آلة الفحص البصري الآلي: كيف يُحسّن الفحص البصري الآلي جودة تجميع لوحات الدوائر المطبوعة

جدول المحتويات

1.ما هي آلة الفحص البصري الآلية في تجميع لوحات الدوائر المطبوعة؟
2.الفحص البصري اليدوي مقابل الفحص البصري الآلي
3.مكانة الفحص البصري الآلي في خط إنتاج تقنية التجميع السطحي
4.كيف تعمل آلة الفحص البصري الآلية
5.عيوب تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الشائعة التي تم اكتشافها بواسطة الفحص البصري الآلي
6.أهم معايير جهاز الفحص البصري الآلي التي يجب على المشترين فهمها
7.مقارنة بين AOI و SPI والأشعة السينية و ICT و FCT
8.ما الذي يجب على المشترين الاستفسار عنه قبل اختيار شركة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) المزودة بتقنية الفحص البصري الآلي (AOI)؟
9.نهج PCBasic في الفحص البصري الآلي في مجموعات لوحات الدوائر المطبوعة الصغيرة والمتوسطة
10.الأسئلة الشائعة

 

---

يجب وضع كل مكون على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بدقة متناهية. فاستخدام المقاوم الخاطئ، أو إغفال وصلة لحام باردة، أو السماح بعدم محاذاة المكونات بما يتجاوز التفاوت المسموح به، قد يؤدي إلى ارتفاع معدلات الأعطال الميدانية، وزيادة تكاليف إعادة العمل، أو حتى سحب المنتج من السوق. ومع ازدياد تعقيد لوحات الدوائر المطبوعة وتزايد كثافة المسافة بين مكوناتها، أصبح من المستحيل اكتشاف العيوب بشكل موثوق من خلال الفحص اليدوي وحده.

الحل لهذه المشكلة هو الفحص البصري الآلي (AOI).

أصبحت آلات الفحص البصري الآلي (AOI) بهدوء واحدة من أهم المكونات في خطوط تجميع تقنية التجميع السطحي (SMT) اليوم، وعلى الرغم من أن آلات الفحص البصري الآلي قد لا تكون المكون الأكثر وضوحًا في عملية التصنيع الشاملة، إلا أنها توفر نتائج فحص سريعة ومتسقة وقابلة للتكرار بدرجة عالية تتجاوز إلى حد كبير النتائج التي يتم الحصول عليها من خلال عمليات الفحص اليدوي لعمليات الإنتاج ذات الحجم الكبير.

 

سيشرح هذا الدليل كيفية اكتشاف أنظمة الفحص البصري الآلي للعيوب؛ وأنواع العيوب التي يمكنها اكتشافها والتي لا يمكنها اكتشافها؛ ومعايير التشغيل التي قد تؤدي إلى ترك أنواع معينة من العيوب دون اكتشافها؛ والأسئلة التي يجب على المشترين مراعاتها قبل تقييم أنظمة مراقبة الجودة التي يقدمها مورد لوحات الدوائر المطبوعة.

 

ما هي آلة الفحص البصري الآلية في تجميع لوحات الدوائر المطبوعة؟

 

معنى AOI في تصنيع SMT و PCBA

 

الفحص البصري الآلي (AOI) هي طريقة آلية تُستخدم لفحص لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المُجهزة بالمكونات، وذلك باستخدام كاميرات عالية الدقة وإضاءة مُهيكلة. يقارن النظام الصور الملتقطة للوحة الدوائر المطبوعة بمعيار مرجعي، ويُشير إلى أي اختلافات.

 

تُوضع أجهزة الفحص البصري الآلي عادةً في مراحل رئيسية من خط الإنتاج. ويتم وضعها عادةً إما مباشرة بعد وضع المكونات أو بعد لحام إعادة التدفق، حيث يخدم كل موقع غرضًا مختلفًا في اكتشاف العيوب في أقرب وقت ممكن.

 

تُعرف تقنية الفحص البصري الآلي (AOI) بأسماء مختلفة، منها الفحص البصري الآلي (AVI) أو أنظمة الفحص البصري. وبغض النظر عن المصطلحات المستخدمة، فإن جميع هذه المصطلحات تصف نفس تقنية الفحص الآلي المستخدمة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الحديثة.

