Tiếng Việt 
Trong quá trình sản xuất SMT hiện đại, Hướng dẫn đầy đủ về máy SPI luôn chứng minh một quy tắc không thể phá vỡ: SPI luôn đến trước AOI. Nhận sai thứ tự này là sai lầm đắt giá nhất mà một nhà máy có thể mắc phải, bởi vì 55–70% tất cả các lỗi phản xạ lại bắt đầu từ quá trình in kem hàn - rất lâu trước khi các bộ phận được đặt vào.
PCB ngày nay thường mang theo điện trở 01005, khoảng cách 0,3 mm BGA và các gói xếp chồng lên nhau nhiều lớp. Lớp keo hàn lắng đọng chỉ quá thấp 10 µm có thể gây ra mối nối hở sau khi hàn lại, trong khi quá nhiều 5 µm có thể tạo ra cầu nối dưới QFN 0,4 mm. Những dung sai này vượt xa những gì mà mắt người hoặc máy ảnh 2D truyền thống có thể nắm bắt một cách đáng tin cậy, đó là lý do tại sao việc kiểm tra 3D tự động đã trở thành điều không thể thương lượng trong sản xuất điện tử hiện đại.
Nhiều kỹ sư và người quản lý kế thừa dây chuyền sản xuất được xây dựng cách đây 10–15 năm khi AOI là phương pháp kiểm tra tự động duy nhất hiện có. Những dây chuyền đó vẫn hoạt động (đại loại vậy), vì vậy câu hỏi tự nhiên sẽ trở thành: 'Nếu AOI đã xem bảng hoàn thiện, chúng ta có thực sự cần một máy khác sớm hơn trong dây chuyền không?' Trong khi đó, các kỹ sư quy trình trẻ hơn đã được đào tạo về Six-Sigma và CpK chứng kiến những lỗi in tương tự lặp lại hàng tháng và tự hỏi tại sao nhà máy lại chi hàng nghìn đô la cho việc làm lại thay vì ngăn chặn sự cố ngay từ đầu.
SPI ( Kiểm tra dán hàn ) được cài đặt ngay sau máy in stencil và trước máy gắp và đặt đầu tiên. Nó sử dụng ánh sáng có cấu trúc hoặc tia laser để tạo ra bản đồ 3D thực sự của từng lớp dán hàn. Trong vòng vài giây, nó đo thể tích (nL), chiều cao (µm), diện tích (mm2), vị trí X/Y và hình dạng cho mọi miếng đệm trên bảng. Nếu có bất kỳ điều gì vượt quá giới hạn cho phép, bảng mạch sẽ bị từ chối hoặc máy in nhận được hiệu chỉnh vòng kín theo thời gian thực trước khi bảng tiếp theo được in.
AOI ( Kiểm tra quang học tự động ) nằm sau lò chỉnh lại dòng. Nó lấy hình ảnh màu 2D hoặc 3D có độ phân giải cao của bảng được lắp ráp hoàn chỉnh. Nó kiểm tra các bộ phận bị thiếu, các bộ phận sai, phân cực đảo ngược, bia mộ, dây dẫn bị nhấc lên, mối hàn không đủ, cầu nối và các vấn đề ướt có thể nhìn thấy. Vì chất hàn đã tan chảy nên AOI chỉ có thể cho bạn biết điều gì đã xảy ra — nó không thể ngăn chặn lỗi xảy ra ngay từ đầu.
SPI là thuốc phòng ngừa: nó ngăn chặn chất hàn không tốt tiếp xúc với một bộ phận. AOI là khám nghiệm tử thi: nó cho bạn biết bảng nào đã chết hoặc sắp chết. Một cái giúp bạn tiết kiệm tiền ở thượng nguồn, cái còn lại giúp khách hàng của bạn không nhận được sản phẩm xấu ở hạ nguồn. Cả hai đều quan trọng, nhưng chúng không thể thay thế cho nhau.
