A.O.I

Шта је АОИ?

AOI је сакраћено од автоматизованог оптичког прегледа, критичне технологије контроле квалитета која се широко користи у производњи ПЦБ и ПЦБА. Користи камере високе резолуције, оптичке сензоре и алгоритме машинског видања да би аутоматски открили дефекте на плочама без физичког контакта.

Како АОИ ради: Процес инспекције
Аутоматизована оптичка инспекција (АОИ) функционише као неконтактни систем контроле квалитета заснован на визуелном погледу за производњу ПЦБ/ПЦБА, ослањајући се на снимање високе резолуције, интелигентне алгоритме и референтно поређење за откривање површинских дефеката Процес инспекције следи четири главна, последовавна корака, осигуравајући прецизност и конзистенцију широм производних линија.

Уређивање и калибрација пре инспекције
Пре скенирања плоча, АОИ систем захтева конфигурацију која одговара специфичном дизајну ПЦБ/ПЦБА:
Подаци о референци за оптерећење: Унесите ЦАД дизајн фајл циљане плоче или користите златни узору верификовану плочу без дефекатакао референтну меру за инспекцију. Систем мапира кључне параметре: положаје компоненти, величине плоча, облике споја лемпи и распореде трага.
Калибрација оптичких параметара: прилагођавање услова осветљења како би се истакли различити типови дефеката. На пример, бочно осветљење открива висину споја за лемљење, док позадинско осветљење открива трагове прелома. Калибрирајте фокус и резолуцију камере како бисте ухватили фине детаље густих или минијуризованих компоненти.
Установите прагове толеранције: дефинишете прихватљиве опсеге одступања за постављање компоненти, запремину лемљења и поларитет. То спречава лажне аларме док се осигурава да се критични дефекти примећују.

Придобивање слике
АОИ машина скенира површину ПЦБ/ПЦБА да би ухватила висококвалитетне визуелне податке:
Плоча се доноси у инспекциону зону путем аутоматског конвејера, што осигурава стабилно позиционирање.
Високобрзе индустријске камере снимају слике плоче са више угла (2Д или 3Д, у зависности од AOI модела). 3Д АОИ користи ласерско скенирање за мерење висине, омогућавајући прецизније откривање запремине споја лемича и копланаритета компоненте.
Систем зашива појединачне слике у комплетну мапу са високом резолуцијом целе површине плоче за потпуну инспекцију покривености.

Анализа слике и откривање дефеката

Ово је основни корак када систем идентификује аномалије путем интелигентне поређења:
· Сравњавање пиксела по пикселу: Слика снимљена на плочи се упоређује са унапред учитаном референцом. Алгоритам анализира разлике у густини пиксела, облику, положају и боји.
· Идентификација дефеката: Одступања изнад унапред постављених прагова толеранције класификују се као потенцијални дефекти. Уобичајени откривени проблеми укључују:
· Поврзана са компонентама: недостајући делови, обрнуто поларитет, погрешна усклађеност или погрешни типови компоненти.
· Поврзан са лемпиром: мостови за лемпирање, недовољан лемпир, хладно лемпирање или камен за гроб.
· ПЦБ-ови: трагови игребања, недостатак падова или грешке у филтри.
· Побољшање 3Д АОИ: 3Д системи додају анализу мерења висине, разликујући између прихватљивих филета за лемљење и дефеката као што је недовољан лемљење или вишак лемљења који би 2Д АОИ могао пропустити.

Извештавање о недостацима и акције

Након анализе, систем генерише резултате за производње:
· Класификација и ознака недостатака: АОИ сортира дефекте по тежини и обележава њихово тачно место на мапи плоче. Критични дефекти покрећу хитне упозорења.
· Регистрација и извештавање података: Детални извештаји о инспекцијама се чувају, укључујући врсте дефеката, локације и стопе појављивања. Ови подаци подржавају тражељивост и помажу инжењерима да идентификују понављајућа питања како би оптимизовали процес монтаже СМТ-а.
· Постинспекцијско руковање: плоча се или упућује на поправни центар за исправљање дефеката или се предаје следећој производњој фази ако се не открију дефекти.