 

الفحص البصري اليدوي مقابل الفحص البصري الآلي

 

لطالما كان الفحص البصري اليدوي جزءًا من صناعة الإلكترونيات منذ تجميع أولى لوحات الدوائر المطبوعة. يستخدم فاحصٌ مُدرَّب عدسة مكبرة لفحص اللوحة بحثًا عن العيوب أو العيوب المحتملة. يُعدّ هذا الأسلوب فعالًا للغاية للوحات البسيطة التي تحتوي على مكونات كبيرة ذات ثقوب نافذة؛ إلا أن لوحات تقنية التجميع السطحي الحديثة تُشكّل تحديًا.

 

تتطلب مكونات مثل المكونات السلبية 0201، ومصفوفات الكرات الشبكية ذات التباعد الدقيق (BGAs)، ومكونات QFN المسطحة الرباعية، مستوىً محددًا من التكبير والإضاءة والبعد البؤري، يصعب الحفاظ عليه طوال نوبة عمل مدتها ثماني ساعات. إضافةً إلى ذلك، يُصاب الفاحص البشري بالإرهاق، ونتيجةً لذلك، ترتفع معدلات عدم اكتشاف العيوب بشكل ملحوظ بعد الساعتين الأوليين من الفحص، وتزداد مرة أخرى خلال الساعة الخامسة. لا يعكس هذا الأمر قدرات الفرد، بل يُشير إلى كيفية عمل الانتباه البصري أثناء المهام المتكررة.

 

في المقابل، لا تعاني عملية الفحص البصري الآلي (AOI) من هذه التأثيرات. يستخدم الجهاز نفس الخوارزمية لتقييم كل من اللوحة رقم 1 واللوحة رقم 5,000. الإضاءة متطابقة، وموقع الكاميرا ثابت، ومعايير التقييم لا تتغير طوال عملية الإنتاج.

 

مكانة الفحص البصري الآلي في خط إنتاج تقنية التجميع السطحي

 

تضع معظم خطوط SMT نظام AOI في نقطتين رئيسيتين: بعد وضع المكونات وبعد لحام إعادة التدفق.

 

يُستخدم الفحص البصري الآلي بعد وضع المكونات قبل دخول اللوحة إلى فرن إعادة التدفق. في هذه المرحلة، يتحقق جهاز الفحص البصري الآلي من وجود أي مكونات مفقودة أو منزاحة أو ملتوية أو موجهة بشكل خاطئ. يساعد هذا في اكتشاف مشاكل وضع المكونات قبل تشكل وصلات اللحام.

 

يُعدّ الفحص البصري الآلي بعد عملية إعادة التدفق (AOI) الموضع الأكثر شيوعًا. فبعد خروج اللوحات من فرن إعادة التدفق وتكوّن وصلات اللحام، يقوم جهاز الفحص البصري الآلي بفحصها بحثًا عن عيوب اللحام الظاهرة، وأخطاء التموضع، والمكونات المفقودة، وظاهرة "التراكب"، وجسور اللحام، ومشاكل القطبية. ويُعتبر هذا الفحص بوابة الجودة الأساسية في العديد من بيئات إنتاج تقنية التجميع السطحي (SMT).

 

تُضيف بعض خطوط الإنتاج عالية التعقيد طبقة فحص بصري آلي ثانية بعد اللحام الانتقائي أو اللحام الموجي للمكونات ذات الثقوب. ويعتمد موضع هذه الطبقة على مدى تعقيد اللوحة، وسجل العيوب، وحجم الإنتاج.

 

كيف تعمل آلة الفحص البصري الآلية

 

التقاط الصور والإضاءة ومحاذاة اللوحة

 

تتم محاذاة لوحة الدوائر المطبوعة بعد تحميلها في جهاز الفحص البصري الآلي (AOI). ويُحدد موضع اللوحة بواسطة مجموعة من العلامات المرجعية الصغيرة التي يستخدمها جهاز الفحص البصري الآلي كمرجع. أي انحراف في المحاذاة يُبطل جميع المقارنات.

