Mirtec در مقابل Camtek: مقایسه فناوری سه بعدی AOI برای تولید SMT

استانداردسازی اجزای کوچک (0201 متریک و پایین تر) و بسته های IC پیچیده، بازرسی نوری خودکار سه بعدی (AOI) را به یک دروازه کیفیت اجباری تبدیل کرده است، که تمرکز را از تشخیص عیب اولیه به مترولوژی پیشرفته، حذف تماس های نادرست و یکپارچه سازی یکپارچه داده ها تغییر می دهد. سازندگان PCBA با یک مبادله مهم بین توان بازرسی (زمان چرخه) و دقت اندازه گیری مطلق روبرو هستند. نرخ های بالای تماس کاذب باعث ایجاد گلوگاه های ثانویه در ایستگاه های بازبینی دستی می شود که مزایای سرعت خط SMT را نفی می کند، در حالی که حجم عظیم داده های تصویری می تواند شبکه های IT کارخانه را تحت فشار قرار دهد. انتخاب بین Mirtec در مقابل Camtek 3D AOI Machine مستلزم تجزیه و تحلیل معماری‌های نوری متمایز، اکوسیستم‌های نرم‌افزاری، نیازهای زیرساخت‌های فناوری اطلاعات و همسویی با محیط‌های تولیدی خاص (مثلاً متقاطع بسته‌بندی با حجم بالا/کم در مقابل بسته‌بندی نیمه‌رسانای پیشرفته) است.

• معماری نوری: Mirtec به دوربین‌های با وضوح فوق‌العاده بالا به پایین (تا 25 مگاپیکسل) همراه با طرح‌نمای حاشیه Moiré با فرکانس چندگانه، برای بازرسی سریع و تمام برد SMT، بهینه‌سازی شده است.

• تمرکز اندازه‌شناسی: Camtek از ریشه‌های عمیق خود در بازرسی بسته‌بندی‌های نیمه‌رسانا و پیشرفته بهره می‌برد و قابلیت‌های اندازه‌شناسی برتر را برای زیرلایه‌های بسیار پیچیده و ریزبرآمدگی‌ها ارائه می‌دهد.

• تأثیر بازده: هر دو پلتفرم از هوش مصنوعی برای فیلتر کردن تماس‌های نادرست استفاده می‌کنند، اما گردش‌های کاری برنامه‌نویسی، کنترل نسخه، و سیستم‌های مدیریت کتابخانه آن‌ها دیکته می‌کنند که یک معرفی محصول جدید (NPI) با چه سرعتی به بازدهی مطلوب برسد.

• درایور تصمیم: Mirtec به طور کلی برای محیط های سنتی و پرسرعت SMT مورد علاقه است، در حالی که یک دستگاه Camtek 3D AOI در محیط های ترکیبی که نیاز به دقت نیمه هادی و مدیریت پیشرفته بستر دارند، برتری می یابد.

نحوه انتخاب یک دستگاه AOI سه بعدی

تبادلات توان عملیاتی در مقابل قطعنامه

محدودیت‌های فیزیکی میدان دید (FOV) و سرعت ثبت تصویر، عملکرد پایه هر سیستم بازرسی نوری در کف کارخانه را دیکته می‌کند. وضوح دوربین به طور مستقیم بر توانایی شما برای بازرسی بردهای پرجمعیت بدون کاهش سرعت کل خط تولید تأثیر می گذارد. سنسورهای مگاپیکسلی بالاتر، ناحیه فیزیکی بزرگ تری را در یک فریم ثبت می کنند. این تعداد کل توقف های مکانیکی را که دروازه ای باید در سراسر PCB انجام دهد کاهش می دهد. با این حال، پردازش فایل های تصویری بزرگتر نیاز به قدرت محاسباتی بسیار زیادی در لبه دارد. شما باید نیاز به وضوح زیر میکرون را در مقابل الزامات زمان چرخه سخت خط SMT متعادل کنید. اگر ماشین بازرسی نتواند با تجهیزات انتخاب و جاسازی همگام شود، بلافاصله به گلوگاه اصلی کارخانه تبدیل می شود.

