AOI(Automatic Optic Inspection)的全稱是自動光學檢測,是基于光學原理來對焊接生產中遇到的常見缺陷進行檢測的設備。AOI是近幾年才興起的一種新型測試技術,但發(fā)展迅速,目前很多廠家都推出了AOI測試設備。
AOI技術的主要應用領域包括PCB、FPD、半導體、光伏、汽車電子等行業(yè),當自動檢測時,機器通過攝像頭自動掃描PCB,采集圖像,測試的焊點與數據庫中的合格的參數進行比較,經過圖像處理,檢查出PCB上缺陷,并通過顯示器或自動標志把缺陷顯示/標示出來,供維修人員修整。
高性能AOI的核心技術之一即是如何提供高質量快速穩(wěn)定的圖像供攝像頭采集。這也是高端AOI和一般AOI的差別。
據IHS統(tǒng)計2015年中國AOI市場規(guī)模就已達到76.2億元,占全球市場的20.9%;其中PCB行業(yè)占總市場的64.4%,規(guī)模達到49.1億元。對于PCB/FPC行業(yè)而言,從工藝、成本和客戶需求幾個角度來看對于AOI設備的需求都呈現(xiàn)上升趨勢:
1、從技術工藝的角度看,PCB微型化導致人工目檢無法滿足要求,利用機器檢測是大趨勢;
2、從生產成本的角度看,產品ASP不斷下降而人工成本卻不斷上升,優(yōu)化生產流程對成本進行精細化控制是廠商在激烈競爭中生存的法門,引進自動化檢測設備是必要的選擇;
3、從客戶需求的角度看,各種終端產品的復雜度不斷提升,對穩(wěn)定性要求也越來越高,AOI可以有效檢測翹腳、虛焊等缺陷,增強產品可靠性,引入AOI設備是廠商爭取客戶訂單的重要砝碼。
隨著對產品便攜性的要求越來越高,電子元件的尺寸不斷降低,從0402到0201到如今01005已經普及,而后者面積僅為前兩者的16%和44%。0402的元件已經很難用肉眼檢測,更何況0201乃至01005元件。
另外維修難度也不斷上升,0201已經必須利用顯微鏡進行維修,對于01005來說就更加困難,幾乎不能返修,因此在生產過程中盡早發(fā)現(xiàn)缺陷就顯得尤為重要。在SMT生產線中引入AOI設備可以有效促進生產商保障質量、兼顧效率并減少未檢測出的缺陷帶來的損失。
從拆機報告中可以看到,一臺iPhone 6 Plus手機僅01005元件就有1400個,如果仍然采用人工目檢的方式,一條SMT產線至少需配備3-10人,不僅難度太大,還將承擔巨額的人力成本;使用AOI設備進行檢測,雖然初期投入較高但是后續(xù)支出相對較少。
AOI設備在
SMT產線中的位置通常為印刷后、貼片后(爐前)和回流焊后(爐后),其中印刷后是檢測的重要位置,數據顯示60%-70%缺陷出現(xiàn)在印刷環(huán)節(jié),在印刷后若能及時發(fā)現(xiàn)焊膏缺陷,只需洗板重新印刷即能重新獲得良品,維修成本最低;貼片后的位置可視情況選擇是否放置,若能在回流焊前及時發(fā)現(xiàn)缺陷維修成本尚低,到回流焊后則不僅成本較高,還很有可能導致整個PCB報廢,因此未來將對貼片后的檢測也將更加重視;回流焊后作為產品流出前的最后檢測是AOI最流行的位置,可有效提高產品良率。
根據2000年的銷售數據,20.8%的AOI應用于印刷后,21.3%用于貼片后,57.9%用于回流焊后,也基本印證了這種分配屬于市場認可的主流方案。
因此,考慮到未來工業(yè)升級對檢測設備需求的提振作用,假設每條產線在爐前和爐后都安置一臺全自動在線檢測AOI,50%的產線選擇在印刷后配備AOI設備,一條SMT產線平均需要約2.5臺在線AOI設備;如果選擇離線AOI的話通常一條產線需要一臺,如果采用雙貼現(xiàn)的二合一生產設備可以配備兩臺。
行業(yè)整體趨勢向在線AOI方向發(fā)展,離線設備的技術要求低,但影響生產效率,往往適合用于抽檢,隨著在線AOI比例的上升,對于設備的絕對需求量也會有一定程度的上升。
據統(tǒng)計我國SMT產線早已超過5萬條,假設全部選擇在線AOI設備,市場空間超過12.5萬臺,截止2012年僅有20%-30%的產線配備了AOI設備,根據我們的粗略估計目前產線上實際使用的AOI設備遠不及市場空間的半數。除了SMT檢測,AOI設備在PCB行業(yè)還可以用于DIP檢測、外觀檢測等。其中DIP檢測與SMT類似,最關鍵的放置位置是波峰焊后的檢測;外觀檢測可針對包括HDI、柔性板在內的電路板。
目前一臺進口設備的壽命大約10年,國產設備略低一些,新投產產線的增量需求、原先產線啟用自動檢測設備的升級需求和老舊設備的換機需求都為AOI設備商提供了機遇。
由于PCB領域毛利率相對較低,繼以色列、日本后,韓國、臺灣企業(yè)也陸續(xù)退出PCB行業(yè)的AOI設備市場,鑒于目前約90%的PCB產能位于亞洲地區(qū),而中國大陸所占份額呈逐年上升趨勢,國產設備具備價格優(yōu)勢且售后服務成本低,大陸企業(yè)經過幾十年的技術積累已逐步在該領域站穩(wěn)跟腳,未來國產化率有望繼續(xù)提升。隨著產能的轉移和AOI設備普及度的提升,國產設備商有望借助本土優(yōu)勢占據獲得更大市場份額。
國產AOI設備商大約有150家,主要集中在PCB領域中低端,其中有一定市場份額的不超過50家。2015年行業(yè)競爭激烈,價格下降較快,一臺PCB用國產AOI設備的價格大約在十萬或以上不等??傮w來看PCB行業(yè)對AOI設備的需求量巨大市場競爭充分,外商陸續(xù)退出后國產廠商有望占據主要市場份額。
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