Кључне фазе примене у производњи ПЦБА

ОИО се распоређује на више контролних тачака како би се осигурала контрола квалитета целог процеса:
· AOI пре повратка: Проверује тачност постављања компоненти, поларитет и присуство пре лемљења, спречавајући улазак неисправних компоненти у пећ за повратку.
· AOI после рефлоа: Најчешћа примена, провера квалитета споја лемљива и интегритета компоненте након рефлоа лемљивања.
· AOI после монтаже: обавља завршну инспекцију комплетне ПЦБА да би се осигурало да испуњава стандарде дизајна и индустрије пре испоруке.

Шта проверује AOI?
Автоматизована оптичка инспекција је инструмент за контролу квалитета без контакта за производњу ПЦБ/ПЦБА, дизајниран да открије дефекте на површини упоређујући слике плоче са златним узорцима или ЦАД подацима. Њене проверке обухватају три основне категорије у различитим фазама производње:

Дефекти ПЦБ субстрата

Пре монтаже компоненте, АОИ проверава голу ПЦБ за структурну интегритет:
· Дефекти трага: гребежи, парежи (отворени кола), кратки кола или погрешне ширине трага.
· Проблеми са подлогама: недостају подлога, неправилно израмњене подлога, оксидација подлога или неравномерна површина подлога.
· Површинске грешке: контаминација, честице прашине, лупање пљувачке маске или неисправна сеикскрен штампања (нпр. погрешне етикете компоненти).
· Дефекти рупа: неправилно уравњене виасе, недостајуће рупе или прекомерне/недоразмерне буране рупе.

Дефекти постављања компонента

У фази пре повратног пролаза (после монтаже компоненте, пре лемљења), АОИ верификује тачност компоненте:
· Присуство/отсуство: недостају компоненте или додатне (непланиране) компоненте на плочи.
· Грешеви у позиционирању: Неисправно распоређиване компоненте, измењено постављање или ротација изнад допуштања.
· Поларитет питања: Обрнута компонента поларитет.
· Неисправне компоненте: погрешна врста делова, погрешна вредност или неисправна величина пакета.
· Дефекти олова: Подигнуте олове, савијене олове или олове које нису правилно постављене на подложке.

Недостаци лема

У фази након повратног пролаза (после лемења), AOI се фокусира на квалитет лемењанајчешћи циљ инспекције:
· Недостатак лемљења: Слаби, некомплетни зглобови који ризикују лош електрични контакт.
· Превише лемљења: Огромне зглобове који могу изазвати кратке кола.
· Пружњаци за лемљење: Нежељене спојне спојне везе између суседних плоча/прелаза.
· Хладно лемљење: Мргота, зрнаста зглобова са слабом адхезијом, узрокована недостатним загревањем током рефлоа.
· Табстонинг: Нагиб компоненте (један крај подигнут са плоче) због неравномерног топљења лемљења.
· Спуњачке кугле: Мале, луте честице споја које могу довести до кратких кола у густим ПЦБ-овима.

Завршне контроле након монтаже

За потпуно састављене ПЦБА, АОИ спроводи свеобухватну завршну инспекцију:
· Општа комплетност монтаже и усаглашеност са дизајнерским спецификацијама.
· оштећење компоненти током лемљења или руковања.
· У складу са индустријским стандардима за квалитет постављања споја и компоненти.

Проверке АОИ су брзе, доследне и тражимоће генеришу детаљне извештаје о дефектима како би помогли произвођачима да оптимизују производне процесе и смање стопе неуспеха производа.