 

بعد اكتمال عملية المحاذاة، يستخدم جهاز الفحص البصري الآلي (AOI) كاميرا أو عدة كاميرات (بحسب حجم لوحة الدوائر المطبوعة) مثبتة فوق اللوحة لالتقاط صور لها في أقسام محددة، أو ما يُعرف بمجالات الرؤية. وتعتمد جودة الصورة بشكل كبير على الإضاءة المستخدمة. معظم أجهزة الفحص البصري الآلي المستخدمة حاليًا مزودة بإضاءة LED متعددة الألوان والزوايا لتكوين ظلال تُظهر شكل وصلات اللحام وتشطيبها، بالإضافة إلى ارتفاع المكونات وتشطيبها. في أنظمة الفحص البصري الآلي ثلاثية الأبعاد، تُحسّن جودة الصور باستخدام أنماط إضاءة مُهيكلة، توفر قياسات رأسية دقيقة لارتفاع المكونات، بالإضافة إلى المعلومات المرئية.

 

AOI ثنائي الأبعاد و AOI ثلاثي الأبعاد

 

تستخدم تقنية الفحص البصري الآلي ثنائي الأبعاد (AOI) التصوير ثنائي الأبعاد لفحص اللوحات من الأعلى مباشرةً، حيث تلتقط الصورة على مستوى ثنائي الأبعاد. يهدف هذا الفحص إلى التحقق من وجود المكونات، ومواقعها الصحيحة، وصحة قطبيتها، بالإضافة إلى التحقق من المظهر الأساسي لوصلات اللحام. علاوة على ذلك، يتميز الفحص البصري الآلي ثنائي الأبعاد بالسرعة العالية والتكلفة المنخفضة. ويمكن الكشف عن معظم العيوب في معظم أنواع لوحات الدوائر المطبوعة القياسية باستخدام أنظمة الفحص البصري الآلي ثنائي الأبعاد.

 

يُضيف الفحص البصري الآلي ثلاثي الأبعاد (AOI) بُعدًا ثالثًا لفحص اللوحة الإلكترونية، ليس فقط من خلال التقاط صور لوصلات اللحام على مستوى ثنائي الأبعاد، بل أيضًا من خلال إنشاء خريطة ارتفاع لصورة وصلة اللحام والمكون. تُسهم إضافة معلومات الارتفاع هذه في الكشف عن عيوب إضافية، إذ تظهر بعض العيوب بوضوح في بيانات الارتفاع، على الرغم من عدم إمكانية اكتشافها في الصورة ثنائية الأبعاد أو ثنائية الأبعاد. ومن بين العيوب التي تتطلب توصيفًا ثلاثي الأبعاد للكشف عنها: تذبذب أطراف التوصيل، وعدم كفاية كمية اللحام عند الوصلة، والتشوه الطفيف.

 

باختصار، يوفر الفحص البصري الآلي ثلاثي الأبعاد إمكانيات مختلفة تمامًا عن الفحص البصري الآلي ثنائي الأبعاد. كما يوجد فرق كبير في السعر، حيث تكلف أنظمة الفحص البصري الآلي ثلاثي الأبعاد أضعافًا مضاعفة، غالبًا مرتين أو ثلاث مرات، مقارنةً بأنظمة الفحص البصري الآلي ثنائي الأبعاد المكافئة، وذلك لأحجام إنتاج مماثلة.

 

إعداد برنامج الفحص البصري الآلي ومقارنة اللوحة الذهبية

 

تحتاج كل آلة فحص بصري آلي (AOI) إلى برنامج قبل أن تتمكن من فحص تصميم لوحة جديدة. هناك منهجان رئيسيان: الأول هو البرمجة باستخدام برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، حيث يتم استيراد ملفات Gerber وبيانات قائمة المواد (BOM) وملفات مركز التصميم مباشرةً. أما الثاني فهو تعليم اللوحة الذهبية، حيث يتم مسح لوحة تم التحقق من خلوها من العيوب، وتتعلم الآلة من مجموعة الصور هذه.

