光學(xué)檢測(cè)在如今要求苛刻的電子工業(yè)領(lǐng)域所發(fā)揮的作用

在如今的裝配線上，通過(guò)可靠的自動(dòng)系統(tǒng)來(lái)生產(chǎn)印刷電路板已是常態(tài)。 有鑒于此，對(duì)于如今要求苛刻的電子工業(yè)而言，印刷電路板的生產(chǎn)能在多大程度上加入手動(dòng)流程?

自動(dòng)化檢測(cè)流程的發(fā)展的動(dòng)力部分來(lái)自于電子產(chǎn)品制造行業(yè)的變革。

首先，從穿孔式部件到表面安裝式部件的轉(zhuǎn)變，意味著傳統(tǒng)的回路內(nèi)測(cè)試由于不再進(jìn)行電氣連接，不足以提供較高水平的故障覆蓋率。 由于使用的器件的幾何尺寸越來(lái)越小，進(jìn)一步產(chǎn)生對(duì)較高連接計(jì)數(shù)的自動(dòng)解決方案的需求。

PCB檢測(cè)系統(tǒng)有多種形式： 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)[AOI]；自動(dòng)X射線檢測(cè) [AXI]；自動(dòng)紅外線檢測(cè)；手動(dòng)射頻和手動(dòng)光學(xué)檢測(cè)-可在上錫膏后、放置后、焊后和成品階段進(jìn)行定位。

盡管自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品在技術(shù)上有了很大的發(fā)展，但為了對(duì)具體產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)要求的故障覆蓋率，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的編程和培訓(xùn)仍基本上依賴人的介入。

在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的生成和穩(wěn)定方面，高質(zhì)量的手動(dòng)檢測(cè)流程是必須的。 這在各種電路板裝配在一起測(cè)試時(shí)尤其重要。

手動(dòng)檢測(cè)如今在工業(yè)上的使用

光學(xué)檢測(cè)通常被研發(fā)工程師所采用，常用于檢查電路板原型的精度，以及設(shè)計(jì)是否合適。 目前，由于尚未對(duì)自動(dòng)例程進(jìn)行編程，也沒(méi)有故障歷史，質(zhì)量程序依賴于工程師的經(jīng)驗(yàn)，以及工具的精度使他們能夠?qū)﹄娐钒暹M(jìn)行手動(dòng)檢測(cè)的程度。

通常，除了自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)以外，還有針對(duì)生產(chǎn)焊接質(zhì)量進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)檢查。 這通常根據(jù)嚴(yán)格的質(zhì)量程序來(lái)實(shí)施，確保多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電路板的檢測(cè)是一致的。

考慮到成本和質(zhì)量的平衡，新部件通常向競(jìng)爭(zhēng)供應(yīng)商采購(gòu)，同時(shí)且新部件和改進(jìn)的部件也經(jīng)常向新供應(yīng)商采購(gòu)。 在出現(xiàn)這種情況時(shí)，必須檢查這些部件的質(zhì)量，這只能通過(guò)檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且往往優(yōu)先選擇手動(dòng)檢測(cè)。

在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)定制電路板時(shí)，光學(xué)檢測(cè)是最理想的解決方法，大量投資于自動(dòng)化檢測(cè)并不一定是必要的。

手動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)有多種形式。 從簡(jiǎn)單的臺(tái)式放大器到高分辨率的視頻攝像頭，普通的體視顯微鏡現(xiàn)在成為了手動(dòng)檢測(cè)解決方案的主流，因?yàn)楸M管視頻系統(tǒng)的分辨率在過(guò)去10年里顯著增加，但只能為操作員提供2D圖像。

然而，這種顯微鏡的設(shè)計(jì)卻要求操作員必須以一種不舒服的姿勢(shì)坐著，通常還要坐很長(zhǎng)時(shí)間，這樣會(huì)導(dǎo)致操作員疲勞，容易導(dǎo)致差錯(cuò)。

人體工學(xué)設(shè)計(jì)和手動(dòng)光學(xué)檢測(cè)

在需要光學(xué)檢測(cè)時(shí)，為了盡量保證操作員的舒適性，減少因坐姿不舒適而引起的疲勞，必須采用高度符合 人體工學(xué)的設(shè)計(jì)。

通常，光學(xué)顯微鏡有兩個(gè)目鏡，無(wú)論看起來(lái)還是操作起來(lái)都和普通的顯微鏡一樣。 在電子制造作業(yè)的檢測(cè)解決方案中，采用由操作員和顯微鏡相結(jié)合的方式是一種功能強(qiáng)大、并且高度靈活的檢測(cè)方式，然而在許多情況下，操作員疲勞的問(wèn)題以及因此而造成的差錯(cuò)，卻是每天都要遇到的真實(shí)障礙。

無(wú)目鏡顯微鏡技術(shù)

英國(guó)工業(yè)顯微鏡公司專(zhuān)利的光學(xué)技術(shù)能克服傳統(tǒng)顯微鏡的根本問(wèn)題-通過(guò)顯微鏡目鏡觀察到的圖像太小。

對(duì)于帶“目鏡”的顯微鏡而言，圖像出目鏡（出瞳）的尺寸為直徑3mm左右。 這就意味著，操作員必須精確地把眼睛對(duì)準(zhǔn)目鏡，否則只要稍微移動(dòng)頭部就會(huì)導(dǎo)致失去圖像。

