A.O.I

Apa itu AOI?
AOI bermaksud Pemeriksaan Optik Automatik, satu teknologi kawalan kualiti penting yang digunakan secara meluas dalam proses pembuatan PCB dan PCBA. Ia menggunakan kamera beresolusi tinggi, sensor optik, dan algoritma penglihatan mesin untuk mengesan secara automatik kecacatan pada papan litar tanpa sentuhan fizikal.

Bagaimana AOI Berfungsi: Proses Pemeriksaan
Pemeriksaan Optikal Automatik (AOI) beroperasi sebagai sistem kawalan kualiti tanpa sentuhan yang dipacu oleh penglihatan untuk pembuatan PCB/PCBA, dengan bergantung pada imej resolusi tinggi, algoritma pintar, dan perbandingan rujukan untuk mengesan kecacatan permukaan. Proses pemeriksaannya mengikut empat langkah utama secara berurutan, memastikan ketepatan dan konsistensi merentasi talian pengeluaran.

Persediaan & Kalibrasi Sebelum Pemeriksaan
Sebelum memindai papan, sistem AOI memerlukan konfigurasi untuk menyesuaikan dengan rekabentuk PCB/PCBA tertentu:
Muat Data Rujukan: Import fail rekabentuk CAD bagi papan sasaran atau gunakan sampel emas—papan yang disahkan bebas daripada kecacatan—sebagai piawaian pemeriksaan. Sistem tersebut memetakan parameter utama: kedudukan komponen, saiz pad, bentuk sambungan solder, dan susun atur trek.
Kalibrasi Parameter Optik: Laraskan keadaan pencahayaan untuk menonjolkan jenis-ciri-ciri kecacatan yang berbeza. Sebagai contoh, pencahayaan sisi mendedahkan ketinggian sambungan solder, manakala pencahayaan belakang mengesan kabel putus. Kalibrasi fokus kamera dan resolusi untuk merakam butiran halus komponen yang padat atau diperkecilkan.
Tetapkan Ambang Toleransi: Takrifkan julat penyimpangan yang diterima bagi penempatan komponen, isi padu solder, dan kekutuban. Ini mengelakkan amaran palsu sambil memastikan kecacatan kritikal dilaporkan.

Pengambilan imej
Mesin AOI mengimbas permukaan PCB/PCBA untuk merakam data visual berkualiti tinggi:
Papan dihantar ke kawasan pemeriksaan melalui tali sawat automatik, memastikan penempatan yang stabil.
Kamera industri berkelajuan tinggi merakam imej papan dari pelbagai sudut (2D atau 3D, bergantung kepada model AOI). AOI 3D menggunakan imbasan laser untuk mengukur ketinggian, membolehkan pengesanan yang lebih tepat terhadap isi padu sambungan solder dan kesamaan permukaan komponen.
Sistem menggabungkan imej individu menjadi peta lengkap beresolusi tinggi bagi keseluruhan permukaan papan untuk pemeriksaan liputan penuh.

Analisis Imej & Pengesanan Cacat

Ini adalah langkah utama di mana sistem mengenal pasti ancaman melalui perbandingan pintar:
· Perbandingan Piksel ke Piksel: Imej papan yang dirakam dibandingkan dengan rujukan yang telah dimuat terlebih dahulu. Algoritma menganalisis perbezaan dari segi ketumpatan piksel, bentuk, kedudukan, dan warna.
· Pengenalan Cacat: Penyimpangan yang melebihi had toleransi praset diklasifikasikan sebagai cacat potensi. Isu-isu yang kerap dikesan termasuk:
· Berkaitan komponen: Komponen hilang, pembalikan polariti, salah susun, atau jenis komponen yang salah.
· Berkaitan solder: Jambatan solder, kekurangan solder, solder sejuk, atau tombstoning.
· Berkaitan PCB: Calar pada trek, pad hilang, atau ralat silkscreen.
· Peningkatan AOI 3D: Sistem 3D menambah analisis pengukuran ketinggian, membezakan antara filamen solder yang diterima dan kecacatan seperti solder tidak mencukupi atau solder berlebihan yang mungkin terlepas daripada AOI 2D.

Pelaporan & Tindakan Kecacatan

Selepas analisis, sistem menghasilkan keputusan yang boleh ditindaklanjuti untuk pasukan pengeluaran:
· Pengelasan & Penandaan Kecacatan: AOI mengelas kecacatan mengikut tahap keparahan dan menandakan lokasi tepatnya pada peta papan. Kecacatan kritikal akan mencetuskan amaran segera.
· Log Data & Pelaporan: Laporan pemeriksaan terperinci disimpan, termasuk jenis kecacatan, lokasi, dan kadar berlaku. Data ini menyokong penjejakan dan membantu jurutera mengenal pasti isu berulang untuk mengoptimumkan proses pemasangan SMT.
· Pengendalian Selepas Pemeriksaan: Papan sama ada dihantar ke stesen pembaikan untuk pembetulan kecacatan atau diluluskan ke peringkat pengeluaran seterusnya jika tiada kecacatan dikesan.