 

لكلتا الطريقتين مزايا وعيوب. فالبرمجة القائمة على التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) أسرع في إعداد التصاميم الجديدة. وقد تكون طرق اللوحة الذهبية أكثر دقة للوحات ذات التشطيبات غير المعتادة أو المكونات الخاصة، لكنها تعتمد كلياً على خلو اللوحة الذهبية من العيوب، وهو أمر غير مضمون دائماً.

 

عيوب تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الشائعة التي تم اكتشافها بواسطة الفحص البصري الآلي

 

عيوب وضع المكونات

 

يتميز نظام الفحص البصري الآلي بقدرته الفائقة على اكتشاف مشاكل التموضع. ومن العيوب الشائعة التي يكشفها:

 

•       المكونات المفقودة - لوحة التوصيل موجودة، لكن المكون غير موجود

 

•       المكونات المائلة أو الملتوية التي تتجاوز التفاوت الزاوي المبرمج

 

•       قطبية خاطئة في المكثفات والثنائيات والدوائر المتكاملة

 

•       ظاهرة "القفزة المفاجئة" - حيث يرتفع أحد طرفي المكون السلبي أثناء عملية إعادة التدفق

 

•       المكونات المُزاحة حيث يتجاوز إزاحة الموضع حدود تداخل الوسادة

 

عيوب اللحام

 

تُعدّ تقنية الفحص البصري الآلي (AOI) أداةً بالغة الأهمية في الكشف عن جسور اللحام، وهي عيب خطير يحدث عندما يربط لحام زائد بين نقطتي توصيل لا ينبغي أن تكونا متصلتين عند النظر إليهما من الأعلى. وعادةً ما تستطيع تقنية الفحص البصري الآلي (AOI) الكشف عن جسور اللحام حتى عندما يكون الجسر واضحًا للعيان من الأعلى.

 

عندما لا يتم وضع كمية كافية من اللحام على المكون، ستكون طبقة اللحام الناتجة صغيرة الحجم أو لا توفر ترطيبًا كافيًا للوسادة، مما يمنع اللحام من الالتصاق بها بشكل صحيح. كما أن كرات اللحام، وبقايا التدفق، والوصلات الباردة (التي يمكن غالبًا تحديدها من خلال البهتان و/أو الخشونة) تقع ضمن نطاق قدرة نظام الفحص البصري الآلي (AOI).

 

عيوب السطح والعلامات

 

بالإضافة إلى وضع المكونات ولحامها، يقوم نظام الفحص البصري الآلي (AOI) أيضًا بتحديد المشكلات على مستوى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB): مثل الوسادات التالفة، وعلامات الطباعة الحريرية المفقودة، والمسارات المرتفعة بالقرب من حواف المكونات، وتسمية المكونات غير الصحيحة عند تمكين التعرف على الأحرف.

 

العيوب التي لا يمكن لتقنية الفحص البصري الآلي اكتشافها بالكامل

 

من المهم التحلي بالشفافية بشأن القيود. يقتصر فحص AOI على السطح فقط، ولا يمكنه الرؤية داخل وصلات اللحام، أو أسفل غلاف BGA، أو داخل الثقوب الموصلة. كما أن الفراغات الموجودة في كرات لحام BGA، والتي تُعدّ مصدر قلق شائع فيما يتعلق بالموثوقية، غير مرئية للفحص البصري. أما حالات قصر الدائرة أسفل الأغلفة ذات الخلوص المنخفض، والوصلات المفتوحة أسفل QFN، وأي عيب مخفي داخل جسم المكون نفسه، فتتطلب فحصًا بالأشعة السينية. أما العيوب الوظيفية، مثل قيمة المكون الخاطئة، أو برمجة الدوائر المتكاملة غير الصحيحة، أو الأداء البارامتري الهامشي، فهي خارج نطاق فحص AOI تمامًا.

