò)Fiducial點(diǎn)來(lái)計(jì)算G_Offset是最準(zhǔn)確，也是最有效的方法。這些工作可以用Microsoft Office中的Excle來(lái)完成。具體方法較為繁瑣，這里不一一介紹。 準(zhǔn)備CAD 數(shù)據(jù)為了創(chuàng)建完整的 VIS 文件，筆者準(zhǔn)備了以下兩個(gè)文件：1. CAD 數(shù)據(jù)。該文件為原始txt文件，含有以下幾項(xiàng)內(nèi)容：A) 元件 X 坐標(biāo)，B）元件 Y 坐標(biāo)，C）元件貼裝角度，D）元件名稱，也叫位號(hào)，E) 元件的包裝類型（VI 中叫作 JEDEC），F(xiàn)）元件的系列號(hào)（partnumber）（此項(xiàng)如果沒(méi)有可用其他項(xiàng)來(lái)替代）G）PCB 板識(shí)別點(diǎn)（Fiducial）的坐標(biāo)VI 所需的 CAD 數(shù)據(jù)是 TXT 文本文件格式，其中各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間用空格（或 TAB）隔開(kāi)，如果不是文本格式則需要轉(zhuǎn)換。2. PCB 板的圖紙此圖紙中必須有 Panel（VI 中對(duì)于拼板中的大板叫作 PANEL，對(duì)于子板或小板叫作BOARD）的詳細(xì)尺寸， 此文件一般為 PDF 文件。最好能夠打印出來(lái)查看方便。 整理 CAD 數(shù)據(jù) CAD 數(shù)據(jù)文件都為 TXT 文件，用記事本打開(kāi)如下： 原始CAD檔2. 在記事本中整理和理解這些數(shù)據(jù)比較麻煩，因此一般用 Excel 軟件打開(kāi)。打開(kāi)時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分列整理，以便分析和使用。由于 VIS 文件中只需要有關(guān)元器件的數(shù)據(jù)信息，因此將有關(guān)部分拷貝復(fù)制到一個(gè)新的 Excel 表中。在經(jīng)過(guò)一系列函數(shù)變換之后，CAD檔已經(jīng)轉(zhuǎn)換成為符合要求的VIS格式，如下經(jīng)過(guò)整理后的CAD直觀，清晰，X/Y坐標(biāo)、角度、位號(hào)等信息都以分類好，如下： 函數(shù)變換后CAD檔的最終格式可以用Excel中的散點(diǎn)圖預(yù)覽一下所得坐標(biāo)的散點(diǎn)圖，并與實(shí)板對(duì)照。 散點(diǎn)圖預(yù)覽 聯(lián)想5700G版本實(shí)板圖由于 VIS 文件是一個(gè)純文本格式的文件，因此在 Excel 軟件中整理好的數(shù)據(jù)一定要另存為純文本格式，命名格式要統(tǒng)一規(guī)范，例如：。 TST程序生成Tst是VI5K檢測(cè)程序的最終格式，由VIS生成。在CAD檔整理好之后，需要在VI5K的軟體Vision2009中將其生成VIS，再由VIS生成最終的TST程序。 VIS的生成過(guò)程1. 在Vision2009中打開(kāi)process menu，開(kāi)始VIS Wizard，選擇文件路徑。 VIS Wizard啟動(dòng)界面2. 進(jìn)入主板信息定義界面，需要輸入PCB的基本信息，如：name、panel area、offset等，還要選擇子板定義模式。Vision2009提供三種子板定義模式（Matrix,Step,Board），每種模式應(yīng)用于各種單一板和多連扳。如果主板為單一板則不需要此步驟。這里選擇Step模式為例。 VIS生成過(guò)程13. 子板信息定義界面，需要輸入子板的panel area、fiducia（Mark點(diǎn)）和子板數(shù)目等信息。 VIS生成過(guò)程24. 在定義好子板信息之后，接下來(lái)就該對(duì)每個(gè)子板進(jìn)行設(shè)置，包括每個(gè)子板的原點(diǎn)坐標(biāo)、中心位置等。5. 這些主要設(shè)置完成之后，接下來(lái)的步驟較為簡(jiǎn)單，需要注意的是，在元件定義界面，將對(duì)CAD中的內(nèi)容分列和指定，以使軟體能夠識(shí)別并使用數(shù)據(jù)，圖中A部分使用指定分隔符對(duì)數(shù)據(jù)分列，B部分指定每一列數(shù)據(jù)的名稱，分別為XY坐標(biāo)、角度（theta）、位號(hào)（Ref designer）、料號(hào)（Part Number）、封裝類型（Jedec）。 VIS生成過(guò)程46. 點(diǎn)擊窗口中的Preview按鈕可預(yù)覽主板圖。 VIS預(yù)覽至此，VIS的制作過(guò)程完畢，選擇好路徑，輸入程序名保存即可。 保存VIS TST的生成過(guò)程1. 在File Menu中打開(kāi)New TST File 選項(xiàng)，選擇VIS文件，軟體開(kāi)始分析。如果過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)用外部程序打開(kāi)VIS文件查找問(wèn)題原因，直到軟體分析成功。 TST生成過(guò)程12. 點(diǎn)擊NEXT按鈕，軟體將進(jìn)入程序和元件算法匹配界面。一個(gè)完整的AOI檢測(cè)程序應(yīng)該是由TST文件和與之對(duì)應(yīng)的算法庫(kù)組成。VI5K中的算法庫(kù)由一個(gè)*.bm格式文件和若干以元件封裝命名的文件夾組成，bm文件是這個(gè)算法庫(kù)的集中體現(xiàn)，它相當(dāng)于一個(gè)索引，在進(jìn)行匹配時(shí)，只需將TST與bm匹配即可。 TST生成過(guò)程23. 創(chuàng)建CAD中元件與庫(kù)中的類型匹配。一般情況下，一個(gè)固定PCB機(jī)種都有穩(wěn)定的算法庫(kù)與之匹配，CAD中90%的元件都可以找到現(xiàn)有