Автоматизированный оптический контроль (AOI)

Контроль качества

В UnityPCB автоматизированная оптическая инспекция (AOI) является критически важным этапом в нашем процессе контроля качества. Мы используем современную технологию AOI, которая поставляется с передовыми системами визуализации и алгоритмами для обнаружения неисправных плат, которые человеческий глаз может не обнаружить.

Что такое автоматизированный оптический контроль (АОИ)?

Автоматизированная оптическая инспекция — это метод визуальной инспекции для выявления дефектов, которые могут возникнуть при изготовлении и сборке печатных плат. В этой технологии камеры фокусируют свои линзы на печатной плате для проверки особенностей поверхности на наличие пятен, царапин, разомкнутых цепей и коротких замыканий. Также она может определять отсутствие компонентов и неправильное расположение компонентов.
Печатные платы будут проходить через машину AOI после того, как все компоненты будут размещены на печатной плате, и снова в финале после завершения процесса пайки. В процессе производятся несколько изображений захвата, которые используются в качестве золотого стандарта. В дальнейших производственных циклах AOI получает новое изображение и сравнивает его с прошлым изображением золотого стандарта. Если он сталкивается с областью, не соответствующей стандарту, он указывает на возможные дефекты в этой области. Затем техники выявляют эти ошибки и предлагают решения для их исправления.

Как работает автоматизированный оптический контроль?

Системы автоматизированного оптического контроля (AOI) используют три основных компонента: освещение, камеры машинного зрения и программное обеспечение для обработки полученных данных.
1. Освещение имеет первостепенное значение в AOI. Светодиодные модули, содержащие красный, белый, зеленый и синий свет, используются в современных системах AOI для надлежащего и эффективного освещения в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп. Кроме того, его угол освещения решает проблемы разной высоты компонентов, чтобы получить надлежащий обзор всех частей.
2.Камеры машинного зрения высокого разрешения — это глаза систем AOI. Благодаря возможности записывать до миллионов пикселей за один снимок, эти камеры могут делать до 100 кадров в секунду. Разрешение оптической системы относится к способности определять детали на изображении, а FOV (поле зрения) определяет скорость, с которой сканирует AOI, и точность процедуры сканирования.
3. Используемое программное обеспечение для обработки фактически является командным элементом управления системы AOI. Оно также пытается сопоставить то, что захвачено, с «золотым стандартом» — идеей того, какой должна быть идеальная печатная плата. Этот стандарт может быть создан либо путем сканирования заведомо хорошей платы, либо путем программирования в соответствии со спецификациями продукта. Программное обеспечение может распознавать размер, форму, положение и качество каждого компонента, проверяя, есть ли какие-либо проблемы, такие как несоосность, проблемы с пайкой или отсутствующие детали.
Все эти компоненты работают вместе, обеспечивая проверку печатных плат и выявление дефектов, гарантируя высокие стандарты качества на протяжении всего производственного процесса.

Преимущества и недостатки АОИ

Инспекция AOI имеет множество преимуществ, перечисленных ниже:

Точность позиционирования: AOI-инспекция — это функции с субпиксельной точностью, что позволяет обнаруживать даже очень маленькие отклонения. Мы можем использовать ее для проверки крошечных компонентов, таких как 01005.
Экономичность: автоматическая оптическая инспекция увеличивает выход годных печатных плат, что в свою очередь снижает общую стоимость.
Универсальность: его можно использовать для проверки как чистых печатных плат, так и собранных плат, проверяя их на наличие различных дефектов, таких как замыкания, обрывы, плохая пайка, неправильная полярность и значения.
Программируемое освещение: динамическое и настраиваемое светодиодное освещение в системах AOI может обнаруживать различные проблемы независимо от компонентов или типов печатных плат.
Гибкость: автоматизированный оптический контроль печатных плат может применяться на любом производственном процессе. Он используется, в частности, после процесса пайки оплавлением, поскольку позволяет корректировать параметры последующих изделий на производственной линии.

Хотя инспекция AOI дает массу преимуществ, мы не можем игнорировать ее ограничения:

Невозможность обнаружения внутренних дефектов: AOI смотрит только на поверхность, он не может обнаружить некоторые проблемы внутри структуры слоев, такие как неправильное выравнивание слоев или наличие пустот, для которых требуется использование других методов контроля, например, рентгена.
Сложность со сложной геометрией: Системы AOI могут испытывать трудности с эффективным обнаружением сложных или трехмерных геометрических форм на печатной плате.
Ограничения по цвету и контрастности: AOI может неэффективно проверять дефекты с низкой контрастностью или определенные цветовые сочетания.
Высокие первоначальные затраты на настройку: одним из недостатков инспекции AOI являются высокие первоначальные затраты на настройку из-за дороговизны оборудования и обслуживания, что может стать препятствием для небольших производственных компаний.
Ограниченная оценка электрических характеристик: AOI не оценивает электрические характеристики, поэтому для оптимального обеспечения качества продукции требуются дополнительные испытания, такие как ICT.

Какие дефекты можно обнаружить с помощью AOI-тестирования?

Инспекция AOI позволяет выявить широкий спектр дефектов, в том числе:

Недостатки компонентов

Несовмещенные компоненты

Отсутствующие компоненты

Неправильные компоненты

Надгробие

Погнутые или поврежденные провода

Проблемы с паяными соединениями

Недостаточное количество припоя

Паяльные мосты

Избыток припоя

Холодная пайка

Шаровидный припой

Поднятые контактные площадки для пайки

Дефекты печатной платы

Короткие замыкания

Открытые схемы

Дефекты медных следов

Царапины и дефекты поверхности

Проблемы травления или гальванизации

Дефекты маркировки

Неправильно выровненные маркировки

Размытые или неполные отметки

Ошибки штрих-кода или QR-кода

Неправильная или отсутствующая маркировка

Часто задаваемые вопросы об автоматизированном оптическом контроле (AOI)

1.Чем АОИ отличается от ручного контроля?

Автоматизированная оптическая инспекция обеспечивает последовательную и объективную оценку состояния печатных плат с помощью камер высокого разрешения и передовых алгоритмов. В то время как при ручной инспекции существует вероятность человеческой ошибки, а эффективность относительно низкая.

2.Можно ли использовать AOI для всех типов печатных плат?

Да, AOI можно использовать на одно- и двухсторонних печатных платах, а также на многослойных печатных платах различных размеров и уровня сложности.

3.Можно ли использовать AOI для инспекции BGA?

Да, AOI также можно использовать для проверки BGA, но существуют ограничения, такие как сложность проверки скрытых соединений, а также ложные отрицательные и положительные результаты.

4.Чем АОИ отличается от рентгеновского контроля?

AOI нацелен на внешние аспекты печатных плат; с другой стороны, такие дефекты, как пустоты припоя и скрытые соединения, можно увидеть только с помощью рентгена. Рентген обычно используется для проверки сложных многослойных плат, имеющих внутренние проблемы, в то время как AOI идеально подходит для инспекций на уровне поверхности.

5.Когда следует внедрять AOI в процесс производства печатных плат?

AOI обычно выполняется после этапов нанесения паяльной пасты на контактные площадки печатной платы, установки компонентов и процесса пайки оплавлением припоя.

6.Можно ли использовать AOI как для поверхностного монтажа, так и для монтажа в отверстия?

Конечно, AOI можно использовать в SMT и сквозных монтажных сборках. Он проверяет детали SMT на выравнивание, размещение и качество пайки. Для PTH он проверяет пайку и ориентацию их компонентов.

Повысьте качество печатных плат с помощью строгих решений UnityPCB для тестирования