 

أهم معايير جهاز الفحص البصري الآلي التي يجب على المشترين فهمها

 

بكسلات الكاميرا، ودقة البكسل، ومجال الرؤية

 

تحدد دقة الكاميرا مدى دقة الجهاز في اكتشاف العيوب الصغيرة. تُقاس الدقة عادةً بالميكرونات لكل بكسل؛ فكلما قلّ الرقم، زادت دقة التفاصيل المرئية. لفحص مكونات 0201 والدوائر المتكاملة ذات المسافة الدقيقة بين الأطراف (0.4 مم أو 0.5 مم)، تحتاج عمومًا إلى دقة تتراوح بين 10 و15 ميكرونًا.

 

حجم لوحة الدوائر المطبوعة، وسماكتها، والمسافة الفاصلة بينها، وانحناءها

 

لكل آلة فحص بصري آلية حد أقصى لحجم اللوحة التي يمكنها التعامل معها. تتراوح الحدود الشائعة من حوالي 50×50 مم كحد أدنى إلى 510×460 مم أو أكبر للوحات. يُعدّ هامش الانحناء أحد المواصفات التي غالبًا ما يتم تجاهلها. الحد الأقصى النموذجي هو 1-2 مم؛ أما اللوحات شديدة الانحناء فتحتاج إلى تثبيت خاص وإلا فلن يكون فحصها موثوقًا.

 

سرعة الفحص وملاءمة الإنتاج

 

تُقاس سرعة الفحص عادةً بالسنتيمتر المربع في الثانية أو عدد اللوحات في الساعة لحجم لوحة مرجعي. يجب مطابقة إنتاجية الجهاز مع سرعة خط الإنتاج لديك، وليس فقط مع المواصفات المذكورة في ورقة البيانات. فجهاز الفحص البصري الآلي الذي يستغرق ضعف وقت فرن إعادة التدفق يُسبب اختناقًا في خط الإنتاج.

 

أمثلة نموذجية لمعلمات منطقة الاهتمام

 

معامل	نطاق نموذجي
Risoluzione fotocamera	8-20 ميكرومتر/بكسل
الحد الأقصى لحجم لوحة الدوائر المطبوعة	شنومكس × شنومك مم
الحد الأدنى لسمك ثنائي الفينيل متعدد الكلور	سماكة 0.5 ملم
أقصى انحناء للوحة الدوائر المطبوعة	≤ 1.5 مم
سرعة الفحص	60-150 سم²/ثانية
كرر الدقة	±15 ميكرومتر أو أفضل

 

مقارنة بين AOI و SPI والأشعة السينية و ICT و FCT

 

AOI مقابل SPI

    

يقوم نظام فحص معجون اللحام (SPI) بفحص حجم المعجون ومساحته وارتفاعه وموضعه قبل وضع أي مكونات. ويكشف هذا النظام أخطاء طباعة المعجون مبكرًا، قبل تكبّد تكاليف إضافية للمكونات. أما نظام الفحص البصري الآلي (AOI) بعد إعادة التدفق، فيرصد نتائج كل ما حدث بعد طباعة المعجون. النظامان متكاملان، وليسا قابلين للاستبدال.

 

الفحص البصري الآلي مقابل الفحص بالأشعة السينية

 

يُعدّ فحص الأشعة السينية أداةً لرؤية ما لا يستطيع فحص البصريات الآلية (AOI) رؤيته. فمثلاً، تحتاج رقائق BGA وQFN وCSP، وأي رقاقة أخرى تُخفي وصلات اللحام تحتها، إلى فحص بالأشعة السينية للتحقق من جودة هذه الوصلات. يتميز فحص البصريات الآلية (AOI) بأنه أسرع وأقل تكلفة لكل لوحة، بينما يُعدّ فحص الأشعة السينية أبطأ وأكثر تكلفة، ولكنه يكشف ما لا تستطيع الأنظمة البصرية رؤيته فعلياً.

 

AOI مقابل ICT و FCT

    

يستخدم اختبار الدائرة الداخلية (ICT) جهازًا خاصًا لفحص كل عقدة على حدة والتحقق من قيم المكونات، والدوائر القصيرة، والدوائر المفتوحة. أما اختبار الدائرة الوظيفية (FCT) فيقوم بتشغيل اللوحة واختبارها كما لو كانت جهازًا حقيقيًا. في برنامج جودة مُصمم جيدًا، تُكمل تقنيات الفحص البصري البصري (AOI) واختبار الدائرة الداخلية (ICT) واختبار الدائرة الوظيفية (FCT) بعضها بعضًا، حيث يكشف كل منها ما يغفله الآخر.

