Раннее распознавание дефектов позволяет осуществить отбраковку/ремонт слоев МПП и выпускать годные готовые платы. Важность раннего распознавания дефектов возрастает с увеличением количества слоев, потому что одиночный дефект на одном из внутренних слов приведет к браку всей платы.

Кроме того, расстояние проводник/зазор на многих платах уже становится менее 150 микрон и человеческий глаз неспособен эффективно распознавать дефекты, потому что:

·                     Человек пропускает критические дефекты

·                     Проверка тонких проводников занимает намного больше времени.

·                     Эффективность работы оператора изменяется в течение смены и от одного оператора к другому.

Поэтому системы Автоматического Оптического Контроля (AOI) стали неотъемлимой частью современного процесса производства печатных плат.

·                     Уменьшение стоимости производства

·                     Более эффективное использование сырья и материалов

·                     Повышенная производительность

 

На каждом этапе производства печатных плат могут возникнуть различные дефекты. Эти дефекты могут быть вызваны проблемами с фотошаблонами, экспонированием, химическим составом материалов и параметрами технологического процесса.

Интегрированние оборудования оптического контроля после каждого технологического процесса позволяет осуществлять немедленное распознавание дефектов на том этапе, когда их еще можно исправить. Включение станции автоматического оптического контроля в цикл производства ПП может иметь огромное влияние на стабильность и эффективность управления и, следовательно, на выход годных. Автоматический оптический контроль следует включать в процесс как можно раньше, стараясь обеспечить распознавание дефектов в режиме реального времени. В некоторых технологических линиях автоматический оптический контроль может начинаться сразу после проявки изображения; в этом случае можно выявить, например, загрязнение шаблона.

Рис. 1:  Типичные дефекты на различных технологических этапах производства ПП

 

Наиболее важным свойством автоматического оптического контроля является способность находить дефекты. Действительно, единственной реальной целью систем AOI является распознавание критических дефектов с минимальной стоимостью и за минимальное время. Распознавание всех критических дефектов и не распознавание не критических дефектов – главная задача AOI. Результатом является то, что система распознает только те отклонения от процесса, которые интересуют оператора/клиента,
экономя тем самым время и деньги.

 

В системах AOI используется самая передовая оптика, аппаратное обеспечение, встроенные программы, программное обеспечение и библиотека алгоритмов распознавания и правил приема решений. Система получает изображение ПП, проходящей контроль, и сравнивет с «идеальной» платой, используя алгоритм распознавания, анализирует различия и принимает решение, является ли конкретное различие дефектом или нет.

Это решение основывается на предварительно заданных критериях пользователя.

Вот схематическое объяснение механизма:

* Принятие изображения – линза, освещение, камера и электроника, которая переводит оптическое изображение в цифровую форму для дальнейшей обработки.

·                     Предварительная обработка изображения – обработка и подготовка изображения для сравнения с референтной платой.

·                     Анализ - применение алгоритмов и допусков, чтобы сравнить обрабатываемое изображение с референтной платой.

·                     Решение – исходя из установок пользователя и правил принимается решение о соответствии/несоответствии

·                     Анализ дефектов – маркирует местоположение дефекта, классифицирует его, исходя из заданных пользователем правил, и передает данные с координатами для дальнейшей верификации и статистического управления процессом.

Системы AOI, предлагаемые фирмой Camtek, используют дублирующие методы нахождения дефектов и искусственный интеллект, чтобы обеспечить высокий уровень распознавания при низкой доле ложных срабатываний.

 

Распознанные дефекты классифицируются по их критичности и по возможности ремонта. В настоящее время система AOI не способна самостоятельно определить критичность дефекта. Следовательно, дополнительно к контролю следует добавить станцию верификации. Все дефекты, обнаруженные на этапе контроля, загружаются в базу данных. Каждая заготовка, на которой есть как минимум один дефект, поступает к оператору для верификации.

Конфигурация Scan&Verify, обладающая опцией двухсторонней инспекции и верификации, обеспечивает максимально раннее распознавание повторяющихся дефектов. Это достигается последовательным сканированием каждой заготовки сверху и снизу. Такой метод переворота дает большую экономию времени по сравнению с односторонним контролем или контролем партий, что типично для системы, оснащенной автоматической системой загрузки-разгрузки.