Nhiều nhà máy sản xuất điện tử tiêu dùng cũ vẫn chạy các dây chuyền chỉ có AOI vì 'đó là cách chúng tôi luôn làm.' Những dây chuyền này thường sản xuất các bo mạch hai mặt đơn giản với các thành phần 0603/0402 và khoảng cách 0,5 mm+. Việc in ấn được coi là đủ ổn định, việc làm lại rẻ và ban quản lý ghét việc bổ sung máy mới. Kết quả có thể chấp nhận được đối với các sản phẩm giá rẻ, nhưng tỷ lệ lỗi nằm ở mức 500–2000 ppm.
Các kỹ sư tập trung vào quy trình - đặc biệt là trong lĩnh vực ô tô, y tế và viễn thông - coi việc in kem hàn là bước quan trọng nhất và có nhiều thay đổi nhất trong toàn bộ dây chuyền. Họ biết rằng một khi dán sai thì không có vị trí đặt hoàn hảo hoặc biên dạng chỉnh lại dòng hoàn hảo nào có thể cứu được mối nối. Câu thần chú của họ là 'đo và sửa lại miếng dán trước khi bạn bỏ tiền ra để lắp những linh kiện đắt tiền vào đó.'
Các nhà sản xuất theo hợp đồng và OEM hàng đầu hiện đối xử với SPI + AOI giống như cách họ đối xử với máy in + chọn và đặt: bạn chỉ đơn giản là không xây dựng một dây chuyền nghiêm túc mà không có cả hai. Khoản đầu tư này được chứng minh bằng con số lợi nhuận lần đầu thường xuyên vượt quá 99,5 % và chi phí làm lại giảm 60–80 %. Trong các nhà máy này, cuộc tranh luận không còn là 'SPI hay AOI?' mà là 'Mô hình SPI nào mang lại cho chúng ta ROI nhanh nhất?'
IPC-7912 , iNEMI và hàng chục nghiên cứu độc lập trong 15 năm qua đều cho thấy cùng một kết quả: in kem hàn chiếm 55–70 % trong tổng số lỗi lắp ráp, 10–15 % vị trí, 10–15 % nóng chảy lại và mọi thứ còn lại. Ngay cả một máy gắp và đặt được điều chỉnh hoàn hảo cũng không thể khắc phục được khối lượng dán hoặc độ lệch kém.
Việc sửa lỗi in ở mức SPI hầu như không tốn kém gì — bảng chỉ cần được làm sạch và in lại. Việc sửa lỗi tương tự ở AOI sau khi chỉnh lại dòng yêu cầu chỉnh sửa thủ công, có thể loại bỏ thành phần, xác minh bằng tia X và chỉnh lại dòng — dễ dàng đắt hơn 20–50×. Nếu lỗi lọt vào tay khách hàng, chi phí có thể tăng lên hàng trăm hoặc hàng nghìn đô la cho mỗi bảng do yêu cầu bảo hành và mất danh tiếng.
Quá ít keo → chiều cao miếng phi lê không đủ → mối nối hở hoặc yếu. Dán quá nhiều → bi hàn hoặc cầu nối dư thừa dưới các thiết bị có bước cao. Dán offset 50 µm → khắc trên các thành phần chip nhỏ. Sự thay đổi chiều cao → khoảng trống bên trong BGA quả bóng mà AOI không thể nhìn thấy nhưng tia X sẽ tìm thấy sau đó. Mọi lỗi trong số này đều có thể dự đoán được 100% từ dữ liệu dán 3D mà chỉ SPI cung cấp.
SPI chạy trước khi bất kỳ thành phần nào được đặt, do đó, nó không có cách nào để biết liệu sau đó máy chọn và đặt có lấy sai cuộn hay bỏ qua hoàn toàn một bộ phận hay không. Các lỗi phân cực trên tụ điện hoặc điốt phân cực cũng không thể nhìn thấy được đối với SPI vì lớp dán trông giống hệt nhau bất kể hướng nào.