Уколико је ова група подвргнута одређеној штети, она се може користити за одређивање штете.
У контроли квалитета ПЦБ/ПЦБА, аутоматизована оптичка инспекција (АОИ) је углавном подељена на 2Д АОИ и 3Д АОИ на основу принципа снимања и мерења. Обе технологије служе за откривање дефеката, али се значајно разликују по прецизности, сценаријама примене и основним могућностима, посебно за модерне високе густине, миниатюрне плоче.

2Д АОИ
Основни принцип: користи 2Д плону технологију снимања, ослањајући се на индустријске камере високе резолуције и вишеугално осветљење за снимање 2Д слика ПЦБ/ПЦБА површина. Он открива дефекте упоређујући раван облик, величину и боју компоненти, спојавача и трагова са референтним ЦАД подацима или златним узорцима.
Кључне карактеристике
· Предности:
Ниска цена опреме и лако одржавање, погодан за мале и средње фабрике са основним потребама за инспекцијом.
Брза брзина скенирања, идеална за производње стандардних ПЦБ-а.
Ефикасан за откривање равна дефеката.
· Ограничења:
Само снима површинске информације, не може мерети висину и запремину. Често погрешно процењује или пропушта 3Д-ве дефекте.
Поклона лажним аларма због промена угла осветљења или варијација боје компоненти.
Мање ефикасан за компоненте са финим звуком и ПКБ са високом густином.
· Типични сценарија примене
Проверка пре повратка ПЦБ-а са малом густином (проверка присуства компоненти, поларитет и померање смештања).
Инспекција једноставних дефеката споја на ПЦБ-овима за потрошачку електронику.
Цост-сензитивни производне линије са основним захтевима квалитета.

3Д АОИ
Основни принцип: Комбинује 2Д плоско снимање са 3Д технологијом мерења висине (обично ласерска триагулација или скенирање структурисане светлости). Пројектира ласерско или структурирано светло на површину ПЦБ/ПЦБА, израчунава 3Д координате сваке тачке анализирајући угао рефлексије светлости и померање и конструише комплетан 3Д модел плоче. Дефектно откривање се заснива на планарном положају и подацима о висини/објеку.
Кључне карактеристике
· Предности:
Прецизно мерење висине споја, запремине и копланаритета компоненте, елиминишући лажне аларме узроковане 2Д планарним ограничењима. То може прецизно идентификовати дефекте као што су недостатак лемења, вишак лемења, гробови и подигнуте воде.
Висока тачност детекције за фино-печ и сложене компоненте, које су уобичајене у аутомобилској електроници, медицинским уређајима и пикбима за ваздухопловство.
Подржава квантитативну анализу дефеката, омогућавајући оптимизацију процеса засновану на подацима.
· Ограничења:
Виша цена опреме и дуже време скенирања у поређењу са 2Д АОИ.
Комплекснија калибрација и одржавање, захтева професионалне техничаре.
· Типични сценарија примене
Инспекција високог густоће и високопрецизних ПЦБ-ова након повратака.
Инспекција сложених спојних спојева (БГА, КФН) и миниатюризованих компоненти.
Производне линије са строгим захтевима квалитета.

АОИ у ПЦБ и СМТ: Кључни сценарија примене
Автоматизована оптичка инспекција је неопходна алатка за контролу квалитета током процеса производње ПЦБ и СМТ монтаже. Употребљен на критичним производњима, он обезбеђује рано откривање дефеката, смањује трошкове прераде и одржава конзистентан квалитет производа. Испод су његови основни сценарија примене, категоризовани по фази производње.

Примене АОИ у производњи ПЦБ-а (инспекција голим плочама)
АОИ се користи за верификацију структурног интегритета голих ПЦБ-а пре монтаже компоненти, циљање дефеката увезаних током ецирања, бушења и наношења лемљиве маске.

Инспекција након резања
· Намељка: Проверите трагове дефеката који утичу на електричну повезаност.
· Откривени дефекти: Отворени кола (порушени трагови), кратки кола (нежељени трагови веза), одступања ширине трагова, под-етирање/преетирање и недостатак анти-падова.
· Веру: Убрзо открива фаталне електричне дефекте, спречавајући скупу прераду након монтаже компоненте.

