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AOI设备的选择与使用
  供应电路板产业的AOI设备供货商,可以提供不同整合度与自动化程度的各级设备,可以提供不同的产出、侦测度与成本效益。先进的AOI技术可以支持新产品的制程趋势和需求,同时还在不断的持续进步中。电路板制造商面对如何选择检查方式的挑战,希望这些选择能够符合产品的特性、设施的需求以及设备投入产出的效益。这样的课题相当宽广,以下内容主要着重在一些结构性考虑,并对其成本与产出进行基本的假设性比较。
1、检查与确认
  侦测到的电路板缺陷,是依据其关键的程度与是否可以修补来分类,目前AOI技术仍然无法自动判定缺陷的关键程度,因此会在检查之后增加一道人工确认程序。所有的缺陷在检查时会标记出来并转换到数据资料中,而出现一个以上缺陷的电路板都会移转到作业人员手上进行确认。确认的设备会加装比较高倍率的放大镜与影像相机,系统依据数据资料将放大设备移动到缺陷位置的上方进行人工确认。作业人员利用人工的方式将缺点归类为关键与非关键缺陷,同时进行修补或判定为报废产品,这样的判定是依据机械检查所提供的数据资料以及作业人员的专业经验执行。
2、AOI设备的各种组合模式
2.1、主要的AOI设备供货商提供三种缺陷确认的物料流动概念(组合模式):
2.1.1、扫描(Scanning)与确认(Verification)的组合:确认过程是整合在检查系统中的。
   建构一个极短的检查循环,并能快速的侦测重复或关键的缺陷(快速回馈到生产线上),并且可以排除在确认工作站上额外的物料操作。如果AOI扫描系统可以提供正反面的交替(翻面模式)就可以降低投资的负担,因为这样可以让需求动作比较简短,同时也可以减少一次的堆叠隔纸作业。这是在相对缺点数比较少的状况下一种比较理想的处理方式,或者是在首件检查时需要有快速回馈时也会使用。
2.1.2、确认(或者是确认与修补)工作站是分开的:检查是依靠AOI来完成,确认修补是利用确认工作站(Verication Station)进行缺点区再确认与修补的。
   要在同一台机械上进行确认与检查毫无疑问的会降低AOI的有效利用率,因为所有的检查作业在机械进行确认处理时会产生停滞等待。分离确认让昂贵的设备可以提供比较高的产出,但是无可避免的会增加一些作业变动因子。其中最明显的是作业周期会增长,而在确认工作站上会增加整体处理时间,同时也可能在转送处理程序中增加作业缺陷产生的机会。批次转换产品到确认工作站上,需要注意其处理的逻辑性与数据连结,确认其批次间的正确性与检查机、确认工作站间的产出平衡关系。
2.1.3、混合的确认:是一种将扫描与确认两者组合的概念。
   一些特殊的AOI组合可以让AOI设备随机进行混合扫描与确认作业,或者也可以进行确认分离的作业模式,这可以依据产出或者是不同的状态考量来决定其作业模式。对于一些缺陷相当低的产品,或者是特别需要快速回馈与短时间完成检验的产品,在AOI设备上进行直接的确认是不错的选择。至于其它的状况,则将产品转换到分离的确认工作站上进行确认可以让产出最大化,同时也可以充分的利用到AOI设备的产能。
   国产品牌浙江欧威科技有限公司研制生产的AOI设备(内-外层线路检查机与内-外层线路复检机)就具备确认工作站分开与混合确认二种模式合二为一的解决方案。
3、AOI的产速与整体产出
   每小时单一检查机能够扫描的面次,可以定义为该设备的产出量。简单的将AOI所需要投资的单价除以它可以扫描的面次量,是一种直接评估不同解决方案的方式,愈快的设备应该就是较好的方案。不过整体AOI的产出,则被认定为是通过此检查与确认站的电路板片数。任何可以快速扫描的系统,但是最终却将所有电路板都转移到手动确认工作站处理,会比不上只将部分电路板送到确认站的系统有效率。