نرخ تماس کاذب و خستگی اپراتور

هزینه واقعی یک تماس کاذب بسیار فراتر از چند ثانیه ای است که اپراتور برای پاک کردن آن در ایستگاه مجدد نیاز دارد. پرچم های دروغین بیش از حد به طور قابل توجهی بر راندمان کار تأثیر می گذارد و باعث خستگی شدید اپراتور می شود. وقتی تکنسین‌ها شیفت‌های خود را صرف پاک کردن صدها ایراد می‌کنند، دچار خستگی هشدار می‌شوند. این یک وضعیت روانی است که در آن اپراتورها شروع به تأیید مکانیکی پرچم ها بدون بررسی کامل می کنند. این به شدت خطر نقص واقعی را افزایش می دهد که از ایستگاه بازبینی دستی فرار می کند و به مشتری نهایی می رسد. یک سیستم بازرسی موثر تماس های نادرست را در سطح الگوریتمی سرکوب می کند. این تضمین می‌کند که اپراتورهای انسانی فقط با ناهنجاری‌های واقعی که نیاز به قضاوت مهندسی حیاتی دارند تعامل دارند.

کارایی برنامه نویسی NPI و کنترل نسخه

محیط‌های تولیدی با ترکیب بالا نیازمند جریان‌های کاری سریع معرفی محصول جدید (NPI) هستند. کارایی برنامه‌نویسی آفلاین، قابلیت‌های تنظیم خودکار و کتابخانه‌های اجزای متمرکز تعیین‌کننده سرعت انتقال یک برد جدید از مرحله CAD به تولید کامل است. اگر برنامه نویسان باید به صورت دستی پنجره های بازرسی و آستانه ارتفاع را برای هر جزء منحصر به فرد تعریف کنند، زمان چرخه NPI سر به فلک می کشد. سیستم های مدرن کنترل نسخه قوی را ارائه می دهند. این به مهندسان فرآیند اجازه می دهد تا کتابخانه های بازرسی را در چندین ماشین به طور یکپارچه مدیریت کنند. یک الگوریتم تنظیم شده در خط 1 باید هنگام استقرار در خط 4 یکسان رفتار کند.

زیرساخت فناوری اطلاعات و مدیریت داده ها

مترولوژی سه بعدی مدرن روزانه ترابایت داده تصویر خام تولید می کند. خطوط لوله داده قوی این فایل‌های عظیم را بدون ایجاد وقفه زمانی شبکه یا خفه شدن سرور مدیریت می‌کنند. هنگامی که یک سیستم بازرسی سعی می کند داده های ابری نقطه سه بعدی فشرده نشده را به یک سیستم اجرایی تولید متمرکز (MES) منتقل کند، به راحتی شبکه های گیگابیتی استاندارد را تحت الشعاع قرار می دهد. کارخانه‌ها به راه‌حل‌های محاسباتی لبه‌ای هوشمند نیاز دارند که داده‌ها را فشرده می‌کند، فقط فراداده‌های اندازه‌شناسی لازم را استخراج می‌کند و آن‌ها را به طور کارآمد منتقل می‌کند. عدم بهینه‌سازی این خط لوله داده منجر به محدودیت‌های سرعت API HTTP 429، حذف بسته‌ها و سوابق ردیابی ناقص می‌شود.

