Informacija

Automatski optički pregled, AOI sustavi

Automatski optički pregled, AOI sustavi

Automatski ili automatizirani optički pregled, AOI, ključna je tehnika koja se koristi u proizvodnji i ispitivanju elektroničkih tiskanih ploča, PCB-a. Automatski optički pregled, AOI omogućuje brzi i precizni pregled elektroničkih sklopova, a posebno PCB-a, kako bi se osiguralo da je kvaliteta proizvoda koji napušta proizvodnu liniju visoka i da su predmeti izrađeni pravilno i bez proizvodnih grešaka.

Potreba za AOI, automatskim optičkim pregledom

Unatoč glavnim poboljšanjima koja su napravljena, moderni sklopovi daleko su složeniji nego što su to bile ploče prije nekoliko godina. Uvođenje tehnologije površinskog montiranja i daljnja daljnja smanjenja veličine znače da su ploče posebno kompaktne. Čak i relativno prosječne ploče imaju tisuće zalemljenih spojeva i tu se nalazi većina problema.

Ovo povećanje složenosti ploča također znači da ručni pregled danas nije održiva opcija. Čak i kad je to bio prihvaćen pristup, shvatilo se da nije osobito učinkovit jer su inspektori ubrzo bili umorni i loša i nepravilna konstrukcija lako su se propustile. S obzirom na to da tržište sada zahtijeva veliku količinu, visokokvalitetni proizvodi moraju se na tržište iznijeti vrlo brzo, potrebne su vrlo pouzdane i brze metode kako bi se osiguralo da kvaliteta proizvoda ostane visoka. AOI, automatski optički pregled važan je alat u integriranoj strategiji ispitivanja elektronike koji osigurava što niže troškove otkrivanjem kvarova u ranoj proizvodnoj liniji.

Jedno od rješenja za to je uporaba automatiziranih ili automatskih sustava optičkog pregleda. Automatizirani optički inspekcijski sustavi mogu se staviti u proizvodnu liniju odmah nakon postupka lemljenja. Na taj se način mogu koristiti za hvatanje problema u ranom procesu proizvodnje. To ima brojne prednosti. Budući da greške koštaju više kako bi se otklonili daljnji tijek proizvodnog procesa, ovo je očito optimalno mjesto za pronalaženje kvarova. Pored toga, problemi s postupkom u području lemljenja i montaže mogu se vidjeti na početku proizvodnog procesa i informacije koje se koriste za brzu povratnu informaciju u ranije faze. Na taj način brzi odgovor može osigurati brzo prepoznavanje i otklanjanje problema prije nego što se previše ploča izgradi s istim problemom.


Usporedba glavnih mogućnosti otkrivanja nedostataka AOI, AXI i ICT
Vrsta oštećenjaAOIAXIICT
Defekti lemljenja
Prekinuti krugoviYYY
Lemljeni mostoviYYY
Lemljene kratke hlačeYYY
Nedovoljno lemljenjeY (ne peta zgloba)YN
Lema praznaNYN
Višak lemaYYN
Kvaliteta lemaNYN
Defekti komponenata
Podignuto olovoYYY
Nedostaje komponentaYYY
Pogrešno postavljena ili pogrešno postavljena komponentaYYY
Neispravna vrijednost komponenteNNY
Neispravna komponentaNNY
BGA i CSP nedostaci
BGA kratke hlačeNYY
Priključci otvorenog kruga BGANYY

AOI, osnove automatskog optičkog pregleda

AOI, automatski sustavi za optički pregled koriste vizualne metode za nadzor oštećenih tiskanih pločica. Oni su u stanju otkriti razne površinske nedostatke poput čvorova, ogrebotina i mrlja, kao i poznatije dimenzijske nedostatke poput otvorenih krugova, kratkih spojeva i stanjivanja lema. Oni također mogu otkriti netočne komponente, nedostajuće komponente i pogrešno postavljene komponente. Kao takvi oni mogu izvršiti sve vizualne provjere koje su prethodno izvršili ručni operateri, i to mnogo brže i preciznije.

