A.O.I

Ano ang AOI?
Ang AOI ay ang maikling para sa Automated Optical Inspection, isang mahalagang teknolohiya sa kontrol ng kalidad na malawakang ginagamit sa mga proseso ng paggawa ng PCB at PCBA. Gumagamit ito ng mataas na resolusyon na mga camera, optical sensor, at machine vision algorithm upang awtonomiko maikilan ang mga depekto sa circuit board nang walang pisikal na kontak.

Paano Gumana ang AOI: Ang Proseso ng Inspeksyon
Ang Automated Optical Inspection (AOI) ay gumagana bilang isang non-contact, vision-driven na sistema ng kontrol sa kalidad para sa paggawa ng PCB/PCBA, na umaasa sa mataas na resolusyon ng imaging, matalinong mga algorithm, at paghahambing sa isang reference upang matukhan ang mga surface defect. Ang proseso nito sa pagsusuri ay sumusunod sa apat na pangunahing, sunud-sunod na hakbang upang matiyak ang eksaktong at pare-pareho kalidad sa buong produksyon.

Paunang Pag-setup at Pagkalibrasyon
Bago mascan ang mga board, kailangan ng pag-configure ang AOI system upang tumugma sa partikular na disenyo ng PCB/PCBA:
Magkarga ng Reference Data: I-import ang CAD design file ng target board o gamit ang isang golden sample—isang nasusuri na board na walang depekto—bilang pamantayan sa pagsusuri. Tinitimbang ng sistema ang mga pangunahing parameter: posisyon ng mga komponente, laki ng mga pad, hugis ng mga solder joint, at layout ng mga trace.
Kalibrasyon ng Optical na Parameter: Ayus ang mga kondisyon ng liwanag upang ipamataas ang ibaibang uri ng depekto. Halimbawa, ang gilid na pagpailawan ay naglantad ng taas ng solder joint, samantalang ang backlighting ay nakakakila ng mga punit sa trace. Kalibre ang pokus at resolusyon ng camera upang maikapt ang maliliit na detalye ng masikip o miniaturized na mga komponente.
Itakda ang mga Threshold ng Toleransiya: Tukoy ang mga saklaw ng maayos na paglihis para sa paglalagay ng komponente, dami ng solder, at polaridad. Pinipigito nito ang maling babala habang tiniyak na ang mga kritikal na depekto ay natatak.

Pagkuha ng imahe
Ang AOI machine ay nag-scan sa ibabaw ng PCB/PCBA upang maikap ang mataas na kalidad ng visual na datos:
Ang board ay inilipat sa lugar ng inspeksyon gamit ang awtomatikong conveyor belt, na tiniyak ang matatag na posisyon.
Ang mga high-speed na industrial camera ay kumuha ng mga larawan ng board mula sa maraming anggulo (2D o 3D, depende sa modelo ng AOI). Ang 3D AOI ay gumagamit ng laser scanning upang sukatan ang taas, na nagpahintulot ng mas tumpak na pagkakila ng dami ng solder joint at coplanarity ng komponente.
Ang sistema ay nag-uugnay ng mga indibidwal na imahe sa isang kumpletong, mataas na resolusyong mapa ng kabuuang ibabaw ng board para sa buong pagsusuri.

Pagsusuri ng Imahe at Pagtukoy sa Depekto

Ito ang pangunahing hakbang kung saan tinutukoy ng sistema ang mga anomalya sa pamamagitan ng marunong na paghahambing:
· Paghahambing ayon sa Pixel: Ang nakuha na imahe ng board ay inihahambing sa naka-load na sanggunian. Sinusuri ng algorithm ang mga pagkakaiba sa densidad ng pixel, hugis, posisyon, at kulay.
· Pagkilala sa Depekto: Ang mga paglihis na lampas sa nakatakdang threshold ng pasensya ay kinikilala bilang potensyal na depekto. Kabilang sa karaniwang natuklasang isyu ang:
· Kaugnay sa sangkap: Nawawalang bahagi, pagkabaligtad ng polaridad, maling pagkaka-align, o maling uri ng sangkap.
· Kaugnay sa solder: Solder bridges, hindi sapat na solder, cold solder, o tombstoning.
· Kaugnay sa PCB: Mga scratch sa trace, nawawalang pad, o mga kamalian sa silkscreen.
· Pagpapahusay ng 3D AOI: Ang mga 3D sistema ay nagdaragdag ng pagsusuri sa pagsukat ng taas, na naghihiwalay sa pagitan ng katanggap-tanggap na solder fillets at mga depekto tulad ng hindi sapat na solder o sobrang solder na maaring hindi mahuli ng 2D AOI.