Отдельно стоящая станция верификации работает в более длительном цикле, потому что процесс верификации откладывается, пока вся партия не пройдет через станцию инспекции. Поэтому мы видим, что включение метода переворота значительно сокращает время цикла.

Смешанная верификация – комбинация этих двух концепций. В этом случае установка AOI осуществляет операции сканирования и верифицирования либо на самой установке, либо на отдельной станции верификации, по специальному решению, которое принимается в зависимости от производительности или на основании других принципиальных решений.

 

 

Фирма Camtek предлагает широкий диапазон установок AOI, от плат массового производства до МПП (BGA) сверх тонкого рисунка, от ручной до полностью автоматической подачи материала.

Camtek направляет свои усилия на расширение способностей распознавания дефектов для поддержания и опережения потребностей производства.

 

Orion  868, 828. Сотни этих установок AOI работают во всем мире, они хорошо себя зарекомендовали. Разработанные для технологичных производителей ПП с большим объемом продукции, новые Orion 868 оснащены инновациями и совмещают в себе проверенные на практике преимущества предыдущих серий Orion. Благодаря улучшенной оптике и инструментарию ORION 868 соответствует высошайшим промышленным стандартам, обеспечивая точный и успешный процесс верификации.
Sirius (отдельнаястанцияверификации) Sirius, отдельная станция верификации и ремонта, предлагаемая фирмой Camtek, требует очень мало места, обеспечивая тем самым максимальное использование производственных площадей. Система обеспечивает точную автономную верификацию и экономически выгодное решение, освобождая тем самым станцию AOI исключительно для инспекции. Вакуумный стол, удерживающий ПП, неподвижен, в то время как оптическая система перемещается от ошибки к ошибке. Центр поля зрения отмечается лазерной указкой. Воздушная форсунка создает воздушный взрыв, запускаемый нажатием кнопки. Тем самым рабочая арена очищается и происходит верификация настоящих ошибок.
LargeAreaMasks (LAM) Установка LAM 868, специально разработана для инспекции сложных топологий масочных покрытий на большой рабочей площади. Значение проводник/ зазор - до 25 мкм.
Dragon SP Системы AOI конвейерного типа очень высокой производительности с автоматизированной системой загрузки-разгрузки ПП.
Pegasus 200S Системы AOI, предназначенные для финального контроля качества поверхностей и трехмерных измерений BGA, CSP и других типов смонтированных плат со сверхвысокой плотностью проводников. Pegasus 200S  оборудован широко-полосной CCD-камерой и двумя независимыми системами освещения; одна оптимизирована для металлических покрытий (золото / серебро / олово / OTC), а другая для защитной паяльной маски. Его система захвата изображения позволяет обнаружить мелкие  дефекты и микротрещины.
AIC Соединение в одном устройстве контроля и верификации. Новаторское решение фирмы Camtek – комплекс AIC – существенно максимизирует производительность. AIC соединяет в себе AOI Dragon и новую станцию верификации CVR-200 (см. фото). Платы загружаются и разгружаются автоматически. Платы с ошибками поступают на установки верификации для их осмотра и устранения дефектов. AICэкономит время, деньги и непосредственно увеличивает процент выхода годных плат.

Системы AOI являются сейчас неотъемлемой частью современного процесса изготовления ПП.

Способность систем AOI в корректном обнаружении критических дефектов с высокой пропускной способностью зависит от целого комплекса аппаратных и программных средств, использующихся в конкретной модели/ серии установок фирмы Camtek. 

Camtek предлагает широкий спектр установок оптического контроля с высокой точностью и производительностью для контроля печатных плат – от простых двусторонних до многослойных и плат с элементами HDI и BGA.

Установки фирмы Camtek работают со всеми материалами и могут контролировать топологии с шириной линий до 15 мкм. Возможна также ручная и автоматическая загрузка слоев.

 рис.9 Участок сборки AOI Orion серии 800