L'AOI, ou inspection optique automatisée, est la partie principale des différents processus de fabrication ainsi que de la production de cartes PCB, où elle détecte les défauts existants et les composants manquants.
Ce procédé permet de fabriquer des produits de haute qualité et de répondre à tous les paramètres requis. Il est couramment utilisé dans l'industrie automobile et la production d'instruments médicaux grâce à sa rapidité et sa grande précision.
Dans ce processus d'inspection, le circuit complet de la carte PCB est scanné, ce qui permet de trouver d'éventuels composants manquants, courts-circuits ou autres défauts.
La signification de AOI
AOI signifie « inspection optique automatisée ». Il s'agit d'un système d'inspection d'un circuit imprimé réalisé au moment de la fabrication à l'aide d'une caméra qui scanne entièrement la carte pour détecter toute erreur ou tout composant manquant. Cela permet de corriger les erreurs de circuit avant l'assemblage final.
Systèmes d'inspection optique automatisés
Système AOI 2D
Le type de base et couramment utilisé d'unautomatisé Le système d'inspection optique est un système bidimensionnel. Cette méthode utilise des caméras dotées de fonctions 2D qui scannent le circuit en deux dimensions. L'objectif principal de ce procédé est de détecter les erreurs présentes à la surface de la carte, telles que des composants mal connectés, des connexions défectueuses ou des soudures inexactes.
Dans un système AOI 2D, une image de la carte défectueuse est prise avec une caméra et comparée à une carte sans erreur avec des connexions de composants appropriées une fois l'assemblage final du circuit terminé, résolvant ainsi l'erreur.
Les principales caractéristiques qui aident les ingénieurs à utiliser ce système sont leur inspection à grande vitesse, leur moindre complication lors de l'utilisation et leur faible coût, qui sont également les principaux facteurs.
Système AOI 3D
La 3D est la technique la plus récente par rapport au système 2D et utilise deux méthodes principales pour trouver les défauts : la triangulation laser et la projection de lumière structurée.
1. Pour la triangulation laser, une ligne laser est configurée sur le produit ou le circuit, puis des caméras enregistrent une image de la ligne. Toute modification de la dimension des lignes permet de détecter les imprécisions en surface. Ce procédé est très précis et permet de détecter des valeurs de hauteur allant jusqu'à un micron. Cependant, il s'agit d'un processus lent.
2. Les projections de lumière structurée sont un procédé plus rapide que la triangulation laser et permettent d'enregistrer une résolution de hauteur d'environ dix microns. Ce procédé dirige la lumière sur le circuit ou le produit, puis enregistre les résultats d'une conception déformée. Les résultats de ces déformations fournissent la hauteur de la surface.
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Avantages d'une machine AOI
Des résultats précis
· Des caméras haute résolution et les derniers logiciels utilisés dans le processus AOI fournissent des résultats de qualité et sans erreur.
Opérations à grande vitesse
· Le fonctionnement de ce processus est effectué rapidement, prend moins de temps que d’autres méthodes, détecte les défauts en peu de temps et fournit des résultats rapidement.
Optimisation
· AOI fournit un processus précis et optimisé car il renforce la confiance des clients en réduisant les risques d'erreurs et en proposant des fonctionnalités rentables.
Pas ou moins de dégâts
· Le processus de travail de cette technique est si sûr qu'il peut être facilement exécuté sans endommager la carte ni affecter la qualité.
Procédé à faible coût
· Cette méthode fournit un processus détaillé de recherche de pannes qui permet de maîtriser les coûts supplémentaires liés aux composants concernés de tout circuit. Elle permet également aux fabricants de circuits imprimés de renforcer la confiance de leurs clients et d'augmenter leurs ventes.
Faible temps d'arrêt
· Ce processus réduit également les délais de livraison en fournissant des caractéristiques détaillées des cartes et des composants défectueux dans un court laps de temps et assure la livraison aux utilisateurs.
Flexibilité
· Un autre avantage de ce procédé est qu'il peut être utilisé à tout moment du processus de fabrication des circuits imprimés pour détecter les défauts. Il est donc principalement utilisé après le brasage par refusion pour détecter les défauts et les dommages lors du brasage et permet de réduire les coûts supplémentaires. Il permet également d'apporter les modifications nécessaires au processus d'assemblage ou de fabrication en fonction des exigences de l'assemblage final.
Limitations de l'équipement AOI
· Les instruments et dispositifs utilisés pour le procédé AOI sont complexes et nécessitent un personnel qualifié et une formation adéquate pour réaliser ce test. Il est donc difficile pour une personne non qualifiée de les utiliser.
· Si de nouvelles variations et modifications sont apportées à un processus, les instruments AOI ont du mal à s'adapter à ces changements. Ils reposent sur les fonctionnalités actuelles et fonctionnent en permanence sur ces dernières, ce qui limite leur utilisation pour les dernières modifications.
· L'AOI nécessite certains types de programmes pour fonctionner correctement, et pour les nouveaux processus, une programmation adaptée peut être nécessaire. Des modifications sont donc apportées au programme en fonction des exigences du processus.
· Une autre limitation est que nous ne pouvons pas détecter d'autres erreurs que celles qui doivent être détectées. Si nous laissons le programme détecter une erreur en surface, il la trouvera, et d'autres erreurs inattendues ne seront pas affectées par ce système.
