什麼時機該使用「爐前AOI」及「爐後AOI」?

什麼時機該使用「爐前AOI」及「爐後AOI」?

早期AOI的應用大多使用在電路板過完回焊爐(reflow oven)焊錫後的品質與外觀檢查以取代原本的人工目檢(Visual Inspection)或補足人工可能的疲勞漏看,稱之為「爐後AOI」。隨著電子產品的快速發展與EMI/EMC的要求提高,RF產品大量使用屏蔽罩,再加上預防勝於治療觀念興起,所以也就有了「爐前AOI」的出現。

「爐後AOI」檢測的目的是為了能即時將不良現象反應給SMT製程,提高產品良率,另一個目的則是為了確保PCBA(組裝電路板)在後續的製程中沒有品質問題,否則一旦電路板被組裝成整機後才發現問題,就必須要拆機拿出PCBA才能修復,浪費時間,還可以造成報廢。所以,「爐後AOI」檢測通常是SMT電路板組裝的最後一個步驟,用以確保品質。有些PCBA後續還會有ICT、FVT等測試製程,以期提高PCBA的測試涵蓋率達到100%。

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AOI檢測的側重在外觀,藉由光學影像比對原理,基本上可以檢測出電路板上是否有缺件、零件偏斜、墓碑等問題,還可以有條件的檢測出是否有錯件、極性反、零件腳翹、腳變形、錫橋(無法檢測錫絲)、少錫、冷焊、空焊(無法檢測假焊)等問題。關於AOI的詳細內容可以參考「什麼是AOI?AOI可以測哪些電路板組裝的缺點?」一文。

就因為「爐後AOI」是在爐後焊錫完成的最終檢查,當它檢查到有不良的時候就已經是既成的事實,這時候就必須要動刀動槍(動烙鐵)才能加以修復或報廢,如果可以在回焊前就把可能的不良抓出來並加以改正,這樣就可以在電路板焊錫前就把後續可能的焊錫缺點或零件問題解決,也可以大大降低爐後在修復的比率。

所以,「爐前AOI」的興起其實有兩大重點:

一、在零件焊錫前抓出貼片的品質問題

「爐前AOI」可以在回焊爐前預先檢查出貼片是否有缺件、偏移、極性反、錯件等問題,並且在不需要動到烙鐵的情況下就加以改正。

「爐前AOI」可以讓SMT生產用最少的花費事先矯正可能發生的不良。因為貼片機在快速機上貼片時會高速移動電路板,這時候如果錫膏無法將零件黏貼牢固在電路板上就可能會被甩走,後續過回焊爐時將會造成焊接不良,還有一種可能就是貼片機在抓取零件後拋料造成零件沒有被貼到正確位置上的缺件。

這時候「爐前AOI」就可以發揮其功用,檢查出這類有問題的板子,並提醒作業員矯正問題。當然如果板子上面沒有太多的被動元件,或是貼片的速度不快,上述的問題就會比較少,也不一定需要用到「爐前AOI」。

二、檢查屏蔽罩或大零件下的零件品質

屏蔽罩直接焊接於電路板(directly mount shielding-can on PCB)

因為各國對電子產品的EMI都有要求,在加上RF產品大行其道,所以有大量電子產品開始使用屏蔽罩(shielding-can)之類的設計以隔絕電子干擾,有些電子產品甚至會要求在SMT製程直接焊接屏蔽罩於電路板上,或是有些設計會在大顆零件下面擺放零件以爭取電路板的利用率,這類設計都讓「爐後AOI」無法檢查到屏蔽罩或大顆零件下的零件焊接品質。

「爐前AOI」的另一大目的就是為了解決這類無法使用「爐後AOI」檢查到的零件,所以「爐前AOI」最好擺放在放置屏蔽罩這類會遮住零件的前面,一般會是一台慢速機或是異型機。

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可能有人會問,既然已經有「爐前AOI」用來預先檢查零件擺放的問題,那是否可以取消「爐後AOI」,因為一台AOI老實說也不便宜?

工作熊個人基本上不建議移除「爐後AOI」,因為還是有許多的焊錫問題是在過回焊爐的時候才發生的,如果移除了「爐後AOI」,將無法攔截到這類在回焊爐中發生的不良。當然,如果經過資料收集,可以證明「爐後AOI」攔截到的不良率非常低,還是可以考慮移除「爐後AOI」只保留「爐前AOI」


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