Geautomatiseerde optische inspectie (AOI)

Kwaliteitscontrole

Bij UnityPCB is Automated Optical Inspection (AOI) een cruciale stap in ons kwaliteitscontroleproces. We gebruiken de allernieuwste AOI-technologie, die wordt geleverd met geavanceerde beeldvormingssystemen en algoritmen om defecte printplaten te detecteren die het menselijk oog mogelijk niet kan detecteren.

Wat is geautomatiseerde optische inspectie (AOI)?

Geautomatiseerde optische inspectie is een visuele inspectiemethode om defecten te identificeren die waarschijnlijk optreden bij de productie en assemblage van de PCB's. Bij deze technologie richten de camera's hun lenzen op de printplaat om de oppervlaktekenmerken te inspecteren op vlekken, krassen, open circuit en kortsluiting. Ook kan het ontbreken van componenten en verkeerde posities van componenten identificeren.
PCB's worden door de AOI-machine geleid nadat alle componenten op de PCB zijn geplaatst en nogmaals in de finale nadat het soldeerproces is voltooid. In het proces worden de verschillende vastlegbeelden geproduceerd en gebruikt als een gouden standaard. In verdere productieruns verkrijgt AOI een nieuw beeld en vergelijkt dit met het vorige gouden standaardbeeld. Als het een gebied tegenkomt dat niet voldoet aan de standaard, wijst het op waarschijnlijke defecten in het gebied. Vervolgens identificeren technici deze fouten en komen ze met oplossingen om ze te corrigeren.

Hoe werkt geautomatiseerde optische inspectie?

Systemen voor geautomatiseerde optische inspectie (AOI) zijn afhankelijk van drie hoofdcomponenten: verlichting, machine vision-camera's en software voor de verwerking van de verkregen gegevens.
1. Verlichting is van extreem belang in AOI. LED-modules met rode, witte, groene en blauwe lichten worden gebruikt in de huidige AOI-systemen voor correcte en efficiënte verlichting in tegenstelling tot gloeilampen en fluorescentielampen. Bovendien pakt de verlichtingshoek problemen aan van verschillende componenthoogtes om een goed zicht op alle onderdelen te krijgen.
2. Hoge-resolutie machine vision camera's zijn de ogen van AOI-systemen. Met de mogelijkheid om miljoenen pixels in één keer vast te leggen, kunnen deze camera's tot wel 100 frames per seconde halen. De resolutie van het optische systeem verwijst naar het vermogen om de details in een afbeelding te definiëren, en de FOV (field of view) specificeert de snelheid waarmee AOI scant en de precisie van de scanprocedure.
3. De gebruikte verwerkingssoftware is in feite de commandocontrole van het AOI-systeem. Het probeert ook te matchen wat is vastgelegd met een "gouden standaard - een idee van hoe een perfecte PCB eruit zou moeten zien. Deze standaard kan worden gecreëerd door een bekend goed bord te scannen of door te programmeren volgens de specificaties van het product. De software kan de grootte, vorm, positie en kwaliteit van elk onderdeel herkennen en controleren of er problemen zijn zoals verkeerde uitlijningen, soldeerproblemen of ontbrekende onderdelen.
Al deze componenten werken samen om de inspectie van printplaten en de identificatie van defecten uit te voeren. Zo worden de hoge kwaliteitsnormen gedurende het gehele productieproces gewaarborgd.

Voordelen en nadelen van AOI

AOI-inspectie kent vele voordelen, zoals hieronder vermeld:

Positionele nauwkeurigheid: AOI-inspectie is een functie met subpixelnauwkeurigheid, waardoor zelfs zeer kleine afwijkingen kunnen worden gedetecteerd. We kunnen het gebruiken om kleine componenten zoals 01005 te controleren.
Kosteneffectief: Automatische optische inspectie verhoogt de opbrengst van PCB-doorgangen, wat op zijn beurt de algemene kosten verlaagt.
Veelzijdigheid: Het apparaat kan worden gebruikt om zowel kale printplaten als geassembleerde printplaten te onderzoeken en te controleren op verschillende defecten, zoals kortsluiting, opening, slecht solderen, verkeerde polariteit en waarden.
Programmeerbare verlichting: De dynamische en aanpasbare LED-verlichting in AOI-systemen kan verschillende problemen detecteren, ongeacht de componenten of PCB-typen.
Flexibiliteit: PCB geautomatiseerde optische inspectie kan worden toegepast bij elk fabricageproces. Het wordt met name gebruikt na het proces van reflow solderen omdat het correctie van parameters van volgende producten op de productielijn mogelijk maakt.

