AOI (Automatisierte Optische Inspektion) ist der Hauptbestandteil verschiedener Herstellungsprozesse sowie der Leiterplattenproduktion, wo sie vorhandene Fehler und fehlende Komponenten aufspürt.
Dieses Verfahren trägt zur Herstellung hochwertiger Produkte bei und erfüllt alle erforderlichen Parameter. Es wird häufig in der Automobilindustrie und der Herstellung medizinischer Instrumente eingesetzt, da es einen schnellen Prozess und eine hohe Genauigkeit ermöglicht.
Bei diesem Inspektionsprozess wird die komplette Schaltung der Leiterplatte gescannt, wodurch fehlende Komponenten, Kurzschlüsse oder andere Fehler gefunden werden können.
Die Bedeutung von AOI
AOI steht für Automatisierte Optische Inspektion. Es handelt sich um ein Inspektionssystem für Leiterplatten, das während der Herstellung mithilfe einer Kamera durchgeführt wird. Diese scannt die Leiterplatte vollständig, um Fehler oder fehlende Komponenten zu finden. Dies hilft, Schaltungsfehler vor der Endmontage zu beheben.
Automatisierte optische Inspektionssysteme
2D-AOI-System
Der grundlegende und häufig verwendete Typ einesutomiert Optische Inspektionssysteme sind zweidimensionale Systeme. Bei dieser Inspektionsmethode werden Kameras mit 2D-Funktionen verwendet, die die Schaltung zweidimensional scannen. Der Hauptzweck dieses Verfahrens besteht darin, Fehler auf der Platinenoberfläche zu finden, z. B. nicht korrekt angeschlossene Komponenten, fehlerhafte Verbindungen oder nicht korrekt verlötete Komponenten.
In einem 2D-AOI-System wird mit einer Kamera ein Bild der fehlerhaften Platine aufgenommen und nach Abschluss der endgültigen Schaltungsmontage mit einer fehlerfreien Platine mit ordnungsgemäßen Komponentenverbindungen verglichen, wodurch der Fehler behoben wird.
Die wichtigsten Merkmale, die Ingenieuren bei der Verwendung dieses Systems helfen, sind die Hochgeschwindigkeitsprüfung, die geringeren Komplikationen bei der Verwendung und die niedrigen Kosten, die ebenfalls die Hauptfaktoren sind.
3D-AOI-System
3D ist im Vergleich zum 2D-System die neueste Technik und verwendet zwei Hauptmethoden zur Fehlersuche: Lasertriangulation und strukturierte Lichtprojektion.
1. Bei der Lasertriangulation wird eine Laserlinie auf dem Produkt oder der Schaltung in der Linie positioniert. Kameras zeichnen anschließend ein Bild der Linie auf. Ändert sich die Linienabmessung, hilft dies, Ungenauigkeiten auf der Oberfläche zu erkennen. Die Ergebnisse dieses Verfahrens sind sehr genau und ermöglichen Höhenwerte bis zu einem Mikrometer. Es ist jedoch ein langsamer Prozess.
2. Strukturierte Lichtprojektionen sind im Vergleich zur Lasertriangulation ein Hochgeschwindigkeitsverfahren und können eine Höhenauflösung von etwa zehn Mikrometern erfassen. Bei diesem Verfahren wird Licht auf die Schaltung oder das Produkt gerichtet und anschließend die Ergebnisse eines verzerrten Designs aufgezeichnet. Die Ergebnisse verzerrter Muster oder Designs liefern die Höhe der Oberfläche.
Über PCBasic
Zeit ist Geld in Ihren Projekten – und PCBasic versteht es. PCGrundlagen ist eine Unternehmen für Leiterplattenbestückung das jedes Mal schnelle, einwandfreie Ergebnisse liefert. Unsere umfassende PCB-Bestückungsdienstleistungen Wir bieten Ihnen bei jedem Schritt kompetente technische Unterstützung und gewährleisten so höchste Qualität bei jedem Board. Als führender Hersteller von Leiterplattenbestückungen, Wir bieten eine Komplettlösung, die Ihre Lieferkette optimiert. Arbeiten Sie mit unseren fortschrittlichen PCB-Prototypenfabrik für schnelle Bearbeitungszeiten und hervorragende Ergebnisse, auf die Sie sich verlassen können.
Vorteile einer AOI-Maschine
Genaue Ergebnisse
· Im AOI-Prozess kommen hochauflösende Kameras und neueste Software zum Einsatz, die für qualitativ hochwertige und fehlerfreie Ergebnisse sorgen.
Hochgeschwindigkeitsbetrieb
· Dieser Prozess läuft schnell ab, nimmt weniger Zeit in Anspruch als andere Methoden, findet Fehler in kurzer Zeit und liefert rasch Ergebnisse.
