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VT-X750-V3可以對EV和面向5G的電子基板進(jìn)行全數(shù)檢查

來源:蘇州圣全科技有限公司   2022年07月07日 14:13  
歐姆龍株式會社(總部:京都市下京區(qū),董事長兼CEO:山田義仁)將從11月20日開始在全球發(fā)售能夠?qū)﹄娮踊暹M(jìn)行快速3D檢查CT型X射線自動檢查設(shè)備*1「VT-X750-V3」。在5G和EV、自動駕駛的需求高漲中,為了維持生產(chǎn)性提高的同時保證顧客產(chǎn)品的品質(zhì),對電子基板進(jìn)行全數(shù)檢查,為創(chuàng)造安心、安全的社會做出貢獻(xiàn)。

 

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                                              【實現(xiàn)了快速檢查速度的CT型X射線自動檢查設(shè)備「VT-X750-V3」】

 

      近年來,5G、EV、自動駕駛等使用電子基板的需求急速增加。特別是以車載為首的這些用途關(guān)系到人的生命安全,所以品質(zhì)要求更高。另外,為了保證最終產(chǎn)品的性能提高和安全性,為了在基板上增加搭載元件數(shù)量,基板兩面的元件貼裝和元件集成的IC芯片化正在進(jìn)行中。為了更準(zhǔn)確地檢查這些在外觀上無法檢查的元件,不是用以往的X射線進(jìn)行2D拍攝,而是必須用3D進(jìn)行檢查。但是,因為3D檢查在拍攝和圖像處理上花費時間,所以運用效率和高品質(zhì)檢查的兩者兼顧是非常困難的,這是目前存在的課題。在制造現(xiàn)場的現(xiàn)狀是為了確保與2D檢查時同等的生產(chǎn)數(shù)量,對基板上的元件不是全數(shù)檢查而是部分檢查,或者為了全數(shù)檢查,把檢查設(shè)備放置在遠(yuǎn)離生產(chǎn)線的地方,也需要花費時間來應(yīng)對。


 

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【同樣的焊錫用2D X射線拍攝后的圖像(左)和

 用3D X射線拍攝后的圖像(右)】

      這次發(fā)售的「VT-X750-V3」比現(xiàn)行機型的檢查速度提高了1.5倍,可以在復(fù)雜的基板上進(jìn)行全數(shù)檢查。通過無縫地控制搭載的歐姆龍制控制設(shè)備,實現(xiàn)了連續(xù)拍攝技術(shù)*2,采用了靈敏度比以往高兩倍*3的探測器,實現(xiàn)了清晰的3D圖像高速拍攝。因此,可以在短時間內(nèi)進(jìn)行高性能的檢查。另外,通過AI自動設(shè)定檢查的拍攝條件,大幅縮短基板檢查程序的制作時間。歐姆龍在這些技術(shù)革新的基礎(chǔ)上,運用在檢查現(xiàn)場30年以上的經(jīng)驗技術(shù),為客戶生產(chǎn)性的兼顧做出貢獻(xiàn)。

 

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                                                                     【復(fù)雜的基板?元件的檢查事例】


      歐姆龍以3個“i”、 「integrated(控制進(jìn)化)」、「intelligent(智能化)」、「interactive(人與機械的新協(xié)調(diào))」構(gòu)成的戰(zhàn)略概念「i-Automation」為基礎(chǔ),致力于制造業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場革新。以豐富的控制機器的經(jīng)驗和焊錫檢查的知識,i-Automation!體現(xiàn)在「VT-X750-V3」中。我們提出了從減少整個貼裝工序的不良開始,面向構(gòu)建不產(chǎn)生不良的生產(chǎn)線的整體解決方案。

 

 

 

*1 CT型X射線自動檢查設(shè)備:使用X射線對人看不見的構(gòu)造物的內(nèi)部進(jìn)行拍攝并生成連續(xù)的斷層圖像,通過計算機處理,搭載了獲得三維立體圖像的技術(shù)的檢查設(shè)備。與醫(yī)療機構(gòu)等使用的CT掃描相同的技術(shù)。

*2 連續(xù)拍攝技術(shù):在移動的同時拍攝立體圖像的技術(shù)

*3 靈敏度比以往高2倍:與舊型號相比,靈敏度約為2倍。在同一拍攝條件下,圖像傳感器(拍攝部件)將X射線作為光感知的程度。

 

 

主要特長

01

采用歐姆龍新設(shè)計的連續(xù)拍攝技術(shù)實現(xiàn)了與以往比1.5倍的檢查速度

 

 

保持與以往高畫質(zhì)的3D-CT數(shù)據(jù)(3D圖像)的拍攝一樣,通過高度優(yōu)化用于拍攝的硬件控制,實現(xiàn)了以往比1.5倍的高速拍攝。由此,保持了以往同等的生產(chǎn)性,可以高精度的全數(shù)檢查。

在硬件控制的高度優(yōu)化方面,集合了歐姆龍的控制機器所擁有的技術(shù)訣竅,實現(xiàn)了高速無縫的連續(xù)拍攝,同時通過反饋控制實現(xiàn)了更準(zhǔn)確的位置拍攝。通過這些技術(shù),實現(xiàn)了清晰的3D-CT圖像(3D圖像)的拍攝。并且,在3D CT數(shù)據(jù)(3D圖像)的生成時,通過本公司開發(fā)的新的3D-CT算法的搭載和高靈敏度高速探測器的采用,可以生成噪點較少的3D圖像。