 

ما الذي يجب على المشترين الاستفسار عنه قبل اختيار شركة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) المزودة بتقنية الفحص البصري الآلي (AOI)؟

 

هل AOI مضمنة أم غير مضمنة؟

    

تتصل وحدة الفحص البصري الآلي المدمجة مباشرةً بناقل التجميع السطحي؛ حيث تمر اللوحات تلقائيًا دون الحاجة إلى معالجة يدوية. أما وحدة الفحص البصري الآلي غير المدمجة فتتطلب من المشغلين تحميل اللوحات يدويًا. إن إجابتي "لدينا نظام فحص بصري آلي" و"لدينا نظام فحص بصري آلي مدمج" مختلفتان تمامًا. لذا، اسأل تحديدًا.

 

كيف يتم إنشاء برامج AOI والتحقق منها؟

    

يُعدّ برنامج الفحص البصري الآلي (AOI) سيئ التكوين أسوأ من عدم وجود برنامج على الإطلاق، إذ يُولّد معدلات إنذارات خاطئة هائلة، ويبدأ المشغلون بقبول البلاغات دون مراجعتها، وتتسلل العيوب الحقيقية دون ملاحظة. اسأل عن كيفية إنشاء البرامج، وكيفية تحديد معايير التفاوت، وعدد مرات تدقيق البرامج وتحديثها.

 

كيف يتم تسجيل وتتبع عيوب الفحص البصري الآلي؟

 

لكل خطأ يُرصد بواسطة الجهاز، يجب إنشاء سجل يتضمن نوع العيب، وموقعه على لوحة الدوائر المطبوعة، ووقت وتاريخ الخطأ، ومعرّف الجهاز، وحالته (أو كيفية التعامل معه). ستُسهم هذه البيانات مجتمعةً في تكوين صورة واضحة عن أماكن ظهور العيوب (أي العمليات التي تشهد انحرافًا) ومواطن انخفاض الإنتاجية الإجمالية. إذا كان بإمكان الشركة المصنّعة تزويدك بتقارير اتجاهات العيوب، فهذا يعني أنها تستخدم معلومات الفحص البصري الآلي (AOI) بشكل صحيح.

 

كيف يعمل نظام الفحص البصري الآلي (AOI) مع إعادة العمل والفحص النهائي؟

 

يُعدّ نظام الفحص البصري الآلي أداةً للكشف عن العيوب، وليس لإصلاحها. تحتاج اللوحات التي تم التأكد من وجود عيوب فيها إلى إعادة تصنيع. استفسر عن كيفية اعتماد إعادة التصنيع وتوثيقها وإعادة فحصها. يجب أن يُسجّل تاريخ إعادة التصنيع في سجلّ رحلة اللوحة. يجب أن يتم الفحص النهائي بعد أي عملية إعادة تصنيع، وليس قبلها.

---

حول PCBasic

الوقت هو المال في مشاريعك - و PCBasic يحصل عليه. PCBasic هو شركة تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الذي يُعطي نتائج سريعة وخالية من العيوب في كل مرة. خدمات تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور تشمل دعمًا هندسيًا متخصصًا في كل خطوة، مما يضمن أعلى جودة في كل لوحة. بصفتنا شركة رائدة الشركة المصنعة لتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور, نقدم حلاً شاملاً يُبسط سلسلة التوريد الخاصة بك. تعاون مع فريقنا المتطور مصنع نموذج ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتحقيق تحولات سريعة ونتائج متفوقة يمكنك الوثوق بها.