Pag-uulat at Aksyon sa Depekto

Matapos ang pagsusuri, lumilikha ang sistema ng mga resulta na maaaring gamitin ng mga production team:
· Pag-uuri at Pagmamarka ng Depekto: Pinapangkat ng AOI ang mga depekto batay sa antas ng kalubhaan at nilalagyan ng tanda ang eksaktong lokasyon nito sa board map. Ang malubhang mga depekto ay nag-trigger ng agarang babala.
· Pag-log at Pag-uulat ng Datos: Ang mga detalyadong ulat ng inspeksyon ay iniimbak, kasama ang uri ng depekto, lokasyon, at bilang ng paglitaw. Ang datos na ito ay sumusuporta sa traceability at tumutulong sa mga inhinyero na matukoy ang paulit-ulit na isyu upang mapabuti ang proseso ng SMT assembly.
· Pamamahala Pagkatapos ng Inspeksyon: Ang board ay ipinapadala sa repair station para sa pagkumpuni ng depekto o ipinapasa sa susunod na yugto ng produksyon kung walang natuklasang depekto.

Mga Pangunahing Yugto ng Aplikasyon sa Produksyon ng PCBA

Ginagamit ang AOI sa maraming checkpoint upang matiyak ang buong kontrol sa kalidad ng proseso:
· Pre-reflow AOI: Sinusuri ang pagkakagay ng mga komponente, polaridad, at pagkakaroon bago ang pag-solder, upang maiwasan ang pagpasok ng masamang komponente sa reflow oven.
· Post-reflow AOI: Ang pinakakaraniwang aplikasyon, sinusuri ang kalidad ng solder joint at integridad ng komponente pagkatapos ng reflow soldering.
· Post-assembly AOI: Isinasagawa ang panghuling inspeksyon sa buong PCBA upang matiyak na natutupad ang mga pamantayan sa disenyo at industriya bago ang pagpapadala.

Ano ang Sinusuri ng AOI?
Ang Automated Optical Inspection ay isang non-contact na tool para sa kalidad na kontrol sa paggawa ng PCB/PCBA, na dinisenyo upang matukhang mga surface-level na depekto sa pamamagitan ng paghambing ng mga imahe ng board laban sa golden samples o CAD data. Ang mga pagsusuri nito ay sumakop sa tatlong pangunahing kategorya sa iba't ibang yugto ng produksyon:

Mga Depekto sa PCB Substrate

Bago ang pag-assembly ng mga komponente, sinusuri ng AOI ang bare PCB para sa structural integrity:
· Mga depekto sa trace: mga gasgas, putol (open circuits), short circuits, o maling lapad ng trace.
· Mga isyu sa pad: Nawawalang pad, hindi maayos na pagkakagay ng pad, pag-oxidation ng pad, o hindi pantay na ibabaw ng pad.
· Mga depekto sa surface: Kontaminasyon, alikabok, pagkakaskas ng solder mask, o maling pag-print ng silkscreen (hal., maling label ng komponente).
· Mga depekto sa butas: Mismong mga via, nawawalang butas, o sobrang malaki/maliit na nadrilled na butas.

Mga Depekto sa Paglalagak ng Komponente

Sa yugto bago ang reflow (pagkatapos ng pag-mount ng komponente, bago ang pag-solder), ang AOI ay nagsisigurong tama ang komponente:
· Presensya/kawalan: Nawawalang komponente o dagdag (hindi plano) komponente sa board.
· Maling pagposisyon: Mismong komponente, offset sa paglalagak, o pag-ikot na lampas sa tolerance.
· Mga isyu sa polarity: Baligtad na polarity ng komponente.
· Maling komponente: Maling uri ng bahagi, maling halaga, o hindi tugma ang laki ng package.
· Mga depekto sa lead: Natanggal na lead, naubong na lead, o lead na hindi maayos na nakaupo sa pads.