這就導(dǎo)致操作員必須以不舒服的姿勢(shì)保持不動(dòng)。 “無(wú)目鏡”技術(shù)可放大圖像出顯微鏡目鏡的尺寸。

英國(guó)工業(yè)顯微鏡公司專(zhuān)利的體視檢測(cè)顯微鏡系列以及光學(xué)測(cè)量顯微鏡系列采用了先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)化其人體工學(xué)特性，即Lynx上采用的Dynascope™觀察頭，以及先進(jìn)的體視變焦顯微鏡。

Lynx 系統(tǒng)所采用的Dynascope™專(zhuān)利光學(xué)技術(shù)采用了148mm直徑的多透鏡（多鏡片）盤(pán)，盤(pán)面由350萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的微透鏡（鏡片）組成，每個(gè)透鏡能測(cè)量70微米的尺寸。

Dynascope™盤(pán)以3400rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使數(shù)百萬(wàn)單獨(dú)光程合并成一個(gè)平滑、擴(kuò)大的立體圖像，有著極長(zhǎng)的焦深和極寬視場(chǎng)。

在實(shí)際使用中，多透鏡盤(pán)可起到擴(kuò)大內(nèi)在光瞳的作用。 生成的圖像通過(guò)視場(chǎng)內(nèi)的鏡片反射到操作員的眼中，而高分辨率的圖像可以投影到一個(gè)很大的觀察區(qū)域，以最大程度提高觀察的舒適性。

減輕眼睛的負(fù)擔(dān)和疲勞

隨著操作員頻繁在觀察放大的物體圖像到觀察實(shí)際物體（特別是在返工或操縱零件時(shí)）之間交替切換，由于距離明顯放大后的圖像較遠(yuǎn)，眼睛無(wú)需每次都重新聚焦。

實(shí)際上，放大后的圖像與眼睛之間的距離和實(shí)際樣品是相同的，這在減輕眼部的負(fù)擔(dān)和疲勞方面有明顯的好處。

此外，采用觀察器來(lái)代替目鏡可以使頭部的位置更自由，并且操作員可以保持垂直的坐姿，而且可以戴眼鏡。

需要戴眼鏡的操作員如果在觀察顯微鏡時(shí)必須摘掉眼鏡，然后針對(duì)不同的距離重新聚焦，將很快導(dǎo)致眼鏡疲勞。 眼鏡散光的操作員情況更糟： 摘掉眼鏡后，他們的視覺(jué)會(huì)馬上會(huì)受到影響。

人體工學(xué)特性的這種顯著改善有助于提高生產(chǎn)率和降低廢品率，因?yàn)椴僮鲉T可以延長(zhǎng)工作時(shí)間而不會(huì)給眼鏡造成負(fù)擔(dān)和疲勞。

觀察印刷電路板時(shí)的人體工學(xué)性能更佳

英國(guó)工業(yè)顯微鏡公司正推出一種升級(jí)的Lynx LED體視顯微鏡，配備傾斜式直接觀察器。 由于采用了LED照明和傾斜式直接觀察器，Lynx可提供對(duì)印刷電路板360°的全景觀察，并以34°的角度檢查焊縫和焊盤(pán)對(duì)齊情況，而這些用常規(guī)的體視檢測(cè)方法是難以實(shí)現(xiàn)的。

Lynx 廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，采用了卓越的光學(xué)系統(tǒng)，可提供無(wú)與倫比的人體工學(xué)性能和最佳的清晰度。

此外，Lynx現(xiàn)在采用了LED照明，可以更高的亮度、更白的光色和更長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)印刷電路板提供照明。 耗材的成本也大大價(jià)格低，成本降低的幅度高達(dá)80％，而燈的壽命則長(zhǎng)達(dá)10000小時(shí)。 由于LED燈可調(diào)光，因而各種應(yīng)用均可得益于精確的光照強(qiáng)度。

目前，LED照明可以和出色的傾斜式直接觀察器結(jié)合起來(lái)使用。

在和可切換的直接觀察及Lynx的體視觀察結(jié)合在一起后，可以很方便地以三維方式對(duì)表面特征進(jìn)行檢查而無(wú)需移動(dòng)工件。 該技術(shù)在檢查器件的引線、印刷電路板的過(guò)孔、接頭、焊接點(diǎn)、SMT、TAB和球柵陣列器件上的焊料隆起，以及晶圓凸塊的精確特性時(shí)很理想。

這是一種和自動(dòng)流程并行使用的技術(shù)，可最大程度地提高印刷電路板的質(zhì)量。 手動(dòng)檢測(cè)起著重要的作用，既可以和自動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)采用，也可以在自動(dòng)系統(tǒng)成本效益不佳時(shí)采用。因?yàn)榧夹g(shù)正在不斷的變化，且部件正在不斷地改進(jìn)，光學(xué)檢測(cè)可以為工程師提供放大的觀察方式，以便于他們根據(jù)各種不同的情況來(lái)運(yùn)用自己的技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)和知識(shí)。

在其至今已50年的發(fā)展歷程中，英國(guó)工業(yè)顯微鏡有限公司專(zhuān)利的光學(xué)技術(shù)把體視顯微鏡技術(shù)帶入了21世紀(jì)，并打破了操作不舒適的傳統(tǒng)顯微的模式。

英國(guó)工業(yè)顯微鏡公司最新的“無(wú)目鏡”技術(shù)不僅消除了傳統(tǒng)顯微鏡目鏡的限制，同時(shí)能讓用戶在完全舒適的情況下觀察到更多的細(xì)節(jié)。

英國(guó)工業(yè)顯微鏡公司堅(jiān)持不懈的研發(fā)努力旨在生產(chǎn)出更多贏得贊譽(yù)的領(lǐng)先創(chuàng)新產(chǎn)品。