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【数据报告】面板良率和AOI光学检测之间有这么多我们不曾深入了解的

编辑:chinafpd2017-09-08 09:23 浏览评论 评论0 赞    来源: 互联网

  1    机器视觉已成趋势,为良率提升保驾护航

  1.1 机器视觉代替人工检测已成趋势

  检测设备从功能上区分,可以大致分为光学检测设备和电讯信号检测设备,前者立 足于外观检测,后者立足于功能性检测。这两种设备目前来看在FPD、PCB等行业 应用广泛。AOI(Automatic Optical Inspection),即自动光学检查。是利用CCD相 机摄取图像,而图像是由像素组成,系统将实际图像进行灰度分析,与标准图像特 征比对之后,即可判定是通过或错误,是外观的一种检测方式。

  相比于人工检测,AOI机器视觉检测可靠性和效率都更高。由于AOI是光学检查,所 以凡是用AOI可以检查出来的不良,用肉眼也完全可以看到。AOI则只能以设定好的 标准为基准进行判断。如果标准设定太严,则误判太多。标准设定太宽,又会漏检。 尤其是那种在线的AOI,对编程的要求更高。但对于AOI而言,程序设定好以后,即 可连续测板,机器不会疲劳。对于比较小的元件,用肉眼检查起来比较吃力,而AOI 由于具有光学放大左右,所以对于较小的元器件的检查具有比较大的优势。所以将 来用AOI取代肉眼检查是一个发展趋势。肉眼检查可以根据标准加以灵活判断。但是 采取人工检查,对于点数较多,或者批量较大的板,由于长时间检查,人眼会产生疲劳,从而造成漏检。

  AOI系统包含以下部分构成,照明系统、光学透镜、CCD摄像系统、检测工作台、检 测程序、预存模版、图像处理识别系统、数据记录处理系统构成。其中预存模版是最 能体现AOI系统能否匹配生产线的衡量标准,根据CAD程序设定,AOI系统可以自动 获得该生产线的正常品的各项指标及参数,不需要向外采购标准样品,在生产线调 整和改造时,AOI设备也可以随之做出调整,检测更为灵活。

  AOI检测设备按上板作业方式不同可分为在线式和离线式两种:离线式AOI检测设备: 不连接在SMT生产线中,由人工作业放板,成本低,目前市场应用较多。在线式AOI 检测设备:主要用于SMT生产线在线全自动检测,不需要人工作业,而且可以实现 整条SMT生产线的品质数据共享及自动工艺优化,全面提升SMT生产线的生产品质, 在线式AOI检测设备的需求将会呈现逐年上升趋势。目前有离线式AOI生产能力的厂 商较多,而具在线AOI生产能力的厂商较少,在线AOI的技术要求比离线AOI高很多, 是评判AOI厂商实力的重要指标。

  根据Cyamlan的市场调查数据,目前AOI检测设备应用最广泛的两个领域分别为印 刷电路板和面板显示行业,两者的占比分别为64%和15%,其它的应用领域包括半 导体,太阳能电池,医疗等占比较低,我们根据AOI检测设备的两大主要应用领域 的发展趋势来分析和测算AOI设备的行业竞争格局和市场容量。

  1.2 AOI 重点应用行业——PCB 领域

  AOI—PCB的缺陷检测包括:底片的检查,覆盖有光敏抗蚀剂的板在进行显影线的潜像质量的检查,在铜的表面检查显影后的图像质量,检查导体电路图形的质量,钻孔后的质量检查,检查微孔质量,非传统微孔加工表面质量检查和集成电路的封装 和装配的质量检查。

  目前国外的大型AOI公司,如康代、网屏、奥宝和欧姆龙公司已经发展非常成熟,可以提供各类型PCB的AOI检测系统,包括标准的PCB检测,触控面板检测,3D打印喷墨技术检测,HDI检测,FCB检测以及IC封装基板检测,而且提供全流程线解决方案,包括波峰焊后检测,贴片后检测,印刷后检测,回流炉后检测,插件后检测,绑定后检测等。

  AOI改变了PCB行业,它使PCB制造商极大的提高了良品率。检测系统是智能制造 过程的最后一步,也是重要一环,对于控制产品质量起到决定性作用。以消费电子 行业为例,电子产品良率一直是电子代工行业利润率一直处于较低水平的重要掣肘 之一,而自动检测设备是提升电子产品良率的有效解决途径。

  目前先进的自动检测 设备可以完全实现替代人工并且检测精度更高,在数秒内即可完成规定的检测步骤 得出结果,大大提升了检测的效率。规模化生产使PCB制造商降低了成本,而良品 率的提高,则进一步降低了使用PCB厂商的成本,进而导致PCB板价钱的下降,而 PCB板价钱的下降又极大的促进了全球电子和电脑工业的发展,消费电子和电脑因 而迅速普及。

  AOI检测设备市场在国内处于刚起步阶段,目前市场上只有20%—30%的SMT生产 线装配了AOI检测设备,而国际领先电子制造企业的SMT生产线基本都配置了AOI检测设备。国内目前配备了AOI检测设备的电子制造企业绝多数也只在炉后配备一台进行全检,而按照国际经验,每条生产线至少要配置三台AOI检测设备放置在生产线不 同测试工位,包括锡焊后检验,贴片后检验以及回流焊后整体检验。因此随着行业 的发展及AOI检测设备自身具备的优势,未来AOI检测设备的装备率会越来越高。

  电测不能代替AOI检测,AOI检测在过程控制中发挥关键作用。首先,电测试的模具 和夹具非常昂贵,通常每个批次的 PCB 都要做一套模具和夹具,如果生产批量大 的印刷电路板还可以接受多套模具的应用,但如果对PCB线路进行后续调整或修改, 整套模具和夹具都要重新制作。其次,随着PCB的层数越来越多,如果每一层都要电测的话,模具和夹具更是需要数倍的增加。

  综上所述,一般而言,从成本控制和产线的灵活调整的角度,PCB厂商都只对最终 成品的印刷电路板进行电测。这也是电测最大的缺陷和不足,首先,由于测出的问 题电路板已经成型,生产流程中的问题点定位困难;

  其次,电测试只能测出线路的 通断,对于电阻、电感、电容等由线路形状导致的缺陷都无能为力,如果需要测试电 感、电容等性能,必须设计非常复杂的测试线路,而目前由于PCB的精密度的提高, 测试模具与线路的设计难度越来越大,成本逐步抬高,所以事后对PCB上的元器件进功能性能测试对大多数PCB制造商来说是无法承受的;

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