Peringkat Aplikasi Utama dalam Pengeluaran PCBA

AOI digunakan pada beberapa titik semakan untuk memastikan kawalan kualiti merentasi keseluruhan proses:
· AOI pra-reflow: Memeriksa ketepatan penempatan komponen, kekutuban, dan kehadiran sebelum penyolderan, mengelakkan komponen rosak daripada masuk ke dalam ketuhar reflow.
· AOI pasca-reflow: Aplikasi yang paling biasa, memeriksa kualiti sambungan solder dan integriti komponen selepas penyolderan reflow.
· AOI pasca-pemasangan: Melakukan pemeriksaan akhir ke atas PCBA lengkap untuk memastikan ia memenuhi piawaian rekabentuk dan industri sebelum penghantaran.

Apakah Yang Diperiksa oleh AOI?
Pemeriksaan Optikal Automatik adalah alat kawalan kualiti tanpa sentuhan untuk pembuatan PCB/PCBA, direka untuk mengesan kecacatan pada permukaan dengan membandingkan imej papan terhadap sampel rujukan atau data CAD. Pemeriksaannya merangkumi tiga kategori utama merentasi peringkat pengeluaran yang berbeza:

Kecacatan Substrat PCB

Sebelum pemasangan komponen, AOI memeriksa PCB kosong untuk integriti struktur:
· Kecacatan laluan: Calar, putus (litar terbuka), litar pintas, atau lebar laluan yang tidak betul.
· Masalah pad: Pad hilang, pad tidak selari, pengoksidaan pad, atau permukaan pad yang tidak rata.
· Kecacatan permukaan: Kontaminasi, zarah habuk, topeng solder terkelupas, atau pencetakan skala sutera yang tidak betul (contoh: label komponen yang salah).
· Kecacatan lubang: Via tidak sejajar, lubang hilang, atau lubang gerudi terlalu besar/terlalu kecil.

Kecacatan Penempatan Komponen

Pada peringkat pra-reflow (selepas pemasangan komponen, sebelum pematerian), AOI mengesahkan ketepatan komponen:
· Kehadiran/ketiadaan: Komponen hilang atau komponen tambahan (tidak dirancangkan) pada papan.
· Ralat penempatan: Komponen tidak sejajar, penempatan tersasar, atau putaran melebihi had toleransi.
· Isu polariti: Polariti komponen terbalik.
· Komponen tidak betul: Jenis bahagian salah, nilai salah, atau saiz pakej tidak sepadan.
· Kecacatan kaki: Kaki terangkat, kaki bengkok, atau kaki tidak duduk dengan betul pada pad.

Kecacatan Sambungan Loyang

Pada peringkat pasca-reflow (selepas pematerian), AOI memberi tumpuan kepada kualiti solder—sasaran pemeriksaan yang paling biasa:
· Solder tidak mencukupi: Sambungan lemah dan tidak lengkap yang berisiko menyebabkan sentuhan elekrik yang kurang baik.
· Solder berlebihan: Sambungan yang besar dan berisiko menyebabkan litar pintas.
· Jambatan solder: Sambungan solder yang tidak diinginkan antara pad bersebelahan/jejak.
· Solder sejuk: Sambungan yang kusam dan berbutir dengan lekatan lemah, disebabkan pemanasan tidak mencukupi semasa proses reflow.
· Tombstoning: Kondemponen condong (hujungnya terangkat dari pad) akibat peleburan solder yang tidak sekata.
· Bola solder: Zarah-zarah kecil solder yang terpencil dan boleh menyebabkan litar pintas pada PCB yang padat.

Semakan Akhir Selepas Pemasangan

Bagi PCBA yang dipasang sepenuhnya, AOI menjalankan pemeriksaan akhir yang komprehensif:
· Kelengkapan keseluruhan pemasangan dan pematuhan terhadap spesifikasi rekabentuk.
· Kerosakan komponen semasa penyolderan atau pengendalian.
· Mematuhi piawaian industri untuk kualiti sambungan solder dan penempatan komponen.

Pemeriksaan AOI adalah cepat, konsisten, dan boleh dikesan—menghasilkan laporan kecacatan terperinci untuk membantu pengilang mengoptimumkan proses pengeluaran dan mengurangkan kadar kegagalan produk.