Optimierung
· AOI bietet einen präzisen, optimierten Prozess, da es durch die Reduzierung der Fehlerwahrscheinlichkeit und kostengünstige Funktionen das Vertrauen der Kunden stärkt.
Kein oder geringerer Schaden
· Der Arbeitsprozess dieser Technik ist so sicher, dass er problemlos durchgeführt werden kann, ohne dass die Platte beschädigt wird oder die Qualität beeinträchtigt wird.
Kostengünstiges Verfahren
· Diese Methode ermöglicht eine detaillierte Fehlersuche und hilft, Mehrkosten für betroffene Bauteile einer Schaltung zu minimieren. Leiterplattenhersteller profitieren zudem davon, das Vertrauen ihrer Kunden zu stärken und ihren Umsatz zu steigern.
Geringe Ausfallzeiten
· Dieser Prozess verkürzt außerdem die Vorlaufzeit, indem er in kurzer Zeit detaillierte Merkmale der Platinen und fehlerhaften Komponenten bereitstellt und die Lieferung an die Benutzer sicherstellt.
Flexibilität
· Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es jederzeit im Leiterplattenherstellungsprozess eingesetzt werden kann, um Fehler und Defekte zu finden. Daher wird es meist nach dem Reflow-Löten eingesetzt, um Fehler und Schäden im Lötprozess zu erkennen und zusätzliche Kosten zu reduzieren. Es hilft auch, notwendige Änderungen im Montage- oder Herstellungsprozess entsprechend den Anforderungen der Endmontage vorzunehmen.
Einschränkungen von AOI-Geräten
· Die für den AOI-Prozess verwendeten Instrumente und Geräte sind komplex und erfordern geschultes Personal und eine entsprechende Schulung zur Durchführung dieses Tests. Daher ist die Bedienung dieser Geräte für ungelernte Personen nicht einfach.
· Wenn in einem Prozess neue Variationen und Änderungen vorgenommen werden, ist es für AOI-Instrumente schwierig, sich entsprechend anzupassen. Sie basieren auf aktuellen Arbeitsfunktionen und arbeiten ständig auf deren Grundlage. Dies schränkte ihre Verwendung für die neuesten Modifikationen ein.
· Für die präzise Funktion des AOI waren bestimmte Programme erforderlich. Für neue Prozesse kann eine prozessspezifische Programmierung erforderlich sein. Daher werden Programmänderungen je nach Prozessbedarf vorgenommen.
· Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass wir keine anderen Fehler als die angegebenen finden können. Wenn wir das Programm einen Fehler an der Oberfläche finden lassen, wird es diesen Fehler finden. Einige andere unerwartete Fehler werden von diesem System nicht beeinflusst.
Wie funktioniert AOI?
1. Aufhellung
Die Lichtquelle (LED-Lampe) von AOI-Maschinen ist so konfiguriert, dass sie die Leiterplatte oder ein beliebiges Produkt zum Leuchten bringt. Um 3D-Sicht zu ermöglichen, folgen die Lichter verschiedenen Winkeln und Pfaden, um die Leiterplatte zu erreichen. In älteren AOI-Maschinen wurden Infrarot- und UV-Lichter zum Leuchten von Produkten verwendet; heute kommen LED-Leuchten in den Maschinen zum Einsatz. Die LED-Leuchten ermöglichen die Darstellung verschiedener Farbkombinationen.
2. Bildverarbeitungskamera
An den Maschinen sind Kameras installiert, die Bilder der Platine aufnehmen. Durch die Analyse dieser Bilder können wir Fehler erkennen.
Manche Geräte verfügen über mehrere Kameras für eine detaillierte Ansicht. Diese angeschlossenen Kameras arbeiten nach Programmieranweisungen. Das Bildergebnis bzw. die Auflösung ist der Hauptfaktor für die Fehlersuche. Verwenden Sie daher Geräte mit hoher Auflösung, die Ihnen helfen, in kurzer Zeit genaue Ergebnisse zu erzielen.
3. AOI-Objektive
Das Herzstück von AOI-Maschinen sind AOI-Objektive, die Lichtbilder aufnehmen. Anschließend wird der Bildsensor in ein Ausgabebild umgewandelt. Dieses Bild durchläuft ein Verarbeitungssystem, wo eine detaillierte Prüfung durchgeführt wird. Vereinfacht ausgedrückt basiert die Funktionsweise von AOI hauptsächlich auf Objektiven. Ein Hochleistungsobjektiv liefert klare Ergebnisse.