 

---

 

نهج PCBasic في الفحص البصري الآلي في مجموعات لوحات الدوائر المطبوعة الصغيرة والمتوسطة

في شركة PCBasic، يُطبَّق فحص AOI على كلٍّ من تجميع SMT وتجميع DIP. في عملية SMT، تُستخدم 8 أنظمة فحص AOI من طراز VCTA-A480 بعد عملية اللحام بالتدفق للتحقق من العيوب المرئية مثل الأجزاء المفقودة، وانزياح المكونات، وأخطاء القطبية، وتشويه اللحام، وجسور اللحام، وسوء مظهر وصلات اللحام. أما في عملية DIP، فتستخدم PCBasic نظام فحص AOI من شركة Leichen Technology لفحص المكونات القابلة للتوصيل بعد إدخالها ولحامها. 

 

يُعدّ هذا الفصل مهمًا لمشاريع تجميع لوحات الدوائر المطبوعة ذات الإنتاج الصغير والمتوسط. يركز فحص الجودة البصرية الآلي (AOI) لتقنية التجميع السطحي (SMT) على المكونات ذات الكثافة العالية، بينما يساعد فحص الجودة البصرية الآلي لتقنية التجميع المباشر (DIP) في ضبط جودة المكونات ذات الثقوب، والموصلات، وغيرها من الأجزاء القابلة للتوصيل. وبذلك، يصبح فحص الجودة البصرية الآلي أكثر ملاءمة لتجميعات لوحات الدوائر المطبوعة متعددة التقنيات، وليس فقط للوحات التجميع السطحي القياسية. 

 

الفحص البصري الآلي في عملية مراقبة جودة التجميع السطحي

 

توفر تقنية الفحص البصري الآلي بعد إعادة التدفق تغذية راجعة سريعة بعد اللحام. إذا ظهرت نفس وصلة اللحام على نفس المكون في عدة لوحات، فقد تكون المشكلة متعلقة بكمية معجون اللحام، أو تصميم فتحة الاستنسل، أو دقة الوضع، أو إعدادات إعادة التدفق. يساعد اكتشاف هذا النمط المتكرر مبكرًا المهندسين على تعديل العملية قبل أن يؤثر العيب على المزيد من اللوحات في الدفعة.

 

استخدام مرن لتقنية الفحص البصري الآلي (AOI) في مشاريع الإنتاج الصغيرة متعددة الأنواع

 

في مجال تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) بكميات قليلة وتشكيلة متنوعة، يصبح إدارة برامج الفحص البصري الآلي (AOI) تخصصًا حقيقيًا. فالتنقل بين عشرة تصاميم مختلفة للوحات في وردية عمل واحدة يعني ضرورة وجود عشرة برامج فحص مختلفة دقيقة وجاهزة. وتُسهّل مكتبات البيانات المرجعية، وقوالب التفاوتات المعيارية حسب عائلة المكونات، وملفات البرامج الخاضعة للتحكم في الإصدارات، إدارة هذه العملية.

 

دمج تقنية الفحص البصري الآلي مع طرق الفحص والاختبار الأخرى

 

يتضمن نظام الجودة العملي للوحات الدوائر المطبوعة متوسطة التعقيد عادةً فحص طبقات متعددة، تشمل فحص معجون اللحام (لجودة الطباعة)، والفحص البصري الآلي بعد إعادة التدفق (للتحديد والتركيب واللحام)، وأخذ عينات بالأشعة السينية (للتحقق من BGA والوصلات المخفية)، والاختبار الوظيفي (للتحقق من التوصيلات الكهربائية). يُعد الفحص البصري الآلي الطبقة الأسرع إنتاجية، حيث يُعالج كل لوحة بسرعة. أما الطرق الأخرى فتُعالج ما يغفله الفحص البصري الآلي، مع مراعاة التكلفة والوقت اللازمين.

 

خاتمة

 

تتطلب شركات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الحديثة وجود جهاز فحص بصري آلي كحد أدنى في أي بيئة إنتاجية تُعطي الأولوية للجودة. مع ذلك، لا يمكن لأي نظام فحص بمفرده اكتشاف جميع العيوب. لذا، يُعد نظام الفحص البصري الآلي المُبرمج بشكل صحيح، عند دمجه في مرحلة إعادة التدفق، من أكثر أنظمة فحص الجودة فعاليةً للكشف عن العيوب الظاهرة على السطح، ودقة وضع المكونات، ومظهر وصلات اللحام.