Jenis-jenis AOI: 2D AOI berbanding 3D AOI
Dalam kawalan kualiti PCB/PCBA, Pemeriksaan Optikal Automatik (AOI) terutamanya dibahagikan kepada 2D AOI dan 3D AOI berdasarkan prinsip pencitraan dan pengukuran. Kedua-dua teknologi ini berfungsi untuk pengesanan kecacatan tetapi berbeza secara ketara dari segi ketepatan, senario aplikasi, dan keupayaan utama—terutamanya untuk papan litar moden yang berketumpatan tinggi dan diperkecilkan.

2D AOI
Prinsip Utama: Menggunakan teknologi pencitraan satah 2D, bergantung pada kamera industri resolusi tinggi dan pencahayaan pelbagai sudut untuk merakam imej 2D pada permukaan PCB/PCBA. Ia mengesan kecacatan dengan membandingkan bentuk, saiz, dan warna satah komponen, sambungan solder, dan trek terhadap data CAD rujukan atau sampel piawai.
Ciri-ciri Utama
· Kelebihan:
Kos peralatan rendah dan penyelenggaraan mudah, sesuai untuk kilang berskala kecil dan sederhana yang mempunyai keperluan pemeriksaan asas.
Kelajuan penskanaan pantas, ideal untuk talian pengeluaran berkelantangan tinggi bagi papan litar bercetak (PCB) piawai.
Berkesan untuk mengesan kecacatan sata.
· Had terhad
Hanya merakam maklumat sata permukaan, tidak mampu mengukur ketinggian dan isi padu. Ia kerap membuat kesilapan pengesanan atau terlepas kecacatan berkaitan 3D.
Mudah berlaku amaran palsu disebabkan perubahan sudut pencahayaan atau variasi warna komponen.
Kurang berkesan untuk komponen berjarak halus dan papan litar bercetak berketumpatan tinggi.
· Senario Aplikasi Tipikal
Pemeriksaan sebelum reflow bagi PCB berketumpatan rendah (memeriksa kehadiran komponen, kekutuban, dan kesilapan penempatan).
Pemeriksaan kecacatan sambungan solder ringkas pada papan litar elektronik pengguna.
Talian pengeluaran sensitif terhadap kos dengan keperluan kualiti asas.

aOI 3D
Prinsip Utama: Menggabungkan imej satah 2D dengan teknologi ukuran ketinggian 3D (biasanya penalaan laser atau pengimbasan cahaya berstruktur). Ia memproyeksikan laser atau cahaya berstruktur ke permukaan PCB/PCBA, mengira koordinat 3D setiap titik dengan menganalisis sudut pantulan dan anjakan cahaya, serta membina model 3D lengkap bagi papan tersebut. Pengesanan kecacatan adalah berdasarkan kedudukan satah dan data ketinggian/isipadu.
Ciri-ciri Utama
· Kelebihan:
Pengukuran yang tepat terhadap ketinggian, isipadu sambungan solder, dan keselarian komponen—menghapuskan amaran palsu yang disebabkan oleh had pembinaan 2D. Ia boleh mengenal pasti secara tepat kecacatan seperti kekurangan solder, solder berlebihan, tombstoning, dan kaki terangkat.
Ketepatan pengesanan tinggi untuk komponen picit halus dan kompleks, yang biasa ditemui dalam elektronik automotif, peranti perubatan, dan papan litar bercetak (PCB) aerospace.
Menyokong analisis kuantitatif kecacatan, membolehkan pengoptimuman proses berasaskan data.
· Had terhad
Kos peralatan yang lebih tinggi dan masa pengimbasan yang lebih lama berbanding AOI 2D.
Kalibrasi dan penyelenggaraan yang lebih kompleks, memerlukan juruteknik profesional.
· Senario Aplikasi Tipikal
Pemeriksaan selepas reflow untuk PCB berketumpatan tinggi dan presisi tinggi.
Pemeriksaan sambungan solder yang kompleks (BGA, QFN) dan komponen bersaiz kecil.
Talian pengeluaran dengan keperluan kualiti yang ketat.

AOI dalam PCB dan SMT: Senario Aplikasi Utama
Pemeriksaan Optikal Automatik adalah alat kawalan kualiti yang sangat penting sepanjang proses pembuatan PCB dan pemasangan SMT. Dipasang di titik-titik pemeriksaan pengeluaran utama, ia memastikan pengesanan awal kecacatan, mengurangkan kos kerja semula, dan mengekalkan kualiti produk yang konsisten. Di bawah adalah senario aplikasi utamanya, dikategorikan mengikut peringkat pengeluaran.

Aplikasi AOI dalam Pemprosesan PCB (Pemeriksaan Papan Kosong)
AOI digunakan untuk mengesahkan integriti struktur papan PCB kosong sebelum pemasangan komponen, dengan menargetkan kecacatan yang diperkenalkan semasa proses pengukiran, pengeboran, dan aplikasi topeng solder.