4. Verarbeitungssoftware
Die gesamte Funktionsweise der AOI-Maschine basiert auf dem vorgegebenen Programm. Bevor Sie AOI zur Fehlersuche verwenden, informieren Sie sich daher über die spezifischen Programmdetails der Produkte. Normalerweise werden für die Programmierung von AOI-Maschinen zwei Methoden verwendet: manuelle Programmierung und algorithmenbasierte Programmierung.
Anwendungen der AOI-Technologie in der Elektronikfertigung
Die Hauptmethode von AOI besteht darin, verschiedene Fehler in hergestellten Produkten zu finden und Qualitätsparameter für diese Produkte bereitzustellen. Die Genauigkeit von AOI-Maschinen ermöglicht eine schnelle Elektronikfertigung an Stellen, an denen eine manuelle Prüfung nicht einfach durchzuführen ist. AOI findet fehlende oder falsch ausgerichtete Komponenten und andere damit verbundene Fehler in der Schaltung.
Wofür steht AOI in der Elektronikfertigung? Nun, tSeine Technologie findet in der Elektronikfertigung vielfältige Anwendung:
1. PCB-Inspektion
Inspektion vor dem Reflow-Vorgang:
Eine Vor-Reflow-Inspektion wurde durchgeführt, um eine fehlerfreie Leiterplattenbestückung vor dem abschließenden Prozess zu gewährleisten. Die vor dem Reflow-Löten durchgeführte AOI hilft, Fehler auf der Platine zu finden, z. B. ob Komponenten vollständig angeschlossen sind oder ob Komponenten oder symbolische Darstellungen fehlen. Die Fehlererkennung vor dem Reflow spart Zeit und zusätzliche Kosten für die Nachbearbeitung der Platine.
Bei der Pre-Reflow-Inspektion wird ein 2D-AOI-System verwendet, um die Details des Montageprozesses genau zu überprüfen. Überprüfen Sie, ob die Komponentenpolarität korrekt ist und ob der erforderliche Komponentenausgang die genaue Bearbeitung der Leiterplatte ermöglicht.
Inspektion nach dem Reflow
Das Hauptziel der Post-Reflow-Inspektion der Leiterplatte besteht darin, nach verschiedenen Fehlern zu suchen, wie etwa fehlenden Komponenten, an der falschen Stelle oder in der falschen Richtung angeschlossenen Komponenten, kälteren Lötstellen und eventuell vorhandenen Lötbrücken auf der Platine.
2. Inspektion der Oberflächenmontagetechnik (SMT):
Die Oberflächenmontage-Inspektion (SMT) ist ein Verfahren, das als wichtigste Prüftechnik in der Fertigung gilt. Dabei werden Leiterplatten und Komponenten vollständig auf Qualität und Funktion geprüft. Dieser Prozess hilft, Produktionsfehler zu erkennen und diese vor der Montage zu beheben.
Die wichtigsten Arten von SMT-Inspektionen sind:
· Visuelle Inspektion:
· Automatisierte optische Inspektion
· Röntgeninspektion
· In-Circuit-Tests
· Funktionsprüfung
3. Durchsteckmontage-Inspektion (THT):
THT AOI bewältigt die Schwierigkeiten, die bei der Automatisierung der Durchgangslochprüfung bestehen, durch den Einsatz verschiedener Prozesse wie mechanischem, optischem und Softwaredesign.
Die Prüfung hilft festzustellen, ob Lot ohne Pin vorhanden ist, kein Lot austritt oder kein Pin angeschlossen ist. Sie erkennt außerdem Lötmangel und Lötkugeln. Sie wird auch bei Lötstellenbenetzungsdefekten eingesetzt.
Fazit
Die Herstellung von Leiterplatten und anderen Produkten erfordert spezielle Prüfmethoden, um verschiedene Fehler während der Herstellung auf der Platine oder im Schaltkreis zu erkennen und zu beheben. Verschiedene Verfahren werden zur Fehlerprüfung auf der Platine eingesetzt, das wichtigste ist jedoch die AOI (automatische Prüfmethode), die zur Erkennung verschiedener Fehler auf der Platine dient, wie z. B. nicht angeschlossene Komponenten, Beschädigungen, Kurzschlüsse oder andere damit verbundene Fehler. Dieses Verfahren erhöht die Arbeitseffizienz der Produkte und senkt die Endkosten.
Bei der AOI-Verfahrensauflösung werden Kameras zum Scannen und Erkennen von Fehlerbereichen auf der Leiterplatte eingesetzt. Nach Erhalt dieses Ergebnisses schätzten die Hersteller die Fehlerdetails und behoben diese entsprechend den Anforderungen. Seine einfachen und benutzerfreundlichen Funktionen machen es für verschiedene Fertigungsprozesse und Entwicklungen in der Industrie interessant, die diese Methode zur Fehlererkennung einsetzen möchten.
