Die automatische oder automatisierte optische Inspektion (AOI) ist eine Schlüsseltechnik für die Herstellung und Prüfung von elektronischen Leiterplatten. AOI (Automatic Optical Inspection) ermöglicht eine schnelle und genaue Inspektion von Elektronikbaugruppen und insbesondere Leiterplatten, um sicherzustellen, dass die Qualität des Produkts, das die Produktionslinie verlässt, hoch ist und die Artikel korrekt und ohne Herstellungsfehler hergestellt werden.
Benötigen Sie AOI, automatische optische Inspektion
Trotz der großen Verbesserungen sind moderne Schaltungen weitaus komplizierter als noch vor einigen Jahren. Die Einführung der Surface-Mount-Technologie und die anschließende weitere Größenreduzierung machen Boards besonders kompakt. Selbst relativ durchschnittliche Leiterplatten haben Tausende von Lötstellen, und hier treten die meisten Probleme auf.
Diese zunehmende Komplexität von Leiterplatten bedeutet auch, dass manuelle Inspektion heutzutage keine gangbare Option mehr ist. Selbst wenn es sich um einen akzeptierten Ansatz handelte, stellte sich heraus, dass er nicht besonders effektiv war, da die Inspektoren bald müde und arm waren und fehlerhafte Konstruktionen leicht übersehen wurden. Da der Markt jetzt ein hohes Volumen erfordert, müssen qualitativ hochwertige Produkte sehr schnell auf den Markt gebracht werden, und es sind sehr zuverlässige und schnelle Methoden erforderlich, um sicherzustellen, dass die Produktqualität hoch bleibt. Die automatische optische Inspektion (AOI) ist ein wesentliches Werkzeug in einer integrierten Strategie zur Prüfung der Elektronik, mit der sichergestellt wird, dass die Kosten so niedrig wie möglich gehalten werden, indem Fehler frühzeitig in der Produktionslinie erkannt werden.
Eine der Lösungen hierfür ist die Verwendung automatisierter oder automatischer optischer Inspektionssysteme. Automatisierte optische Inspektionssysteme können direkt nach dem Lötprozess in die Produktionslinie gebracht werden. Auf diese Weise können Probleme frühzeitig im Produktionsprozess erkannt werden. Dies hat eine Reihe von Vorteilen. Dies ist offensichtlich der optimale Ort, um Fehler zu finden, deren Kosten umso höher sind, je weiter sie im Verlauf des Produktionsprozesses behoben werden müssen. Darüber hinaus können Prozessprobleme im Löt- und Montagebereich früh im Produktionsprozess erkannt und Informationen verwendet werden, um eine schnelle Rückmeldung auf frühere Phasen zu erhalten. Auf diese Weise kann eine schnelle Reaktion sicherstellen, dass Probleme schnell erkannt und behoben werden, bevor zu viele Karten mit demselben Problem gebaut werden.
AOI, Grundlagen der automatischen optischen Inspektion
Automatische optische Inspektionssysteme von AOI verwenden visuelle Methoden, um Leiterplatten auf Defekte zu überwachen. Sie sind in der Lage, eine Vielzahl von Oberflächenfehlern wie Knötchen, Kratzer und Flecken sowie die bekannteren Dimensionsfehler wie offene Stromkreise, Kurzschlüsse und Verdünnung des Lots zu erkennen. Sie können auch falsche Komponenten, fehlende Komponenten und falsch platzierte Komponenten erkennen. Als solche sind sie in der Lage, alle zuvor von manuellen Bedienern durchgeführten Sichtprüfungen schneller und genauer durchzuführen.
Sie erreichen dies, indem sie die Oberfläche der Platine visuell abtasten. Die Platine wird von mehreren Lichtquellen beleuchtet und es werden eine oder mehrere hochauflösende Kameras verwendet. Auf diese Weise kann die AOI-Maschine ein Bild der Platine erstellen
Das AOI-System für die automatisierte optische Inspektion verwendet das erfasste Bild, das verarbeitet wird, und vergleicht es mit dem Wissen, über das die Maschine verfügt, wie die Platine aussehen soll. Mit diesem Vergleich kann das AOI-System Fehler oder verdächtige Bereiche erkennen und hervorheben.
AOI verwendet eine Reihe von Techniken, um zu analysieren, ob eine Platine zufriedenstellend ist oder Mängel aufweist:
Template Matching: Bei dieser Art von Verfahren vergleicht das AOI, ein automatisiertes optisches Inspektionssystem, das erhaltene Bild mit dem Bild von einer "goldenen Tafel".
Musterabgleich: Mit dieser Technik speichert das AOI-System Informationen über gute und schlechte Leiterplattenbaugruppen und passt das erhaltene Bild an diese an.
Statistischer Mustervergleich: Dieser Ansatz ist dem oben beschriebenen sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass eine statistisch basierte Methode zur Lösung von Problemen verwendet wird. Durch Speichern der Ergebnisse mehrerer Karten und verschiedener Fehlerarten können geringfügige akzeptable Abweichungen berücksichtigt werden, ohne dass Fehler gemeldet werden.
Zum Aufbau der Datenbank, in der die Karte enthalten sein soll, werden sowohl bekannte Statuskarten als auch Informationen zum PCB-Design verwendet, wie später beschrieben wird.
Durch die Verbesserung der Technologie war es AOI-Systemen möglich, Fehler sehr genau vorherzusagen und nur wenige Szenarien ohne Fehler zu finden. Als solche bilden AOI-Systeme ein sehr nützliches Element in einer anspruchsvollen Fertigungsumgebung.