Automatický optický kontrolný stroj SAKI smt 2D aoi BF-10D

SAKI BF-10D je vysoko presné 2D automatické optické kontrolné zariadenie (AOI) od japonskej spoločnosti SAKI, určené pre ultra presné dosky plošných spojov (ako sú substráty integrovaných obvodov, FPC, dosky s vysokou hustotou HDI). Jeho hlavnými vlastnosťami sú detekčné rozlíšenie 10 μm a multispektrálny kolaboratívny osvetľovací systém, ktorý si poradí s komplexnými potrebami detekcie defektov mikrosúčiastok (ako sú 01005, 008004) a vysoko reflexných spájkovaných spojov.

2. Pracovný princíp

2.1 Optický zobrazovací systém

Technológia viacerých svetelných zdrojov Bright Field (svetlé pole):

Prijať 8-smerové programovateľné LED pole (kombinácia červenej/zelenej/modrej/bielej/infračervenej), prostredníctvom odrazových charakteristík rôznych vlnových dĺžok svetelných zdrojov, zvýšiť kontrast medzi spájkovanými spojmi a substrátmi.

Dizajn koaxiálnej optickej dráhy: eliminuje rušenie okolitého svetla a zaisťuje stabilitu obrazu.

Kamera s riadkovým skenovaním s vysokým rozlíšením:

Vďaka priemyselnej kamere s rozlíšením 10 μm/pixel (voliteľne s rozlíšením 5 μm/pixel) pokryje jeden sken väčšie zorné pole (FOV) s ohľadom na presnosť aj efektivitu.

2.2 Logika detekcie defektov

Trojúrovňový detekčný algoritmus:

Geometrické porovnanie: Porovnajte odchýlku polohy a obrysu komponentu so štandardnou šablónou (napríklad odsadenie a rotáciu).

Analýza v odtieňoch sivej: Identifikujte studené spájkované spoje, spájkované guľôčky, mostíky atď. pomocou rozloženia jasu spájkovaných spojov.

Klasifikátor AI: Klasifikácia defektov založená na hlbokom učení (napríklad rozlíšenie medzi kolapsom spájkovacej guľôčky BGA a normálnym stlačením).

3. Návrh hardvéru

3.1 Mechanická konštrukcia

Mramorová základňa + lineárny motor:

Základňa s nulovou tepelnou deformáciou pre zabezpečenie dlhodobej stability (teplotný drift <±2μm/℃).

Pohon lineárneho motora, rýchlosť skenovania môže dosiahnuť 500 mm/s a opakovaná presnosť polohovania je ±3 μm.

Modulárna zostava svetelného zdroja:

Podporuje rýchlu výmenu LED modulov pre prispôsobenie sa rôznym spájkam (napríklad bezolovnatý SAC305 vyžaduje infračervenú pomocnú detekciu).

3.2 Základné komponenty

Komponenty Špecifikácie Funkcia

Hlavná kamera 10μm/pixel CMOS lineárne pole (12k pixelov) Vysoko presné snímanie obrazu

Pomocná kamera s globálnym uzávierkovým polem 20 μm/pixel Rýchle vyhľadanie bodu označenia

Ovládač svetelného zdroja 16-kanálové nezávislé nastavenie PWM Dynamické riadenie intenzity/uhla osvetlenia

4. Funkcie softvéru

4.1 Funkcia detekcie

Detekcia spájkovaného bodu:

SMT spájkovací bod: Identifikácia dutín BGA (miera detekcie > 99 %), spájkovací bod na strane QFN s menším množstvom cínu.

Bod spájkovania cez otvor: Analýza rýchlosti penetrácie cínu (podpora možnosti fúzie röntgenových údajov).

Detekcia komponentov:

01005 komponentný náhrobný kameň, bočné prevrátenie, obrátená polarita.

Koplanárnosť pinov konektora (simulácia výšky pomocou 2D obrazu).

4.2 Inteligentná asistencia

Prepojenie SPI: Automaticky porovnáva tlačové údaje spájkovacej pasty a predpovedá potenciálne chyby (napríklad nedostatočné množstvo spájkovacej pasty vedúce k spájkovaniu za studena).

Klasifikačná knižnica NG: vlastné úrovne chýb (kritické/závažné/vedľajšie), prispôsobené rôznym štandardom zákazníkov.

5. Výkonnostné parametre

Parametre kategórie

Veľkosť DPS ​​Minimálne 50 mm × 50 mm, maximálne 600 mm × 500 mm (rozšíriteľná)

Rýchlosť detekcie 0,15~0,3 sekundy/bod detekcie (v závislosti od zložitosti)

Minimálna zložka 008004 (0,25 mm × 0,125 mm)

Komunikačný protokol SECS/GEM, OPC UA, Modbus TCP

Napájanie AC 200V±10%, 50/60Hz, spotreba energie ≤2kW

6. Priemyselné využitie

6.1 Typický scenár

Substrát integrovaného obvodu: Detekcia zvyškového lepidla z medenej fólie a slabý vývoj mikrorozstupových plôšok (≤50 μm).

Flexibilný obvod (FPC): Praskanie spájky v oblasti ohybu (zachytené viacuhlovým svetelným zdrojom).

Automobilová elektronika: Testovanie spoľahlivosti, ktoré spĺňa normy AEC-Q100 (ako napríklad praskliny v spájkovaní spôsobené vysokou teplotou).

6.2 Prípady zákazníkov

Významný výrobca polovodičov: používa sa na detekciu defektov v 2,5D puzdrovom interpozéri s mierou falošných poplachov < 0,05 %.

Poprední výrobcovia mobilných telefónov: Detekcia FPC na základných doskách so skladacím displejom, ktorá nahrádza pôvodné 3D AOI riešenie a znižuje náklady o 30 %.

7. Konkurenčné výhody

Presné drvenie na rovnakej úrovni: rozlíšenie 10 μm je na trhu najvýznamnejším zariadením s rozlíšením 20 μm (ako napríklad Omron VT-S730).

Flexibilita svetelného zdroja: Multispektrálna kombinácia rieši problém kompatibility vysoko reflexných/matných spájkovaných spojov.

Otvorené API: Podpora sekundárneho vývoja zákazníkom a prispôsobenej logiky detekcie.

8. Porovnanie bodov vylepšenia BF-Tristar II

Vlastnosti BF-10D BF-Tristar II

Rozlíšenie 10 μm (voliteľné 5 μm) 10 μm

Minimálna zložka 008004 01005

Kanál svetelného zdroja 16 programovateľných kanálov 8 pevných kanálov

Dátové rozhranie OPC UA (kompatibilné s Industry 4.0) SECS/GEM

9. Zhrnutie

SAKI BF-10D sa vďaka svojej kombinácii technológií „ultraprecízna optika + multispektrálna spolupráca + uzavretá slučka umelej inteligencie“ stalo referenčným 2D AOI zariadením v oblasti špičkového balenia dosiek plošných spojov a polovodičov, ktoré je obzvlášť vhodné pre pokročilé výrobné scenáre s nulovými ppm chybami.