Новостная рассылка
компании ЛионТех

Наша рассылка содержит:

- Новинки оборудования
- Акции компании
- Оповещения о семинарах
- Новости компании
- Интересные статьи



+7 (812) 309-27-37
+7 (495) 646-14-76
+7 (800) 555-68-89
Oborudovanie dlya proizvodstva ehlektroniki.jpg
Меню

В вашем браузере отключен java-script.

Включите его в настройках браузера,
или обратитесь к своему системному администратору.


Новости



Роль системы АОИ в модели современного производства

Статья опубликована в журнале 
«Технологии в электронной промышленности» №2’2018

Термин "Интернет вещей" впервые был упомянут в 1999 году в контексте перспектив применения средств RFID для идентификации множеств физических объектов и объединения их в сети по определенным признакам с целью обмена информацией между собой и передачи её во внешний мир. Сети могут объединяться и группироваться в еще большие сети, объекты внутри - самостоятельно взаимодействовать без участия человека, а интернет вещей в ближайшем будущем должен прийти на смену интернету людей. Долгое время эта концепция не имела широкой практической реализации. Однако в связи с постепенным увеличением производительности, развитием электронных устройств и сетей, она стала всё чаще и чаще упоминаться в любых сферах жизни, эволюционируя к середине 2010-х годов в «Интернет Всего» (Internet Of Everything): домашняя потребительская автоматизация, корпоративные приложения, энергетика, транспорт, медицина, производство. Из этой концепции выросла идея «четвертой промышленной революции». Вряд ли найдется человек, связанный с производством и не слышавший о тренде «Индустрия 4.0». Вкратце, суть такова: идентифицировав всех участников производственного процесса, связав их в единую сеть и организовав автоматический сбор и анализ данных, можно добиться невероятного роста эффективности производства. При этом делается акцент на то, что "участниками производственного процесса" являются не только и не столько люди, сколько станки, инструменты, компоненты изделий и т.д.

SMD.jpg

SMD компоненты

На сегодняшний день количество устройств в сети достигает более 20 миллиардов единиц и продолжает расти. При повсеместном использовании в жизни и на производстве, устройств, требующих постоянного доступа в сеть, возрастают требования к их эргономичности. Крупные компании анонсируют появление процессоров на основе технологии 7 и 5 нм. Эти процессоры позволят ускорить работу бытовых устройств и промышленных терминалов, сохранив вычислительные мощности, которые 25 лет назад были доступны только суперкомпьютерам. Но такое стремление к миниатюризации процессора влечет за собой требование к уменьшению размеров всей рабочей платы. Как бы ни был мал управляющий чип, если прочие компоненты электрической схемы, которые интегрировать в процессор по тем или иным причинам нельзя, останутся без изменений, устройство не станет меньше. Естественно, что количество устройств будет только расти, их присутствие в нашей жизни будет все более незаметным, а конкуренция на рынке производителей - более безжалостной. Кроме того, для создания сетевой инфраструктуры, способной выдерживать нагрузки миллиардов подключенных устройств, требуется сверхбыстрое высокочастотное оборудование, где минимизация дискретных компонентов также важна. В общем, переход на более мелкую компонентную базу неизбежен так же, как неизбежен переход на другие технологии производства. Еще недавно производители электроники преодолевали технологические трудности сборки плат, содержащих чип-компоненты типоразмером 01005 (0,4 х 0,2 мм), а в 2012 году компания Murata Manufacturing Co., Ltd. выпустила первый чип 008004 (0,25 х 0,125 мм). Уже сейчас такие компоненты становятся все более и более актуальными, бросая вызов производителям.

komponent.jpg

Изображение компонента 01005, сделанное системами АОИ MV-3 OMNI с разными линзами

Постановка технологического процесса при использовании на производстве неразличимой для человеческого глаза номенклатуры и практического отсутствия её ремонтопригодности становится невозможна без визуального контроля качества как самого процесса на каждом этапе, так и конечного продукта. Системы автоматической инспекции в этих условиях превращаются из желательной опции в необходимый инструмент производства. Требования к техническим характеристикам АОИ растут, но основные вещи, на которые стоит обращать внимание, те же, что и прежде:

1. Разрешающая способность линзы. Этот параметр оптической системы определяет её возможность формирования чёткого и информативного для последующего анализа изображения. При передаче изображения на матрицу цифровой камеры, разрешение линзы оценивается по количеству пикселей на микрометр размера фотографируемого объекта. С объекта размером 1х1 мм линза с разрешением 20 мкм, способная получить 2,5 тысячи пикселей "полезной информации", линза 15 мкм - 4,4 тысячи пикселей, линза 10 мкм - 10 тысяч. Иными словами, лучшая (меньшая) разрешающая способность обеспечивает лучшее увеличение объекта. Меньше микронов - больше пикселей - глубже инспекция. На текущий момент 10-микронной линзы может быть вполне достаточно для инспекции компонента 01005, но для получения того же количества пикселей для анализа с компонента 008004, разрешение должно быть уже не менее 7 мкм.

2. Размер матрицы видеосистемы. Есть мнение, что количество мегапикселей камеры в спецификации системы является характеристикой, определяющей качество инспекции. Это не совсем так, см. пункт 1. Тем не менее, при большем увеличении объекта линзой, уменьшается размер кадра инспекции и снижается общая производительность инспекции. Приведем пример:

- размер кадра камеры 15 Мп с линзой 15 мкм = 58,56 мм x 58,56 мм
- размер кадра камеры 15 Мп с линзой 10 мкм = 39,04 мм x 39,04 мм (в 2 с лишним раза меньше)

С увеличением размера матрицы (того самого количества мегапикселей) размер кадра становится больше, и соотношение глубина инспекции/производительность не изменяется.

3. Точность позиционирования. Если мы говорим о компонентах, для которых критично смещение в 25-30 мкм, точность позиционирования системы, способной это смещение уловить, должна быть на порядок выше. Существует 3 основных механизма перемещения оптической системы относительно инспектируемого образца (или наоборот, образца относительно системы): ременной привод, ШВП и линейный двигатель. Про ремни стоит сразу забыть, так как максимальная компенсируемая погрешность перемещения таких механизмов мало подходит для этой задачи. Сервоприводы на основе ШВП с оптическими, магнитными или иными энкодерами еще могут обеспечить точность, необходимую инспекции сегодня. Будущее, безусловно, за линейными двигателями.

4. Полноценная 3D инспекция. 5-7 лет назад опция 3D инспекции компонентов печатных плат была скорее маркетинговым преимуществом, нежели реально рабочим и полезным инструментом. В особенности, если речь шла о так называемом 2,5D - фотографированием образца с нескольких камер под разными углами и последующем «склеивании» полученных изображений. Сейчас без полноценных объемных измерений компонентов и паяных соединений контроль качества сильно усложняется. Известны две принципиально разных методики 3D инспекции, используемых в системах АОИ: лазерная триангуляция и муаровые проекции. У обеих есть свои сильные и слабые стороны, но так или иначе, полноценная 3D инспекция на основе одной из данных технологий - это уже необходимость.

5. Программные компоненты. На самом деле, главной задачей оптического контроля процесса является не столько обнаружение дефектов, сколько предотвращение их появления в будущем. Для этого полученную информацию о дефектах нужно уметь анализировать и делать правильные выводы. Сбор статистики по самым проблематичным узлам изделия или этапам техпроцесса позволяет увидеть корень проблемы и изменить процесс в лучшую сторону. В идеале системы контроля должны иметь возможность интегрироваться в сборочный процесс и на основе полученных результатов предупреждать появление проблем в реальном времени, повышая общую эффективность и реализуя концепцию ранее упомянутой идеи взаимодействия неодушевленных участников «умного производства» в Индустрии 4.0.

plata.jpg

Изображение платы, сделанное системами АОИ MV-3 OMNI с камерами разного разрешения

Вышеописанное лишь поверхностно затрагивает эти обширные и перспективные темы. Постоянно растущий спрос на функциональность в меньшем пространстве, с более низким весом, меньшим потреблением энергии, работа на более высоких частотах, привело к тому, что использование 0201 стало стандартом для многих компаний, а инвестиции в меньшие корпуса неизбежно окупаются.

Очевидно, что работа с такими мелкими компонентами имеет нюансы не только при работе на АОИ. В технологический процесс вовлечены и установщики компонентов, установки нанесения паяльной пасты, а также принцип устройства печатной платы. Для успеха производства оно всегда должно быть готовым к вызовам, которые ему готовит конъюнктура рынка.

Евгений Глаголев, Дмитрий Веричев

Дата публикации: 21.03.2018 10:59:00

Назад к списку публикаций