Ngay cả với chất dán hoàn hảo, vòi phun có thể làm rơi một phần ra khỏi tấm đệm 100 µm hoặc gia nhiệt không đều có thể gây ra hiện tượng khó chịu trong quá trình chỉnh lại dòng chảy. Những cú sốc cơ học hoặc chân không kém này có thể nâng cao vị trí dẫn đầu trên QFP. SPI không thấy những điều này vì chúng xảy ra rất lâu sau thời hạn kiểm tra của nó.
Gối đầu, không làm ướt, làm mờ và một số loại khoảng trống chỉ hiện rõ sau khi chất hàn tan chảy và nguội. Máy ảnh màu và hệ thống chiếu sáng theo góc của AOI được thiết kế đặc biệt để phát hiện những vấn đề cấp độ bề mặt mà SPI không bao giờ có cơ hội nhìn thấy.
Trình tự duy nhất được các nhà máy đẳng cấp thế giới sử dụng hiện nay là: máy in stencil → SPI → máy bắn chip tốc độ cao → máy đặt linh hoạt → lò phản xạ → AOI → ( X-quang hoặc CNTT tùy chọn ). Lệnh này không phải là tùy ý. Nó tuân theo dòng thời gian tạo ra khuyết tật tự nhiên: đầu tiên ngăn chặn các vấn đề in ấn, sau đó ngăn ngừa các vấn đề về vị trí, sau đó xác minh kết quả cuối cùng sau khi hàn. Việc đảo ngược bất kỳ bước nào sẽ làm tăng đáng kể việc làm lại và thoát khỏi rủi ro.
Các hệ thống SPI hiện đại như I.C.T-S510 và I.C.T-S1200 gửi dữ liệu khối lượng và offset theo thời gian thực trở lại máy in (điều khiển vòng kín). Máy in sẽ tự động điều chỉnh áp suất, tốc độ hoặc tần suất làm sạch của chổi cao su trên bảng tiếp theo. Trong vòng 3–5 bảng, quy trình thường đạt CpK > 1,67. Sau khi khóa in, máy chọn và đặt luôn nhận được các miếng đệm hoàn hảo, giảm đáng kể các báo động liên quan đến vị trí ở phía sau.
Với việc in ấn đã được kiểm soát, công việc của AOI trở nên dễ dàng và chính xác hơn nhiều. Cuộc gọi sai giảm 60–80 % vì AOI không còn phải đoán xem mối hàn cận biên có phải do dán không tốt hoặc vị trí không đúng hay không. AOI giờ đây có thể tập trung vào các lỗi vị trí thực sự và các vấn đề sau chỉnh sửa, trở thành người gác cổng cuối cùng thực sự thay vì một trạm khắc phục sự cố tổng hợp.
Bảng tiêu dùng hai mặt có các bộ phận 0603 trở lên, bước răng ≥ 0,5 mm, giấy nến và miếng dán rất ổn định, chạy với khối lượng lớn với hỗn hợp thấp và mục tiêu chất lượng thoải mái (≤ 1000 trang/phút) đôi khi có thể tồn tại chỉ với AOI. Việc làm lại không tốn kém, hiếm khi xảy ra lỗi tại hiện trường và ban quản lý chấp nhận trạm sửa chữa không thường xuyên. Những dòng này đang trở nên hiếm hơn mỗi năm, nhưng chúng vẫn tồn tại ở những thị trường có chi phí định hướng.
Điện tử ô tô ( AEC-Q100/104 ), thiết bị y tế ( ISO 13485 ), hàng không vũ trụ/quân sự (IPC Loại 3), cơ sở hạ tầng 5G, bo mạch chủ máy chủ, bất kỳ thiết bị nào có thành phần 01005/008004, khoảng cách ≤ 0,4 mm BGA hoặc các gói được kết cuối dưới cùng đều yêu cầu 3D SPI. Chính sách không sai sót và chi phí bảo hành lên tới hàng nghìn đô la cho mỗi bo mạch không còn chỗ cho 'chúng tôi sẽ xử lý vấn đề đó tại AOI.'