ماشین آلات Mirtec 3D AOI

معماری نوری مگاپیکسلی بالا

Mirtec به بازرسی نوری با تمرکز بر به حداکثر رساندن FOV بدون قربانی کردن جزئیات در سطح میکرون نزدیک می شود. فناوری دوربین اختصاصی آنها از سنسورهای 15 مگاپیکسلی تا 25 مگاپیکسلی از بالا به پایین همراه با رابط های پرسرعت CoaXPress استفاده می کند. این تراکم پیکسلی عظیم به سیستم اجازه می دهد تا تصاویر بسیار دقیقی از مولفه های متریک 0201 را در یک منطقه فیزیکی وسیع در یک ماشه ثبت کند. با کاهش تعداد حرکات دروازه ای مورد نیاز برای پوشش PCBA استاندارد، سیستم های Mirtec سرعت بازرسی بالایی را حفظ می کنند. رابط CoaXPress تضمین می کند که حجم عظیم داده از دوربین با تاخیر تقریباً صفر به واحد پردازش می رسد. این باعث می شود سخت افزار کاملاً با تجزیه و تحلیل نرم افزار هماهنگ شود.

فناوری دیجیتال چند فرکانس چهار مویر

برای استخراج اندازه گیری های دقیق ارتفاع سه بعدی، Mirtec از فناوری Digital Multi-Frequency Quad Moiré استفاده می کند. این سیستم از چهار زاویه مجزا، الگوهای حاشیه ای پیچیده را روی PCBA طراحی می کند. همانطور که این الگوها بر روی اجزاء و اتصالات لحیم کاری قرار می گیرند، دوربین ها تغییر فاز را در حاشیه ها ثبت می کنند. سپس نرم افزار توپولوژی سه بعدی برد را محاسبه می کند. این روش به طور موثر عیوب همسطحی را در آی سی های بال مرغان شناسایی می کند، حجم خمیر لحیم کاری را اندازه گیری می کند و سرنخ های بلند شده را که یک بازرسی دو بعدی استاندارد را پشت سر می گذارند، شناسایی می کند. رویکرد چند فرکانس به سیستم اجازه می دهد تا سطوح بسیار بازتابنده و اجزای تاریک و جاذب نور را به دقت اندازه گیری کند.

نرم افزار و اکوسیستم هوش مصنوعی

مجموعه نرم افزار Intelli-Sys سخت افزار Mirtec را هدایت می کند و به شدت از الگوریتم های یادگیری عمیق برای کارهای بازرسی پیچیده استفاده می کند. الگوریتم های سنتی مبتنی بر قانون با واریانس طبیعی در ظاهر اتصالات لحیم کاری مبارزه می کنند. Mirtec مدل های هوش مصنوعی خود را بر روی مجموعه داده های گسترده ای از اتصالات لحیم کاری قابل قبول و معیوب آموزش می دهد. این به سیستم اجازه می‌دهد تا با تقلید از قضاوت انسان، تصمیمات متفاوتی اتخاذ کند. این نرم افزار دارای قابلیت تشخیص کاراکتر نوری پیشرفته (OCR) می باشد. این OCR مبتنی بر هوش مصنوعی، شماره قطعات حک شده با لیزر را روی بسته‌های IC بسیار بازتابنده می‌خواند، حتی زمانی که باقی‌مانده شار یا نور ضعیف تا حدی متن را مبهم می‌کند. این امر ردیابی دقیق اجزا را در سطح تولید تضمین می کند.

ماشین آلات سه بعدی Camtek AOI

مترولوژی پیشرفته و فناوری حسگر

یک دستگاه Camtek 3D AOI به بازرسی از منظر اول اندازه‌شناسی نزدیک می‌شود، که به شدت تحت تأثیر ریشه‌های عمیق این شرکت در تولید نیمه‌رسانا قرار دارد. فناوری حسگر به دقت زیر میکرون دست می‌یابد، که هنگام بازرسی ریزبرآمدگی‌ها، ستون‌های مسی و سطوح قالب بسیار بازتابنده بسیار مهم است. Camtek از تکنیک های تخصصی روشنایی و سنسورهای کانفوکال یا مبتنی بر تداخل برای گرفتن داده های توپوگرافی دقیق استفاده می کند. این به سیستم اجازه می‌دهد تا ویژگی‌ها را از نظر فیزیکی بسیار کوچک یا بیش از حد بازتابنده اندازه‌گیری کند تا سیستم‌های استاندارد طرح‌ریزی حاشیه‌ای را با دقت حل کند. تمرکز بر تکرارپذیری اندازه‌گیری مطلق به جای پرچم‌گذاری نقص با سرعت بالا باقی می‌ماند.