   依据效益评估的完整概念,AOI的产出成本不尽是要看扫描与确认步骤,任何额外需要的制程步骤、人力配置都应该要列入计算。考虑的内容还应该要包括设定与更换系统的时间、作业人员需要学习适应的时间、新料号设定的时间、旧料号设定的时间、上下料的时间等等。时常有不少的周边作业与操作,总是在AOI评估供应资料中被忽略,而这些因素却时常影响整体作业的产出。这些因素在独立作业时可能时可以被忽略的,但是当合起来操作就可能会明显抵销掉特定AOI组合的优势。
   每一个被AOI指出的缺点都需要经过确认,产出分析必需要以检查与确认的组合来进行分析处理,如果只是简单的将两者连接看待必然是一种错误的处理方式。分析也应该要包含所有的周边作业,如:电路板筛选、作记号、批次处理物流、批次确认等等。某些周边作业如:CAD数据校调、数据资料管理、数据的传送等等,也都应该要在整体产出评估时列入考虑。
4、AOI可侦测性与非关键性问题提示的能力
   AOI系统最重要的工作是要侦测缺点,尽管有些时候还要考虑如:产出、单一扫描的成本等等,但是无庸置疑的侦测缺点这个任务是AOI设备最重要的功能性。实际上唯一有效判定AOI能力的方法,是以其能够在最低成本与最短时间下所标示出关键性缺点的能力为基准。我们必须承认,没有一种现存的技术可以只标示出所有关键性的电路板缺点,而同时可以排除那些非关键性的缺点。多年前在评估AOI设备时需要对设备功能性妥协的状态,到目前为止并没有太大的改变。对于提升侦测能力与降低无谓缺点出现比率的讨论无休无止,而降低假缺点的需求则是业者一再要求的另外一个部分。
   AOI的目的并不是要找出电路板上大量人工制作的缺点,而是希望能够发现一些持续困扰电路板制造程序的问题点,唯一可以评断AOI系统侦测率的方法就是要看,设备是否能够真的帮助降低电路板生产的报废率。
   多年前就有业者提出平衡侦测能力与非关键缺点间设备特性的看法,稳定可靠的侦测所有关键性缺陷;容易排除不正确的缺点提示;降低作业人员设定程序的需求。也是一些业者提出评估AOI设备特性的作法,AOI系统必需要能侦测出业者关心的缺陷,同时可以忽略掉那些不被认为是问题的现象;测试线路必需要包括那些会产生制程困扰的缺陷,但不要花太多时间在要求系统侦测一些不被认为主要的缺点类型上,特别是几科不太发生的缺陷上;除了现有的缺陷,还应该要注意到未来可能发生的缺陷。
   以上这些,都可以作为业者观察与评估AOI的参考。
5、AOI的缺陷成本
   每一个业者都应该依据所生产的产品来定义缺陷的成本,不同的产品、料号、生产设备都可能产生不同的缺点成本。不过业者可以概略整体估算在电路板生产中产生的报废,究竟有多少是因为没有侦测到缺点所产生的,这样就可以用报废除以缺点来得到平均的缺点平均成本。某些电路板厂商因为要降低设备投资,没有理解到比较低的侦测能力可能产生比较高的漏测损失,最后花掉了比投资AOI设备更多的成本。当比较AOI的表现时,即便是很小的错误差异都应该要列入考虑,因为这可能会实现影响生产的表现而产生更高的缺点成本。
6、小结
   业者除了对AOI的技术表现给予评价外,还应该对于这种设备在实际生产中的作业表现给予关注。当应该看到却被漏掉的缺点比例升高时,可能代表的是设备能力、操作状况、功能稳定性等等因素已经产生偏离,不足以支援这类产品的生产,此时就应该要留意其缺陷成本已经升高了。
由一些成本模型可以呈现选择AOI系统的方法,其实有相当多的变量会影响到AOI系统的选择。业者应该如何考虑这些因素,如:设备间的连结、统计管制、使用方便性、可取得性、服务支持、设备后续维护成本等等,这方面应该要聚焦在自己需要的设备类型上才能做出恰当的设备选择。

 

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