Hoewel AOI-inspectie veel voordelen met zich meebrengt, kunnen we de beperkingen ervan niet negeren:

Onvermogen om interne defecten te detecteren: AOI kijkt alleen naar het oppervlak. Het kan bepaalde problemen in de laagstructuur niet detecteren, zoals onjuiste uitlijning van lagen of de aanwezigheid van holtes. Hiervoor zijn andere inspectiemethoden nodig, zoals röntgenstraling.
Moeilijkheden met complexe geometrieën: Complexe of 3D-geometrieën op de printplaat kunnen lastig te detecteren zijn door AOI-systemen.
Beperkingen op het gebied van kleur en contrast: AOI presteert mogelijk niet goed bij het controleren op defecten met een laag contrast of bepaalde kleurencombinaties.
Hoge initiële opstartkosten: Een van de nadelen van AOI-inspecties zijn de hoge initiële opstartkosten vanwege de dure apparatuur en het dure onderhoud. Dit kan een belemmering vormen voor kleine productiebedrijven.
Beperkte beoordeling van de elektrische prestaties: AOI beoordeelt de elektrische functionaliteit niet. Daarom zijn aanvullende tests, zoals ICT, vereist voor een optimale borging van de productkwaliteit.

Welke defecten kunnen worden gedetecteerd door AOI-testen?

Met AOI-inspectie kunnen een groot aantal defecten worden geïdentificeerd, waaronder:

Componentfouten

Niet goed uitgelijnde componenten

Ontbrekende componenten

Onjuiste componenten

Grafstenen

Gebogen of beschadigde draden

Problemen met soldeerverbindingen

Onvoldoende soldeer

Soldeer Bruggen

Overmatig soldeer

Koude soldeerverbindingen

Soldeerballen

Opgeheven soldeerpads

PCB-defecten

Kortsluitingen

Open circuits

Kopersporendefecten

Krassen en oppervlaktedefecten

Problemen met etsen of plateren

Markeerfouten

Verkeerd uitgelijnde markeringen

Onduidelijke of onvolledige markeringen

Barcode- of QR-codefouten

Onjuiste of ontbrekende markeringen

Veelgestelde vragen over geautomatiseerde optische inspectie (AOI)

1. Waarin verschilt AOI van handmatige inspectie?

Geautomatiseerde optische inspectie levert een consistente en objectieve evaluatie van de status van gedrukte schakelingen door gebruik te maken van camera's met hoge resolutie en geavanceerde algoritmen. Bij handmatige inspectie is er een kans op menselijke fouten en is de efficiëntie relatief laag.

2. Kan AOI voor alle soorten PCB's worden gebruikt?

Ja, AOI kan worden gebruikt op enkel- en dubbelzijdige PCB's, evenals op meerlaagse PCB's van verschillende groottes en complexiteitsniveaus.

3. Kan AOI worden gebruikt voor BGA-inspectie?

Ja, AOI kan ook worden gebruikt voor BGA-inspectie, maar er zijn beperkingen, zoals moeilijk te inspecteren verborgen verbindingen en vals-negatieven en -positieven.

4. Waarin verschilt AOI van röntgeninspectie?

AOI richt zich op externe aspecten van PCB's; defecten zoals soldeerholtes en verborgen verbindingen kunnen daarentegen alleen worden gezien door röntgenstraling. Röntgenstraling wordt normaal gesproken gebruikt om de gecompliceerde meerlaagse printplaat te controleren die interne problemen heeft, terwijl AOI ideaal is voor inspecties op oppervlakteniveau.

5. Wanneer moet AOI worden geïmplementeerd in het PCB-productieproces?

AOI wordt meestal uitgevoerd na de fasen van het aanbrengen van de soldeerpasta op de PCB-pads, het plaatsen van de componenten en het reflow-soldeerproces.

6. Kan AOI worden gebruikt voor zowel SMT- als doorlopende gatenassemblages?

Absoluut, AOI kan ook worden gebruikt in SMT en doorgaande gaten assemblages. Het controleert SMT-onderdelen op uitlijning, plaatsing en soldeerkwaliteit. Voor PTH's controleert het op solderen en hun componentoriëntatie.

Verbeter de kwaliteit van uw PCB met de strenge testoplossingen van UnityPCB