مدیریت بسترهای پیچیده

Camtek هنگام بازرسی بسته بندی پیشرفته، بسترهای آی سی و بردهای اتصال با چگالی بالا (HDI) مزایای ساختاری مشخصی دارد. این بسترها دارای تاب خوردگی شدید، پدهای طلایی بسیار بازتابنده، و هندسه ردیابی میکروسکوپی هستند. Camtek موتورهای نوری خود را به طور خاص کالیبره می کند تا انعکاس چشمگیر سیلیکون لخت و فلزات صیقلی را کنترل کند. سیستم های جابجایی مواد در دستگاه، بسترهای بسیار نازک یا انعطاف پذیر را بدون ایجاد استرس یا لرزش حمل می کند. در غیر این صورت لرزش داده‌های اندازه‌شناسی زیر میکرون را خراب می‌کند. این باعث می شود پلت فرم برای محیط های تولید هیبریدی با پل زدن SMT و مونتاژ نیمه هادی بسیار مناسب باشد.

مدیریت داده ها و طبقه بندی نقص

طبقه بندی نقص در یک سیستم Camtek فراتر از معیارهای ساده عبور / شکست است. نرم افزار اختصاصی به طور مستقیم با سیستم های مدیریت عملکرد در سطح نیمه هادی ادغام می شود. این عیوب را بر اساس قوانین مورفولوژیکی پیچیده و داده های عملکرد تاریخی طبقه بندی می کند. هنگام بازرسی هزاران ریز برآمدگی روی یک بستر واحد، سیستم داده‌های اندازه‌شناسی را جمع‌آوری می‌کند تا انحرافات فرآیند سیستمی را شناسایی کند. به عنوان مثال، می تواند تغییر جزئی در غلظت حمام آبکاری را مدت ها قبل از بروز نقص های سخت تشخیص دهد. این مدیریت پیشگیرانه داده ها به مهندسان فرآیند اجازه می دهد تا تجهیزات بالادستی را به صورت پویا تنظیم کنند و نرخ بازده بالا را در محصولات بسته بندی پیشرفته بسیار گران قیمت حفظ کنند.

مقایسه Mirtec و Camtek 3D AOI

قابلیت های تشخیص نقص

هر دو سیستم می توانند عیوب رایج SMT را تشخیص دهند، اما نقاط قوت آنها متفاوت است. Mirtec از فناوری Quad Moiré برای تشخیص سریع سرنخ های بلند شده و سنگ قبر روی PCB های استاندارد استفاده می کند، در حالی که Camtek بر اندازه گیری دقیق ویژگی های لحیم کاری در مقیاس میکرو و بسترهای پیشرفته پیچیده تمرکز دارد.

کاهش سایه در تخته های با چگالی بالا

اجزای بلند می توانند سایه هایی ایجاد کنند که اجزای کوچک اطراف را در طول بازرسی سه بعدی پنهان می کند. Mirtec از چندین پروژکتور و دوربین های جانبی برای بررسی این مناطق پنهان استفاده می کند، در حالی که Camtek از اپتیک تخصصی و انباشته کانونی محور Z استفاده می کند. هر دو روش به کاهش نقاط کور روی تخته های با تراکم بالا کمک می کنند.

ادغام هوش مصنوعی و تنظیم الگوریتم

هوش مصنوعی به کاهش برنامه ریزی دستی و بهبود طبقه بندی نقص کمک می کند. Mirtec بر روی راه اندازی سریع هوش مصنوعی برای اجزای استاندارد SMT و خطوط تولید تمرکز دارد، در حالی که Camtek از هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل نقص پیچیده تر در زیرلایه های نیمه هادی استفاده می کند. این نیازهای مختلف بازرسی و محیط های تولید را پشتیبانی می کند.

