Ispezione ottica automatizzata (AOI)

Controllo di qualità

In UnityPCB, l'ispezione ottica automatizzata (AOI) è una fase critica nel nostro processo di controllo qualità. Utilizziamo la tecnologia AOI all'avanguardia, che include sistemi di imaging e algoritmi all'avanguardia per rilevare schede di circuito difettose che un occhio umano potrebbe non rilevare.

Che cosa è l'ispezione ottica automatizzata (AOI)?

L'ispezione ottica automatizzata è un metodo di ispezione visiva per identificare i difetti che possono verificarsi nella produzione e nell'assemblaggio dei PCB. In questa tecnologia, le telecamere hanno focalizzato le loro lenti sulla scheda di circuito per ispezionare le caratteristiche della superficie per macchie, graffi, circuiti aperti e cortocircuiti. Può anche identificare la mancanza di componenti e le posizioni errate dei componenti.
I PCB saranno passati attraverso la macchina AOI dopo che tutti i componenti sono stati posizionati sul PCB e di nuovo in finale dopo che il processo di saldatura è terminato. Nel processo, le diverse immagini di cattura vengono prodotte e utilizzate come standard d'oro. In ulteriori cicli di produzione, AOI acquisisce una nuova immagine e la confronta con l'immagine standard d'oro precedente. Se incontra un'area non conforme allo standard, indica probabili difetti nell'area. Quindi i tecnici identificano questi errori e trovano soluzioni per correggerli.

Come funziona l'ispezione ottica automatizzata?

I sistemi di ispezione ottica automatizzata (AOI) si basano su 3 componenti chiave: illuminazione, telecamere per la visione artificiale e software per l'elaborazione dei dati acquisiti.
1. L'illuminazione è di estrema importanza nell'AOI. I moduli LED contenenti luci rosse, bianche, verdi e blu sono utilizzati negli attuali sistemi AOI per un'illuminazione adeguata ed efficiente, al contrario delle lampade a incandescenza e fluorescenti. Inoltre, il suo angolo di illuminazione affronta i problemi delle diverse altezze dei componenti per ottenere una visione corretta di tutte le parti.
2. Le telecamere per la visione artificiale ad alta risoluzione sono gli occhi dei sistemi AOI. Con la capacità di registrare milioni di pixel in un solo scatto, queste telecamere possono arrivare fino a 100 fotogrammi al secondo. La risoluzione del sistema ottico si riferisce alla capacità di definire i dettagli in un'immagine e il FOV (campo visivo) specifica la velocità alla quale AOI esegue la scansione e la precisione della procedura di scansione.
3. Il software di elaborazione utilizzato è in realtà il controllo di comando del sistema AOI. Cerca anche di abbinare ciò che viene catturato a uno "standard aureo", ovvero un'idea di cosa dovrebbe essere un PCB perfetto. Questo standard può essere creato tramite la scansione di una scheda nota come buona o tramite la programmazione in base alle specifiche del prodotto. Il software può riconoscere dimensioni, forma, posizione e qualità di ciascun componente, verificando se ci sono problemi come disallineamenti, problemi di saldatura o parti mancanti.
Tutti questi componenti lavorano insieme per realizzare l'ispezione dei circuiti stampati e l'identificazione dei difetti, garantendo elevati standard qualitativi durante l'intero processo produttivo.

Vantaggi e svantaggi dell'AOI

L'ispezione AOI presenta numerosi vantaggi, come elencato di seguito:

Accuratezza posizionale: l'ispezione AOI è caratterizzata da un'accuratezza sub-pixel, che consente di rilevare anche deviazioni molto piccole. Possiamo usarla per controllare componenti minuscoli come 01005.
Conveniente: l'ispezione ottica automatica aumenta la resa dei passaggi PCB, il che a sua volta riduce i costi generali.
Versatilità: può essere utilizzato per esaminare sia PCB nudi che schede assemblate, verificando diversi difetti come cortocircuiti, aperture, saldature scadenti, polarità e valori errati.
Illuminazione programmabile: l'illuminazione LED dinamica e personalizzabile nei sistemi AOI è in grado di rilevare diversi problemi, indipendentemente dai componenti o dai tipi di PCB.
Flessibilità: l'ispezione ottica automatizzata dei PCB può essere applicata a qualsiasi processo di fabbricazione. Viene utilizzata in particolare dopo il processo di saldatura a riflusso in quanto consente la correzione dei parametri dei prodotti successivi sulla linea di produzione.

