Inspeksi Sinar-X Otomatis

Dalam industri papan sirkuit, semakin banyak suku cadang dan papan terbukti sulit untuk diperiksa dengan inspeksi optik otomatis (AOI) karena soldernya tidak terlihat. Selain itu, persyaratan kualitas tinggi seperti kekuatan ikatan industri otomotif dan inspeksi permukaan penuh pada solder semakin meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan ini, Omron telah memperkenalkan teknologi baru untuk menyelesaikan inspeksi dalam waktu inline take yang diperlukan (tingkat di mana suatu produk harus diselesaikan untuk memenuhi permintaan pelanggan). Ini telah menjadi salah satu persyaratan paling menantang untuk peralatan pemeriksaan otomatis sinar-X computed tomography (CT). Untuk teknologi pencitraan berkelanjutan, diperlukan kontrol pemosisian yang sangat akurat dan penginderaan gambar berkecepatan tinggi.

Kasus untuk Metode Inspeksi Baru

Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan teknologi yang luar biasa telah dibuat dalam kendaraan listrik (EV), sistem bantuan pengemudi canggih (ADAS), dan bahkan mengemudi otomatis. Untuk dunia pemasangan papan sirkuit, ini berarti langkah menuju densifikasi lebih lanjut, sementara semakin banyak bagian dan PCB memiliki sambungan solder yang tidak dapat diakses secara visual yang menyebabkan kesulitan dalam inspeksi visual. Contoh umum dari ini termasuk chip tanpa fillet dan susunan kotak bola (BGA) dengan sambungan solder yang diatur di bagian bawah kemasan.

Industri otomotif memberlakukan persyaratan jaminan kualitas yang sangat ketat untuk melindungi konsumen, dan pemasok sering kali diminta untuk melakukan inspeksi papan sirkuit permukaan penuh inline (bukan inspeksi pengambilan sampel) dan mengukur bentuk solder dan memeriksa kekuatan ikatan. Yang diperparah dengan masalah kekurangan pekerja lini, yang sebagian bertanggung jawab atas peningkatan pesat saat ini dalam permintaan untuk inspeksi otomatis berkualitas tinggi dan presisi tinggi.

Oleh karena itu, peristiwa di industri pemasangan seperti masalah kualitas papan sirkuit dan penghentian jalur produksi dapat menimbulkan risiko serius bagi pelanggan. Keluarnya papan sirkuit yang rusak akan segera menyebabkan krisis yang dapat mengancam keselamatan orang dan masyarakat. Untuk alasan ini, lebih penting dari sebelumnya untuk menyediakan mekanisme yang mencegah arus keluar papan sirkuit yang rusak ke pasar.

Menanggapi tren ini, Omron mengembangkan sistem AXI (pemeriksaan sinar-X otomatis), yang telah banyak digunakan di lini produksi teknologi pemasangan permukaan (SMT) berkat kemampuannya untuk memeriksa item yang tidak dapat diakses secara visual seperti sambungan solder di bagian bawah suku cadang. . Karena masalah dengan waktu takt, bagaimanapun, model konvensional telah digunakan terutama untuk inspeksi pengambilan sampel offline atau untuk inspeksi inline bagian-bagian penting saja.

Artikel ini menyajikan garis besar teknologi yang digunakan untuk sistem pemeriksaan CT X-ray inline otomatis Seri VT-X750 ( Gambar 1) untuk memperbaiki masalah ini dan mencapai kecepatan yang cukup untuk penggunaan inline dalam proses pemasangan papan sirkuit otomotif, sehingga memungkinkan jaminan kualitas papan sirkuit dalam jumlah banyak.

Mencapai Kualitas Gambar Tinggi dengan AXI Berbasis CT

Jenis utama metode pencitraan diagnostik berbasis sinar-X termasuk sinar-X dua dimensi (2D), tomosintesis, dan tomografi terkomputasi. Metode sinar-X 2D digunakan untuk memperoleh satu gambar per bidikan dengan sumber sinar-X, benda kerja, dan kamera sinar-X yang disusun secara vertikal ( Gambar 2). Gambar yang diproyeksikan dengan metode ini direkam sebagai data dua dimensi. Meskipun mampu memperoleh citra dalam waktu yang lebih singkat, metode ini lebih rendah dari metode lain dalam hal kualitas gambar karena jumlah data yang ditanganinya kecil.