برنامه بازرسی و مدیریت کتابخانه

هر دو سیستم ابزارهای متمرکزی را برای مدیریت برنامه‌های بازرسی و کتابخانه‌های اجزا در چندین ماشین ارائه می‌کنند. Mirtec بر اشتراک‌گذاری سریع کتابخانه بین خطوط SMT تمرکز دارد، در حالی که Camtek کنترل دقیق نسخه، سوابق ممیزی و مجوزهای کاربر را برای محیط‌های تولیدی که نیاز به ردیابی دقیق دارند، ارائه می‌کند.

کارخانه هوشمند و ادغام MES

بازخورد حلقه بسته

سیستم های حلقه بسته AOI را با SPI، Pick-and-Place و سایر تجهیزات تولیدی متصل می کنند. هنگامی که AOI خطاهای مکرر قرارگیری را شناسایی می کند، سیستم می تواند داده های تصحیح را در بالادست ارسال کند. Mirtec بر ارتباطات M2M در خطوط SMT تمرکز دارد، در حالی که Camtek داده های بازرسی را با سیستم های مدیریت عملکرد گسترده تر برای بسته بندی پیشرفته متصل می کند.

مدیریت داده های تصویر با حجم بالا

سیستم های سه بعدی AOI مقادیر زیادی تصویر و داده های اندازه گیری تولید می کنند که می تواند بار شبکه را افزایش دهد. Mirtec از محاسبات لبه برای پردازش داده ها به صورت محلی و ارسال نتایج بازرسی کلیدی به MES استفاده می کند، در حالی که Camtek از فشرده سازی داده ها برای مدیریت سوابق دقیق بازرسی نیمه هادی استفاده می کند. هر دو روش به کاهش فشار شبکه کمک می کنند و در عین حال داده های تولید مهم را حفظ می کنند.

تجزیه و تحلیل داده ها و قابلیت ردیابی

هر دو Mirtec و Camtek داده های بازرسی را برای تجزیه و تحلیل کیفیت و قابلیت ردیابی به سیستم های کارخانه ارسال می کنند. Mirtec داشبوردهای بصری را برای انواع نقص، تماس های نادرست و عملکرد دستگاه ارائه می دهد، در حالی که Camtek بیشتر بر روی SPC دقیق و روندهای اندازه گیری بلند مدت تمرکز دارد. این ابزارها به مهندسان کمک می کند تا تغییرات فرآیند را شناسایی کرده و کیفیت تولید را بهبود بخشند.

پایان

1. برای ارزیابی زمان واقعی برنامه‌نویسی و نرخ ضبط نقص، یک نمایش معیار با استفاده از پیچیده‌ترین PCBA خود، از جمله یک برد شناخته شده معیوب، برنامه‌ریزی کنید.

2. نرخ تماس های نادرست فعلی خود را بررسی کنید و آنها را بر اساس نوع مؤلفه دسته بندی کنید تا نقاط کور نوری خاصی را در خط SMT موجود خود شناسایی کنید.

3. پهنای باند شبکه کارخانه و محدودیت‌های MES API خود را با بخش فناوری اطلاعات خود ارزیابی کنید تا اطمینان حاصل کنید که زیرساخت می‌تواند محموله‌های داده‌های اندازه‌شناسی سه بعدی پیوسته را مدیریت کند.

4. نرم افزار برنامه نویسی آفلاین را در حین ارزیابی فروشنده آزمایش کنید تا زمان دقیق مورد نیاز برای ساخت یک کتابخانه مؤلفه جدید را از ابتدا اندازه گیری کنید.