Mga Depekto sa Solder Joint

Sa yugto pagkatapos ng reflow (pagkatapos ng pag-solder), nakatuon ang AOI sa kalidad ng solder—ang pinakakaraniwang layunin ng inspeksyon:
· Kulang ng solder: Mahinang, hindi kumpletong mga joint na nagbanta sa mahinang electrical contact.
· Sobrang solder: Mabigat na mga joint na maaaring magdulot ng maikling circuit.
· Solder bridges: Hindi ninasang koneksyon ng solder sa pagitan ng magkalapit na pad o trace.
· Cold solder: Maputlang, butil-butil na mga joint na may mahinang pandikit, dulot ng hindi sapat na pagpainit habang nasa reflow.
· Tombstoning: Pagbaluktot ng komponent (ang isang dulo ay naitaas mula sa pad) dahil sa di pantay na pagtunaw ng solder.
· Solder balls: Munting, kalasing na partikulo ng solder na maaaring magdulot ng maikling circuit sa masikip na PCB.

Mga Huling Pagsubok Pagkatapos ng Pag-assembly

Para sa ganap na na-assemble na PCBA, isinagawa ng AOI ang isang lubos na huling inspeksyon:
· Kabuuang kumpletong pag-assembly at pagsunod sa mga teknikal na espisipikasyon ng disenyo.
· Nasira ang mga komponente habang nag-solder o paghawak.
· Sumasagot sa mga pamantayan ng industriya para sa kalidad ng solder joint at pagposisyon ng komponente.

Mabilis, pare-pareho, at masusundukan ang mga pag-check ng AOI—na nagbuod ng detalyadong ulat ng mga depekto upang matulungan ang mga tagagawa na i-optimize ang mga proseso ng produksyon at bawas ang antala ng kabiguan ng produkto.

Mga uri ng AOI: 2D AOI vs. 3D AOI
Sa kontrol ng kalidad ng PCB/PCBA, nahahati pangunahing ang Automated Optical Inspection (AOI) sa 2D AOI at 3D AOI batay sa mga prinsipyo ng imaging at pagsukat. Parehong teknolohiya ay ginagamit para sa pagtuklas ng depekto ngunit magkaiba nang malaki sa katumpakan, mga sitwasyon ng aplikasyon, at pangunahing kakayahan—lalo na para sa modernong mataas ang densidad at miniaturized na circuit board.

2D AOI
Pangunahing Prinsipyo: Gumagamit ng 2D planar imaging technology, umaasa sa mataas na resolusyon na industrial cameras at multi-angle lighting upang kuhanan ng imahe ang 2D na hitsura ng ibabaw ng PCB/PCBA. Tinitiyak ang mga depekto sa pamamagitan ng paghahambing sa planar na hugis, sukat, at kulay ng mga komponente, solder joint, at traces laban sa reperensyang CAD data o golden sample.
Mga Pangunahing katangian
· Mga Benepisyo:
Mababang gastos sa kagamitan at madaling pagpapanatili, angkop para sa mga maliit at katamtamang pabrika na may pangunahing pangangailangan sa inspeksyon.
Mabilis na bilis ng pag-scan, perpekto para sa mataas na produksyon ng karaniwang mga PCB.
Epektibo sa pagtuklas ng planar na depekto.
· Mga Limitasyon:
Nakakuha lamang ng impormasyon sa ibabaw, hindi makakasukat ng taas at dami. Madalas itong nagkakamali o napapalampas ang mga depekto kaugnay sa 3D.
Madaling magbigay ng maling babala dahil sa pagbabago ng anggulo ng ilaw o pagkakaiba-iba ng kulay ng mga bahagi.
Hindi gaanong epektibo para sa mga bahaging may manipis na takip at mataas na densidad na PCB.
· Karaniwang Mga Senaryo ng Aplikasyon
Pagsusuri bago ang reflow sa mga PCB na may mababang densidad (pag-check sa pagkakaroon ng bahagi, polaridad, at paglihis sa posisyon).
Pagsusuri sa simpleng mga depekto ng solder joint sa mga PCB ng elektronikong gamit sa tahanan.
Mga linya ng produksyon na sensitibo sa gastos na may pangunahing mga kinakailangan sa kalidad.