Sebbene apporti molti vantaggi, non possiamo ignorare i limiti dell'ispezione AOI:

Impossibilità di rilevare difetti interni: l'AOI esamina solo la superficie e non riesce a rilevare alcuni problemi all'interno della struttura degli strati, come allineamenti impropri degli strati o presenza di vuoti che richiedono l'uso di altri metodi di ispezione come i raggi X.
Difficoltà con geometrie complesse: le geometrie complesse o 3D sul PCB possono risultare difficili da rilevare in modo efficiente per i sistemi AOI.
Limitazioni di colore e contrasto: l'AOI potrebbe non funzionare bene nel controllo di difetti a basso contrasto o di determinate combinazioni di colori.
Elevati costi di configurazione iniziale: uno degli svantaggi dell'ispezione AOI sono gli elevati costi di configurazione iniziale dovuti alle attrezzature costose e alla manutenzione, che possono rappresentare un ostacolo per le piccole aziende manifatturiere.
Valutazione limitata delle prestazioni elettriche: AOI non valuta la funzionalità elettrica, pertanto sono necessari test aggiuntivi come ICT per garantire in modo ottimale la qualità del prodotto.

Quali difetti possono essere rilevati tramite il test AOI?

L'ispezione AOI può identificare un'ampia gamma di difetti, tra cui:

Difetti dei componenti

Componenti disallineati

Componenti mancanti

Componenti non corretti

lapidazione

Cavi piegati o danneggiati

Problemi di giunzioni di saldatura

Saldatura insufficiente

Ponti di saldatura

Saldatura eccessiva

Giunti di saldatura a freddo

Pallina di saldatura

Piastre di saldatura sollevate

Difetti PCB

Corto circuiti

Circuiti aperti

Difetti di traccia di rame

Graffi e difetti superficiali

Problemi di incisione o placcatura

Marcatura dei difetti

Segnali disallineati

Marcature sfocate o incomplete

Errori di codice a barre o codice QR

Marcature errate o mancanti

Domande frequenti sull'ispezione ottica automatizzata (AOI)

1. In che modo l'AOI differisce dall'ispezione manuale?

L'ispezione ottica automatizzata fornisce una valutazione coerente e oggettiva dello stato dei circuiti stampati utilizzando telecamere ad alta risoluzione e algoritmi avanzati. Mentre per l'ispezione manuale, c'è la possibilità di errore umano e l'efficienza è relativamente bassa.

2. L'AOI può essere utilizzata per tutti i tipi di PCB?

Sì, l'AOI può essere utilizzato su PCB a faccia singola e doppia, nonché su PCB multistrato di diverse dimensioni e livelli di complessità.

3. L'AOI può essere utilizzato per l'ispezione BGA?

Sì, l'AOI può essere utilizzata anche per l'ispezione BGA, ma ci sono delle limitazioni, come la difficoltà di ispezionare i giunti nascosti e i falsi negativi e positivi.

4. In che modo l'AOI si differenzia dall'ispezione a raggi X?

L'AOI si concentra sugli aspetti esterni dei PCB; d'altro canto, difetti come vuoti di saldatura e giunzioni nascoste possono essere visti solo tramite raggi X. I raggi X vengono normalmente utilizzati per controllare la scheda multistrato complicata che presenta problemi interni, mentre l'AOI è ideale per le ispezioni a livello superficiale.

5. Quando dovrebbe essere implementata l'AOI nel processo di produzione dei PCB?

L'AOI viene solitamente eseguita dopo le fasi di deposito della pasta saldante sui pad del PCB, posizionamento dei componenti e processo di saldatura a riflusso.

6. L'AOI può essere utilizzato sia per gli assemblaggi SMT che per quelli through-hole?

Assolutamente, AOI può essere utilizzato anche in assemblaggi SMT e through hole. Controlla le parti SMT per allineamento, posizionamento e qualità della saldatura. Per i PTH, controlla la saldatura e l'orientamento dei componenti.

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