Инспекција после заплетања маске и свиле
· Намељка: Проверити тачност покривања пљене маске и шелксерин штампе.
· Откривени дефекти: Очишћење ледирске маске, неправилно изравнана отвора за ледирску маску, мехурићи за ледирску маску, нетачни етикети од свиле и мрља од свиле.
· Вреди: обезбеђује да лемчана маска штити трагове од оксидације и помошта од свиле у следећем постављању компоненти и решавању проблема.

Инспекција након бушења/проналазак
· Намељка: Проверите буране рупе и виасе за механичку тачност.
· Откривени дефекти: погрешне рупе, прекомерне/недоразмерне пролазе, заткнуте пролазе (ненамерно блокирање) и недостајуће пролазе.
· Вреди: Гарантира поуздане међуслојне везе у вишеслојним ПЦБ-овима.

Примене AOI у SMT процесу монтаже
У овом случају, услед тога што је у питању производња од АОИ-а, укупна цена за производњу од АОИ-а је била укупно [...] EUR.

Пре-облазност
· Време: Након што машине за покупување и постављање монтирају компоненте, пре него што се плоча унесе у пећ за повратак.
· Сврха: Проверити тачност постављања компоненте пре лемљења.

Откривене грешке:
Проблеми са компонентама: недостају компоненте, додатне компоненте, погрешна врста/вредност компоненте, обрнута поларитет.
Проблеми са постављањем: измењење компоненти, ротација изван толеранције, подигнуте проводе и компоненте које нису састављене на подложке.
Вреди: Избегава улазак дефектних плоча у пећ за рефлоу, смањује отпад лемљења и рад на прерађивању.

ОИИ после повратног проток
Временско одређивање: одмах након што плоча изађе из пећи за повратни проток (најчешће коришћени сценарио АОИ у СМТ-у).
Намењена је за проверу квалитета споја и интегритета компоненти након споја.

Откривене грешке:
Дефекти споја за лемљење: Мостови за лемљење (кратко окренутост између плоча), недовољан лемљење, прекомерно лемљење, хладно лемљење (слаба адхезија), гробно каменање (нагињење компоненте) и лемљење кугла.
Повреда компонента: Покварена тела ИЦ-а, савијани проводници од повратног пролаза на високој температури и измештени компоненти.
Вреди: обезбеђује да спојива за лемљење испуњавају стандарде ИПЦ и спречава проблеме поузданости у крајњим производима.

АОИ после монтаже
Временско: након ручног стављања компоненти кроз рупу (ако је примењиво) и функционалног испитивања.
Намењена је да се у овом случају изводи укупно 5 000 дана.
Откривени дефекти: недостатак компоненти кроз рупу, неисправно ручно лемљење, оштећени спојници и остатак течности или контаминација на површини плоче.
ВЕЛИУА: служи као коначна какав портал пре испоруке, осигуравајући само квалификоване производе стижу купцима.

Специјализовани сценарија примене за индустрије високог поузданости

За индустрије са строгим захтевима за квалитет, АОИ је прилагођен специфичним потребама:

· Automobilska elektronika: 3Д АОИ се користи за инспекцију ПЦБА за контролне јединице мотора (ЕЦУ) и АДАС системе, фокусирајући се на коплананост споја лемпи и поузданост компоненти под условима високе температуре.
· Медицински уређаји: AOI верификује ПЦБА за пејсмејкере, дијагностичку опрему итд., осигуравајући нулте дефекте да буду у складу са стандардима ФДА и ИСО 13485.
· Аерокосмичка и одбрамбена индустрија: Високопрецизна 3Д АОИ инспекција миниатюрних, високог густине ПЦБА за авионику, откривање микро-дефекта који би могли изазвати неуспех система у екстремним окружењима.