Metode tomosintesis digunakan untuk mendapatkan sejumlah gambar benda kerja dalam posisi relatif terhadap sumber sinar-X atau kamera sinar-X dalam rentang sudut terbatas. Metode ini memungkinkan untuk akuisisi gambar tomografi dengan ketinggian yang diinginkan disorot ( Gambar 3). Meskipun lebih memakan waktu daripada metode sinar-X 2D, tomosintesis memungkinkan akuisisi gambar lebih cepat daripada metode CT dan lebih unggul daripada metode sinar-X 2D dalam hal kualitas gambar. Harus diperhatikan bahwa jika gambar tomografi diambil pada jarak yang cukup jauh dari posisi fokus sumber sinar-X atau kamera, gambar tersebut cenderung lebih buram daripada gambar CT.

Metode CT digunakan untuk mendapatkan sejumlah gambar benda kerja dalam posisi relatif terhadap sumber sinar-X atau kamera selama rotasi 360 derajat dan merekonstruksinya menjadi data tiga dimensi (3D). Metode ini menangani volume data yang lebih besar daripada metode lainnya dan oleh karena itu memberikan kualitas gambar terbaik. Kekuatannya adalah memungkinkan ekstraksi dan penggunaan tidak hanya data arah planar horizontal, tetapi juga data arah ketinggian dari data 3D yang direstrukturisasi. Bahkan jika diambil jauh dari posisi fokus sumber sinar-X atau kamera sinar-X, gambar tomografi yang menggunakan metode ini akan memiliki kualitas gambar yang jernih dan rendah keburaman. Di sisi lain, metode ini membutuhkan lebih banyak waktu untuk akuisisi gambar dan biasanya memberikan dosis yang lebih tinggi ke benda kerja.

Solusi AXI

Omron mengadopsi metode pemeriksaan baru yang dapat mengidentifikasi titik yang diinginkan dalam data 3D dan melakukan diagnosis berbasis gambar untuk memeriksa bentuk setiap permukaan sambungan solder secara akurat. Solusi Omron AXI memanfaatkan metode CT dan memungkinkan inspeksi presisi tinggi yang bebas dari batasan bagian bawah papan sirkuit. Komponen teknis utamanya terdiri dari perangkat keras yang mampu melakukan pendeteksian yang aman dan presisi tinggi, bersama dengan perangkat lunak yang memungkinkan kontrol kecepatan tinggi dengan responsivitas yang sangat baik.

Perangkat keras sebagian besar terdiri dari komponen mekanik, listrik, dan pencitraan. Oleh karena itu, parameter desain — seperti keselamatan elektromekanis, pelindung, akurasi gerakan sumbu, responsivitas kontrol, kualitas gambar, dan kecepatan pencitraan — memainkan peran penting dalam memastikan kinerja sistem. Bagian perangkat lunak dari sistem terdiri dari pengoptimal perakitan untuk koreksi perbedaan mesin, aplikasi utama untuk pengembangan program inspeksi, proses rekonstruksi untuk mengubah gambar yang diambil menjadi data 3D, dan algoritma yang digunakan untuk melakukan inspeksi terhadap data 3D yang diperoleh. Komponen teknis ini terkait satu sama lain dengan cara yang kompleks dan harus bekerja sama dengan mulus dalam setiap modul fungsi untuk inspeksi presisi tinggi dan kecepatan tinggi. Hal ini sangat penting untuk akuisisi gambar CT berkualitas tinggi, yang merupakan inti dari teknologi ini dan memberikan kinerja dasar perangkat pencitraan, desain dan kontrol geometri presisi tinggi, serta pemrosesan koreksi dan algoritme inspeksi yang andal.

Bagian berikut membahas masing-masing kemampuan ini.

1. Kinerja Dasar Perangkat Pencitraan (FPD dan X-ray .