3D AOI
Pangunahing Prinsipyo: Pinagsama ang 2D planar imaging kasama ang 3D height measurement technology (karaniwan ang laser triangulation o structured light scanning). Ito ay nagpapadulas ng laser o istrukturadong liwanag sa ibabaw ng PCB/PCBA, kinalkula ang 3D coordinates ng bawat punto sa pamamagitan ng pagsusuri sa angle at paglipat ng liwanag, at bumuo ng isang kumpletong 3D modelo ng board. Ang pagtukoy ng mga depekto ay batay sa planar na posisyon at sa taas/lakas ng datos.
Mga Pangunahing katangian
· Mga Benepisyo:
Tumpak na pagsukat ng taas, volume, at komponente ng coplanarity ng solder joint—na nag-eliminate ng maling babala dulot ng limitasyon ng 2D planar. Ito ay may kakayahong tumpak na makilala ang mga depekto gaya ng hindi sapat na solder, labis na solder, tombstoning, at nakating ang mga lead.
Mataas na tumpak ng pagtukoy para sa fine-pitch at kumplikadong mga komponente, na karaniwan sa automotive electronics, medical devices, at aerospace PCBs.
Suporta sa quantitative analysis ng mga depekto, na nagbibigay-daan sa data-driven process optimization.
· Mga Limitasyon:
Mas mataas na gastos sa kagamitan at mas mahabang oras ng pag-scan kumpara sa 2D AOI.
Mas kumplikado ang pagsenadya at pagpapanatini, na nangangailangan ng mga propesyonal na teknisyan.
· Karaniwang Mga Senaryo ng Aplikasyon
Pagsusuri pagkatapos ng reflow sa mataong, mataas na presyong PCBs.
Pagsusuri ng kumplikadong solder joints (BGA, QFN) at miniaturized components.
Mga production line na may mahigpit na mga kinakailangan sa kalidad.

AOI sa PCB at SMT: Mga Pangunahing Senaryo ng Paggamit
Ang Automated Optical Inspection ay isang mahalagang kasangkapan sa kontrol ng kalidad sa buong proseso ng paggawa ng PCB at pag-assembly ng SMT. Ito ay ginagamit sa mga kritikal na punto ng produksyon upang matukad ang mga depekto nang maaga, mabawasan ang gastos sa pag-ayos, at mapanatibong kalidad ng produkto. Narito ang mga pangunahing senaryo ng paggamit nito, na nakategorya ayon sa yugto ng produksyon.

Mga Aplikasyon ng AOI sa Pagfabricate ng PCB (Inspeksyon ng Bare Board)
Ginagamit ang AOI upang i-verify ang istraktural na integridad ng mga bare PCB bago ang paglukot ng mga komponente, na may layunin na matukoy ang mga depekto na nailahad sa proseso ng etching, drilling, at aplikasyon ng solder mask.

Inspeksyon Pagkatapos ng Etching
· Layunin: Suri ang mga depekto sa trace na makaapego sa electrical connectivity.
· Mga Nakitang Depekto: Mga bukas na circuit (nasirang trace), maikling circuit (hindi in gustong koneksyon ng trace), paglihim ng lapad ng trace, kulang o labis sa etching, at nawawalang anti-pads.
· Halaga: Nakakuhang agad ang malubhang electrical depekto, na nagpigil sa masyadong gastos sa pagayos pagkatapos ng paglukot ng mga komponente.

Inspeksyon Pagkatapos ng Solder Mask at Silkscreen
· Layunin: I-verify ang katumpakan ng coverage ng solder mask at pag-print ng silkscreen.
· Mga Nakitang Depekto: Pagkakaskas ng solder mask, misaligned na pagbukas ng solder mask, mga bula sa solder mask, maling label sa silkscreen, at panis sa silkscreen.
· Halaga: Tinitiyak na ang solder mask ay nagpoprotekta sa mga trace mula sa oxidation at ang silkscreen ay nakatulong sa susunod na paglukot ng mga komponente at pagtukoy ng problema.