To postižu vizualnim skeniranjem površine ploče. Ploča je osvijetljena od nekoliko izvora svjetlosti i koristi se jedna ili više kamera visoke razlučivosti. Na taj način AOI stroj može stvoriti sliku ploče

Automatski optički pregled, AOI sustav koristi snimljenu sliku koja se obrađuje i zatim uspoređuje sa znanjem koje stroj ima o tome kako ploča treba izgledati. Korištenjem ove usporedbe sustav AOI može otkriti i istaknuti sve nedostatke ili sumnjiva područja.

AOI koristi niz tehnika za pružanje analize je li ploča zadovoljavajuća ili ima bilo kakvih nedostataka:

  • Podudaranje predloška: Koristeći ovaj oblik postupka, AOI, automatizirani sustav optičkog pregleda uspoređuje dobivenu sliku sa slikom sa "zlatne ploče".
  • Podudaranje uzorka: Koristeći ove tehnike, AOI sustav pohranjuje podatke i o dobrim i o lošim sklopovima PCB-a, usklađujući dobivenu sliku s njima.
  • Statističko podudaranje uzorka: Ovaj je pristup vrlo sličan gore navedenom, osim što koristi statistički utemeljenu metodu rješavanja problema. Pohranjivanjem rezultata nekoliko ploča i nekoliko vrsta neuspjeha, u stanju je prilagoditi manja prihvatljiva odstupanja bez pogrešaka označavanja.

Da bi se izgradila baza podataka o tome koja bi ploča trebala biti, koriste se i poznate statusne ploče i informacije o dizajnu PCB-a kako je kasnije opisano.

Kako se tehnologija poboljšavala, AOI sustavi mogli su vrlo precizno predvidjeti nedostatke i imati mali broj scenarija koji nisu pronađeni. Kao takvi AOI sustavi čine vrlo koristan element u sofisticiranom proizvodnom okruženju.

AOI snimanje i analiza slike

Jedan od ključnih elemenata AOI, automatiziranog optičkog inspekcijskog sustava je sustav za snimanje slike. Ovim se snima slika tiskane ploče, sklopa PCB-a, koja se zatim analizira pomoću softvera za obradu unutar AOI sustava. Postoje mnoge varijante sustava za snimanje slike koje ovise o točnoj primjeni i složenosti / cijeni AOI sustava.

Slikovni sustavi mogu se sastojati od jedne kamere ili ih može biti više kako bi se omogućilo bolje slikanje i mogućnost 3D mogućnosti. Kamere bi se također trebale moći kretati pod softverskom kontrolom. To će im omogućiti da se pomaknu u optimalni položaj za zadani sklop PCB-a.

Uz to vrsta fotoaparata utječe na performanse. Brzina i preciznost ravnoteža je koja se mora postići i koja će utjecati na tip fotoaparata koji se koristi:

  • Strujanje videozapisa: Jedna vrsta fotoaparata koja se koristi za automatizirani optički pregled, AOI, snima streaming video s kojeg se uzimaju cjeloviti kadrovi. Snimljeni kadar omogućuje generiranje fotografije na kojoj se vrši obrada signala. Ovaj pristup nije točan kao drugi sustavi za statične slike, ali ima prednost vrlo velike brzine.
  • Sustav fotoaparata za statične slike: Općenito se nalazi relativno blizu ciljane PCB-a i kao rezultat zahtjeva dobar sustav osvjetljenja. Možda će biti potrebno i da fotoaparat možete premjestiti pod softverskom kontrolom.

Pri analiziranju slike ploče, AOI sustav traži niz specifičnih značajki: smještaj komponente, veličina komponente, fiducijali ploče, uzorci naljepnica (npr. Crtični kodovi), boja pozadine i refleksija itd. Kao važan element svog zadatka sustav AOI također pregledava zalemljene spojeve kako bi se osiguralo da pokazuju da su zglobovi zadovoljavajući.

Pri analiziranju ploča AOI sustav mora uzeti u obzir mnoge varijacije između dobrih ploča. Ne samo da se komponente znatno razlikuju u veličini između serija, već i u boji i refleksiji. Često postoje razlike i u sitotisku, gdje se debljina tinte i font u boji mogu malo promijeniti.

AOI izvor svjetlosti

Osvjetljenje je ključni element u AOI sustavu. Odabirom ispravnog izvora osvjetljenja moguće je lakše istaknuti različite vrste nedostataka. Napredkom postignutim u tehnologiji osvjetljenja posljednjih godina, ovo je omogućilo da se rasvjeta koristi za poboljšanje dostupnih slika, a zauzvrat to omogućuje lakše uočavanje nedostataka rezultirajućim smanjenjem potrebne obrade i povećanjem brzine i točnost.