Ngay cả những nhà máy có vốn eo hẹp cũng có thể biện minh cho SPI trước. Thời gian hoàn vốn thông thường là 6–12 tháng thông qua việc giảm phế liệu, tiết kiệm lao động làm lại và chỉ cải thiện năng suất. Nhiều khách hàng báo cáo rằng việc thêm SPI đã cắt giảm các trạm làm lại AOI của họ từ ba ca xuống còn một ca và giảm 90% lợi nhuận của khách hàng. Phép toán rất đơn giản: việc ngăn chặn một pallet xấu của ô tô PCB sẽ mang lại lợi ích cho toàn bộ máy SPI.
2D SPI chỉ đo diện tích và có thể bị đánh lừa bởi các biến thể chiều cao dán. True 3D SPI (moiré dịch pha hoặc tam giác laser kép) đo thể tích và chiều cao thực tế với độ phân giải ≤ 1 µm. Đối với bất kỳ thứ gì nhỏ hơn 0402 hoặc 0,5 mm, 2D đã lỗi thời và sẽ tạo ra lỗi từ chối hoặc bỏ sót quá mức.
Tìm kiếm độ phân giải chiều cao ≥ 2 µm, GR&R < 10 % tại 6σ và thời gian kiểm tra ≤ 12 giây đối với điện thoại thông minh thông thường PCB. I.C.T-S510 đạt được 8–10 giây mỗi bảng ở độ phân giải 1 µm, trong khi I.C.T-S1200 lớn hơn xử lý các tấm 600 × 600 mm trong vòng dưới 20 giây với cùng độ chính xác.
Modern SPI phải nhập trực tiếp dữ liệu Gerber và CAD, tự động tạo chương trình kiểm tra trong vài phút, hiển thị biểu đồ CpK theo thời gian thực và tự động gửi các giá trị hiệu chỉnh trở lại máy in DEK/Minami/Panasonic/GKG. Không có những tính năng này bạn đang mua công nghệ của ngày hôm qua.
Chọn máy có hiệu chuẩn tấm kính hoàn toàn tự động (quy trình 30 giây mỗi ngày), quang học bù nhiệt độ và bộ chiếu kín. Cả I.C.T-S510 và I.C.T-S1200 đều bao gồm các tính năng này và duy trì độ lặp lại < 1 µm hàng năm với sự can thiệp tối thiểu của người vận hành.
Không. AOI kiểm tra sau khi chỉnh lại dòng, khi hư hỏng đã xảy ra. Nó không thể đo thể tích hoặc chiều cao của chất hàn trước khi đặt các bộ phận, do đó, nó không thể ngăn ngừa các mối nối, cầu nối hoặc khoảng trống bị nguội do lỗi in.
Đối với các thành phần 0402 và lớn hơn trên khoảng cách 0,5 mm+, 2D đôi khi có thể tồn tại. Đối với 0201, 01005, 0,4 mm hoặc bước nhỏ hơn BGA, chỉ 3D SPI cung cấp dữ liệu về âm lượng và chiều cao theo yêu cầu của IPC-7095 và tiêu chuẩn ô tô.
Có - thường là 60–80%. Quá trình in ổn định sẽ loại bỏ các biến thể khối lượng ngẫu nhiên gây nhầm lẫn cho các thuật toán AOI và tạo ra các khuyết tật liên kết hàn ảo.
Các hệ thống hiện đại như I.C.T-S510 kiểm tra một chiếc điện thoại thông minh thông thường PCB trong 8–10 giây và I.C.T-S1200 xử lý các tấm nền lớn trong < 20 giây. Những thời gian này không đáng kể so với thời gian của chu kỳ vị trí và chỉnh lại dòng.
Đúng. IPC-7095D (BGA) và hầu hết các tiêu chuẩn chất lượng ô tô/y tế bắt buộc phải có 3D SPI để đảm bảo tỷ lệ khoảng trống < 25 % và khả năng làm ướt đáng tin cậy trên các thiết bị có bước sóng siêu mịn.