Post-Drilling/Via Inspeksyon
· Layunin: Suri ang mga butas at vias na na-driled para sa mekanikal na pagkakatugma.
· Mga Napilang Depekto: Mga butas na hindi naka-align, mga via na sobra sa sukat o masyadong maliit, mga na-plug na via (hindi sinasadyang pagbara), at nawawalang mga via.
· Halaga: Tinitiyak ang maaasipag na koneksyon sa pagitan ng mga layer sa multi-layer PCBs.

Mga Aplikasyon ng AOI sa SMT Assembly Proseso
Ang SMT ang pangunahing bahagi ng produksyon ng PCBA, at ang AOI ay nailok sa tatlong mahalagang yugto upang masaklaw ang kalidad ng paglalagak ng mga komponente at pag-pil.

Pre-Reflow AOI
· Oras: Matapos ang pick-and-place machine ay ilagak ang mga komponente, bago pumasok ang board sa reflow oven.
· Layunin: I-beripik ang pagkakatugma ng paglalagak ng mga komponente bago ang pag-pil—ito ang pinakamabisa na punto upang ayos ang mga depekto.

Mga Napilang Depekto:
Mga isyu sa sangkap: Nawawalang mga sangkap, dagdag na sangkap, maling uri/halaga ng sangkap, reverse polarity.
Mga isyu sa pagkakalagay: Pagkalihis ng sangkap, pag-ikot nang higit sa tolerance, nakataas na mga lead, at mga sangkap na hindi maayos na nakalapat sa mga pad.
Halaga: Pinipigilan ang mga depekto na board mula pumasok sa reflow oven, binabawasan ang pag-aaksaya ng solder at gawaing pagsasaayos.

Post-Reflow AOI
Oras: Agad pagkatapos lumabas ang board sa reflow oven (ang pinakakaraniwang senaryo ng AOI sa SMT).
Layunin: Suriin ang kalidad ng solder joint at integridad ng sangkap matapos ang pag-solder.

Mga Napilang Depekto:
Mga depekto sa solder joint: Solder bridges (maikling circuit sa pagitan ng mga pad), kulang na solder, sobrang solder, cold solder (mahinang pandikit), tombstoning (pagbangon o pagtayo ng sangkap), at solder balls.
Pagkasira ng sangkap: Binalatian na katawan ng IC, patpat na nababaluktot dahil sa mataas na temperatura ng reflow, at mga nailipat na sangkap.
Halaga: Tinitiyak na ang mga solder joint ay sumusunod sa pamantayan ng IPC at pinipigilan ang mga isyu sa katatagan ng mga huling produkto.

Post-Assembly AOI
Pananahon: Matapos ang manu-manong paglalagay ng mga through-hole na komponente (kung kinakailangan) at pagsubok sa pagganap.
Layunin: Magsagawa ng isang komprehensibong huling pagsusuri sa ganap na naka-assembly na PCBA.
Mga Nakitang Depekto: Nawawalang through-hole na komponente, maling pag-solder ng kamay, nasirang konektor, at natirang flux o dumi sa ibabaw ng board.
Halaga: Nagtataglay bilang huling hadlang sa kalidad bago ipadala, tinitiyak na ang mga kwalipikadong produkto lamang ang nararating sa mga customer.

Mga Dalubhasang Sitwasyon sa Aplikasyon para sa Mataas na Pagkakaasa na Industriya

Para sa mga industriya na may mahigpit na pamantayan sa kalidad, ang AOI ay inaayon sa partikular na pangangailangan:

· Elektronika sa sasakyan: ginagamit ang 3D AOI upang suriin ang PCBA para sa mga engine control unit (ECU) at ADAS system, na nakatuon sa coplanarity ng solder joint at katiyakan ng komponente sa ilalim ng mataas na temperatura.
· Mga aparato pangmedikal: Sinusuri ng AOI ang PCBA para sa mga pacemaker, kagamitan sa diagnosis, at iba pa, upang matiyak ang zero defects alinsunod sa mga pamantayan ng FDA at ISO 13485.
· Aerospace & Depensa: Ang mataas na presisyong 3D AOI ay nagsusuri sa miniaturized, mataas na density na PCBA para sa avionics, nakakakita ng mikro-depekto na maaaring magdulot ng pagkabigo ng sistema sa matitinding kapaligiran.