Većina AOI sustava ima definiran set rasvjete. To ovisi o potrebnoj operaciji i vrstama proizvoda koji se ispituju. Oni su obično optimizirani za očekivane uvjete. No ponekad mogu biti potrebne neke prilagodbe, a razumijevanje rasvjete je uvijek korisno.

Dostupne su razne vrste osvjetljenja:

  • Fluorescentna rasvjeta: Fluorescentna rasvjeta široko se koristi za AOI, automatizirane aplikacije za optički pregled, jer pruža učinkovit oblik osvjetljenja za gledanje kvarova na PCB-ima. Glavni problem fluorescentne rasvjete za AOI aplikacije je taj što se lampe s vremenom razgrađuju. To znači da će automatizirani sustav optičkog nadzora biti podložan neprekidnim promjenama razine i kvalitete svjetlosti
  • LED osvijetljenje: Razvoj LED rasvjete značio je da AOI, automatizirani optički inspekcijski sustavi mogu usvojiti daleko stabilniji oblik osvjetljenja. Iako LED rasvjeta vremenom pati od smanjenja izlazne svjetlosti od LED-a, to se može nadoknaditi povećanjem struje. Korištenjem LED rasvjete također se može kontrolirati razina osvjetljenja. LED su stoga daleko zadovoljavajući oblik osvjetljenja od fluorescentnih ili žarulja sa žarnom niti koja su se koristila prije godina
  • Infracrvena ili ultra-ljubičasta: Ponekad će biti potrebna infracrvena ili ultra-ljubičasta rasvjeta da bi se pojačale određene greške ili omogućilo automatsko optičko ispitivanje radi otkrivanja određenih vrsta nedostataka.

Osim oblika osvjetljenja, jednako je važno i pozicioniranje rasvjete za sustav automatskog optičkog pregleda, AOI. Izvori svjetlosti zahtijevaju pozicioniranje ne samo kako bi se osiguralo da su sva područja dobro osvijetljena, što je osobito važno kada određene komponente mogu bacati sjene, već i kako bi se istakli nedostaci. Možda će biti potrebno pažljivo podešavanje za različite sklopove.

AOI, automatizirano programiranje optičkog inspekcijskog sustava

Da bi se mogao testirati sklop PCB-a pomoću AOI, automatskog optičkog pregleda, detalji prihvatljive ploče moraju biti pohranjeni u sustavu. Ova aktivnost programiranja mora se pravilno izvoditi ako AOI sustav može ispravno otkriti bilo kakve nedostatke na sklopovima PCB-a koji prolaze.

postoji nekoliko metoda koje se mogu koristiti za programiranje AOI sustava:

  • Upotreba "Zlatne ploče": Jedna od metoda je pružiti poznatu dobru ploču kao cilj za AOI, automatizirani sustav optičkog pregleda. To se prenosi kroz sustav kako bi mogao naučiti relevantne atribute. Razmatrat će se dijelovi, profili za lemljenje svakog spoja i mnogi drugi aspekti. Da bi se sustavu osiguralo dovoljno podataka o varijansi, često je potrebno nekoliko ploča.
  • Programiranje zasnovano na algoritmu: Podaci o PCB-u dostavljaju se sustavu i on tada generira vlastiti profil za ploču. Ova shema također će zahtijevati prave ploče, ali općenito je potrebno manje.

Oba sustava imaju prednosti i nedostatke. To je ravnoteža između vremena postavljanja, održavanja, točnosti i zahtjeva za određenim AOI, automatskim sustavom optičkog pregleda. Uobičajeno će zahtjevi u velikoj mjeri ovisiti o stroju koji se koristi.

Bitno je da bilo koje područje proizvodnje tiskanih pločica može provjeriti kvalitetu ploča koje odlaze s kraja linije. Samo na taj način mogu nadzirati kvalitetu i kada se otkriju problemi ispraviti postupak tako da isti problemi ne utječu na daljnje ploče. Na taj su način automatski optički pregled i po potrebi rentgenski pregled dva ključna alata za prerađivačku industriju.


Gledaj video: Camera décurie Kerbl IPCam 360 HD (Prosinac 2021).