 

圖片

【與以往設(shè)備的檢查速度的比較】

 

02

功率類產(chǎn)品的檢查

 

新追加了對IGBT和MOSFET*5等功率類元件優(yōu)化的檢查邏輯。另外,在基板貼裝后的組裝工程中的通孔連接器的焊錫填充檢查,近幾年采用量增加的SiP/PoP封裝*6和PressFit連接器等的檢查也有很多應(yīng)用實績。

特別是在功率類元件方面,功率半導(dǎo)體正在從Si向SiC和GaN*7變化中,散熱的課題越來越重要。對于作為EV課題的1次充電中的行駛距離的延長、高輸出化、小型?輕量化,散熱的課題不能避開。歐姆龍對散熱課題之一的焊錫焊接中的氣泡檢查,開發(fā)出并搭載了獨自的檢查算法。


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【GaN功率元件(左)和 SiP(右)的3D-CT拍攝事例】

 

03

AI無技能化、自動化

根據(jù)檢查對象物、元件、以及背面搭載的元件的影響等,需要優(yōu)化X射線拍攝條件。這些拍攝條件的設(shè)定有幾個參數(shù),以前是一邊反復(fù)輸入&嘗試,一邊設(shè)定拍攝條件。這些設(shè)定已經(jīng)可以通過AI自動設(shè)定,因此可以大幅縮短拍攝條件的設(shè)定。

另外,使用VT-X750-V3拍攝的3D-CT數(shù)據(jù)(3D圖像)進(jìn)行檢查時,需要3D圖像處理技術(shù)。通過事先登錄3D圖像處理的設(shè)定,在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行自動檢查。

3D圖像處理的設(shè)定需要專業(yè)技能,這次通過自動化其中一部分,可以不依賴專業(yè)技能,縮短設(shè)定時間。

 

04

降低被輻射風(fēng)險

防止對作業(yè)者的輻射自不必說,降低對檢查工裝上的半導(dǎo)體元件等的輻射造成的故障風(fēng)險是大的課題。這次,追加了根據(jù)基板的正反面和搭載的位置等可以更準(zhǔn)確地模擬每個元件的輻射量的功能。

由此,通過對照每個元件的被輻射量的界限值,可以降低因被輻射而引起的元件故障的風(fēng)險。

 

圖片

【每個元件的輻射模擬】

*4 M尺寸基板的全面檢查的時間?;宓陌崛?搬出時間除外。包含2,000~3,000Pin的BGA 2個和SiP, 基板的正面、反面的全部元件的3D檢查需要的時間。

*5 IGBT和MOSFET:功率類產(chǎn)品是使用電池中儲存的電來驅(qū)動馬達(dá)等所需的部件,是將電池等直流電轉(zhuǎn)換成馬達(dá)驅(qū)動所需交流的部件。特別是近年來,汽車、鐵路等電動化的重要部件之一。家用家電產(chǎn)品中,插座交流電可以直接用于馬達(dá)等的驅(qū)動,而電動汽車和PHEV則是以電池為驅(qū)動源,需要從直流轉(zhuǎn)換為交流。IGBT和MOSFET是功率類產(chǎn)品中的一種代表,根據(jù)用途不同使用也不一樣。

*6 SiP/PoP封裝:SiP=System in Package、PoP=Package on Package的簡稱。這兩個都是貼裝在基板上的元件名稱,以往的IC/LSI元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是單層,但是SiP和PoP等內(nèi)部結(jié)構(gòu)是多層,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于構(gòu)造復(fù)雜,使用X射線檢查時更需要3D檢查。另外,SiP多用作車聯(lián)或智能手機終端等5G通信用元件, PoP經(jīng)常被用作智能手機的應(yīng)用程序處理器(主CPU)。

*7 SiC和GaN:傳統(tǒng)的半導(dǎo)體元件中,包括功率元件在內(nèi),Si(硅)是主流。針對功率元件,電容的大容量化和高壓/高電流化,耐熱溫度成為課題。SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)比Si的耐熱性更好,被期待作為下一代的功率半導(dǎo)體元件。

 

關(guān)于i-Automation!

 

歐姆龍把基于“i-Automation”來革新制造業(yè)現(xiàn)場作為理念,由以下3個“i”構(gòu)成的自動化的進(jìn)化,以飛躍性地提高制造現(xiàn)場的生產(chǎn)性,實現(xiàn)以制作高附加值的產(chǎn)品為目標(biāo)。

「integrated(控制進(jìn)化)」是為了讓所有人都能簡單地實現(xiàn)迄今為止依賴熟練工人的技能,使自動化技術(shù)得以進(jìn)化。「intelligent(智能化)」是可以廣泛的活用控制機器和AI,機器可以自己學(xué)習(xí)來維護(hù)狀態(tài),實現(xiàn)不斷進(jìn)化的設(shè)備和生產(chǎn)線。「interactive(人和機器的新協(xié)調(diào))」是人和機器在同一工作空間里共同工作,機器能夠理解人的行動和想法并加以協(xié)助等,歐姆龍作為精通生產(chǎn)現(xiàn)場的控制機器的制造商可以提供人和機器的新的協(xié)調(diào)關(guān)系。

 

 

 

 


 

 

 

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