Pemeriksaan Selepas Pengukiran
· Tujuan: Memeriksa kecacatan trek yang mempengaruhi sambungan elekrik.
· Kecacatan yang Dikesan: Litar terbuka (trek putus), litar pendek (sambungan trek yang tidak diinginkan), penyimpangan lebar trek, pengukiran kurang/berlebihan, dan anti-pad hilang.
· Nilai: Mengesan kecacatan elekrik yang kritikal pada peringkat awal, mengelakkan pembetulan mahal selepas pemasangan komponen.

Pemeriksaan Selepas Topeng Solder & Cetakan Silkskreen
· Tujuan: Mengesahkan ketepatan liputan topeng solder dan pencetakan silkskreen.
· Kecacatan yang Dikesan: Topeng solder terkelupas, bukaan topeng solder tidak sejajar, gelembung pada topeng solder, label silkskreen salah, dan kotoran pada silkskreen.
· Nilai: Memastikan topeng solder melindungi trek daripada pengoksidaan dan silkskreen membantu dalam pemasangan komponen seterusnya serta penyelesaian masalah.

Pemeriksaan Selepas Pengeboran/Via
· Tujuan: Memeriksa lubang-lubang dan via yang telah dilarik untuk ketepatan mekanikal.
· Kecacatan yang Dikesan: Lubang tidak selari, via terlalu besar/terlalu kecil, via tersumbat (penyumbatan yang tidak disengajakan), dan via yang hilang.
· Nilai: Menjamin sambungan antara lapisan yang boleh dipercayai dalam PCB berbilang lapisan.

Aplikasi AOI dalam Proses Pemasangan SMT
SMT adalah teras kepada pengeluaran PCBA, dan AOI dilaksanakan pada tiga peringkat utama untuk merangkumi kualiti pemasangan komponen dan pematerian.

AOI Pra-Reflow
· Masa: Selepas mesin pick-and-place memasang komponen, sebelum papan memasuki ketuhar reflow.
· Tujuan: Mengesahkan ketepatan pemasangan komponen sebelum pematerian—ini merupakan titik semakan yang paling berkesan dari segi kos untuk membetulkan kecacatan.

Kecacatan yang Dikesan:
Isu komponen: Komponen hilang, komponen tambahan, jenis/nilai komponen yang salah, kutub terbalik.
Isu penempatan: Sesaran komponen, putaran melebihi had toleransi, kaki terangkat, dan komponen tidak duduk dengan betul di atas pad.
Nilai: Mengelakkan papan rosak memasuki ketuhar reflow, mengurangkan pembaziran solder dan kerja semula.

AOI Selepas Reflow
Masa: Segera selepas papan keluar dari ketuhar reflow (senario AOI yang paling kerap digunakan dalam SMT).
Tujuan: Memeriksa kualiti sambungan solder dan integriti komponen selepas penyolderan.

Kecacatan yang Dikesan:
Kecacatan sambungan solder: Jambatan solder (litar pintas antara pad), kekurangan solder, berlebihan solder, solder sejuk (lekat buruk), tombstoning (kecondongan komponen), dan bola solder.
Kerosakan komponen: Badan IC retak, kaki bengkok akibat suhu tinggi semasa reflow, dan komponen tersasar.
Nilai: Memastikan sambungan solder memenuhi piawaian IPC dan mencegah isu kebolehpercayaan dalam produk akhir.

AOI Selepas Pemasangan
Masa: Selepas penyisipan manual komponen lubang lintang (jika berkaitan) dan ujian fungsian.
Tujuan: Melakukan pemeriksaan akhir yang menyeluruh terhadap PCBA yang telah dipasang sepenuhnya.
Cacat yang Dikesan: Komponen lubang tembus hilang, penyolderan tangan yang tidak betul, penyambung rosak, dan sisa fluks atau pencemaran pada permukaan papan.
Nilai: Berfungsi sebagai pintu kualiti akhir sebelum penghantaran, memastikan hanya produk layak yang sampai kepada pelanggan.

Senario Aplikasi Khusus untuk Industri Berkebolehpercayaan Tinggi

Untuk industri dengan keperluan kualiti yang ketat, AOI disesuaikan mengikut keperluan tertentu:

· Elektronik automotif: aOI 3D digunakan untuk memeriksa PCBA bagi unit kawalan enjin (ECU) dan sistem ADAS, dengan fokus pada keselarian sambungan solder dan kebolehpercayaan komponen dalam keadaan suhu tinggi.
· Peranti perubatan: AOI mengesahkan PCBA untuk penjaga rentak jantung, peralatan diagnostik, dll., memastikan tiada kecacatan untuk mematuhi piawaian FDA dan ISO 13485.
· Aeroangkasa & Pertahanan: AOI 3D berpresisi tinggi memeriksa PCBA miniatur berketumpatan tinggi untuk avionik, mengesan kecacatan mikro yang boleh menyebabkan kegagalan sistem dalam persekitaran ekstrem.