Inspeção Ótica Automatizada (AOI)

Controle de qualidade

Na UnityPCB, a Inspeção Óptica Automatizada (AOI) é uma etapa crítica em nosso processo de controle de qualidade. Usamos a tecnologia AOI de última geração, que vem com sistemas de imagem e algoritmos de ponta para detectar placas de circuito defeituosas que um olho humano pode não detectar.

O que é inspeção óptica automatizada (AOI)?

Inspeção Óptica Automatizada é um método de inspeção visual para identificar defeitos que provavelmente ocorrerão na fabricação e montagem de PCBs. Nessa tecnologia, as câmeras focam suas lentes na placa de circuito para inspecionar as características da superfície em busca de manchas, arranhões, circuito aberto e curto-circuito. Também pode identificar falta de componentes e posições erradas de componentes.
Os PCBs serão passados pela máquina AOI depois que todos os componentes forem colocados no PCB e novamente na final após o processo de soldagem terminar. No processo, as várias imagens de captura são produzidas e usadas como um padrão-ouro. Em outras execuções de produção, a AOI adquire uma nova imagem e a compara com a imagem padrão-ouro anterior. Se encontrar uma área que não esteja em conformidade com o padrão, ela aponta para prováveis defeitos na área. E então os técnicos identificam esses erros e criam soluções para corrigi-los.

Como funciona a inspeção óptica automatizada?

Os sistemas de inspeção óptica automatizada (AOI) dependem de três componentes principais: iluminação, câmeras de visão de máquina e software para processar os dados adquiridos.
1. A iluminação é de extrema importância na AOI. Módulos de LED contendo luzes vermelha, branca, verde e azul são utilizados nos sistemas AOI atuais para iluminação adequada e eficiente, em oposição às lâmpadas incandescentes e fluorescentes. Além disso, seu ângulo de iluminação aborda questões de altura de componente diferente para obter uma visão adequada de todas as peças.
2. Câmeras de visão de máquina de alta resolução são os olhos dos sistemas AOI. Com a capacidade de gravar até milhões de pixels em um snap, essas câmeras podem ir até 100 quadros por segundo. A resolução do sistema óptico se refere à capacidade de definir os detalhes em uma imagem, e o FOV (campo de visão) especifica a velocidade na qual o AOI escaneia e a precisão do procedimento de escaneamento.
3. O software de processamento usado é, na verdade, o controle de comando do sistema AOI. Ele também tenta comparar o que é capturado com um "padrão ouro" - uma ideia do que um PCB perfeito deve ser. Este padrão pode ser criado escaneando uma placa boa conhecida ou programando de acordo com as especificações do produto. O software pode reconhecer tamanho, forma, posição e qualidade de cada componente, verificando se há algum problema, como desalinhamentos, problemas de solda ou peças faltando.
Todos esses componentes trabalham juntos para realizar a inspeção de placas de circuito impresso e a identificação de defeitos, garantindo altos padrões de qualidade durante todo o processo de produção.

Vantagens e desvantagens do AOI

A inspeção AOI tem muitas vantagens, conforme listado abaixo:

Precisão Posicional: A inspeção AOI é caracterizada pela precisão de subpixel, o que permite detectar até mesmo desvios muito pequenos. Podemos usá-la para verificar componentes minúsculos como 01005.
Custo-benefício: a inspeção óptica automática aumenta o rendimento das passagens de PCB, o que, por sua vez, diminui o custo geral.
Versatilidade: Pode ser usado para examinar PCBs nuas e placas montadas, verificando diferentes defeitos, como curto-circuito, abertura, solda ruim, polaridade e valores errados.
Iluminação programável: a iluminação LED dinâmica e personalizável em sistemas AOI pode detectar diferentes problemas, independentemente dos componentes ou tipos de PCB.
Flexibilidade: A inspeção óptica automatizada de PCB pode ser aplicada em qualquer processo de fabricação. É usada particularmente após o processo de soldagem por refluxo, pois permite a correção de parâmetros de produtos subsequentes na linha de produção.

Embora traga muitos benefícios, não podemos ignorar as limitações da inspeção AOI:

Incapacidade de detectar defeitos internos: a AOI analisa apenas a superfície e não consegue detectar alguns problemas dentro da estrutura da camada, como alinhamentos inadequados de camadas ou presença de vazios, o que exige o uso de outro método de inspeção, como raios X.
Dificuldade com geometrias complexas: geometrias complexas ou tridimensionais no PCB podem ser difíceis de serem detectadas com eficiência por sistemas AOI.
Limitações de cor e contraste: o AOI pode não ter um bom desempenho na verificação de defeitos de baixo contraste ou certas combinações de cores.
Altos custos iniciais de configuração: uma das desvantagens da inspeção AOI são seus altos custos iniciais de configuração devido ao alto custo do equipamento e da manutenção, o que pode ser uma barreira para pequenas empresas de manufatura.
Avaliação limitada de desempenho elétrico: a AOI não avalia a funcionalidade elétrica, portanto, testes adicionais, como ICT, são necessários para a garantia ideal da qualidade do produto.

Quais defeitos podem ser detectados por meio do teste AOI?

A inspeção AOI pode identificar uma ampla gama de defeitos, eles são:

Falhas de componentes

Componentes desalinhados

Componentes ausentes

Componentes incorretos

Lápide

Cabos dobrados ou danificados

Problemas com juntas de solda

Solda insuficiente

Pontes de solda

Solda excessiva

Juntas de solda fria

Bola de solda

Almofadas de solda levantadas

Defeitos PCB

Curto circuitos

Circuitos Abertos

Defeitos de Traços de Cobre

Arranhões e defeitos superficiais

Problemas de gravação ou galvanoplastia

Marcando falhas

Marcas desalinhadas

Marcações borradas ou incompletas

Erros de código de barras ou QR Code

Marcações incorretas ou ausentes

Perguntas frequentes sobre inspeção óptica automatizada (AOI)

1. Como a AOI difere da inspeção manual?

A Inspeção Óptica Automatizada fornece uma avaliação consistente e objetiva do status de circuitos impressos usando câmeras de alta resolução e algoritmos avançados. Enquanto para inspeção manual, há uma possibilidade de erro humano e a eficiência é relativamente baixa.

2. O AOI pode ser usado para todos os tipos de PCBs?

Sim, a AOI pode ser usada em PCBs de lado único e duplo, bem como em PCBs multicamadas de diferentes tamanhos e níveis de complexidade.

3. O AOI pode ser usado para inspeção BGA?

Sim, a AOI também pode ser usada para inspeção BGA, mas há limitações, como juntas ocultas difíceis de inspecionar e falsos negativos e positivos.

4. Qual é a diferença entre AOI e inspeção por raio X?

A AOI tem como alvo aspectos externos de PCBs; por outro lado, defeitos como vazios de solda e juntas ocultas só podem ser vistos por meio de raio X. O raio X é normalmente usado para verificar a placa multicamadas complicada que tem problemas internos, enquanto a AOI é ideal para inspeções de nível de superfície.

5. Quando a AOI deve ser implementada no processo de fabricação de PCB?

A AOI geralmente é realizada após as etapas de deposição da pasta de solda nas almofadas do PCB, colocação dos componentes e processo de soldagem por refluxo.

6. O AOI pode ser usado para montagens SMT e Through-Hole?

Absolutamente, o AOI pode ser usado em SMT e montagens through hole também. Ele verifica as peças SMT para alinhamento, posicionamento e qualidade da solda. Para PTHs, ele verifica a solda e a orientação dos componentes.

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