 

إذا كنت بصدد تقييم موردي لوحات الدوائر المطبوعة المحتملين، فإن السؤال "هل لديكم جهاز فحص بصري آلي؟" ليس السؤال المناسب. بل ينبغي عليك الاستفسار عن كيفية دمج جهاز الفحص البصري الآلي في عملية ضمان الجودة الشاملة، وكيفية تحديث البرامج لتلبية متطلبات الإنتاج المتغيرة، وكيفية استخدام بيانات العيوب المستقاة من الفحص البصري الآلي لتحسين العملية برمتها. ستوفر لك المعلومات التي تتلقاها ردًا على هذه الأسئلة فهمًا أعمق لثقافة الجودة لدى الشركة المصنعة، يفوق ما يمكن الحصول عليه بمجرد النظر إلى مواصفات جهاز الفحص البصري الآلي.

 

إذا كنت تبحث عن جهاز فحص بصري آلي ثلاثي الأبعاد لمنشأتك أو تقوم بتقييم الشركات المصنعة المتعاقدة، فإن فهمًا أفضل لما يمكن أن يفعله الفحص البصري الآلي وما لا يمكنه فعله سيوفر لك المعلومات اللازمة لاتخاذ قرار جيد.

 

الأسئلة الشائعة

 

س: ما هو الفحص البصري الآلي (AOI) في تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)؟

 

AOI (الفحص البصري الآلي) هو نظام قائم على الآلات يستخدم الكاميرات والإضاءة لفحص لوحات الدوائر المطبوعة بحثًا عن عيوب مثل المكونات المفقودة، وجسور اللحام، وعدم المحاذاة، وأخطاء القطبية من خلال مقارنتها بمعيار مرجعي.

 

س: ما الفرق بين AOI ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد؟

 

تستخدم تقنية الفحص البصري الآلي ثنائي الأبعاد صورًا من الأعلى إلى الأسفل للكشف عن عيوب السطح المرئية. أما تقنية الفحص البصري الآلي ثلاثي الأبعاد فتضيف قياس الارتفاع باستخدام الضوء المنظم، مما يسمح بالكشف عن مشكلات مثل عدم كفاية اللحام أو الأسلاك المرتفعة التي لا تظهر بوضوح في الصور ثنائية الأبعاد.

 

س: ما هي العيوب التي لا يمكن لتقنية الفحص البصري الآلي (AOI) اكتشافها؟

 

لا يمكن لتقنية الفحص البصري الآلي (AOI) فحص ما بداخل وصلات اللحام أو أسفل المكونات. تتطلب العيوب مثل فراغات BGA، أو الدوائر القصيرة المخفية، أو الأعطال الكهربائية، فحصًا بالأشعة السينية أو اختبارًا وظيفيًا.

 

س: كم تبلغ تكلفة آلة الفحص البصري الآلية؟

 

تختلف الأسعار حسب نوع النظام. تبدأ أسعار أنظمة ثنائية الأبعاد الأساسية غير المتصلة بالإنترنت من حوالي 30,000 دولار إلى 60,000 دولار، وتتراوح أسعار أنظمة ثنائية الأبعاد المدمجة من 80,000 دولار إلى 150,000 دولار، ويمكن أن تتجاوز أسعار أنظمة ثلاثية الأبعاد المتقدمة 200,000 دولار إلى 400,000 دولار حسب الميزات.

 

س: هل AOI هو نفسه SPI؟

 

لا، فحص SPI يفحص معجون اللحام قبل وضعه، بينما يفحص AOI المكونات بعد وضعها أو إعادة لحامها. إنهما عمليتان مختلفتان لكنهما متكاملتان.

 

س: ما الذي يجب أن أسأله لشركة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المجهزة بتقنية الفحص البصري الآلي (AOI)؟

 

اسأل عما إذا كان نظام الفحص البصري الآلي (AOI) مدمجًا أم منفصلًا، وكيف يتم إنشاء برامج الفحص، وكيف تُستخدم بيانات العيوب، وكيف يتم التحقق من اللوحات المُعاد تصنيعها. هذه التفاصيل أهم من مجرد امتلاك الجهاز.