پرسش

س: تفاوت اصلی در فناوری دوربین بین Mirtec و Camtek چیست؟

پاسخ: Mirtec برای بازرسی SMT با سرعت بالا و میدان وسیع، از دوربین‌های با وضوح فوق‌العاده بالا به‌پایین استفاده می‌کند. Camtek از سنسورهای تخصصی کانفوکال یا مبتنی بر تداخل سنجی استفاده می کند که برای اندازه گیری زیر میکرون طراحی شده اند و بر دقت فوق العاده برای زیرلایه های بسته بندی نیمه هادی و پیشرفته تمرکز دارند.

س: چگونه یک دستگاه Camtek 3D AOI اتصالات لحیم کاری بسیار بازتابنده را کنترل می کند؟

پاسخ: Camtek با استفاده از موتورهای نوری پیشرفته و تکنیک های نورپردازی تخصصی کالیبره شده برای انعکاس خاص، سطوح بسیار بازتابنده را کنترل می کند. این به حسگرها اجازه می‌دهد تا داده‌های توپوگرافی دقیقی را بر روی سیلیکون لخت، فلزات صیقلی و برآمدگی‌های کوچک بدون از دست دادن داده‌ها که معمولاً در اثر تابش خیره کننده در سیستم‌های پیش‌بینی استاندارد ایجاد می‌شود، ثبت کنند.

س: کدام سیستم AOI سه بعدی برای تولید SMT با ترکیب بالا و حجم کم مناسب تر است؟

پاسخ: Mirtec به طور کلی برای محیط های با ترکیب بالا و حجم کم مناسب تر است. نرم‌افزار Intelli-Sys و برنامه‌نویسی خودکار مبتنی بر هوش مصنوعی، گردش‌های کاری سریع معرفی محصول جدید را امکان‌پذیر می‌سازد. توانایی تنظیم سریع الگوریتم‌ها و استقرار کتابخانه‌های اجزای متمرکز، زمان راه‌اندازی را در طول تغییر مکرر خط به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

س: ماشین های Mirtec چگونه اثرات سایه را از اجزای بلند کاهش می دهند؟

پاسخ: Mirtec با استفاده از معماری چند دوربینی، که معمولاً دارای پیکربندی 8 Projection به اضافه 4 دوربین جانبی است، اثرات سایه را کاهش می دهد. هنگامی که یک جزء بلند جلونمایی حاشیه از بالا به پایین را مسدود می کند، دوربین های جانبی مناطق سایه دار را می گیرند و اطمینان می دهند که اجزای کوچکتر مجاور به طور کامل بازرسی می شوند.

س: آیا این دستگاه های AOI سه بعدی می توانند با نرم افزار MES کارخانه موجود بدون ایجاد تاخیر در شبکه یکپارچه شوند؟

ج: بله. برای جلوگیری از throttling شبکه و وقفه های API، هر دو سیستم از محاسبات لبه برای پردازش داده های تصویر خام به صورت محلی استفاده می کنند. آنها ابرهای عظیم نقطه سه بعدی را در محموله‌های ابرداده سبک فشرده می‌کنند و تنها معیارهای عبور/خرابی ضروری و داده‌های ارتفاع را از طریق پروتکل‌های استاندارد به MES منتقل می‌کنند.

س: هوش مصنوعی چگونه تماس های نادرست را در بازرسی نوری خودکار سه بعدی کاهش می دهد؟

پاسخ: هوش مصنوعی با جایگزین کردن آستانه های سخت و مبتنی بر قانون با مدل های یادگیری عمیق آموزش داده شده بر روی مجموعه داده های گسترده ای از اتصالات قابل قبول و معیوب، تماس های نادرست را کاهش می دهد. هوش مصنوعی واریانس طبیعی و قابل قبول در ظاهر لحیم کاری را درک می کند و به آن اجازه می دهد تا به طور دقیق ناهنجاری های پیچیده ای را که باعث ایجاد پرچم های کاذب در الگوریتم های سنتی می شوند، طبقه بندی کند.