Wyzwania inspekcji AOI komponentów 01005

Systemy AOI starszych generacji nie były w stanie sprostać wyzwaniom związanym z wyjątkowo małym rozmiarem elementów 01005. Aby aby przezwyciężyć poprzednie ograniczenia AOI i dokładnie zlokalizować tak małe komponenty i zidentyfikować wszelkie defekty, producenci musieli wprowadzić innowacyjne rozwiązania i dodać nowe funkcje.

Powiększenie versus prędkość

Generalnie, inspekcja komponentów 01005 wymaga od systemu AOI większej rozdzielczości. Z drugiej strony, konkurencyjny charakter rynku montażu elektroniki wymaga utrzymywania niskich kosztów i dużych prędkości linii, co wymaga szybkich maszyn AOI, które nie mogą być wąskim gardłem procesu. Jednak te dwa wymagania są sprzeczne i stanowią pewien dylemat dla producentów AOI.

Wielu producentów stosuje najnowocześniejsze detektory obrazu z natywnym rozmiarem piksela blisko 7 mikronów. Rozmiar oglądanego piksela na poziomie PCB jest determinowany przez powiększenie wybranej soczewki obiektywu. Dla danego detektora, mniejszy rozmiar piksela daje mniejsze FOV (Field of View, tj. pole widzenia), co z kolei prowadzi do dłuższego czasu inspekcji.

Innymi słowy, osiągnięcie większego powiększenia odbywa się zwykle kosztem wydajności maszyny. Jeśli rozmiar piksela zostanie zmniejszony, aby umożliwić dokładniejszą kontrolę komponentów 01005, użytkownik może spodziewać się zmniejszonej prędkości pracy maszyny z powodu mniejszego pola widzenia.

Ponadto redukcja rozmiaru piksela zmniejsza ilość dostępnego światła dla każdego piksela, co powoduje pogorszenie jakość obrazu. Duże komponenty nie wymagają zwiększonej rozdzielczości pikseli, więc czas inspekcji i jakość obrazu nie wymagają kompromisów.

Producenci AOI przyjęli różne metody rozwiązania tego dylematu, lecz każdy wydaje się mieć pewne wady.

• Niektórzy dostawcy zezwalają na modyfikację / skalowanie rozmiaru piksela. Takie podejście może wymagać, aby rozmiar piksela pozostawał stały przez cały czas trwania procesu kontroli, co wymaga interwencji w celu zmiany rozmiaru piksela po zatrzymaniu maszyny. Jest to rozwiązanie kłopotliwe, a wszelkie zmiany rozdzielczości będą miały charakter globalny, tj. wpływający na wszystkie komponenty, duże i małe.
• Inni dostawcy poszli o krok dalej, umożliwiając zmianę rozmiaru piksela podczas przebiegu inspekcji. Rozwiązanie to przewagę w stosunku do poprzedniej metody, ponieważ rozmiar piksela można zmieniać w zależności od rozmiaru komponentu, nawet w tym samym układzie. Jednak ma to negatywny wpływ na czas cyklu, zwłaszcza gdy małe elementy, takie jak 01005, są rozproszone na płytce. Ponadto, ta forma skalowania pikseli często opiera się na mechanicznym systemie przełączania, który może pogorszyć powtarzalność systemu.
• Niektórzy producenci stosują kombinację wielu kamer o różnym powiększeniu lub rozmiarze pikseli. Można je zaprogramować tak, aby używały określonej rozdzielczości dla określonych komponentów w ramach jednego przebiegu inspekcji. Zalety i wady rozwiązania są takie jak powyżej: negatywny wpływ na czas inspekcji zostanie zmniejszony, ale stopień, w jakim zostanie on skrócony, zależy od rozmieszczenia elementów na panelu. I znowu, przełączanie między wieloma ścieżkami optycznymi może negatywnie wpłynąć na dokładność i powtarzalność.
• Wreszcie, czwartą opcją jest użycie kamery typu multi-megapiksel. Jest to pojedyncza kamera, utrzymująca stałe pole widzenia, ale umożliwiająca wybór rozdzielczości. W trybie wysokiej rozdzielczości wykorzystywane są wszystkie piksele, podczas gdy tryb niskiej rozdzielczości wykorzystuje mniej pikseli na tym samym FOV. Chociaż czas przetwarzania w trybie niskiej rozdzielczości jest efektywnie skrócony, to nadal nie rozwiązuje to głównego problemu: inspekcja jest wolniejsza ze względu na wysokie rozdzielczości wymagane przez 01005, ograniczające FOV. 

Wspólną cechą wszystkich opisanych systemów jest to, że zwiększają koszt i złożoność sprzętu.