自动光学检测系统(AOI)的真空系统机构及作用

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自动光学检测系统(AOI)的真空系统机构及作用
摘要:主要介绍AOI真空系统机构、真空系统的技术模块、真空系统在AOI 系统中的作用、以及在PCB板检测过程中应用。

关键词:真空泵,真空系统机构
由于PCB产品也向着高密度、超薄型、细间距,小元件的方向发展,这样导致线路板上的元器件组装密度要求提高,PCB板上的线宽、间距、焊盘越来越细,现已经达到微米级,相应板的层数也越来越多,并且柔性线路板的迅猛发展促使对AOI的真空系统要求越来越高。

本文主要介绍AOI真空系统机构以及其在AOI系统中的应用。

1.AOI的真空系统需求
由于AOI检测线路板的缺陷,是通过CCD相机、镜头、LED光源系统的抓取PCB板上的实际图片,通过图像软件处理系统与标准的图案对比,从而发现缺陷。

在抓取图片的过程中,必须确保PCB板在工作台上平整与固定,否则无法发现缺陷。

AOI系统通常采取真空系统均匀地吸住PCB板。

2.AOI的真空系统机构图
AOI的真空系统通常有真空工作台、真空泵、电磁阀、换向阀、气管系统、计算机控制系统等模块组成,具体如下图一。

图一:真空系统机构图
3.真空系统的技术模块
AOI的真空系统工作原理简单的说,就是计算机处理系统通过对电磁阀的控制,驱动换向阀的开关动作,从而使真空泵控制真空台面,使其吸住或释放PCB 板面。

技术模块由真空工作台、真空泵及附件、电磁阀、换向阀、气管、计算机控制系统组成。

3.1.真空工作台
真空工作台的主要作用是提供不同尺寸的PCB板支撑,确保PCB板能够均匀平整。

台面通常采用6061的铝型材或更高级别的铝板,台面的尺寸通常是30inchX26inch。

根据不同的吸气要求而设计成不同的真空结构,其区域的控制通常有人工手动控制和自动控制两种型式。

3.2.真空泵及附件
真空泵是真空系统中的核心,它的性能与参数直接影响真空系统的吸板能力,通常需要考虑流量、真空度、压力以及功率等。

目前国内外选用的真空泵是220v单节泵与双节泵,真空度控制在190-230mbar,流量在150m3/h。

由于PCB 板面上的铜层和绿油以及工厂的环境等因素,这些杂质颗粒会吸入真空泵而导致真空泵烧坏。

为了真空泵烧坏通常需增加空气过滤器、泄压阀等附件。

需定期清洗过滤器,使真空泵能够正常工作。

3.3.电磁阀
电磁阀的主要作用控制换向阀的开关,从而使真空工作台处于真空与非真空状态,达到吸住或释放PCB板面。

通常电磁阀采用24VDC的两位三通式。

3.4.换向阀
换向阀的主要作用控制真空泵的气流换向,从而使真空工作台处于真空与非真空状态,达到吸住或释放PCB板面。

当台面工作时(吸住PCB板),真空工作台里面形成一个真空状态。

如果台面不工作时(释放PCB),此时通过换向阀的切换使真空泵吸外界大气,从而形成气流循环。

防止真空泵处于长时间负载而烧坏。

3.5.气管管路
气管管路主要提供0.6 bar的空气,在电磁阀的作用下触发换向阀的工作。

通常有气管、油水分离器及压力表、接头等组成。

通常的气路控制图如图二所示。

图二气路控制图
3.6.计算机控制系统
计算机控制系统的主要作用,就是准确地控制电磁阀及换向阀的工作,确保真空系统工作从而使真空工作台处于真空与非真空状态,达到吸住或释放PCB 板面。

它通常有计算机、显示器、鼠标、键盘及信号逻辑控制卡等组成。

原理控制图如图三所示。

图三:原理控制图
4.AOI真空系统在PCB板检验过程中的应用
AOI真空系统的主要作用就是确保PCB板在工作台上平整与固定,从而使CCD相机、镜头、LED光源系统能够准确地抓取PCB板上的实际图片,通过图像软件处理系统与标准的图案对比,从而发现线路板缺陷,提供检测效率与产能合格率。

作者简介;邓振华,男,湖南,1972年6月3号康代影像(苏州)科技有
限公司,中级职称,—AOI设备的生产。