Comment fonctionne AOI ?
1. Eclaircissement
La source lumineuse, ou ampoule LED, est configurée sur les machines AOI pour éclairer le circuit imprimé ou tout autre produit. Pour obtenir une vision 3D, les lumières suivent différents angles et trajectoires pour atteindre le circuit imprimé. Sur les anciennes machines AOI, les lampes infrarouges et UV étaient utilisées pour éclairer les produits ; aujourd'hui, ce sont les LED qui sont utilisées. Ces dernières permettent de visualiser différentes combinaisons de couleurs.
2. Caméra de vision industrielle
Il y a des caméras installées sur les machines qui prennent des images de la carte, et en analysant les images, nous pouvons détecter des défauts.
Certaines machines sont équipées de plusieurs caméras pour une vue détaillée. Ces caméras connectées fonctionnent selon des instructions de programmation. Le résultat de l'image, ou résolution, est le facteur principal pour détecter les erreurs. Privilégiez donc des machines haute résolution pour obtenir des résultats précis rapidement.
3. Objectifs AOI
L'élément central du fonctionnement des machines AOI est constitué de lentilles AOI qui capturent des images de la carte sous forme lumineuse. Le capteur d'image est ensuite converti en image de sortie. Cette image passe par un système de traitement, où une inspection détaillée est effectuée. En résumé, le fonctionnement des machines AOI repose principalement sur les lentilles. Ainsi, l'utilisation d'une lentille de forte puissance permet d'obtenir des résultats clairs.
4. Logiciel de traitement
Le fonctionnement complet de la machine AOI repose sur le programme d'instructions. Par conséquent, avant d'utiliser AOI pour détecter des défauts, veuillez fournir des informations spécifiques sur les produits. Deux méthodes sont généralement utilisées pour programmer une machine AOI : la programmation manuelle et la programmation algorithmique.
Applications de la technologie AOI dans la fabrication électronique
La principale méthode d'AOI consiste à détecter différents défauts dans les produits fabriqués et à fournir des paramètres de qualité pour ces derniers. La précision des machines AOI permet une fabrication électronique à grande vitesse là où l'inspection manuelle est difficile. AOI détecte les composants manquants, les composants mal alignés et autres défauts connexes dans le circuit.
Que signifie AOI dans la fabrication électronique ? Eh bien,Cette technologie est utilisée de nombreuses manières dans la fabrication électronique :
1. Inspection des PCB
Inspection avant refusion :
Une inspection avant refusion a été réalisée afin de vérifier l'intégrité de l'assemblage du circuit imprimé avant de passer au processus final. L'inspection avant refusion, réalisée avant la soudure, permet de détecter les erreurs sur la carte, par exemple si les composants sont complètement connectés ou s'il manque un composant ou une représentation symbolique. La détection des erreurs avant refusion permet de gagner du temps et de réduire les coûts liés à la reprise de la carte.
Lors de l'inspection avant refusion, un système AOI 2D est utilisé pour vérifier avec précision les détails du processus d'assemblage. La vérification de la polarité des composants et de la sortie des composants requis contribue à la précision du fonctionnement du circuit imprimé.
Inspection après refusion
L'objectif principal de l'inspection post-refusion de la carte PCB est de vérifier la présence de différentes erreurs telles que des composants manquants, des composants connectés au mauvais point ou dans la mauvaise direction, des joints de soudure plus froids et tout pont de soudure existant sur la carte.
2. Inspection de la technologie de montage en surface (CMS) :
L'inspection des technologies de montage en surface est considérée comme la principale technique d'inspection en fabrication. Elle consiste à évaluer l'intégralité des circuits imprimés et des composants pour en vérifier la qualité et le bon fonctionnement. Ce processus permet d'identifier les défauts survenant en production et de les corriger avant l'assemblage.
Les principaux types d'inspections SMT sont :
· Inspection visuelle:
· Inspection optique automatisée
· Inspection aux rayons X
· Tests en circuit
· Essais fonctionnels
3. Inspection par technologie de trou traversant (THT) :
THT AOI contrôle les difficultés existantes dans l'automatisation de l'inspection des trous traversants avec l'utilisation de différents processus tels que la conception mécanique, optique et logicielle.
L'inspection permet de détecter toute soudure sans broche, aucune sortie de soudure et aucune broche connectée. Elle permet également de détecter les défauts de soudure et les billes de soudure. Elle est également utilisée pour les défauts de mouillage.
Conclusion
La fabrication de circuits imprimés et d'autres produits nécessite des méthodes d'inspection spécifiques pour détecter et corriger les erreurs lors de la fabrication. Différents procédés sont utilisés pour détecter les erreurs sur les cartes, mais le plus important est l'AOI (inspection automatisée), qui permet de détecter différents défauts sur les cartes, tels que les composants non connectés, les dommages, les courts-circuits ou tout autre défaut connexe. Ce procédé améliore l'efficacité des produits et réduit le coût final.
Dans la résolution du processus AOI, des caméras sont utilisées pour scanner les sections défectueuses du circuit imprimé. Après avoir obtenu ces résultats, les fabricants ont estimé les détails des défauts et les ont résolus conformément aux exigences. Sa simplicité et sa facilité d'utilisation en font une méthode incontournable pour différents processus de fabrication et développements industriels, nécessitant son utilisation pour la détection des défauts.
