AOI, kurz für Automatisierte Optische Inspektion / Automatische Optische Inspektion, ist sowohl bei der Qualitätskontrolle in der Leiterplattenherstellung (PCB) als auch bei der Leiterplattenbestückung (PCBA) verantwortlich.
Es ist nahezu unmöglich, dass aktuelle elektronische Geräte ohne eine Leiterplatte funktionieren. Eine Leiterplatte (PCB) spielt eine entscheidende Rolle bei der elektrischen Verbindung zwischen Komponenten wie integrierten Schaltkreisen (ICs), die auf unbestückten Platinen montiert werden und in verschiedenen elektronischen Geräten zum Einsatz kommen – von relativ einfachen Geräten wie elektronischen Uhren, Taschenrechnern, Handheld-Computern, elektronischen Kommunikationsgeräten bis hin zu fortschrittlichen elektronischen Geräten wie militärischen, medizinischen oder luft- und raumfahrttechnischen Produkten.
Aufgrund des rasanten Fortschritts moderner Technologien und der stetig steigenden Anforderungen der Menschen an elektronische Geräte müssen moderne Schaltungen heute weitaus komplexer sein als noch vor wenigen Jahren. Darüber hinaus hat die Einführung von Oberflächenmontagetechnik (SMT) führt dazu, dass sich Leiterplatten in Richtung Miniaturisierung und hoher Dichte entwickeln. Heutzutage enthält selbst eine gewöhnliche Leiterplatte zahlreiche Lötstellen und Schichten. Darüber hinaus schrumpft die Bauteilgröße kontinuierlich, sodass der umfangreiche Einsatz von 0402- und 0201-Bauteilen die dringende Notwendigkeit mit sich bringt, sicherzustellen, dass die richtigen Bauteile mit korrekter Polarität und den richtigen Werten verwendet werden.
Wenn es um Inspektionsmethoden für Leiterplatten (PCBs) und bestückte Leiterplatten (PCBAs) geht, war die manuelle Inspektion eine Zeit lang sinnvoll. Dennoch wird sie für die Inspektion moderner Leiterplatten kaum noch akzeptiert, da sie deren interne Probleme oder Defekte nicht erkennen kann.
Der aktuelle Markt verlangt dringend nach einer zuverlässigen und schnellen Inspektionsmethode, weshalb AOI (Automated Optical Inspection) vor dem Verlassen des Herstellungsbetriebs und dem Einsatz der Produkte in Kundenprojekten oder -geräten von so großer Bedeutung ist. Darüber hinaus ermöglicht der AOI-Test eine Kostenreduzierung und das frühzeitige Aufdecken von Problemen.
Abhängig von visuellen Methoden kann der AOI-Test angewendet werden, um viele Oberflächenfehler zu erkennen, darunter Kratzer, Knoten, Flecken, Unterbrechungen, Kurzschlüsse, unzureichendes oder übermäßiges Lot, falsche Bauteile, fehlende Bauteile, falsche Polarität von Bauteilen usw. Tatsächlich gehören diese Fehler, die AOI erkennen kann, zu den Punkten der manuellen Sichtprüfung, die hauptsächlich vor der Verbreitung der AOI-Inspektion angewendet wurde, welche diese jedoch schnell und präzise durchführen kann.
•Mehrere Inspektionsobjekte- Der AOI-Test funktioniert sowohl bei unbestückten Leiterplatten als auch bei bestückten Leiterplatten (PCBAs) einwandfrei. Bei der Leiterplatteninspektion werden Defekte wie Kurzschlüsse, Unterbrechungen und unzureichende Lötstellen überprüft. Bei der PCBA-Inspektion werden Probleme wie Bauteillötungen, Polarität und Werte kontrolliert.
•Flexibilität- Die automatisierte optische Inspektion kann in jeder Phase der Fertigungslinie entsprechend den Bedürfnissen und der Kostentoleranz der Kunden angeordnet werden. Um die Prüfeffizienz zu steigern und die entsprechenden Kosten zu senken, ist es optimal, sie nach dem Reflow-Löten zu platzieren, da die meisten Fehler auf Nichtkonformitäten zurückzuführen sind, die während des Lötprozesses auftreten. Das flexible Merkmal des AOI-Tests führt zu einer Kostenreduzierung, da es sich um einen In-Prozess-Test handelt und sobald Probleme entdeckt werden, können Fertigungs- oder Montageparameter sofort angepasst werden, sodass nachfolgende Produkte korrekt produziert werden. Dadurch werden bei der Funktionstestung oder Endkontrolle weniger Produkte ausgesondert.
•Niedrige Kosten- Im Vergleich zu Automatisierte Röntgeninspektion (AXI), die AOI nach dem Reflow ist kostengünstiger, wenn es um die Inspektion von Lötstellenfehlern wie Brücken, gebrochene Lötstellen, kalte Lötstellen usw. geht.
•Genauigkeit und Zuverlässigkeit
Der AOI-Test führt seinen Inspektionsprozess durch das Scannen der Leiterplattenoberfläche durch. Mithilfe einer oder mehrerer hochauflösender Kameras kann dieses Gerät Bilder der Leiterplattenoberfläche aufnehmen, unterstützt durch verschiedene Lichtquellen wie Leuchtstofflampen, LED-Beleuchtung oder Infrarot- bzw. Ultraviolettbeleuchtung. Anschließend wird das aufgenommene Bild mit den zuvor in den Computer eingegebenen Leiterplattenparametern verglichen, sodass Unterschiede, Abweichungen oder sogar Fehler durch die integrierte Verarbeitungssoftware deutlich angezeigt werden können. Der gesamte Prozess kann zu jedem Zeitpunkt überwacht werden.
Die Analyse, ob eine Leiterplatte fehlerfrei ist oder Mängel aufweist, kann durch verschiedene von der AOI angewandte Algorithmen erfolgen. Bei einfachen Inspektionsanwendungen wird der Pixelzähl-Algorithmus verwendet, der die folgenden Methoden umfasst.
•Vorlagenabgleich- Die Template-Matching-Methode, auch als flächenbasierte Methode oder korrelationsähnliche Methode bezeichnet, ist seit einigen Jahrzehnten beliebt. Basierend auf der Pixel-für-Pixel-Methode wird eine kleine Vorlage durch ein verschiebbares Vorlagenfenster auf ein großes Prüfbild angewendet. Anschließend wird die normalisierte Kreuzkorrelation (NCC) zwischen der Vorlage und dem Prüfbild berechnet. Je größer der Wert der NCC ist, desto höher ist die Übereinstimmung zwischen ihnen.
•Objekterkennung- Die Objekterkennung folgt demselben Prinzip wie die Ansichts-Methode, indem der Unterschied durch den Vergleich zwischen einem Idealbild und dem aufgenommenen Bild eines Objekts festgestellt wird.
•Blob-Analyse- Die Blob-Analyse bezieht sich auf einen Prozess, bei dem das Objekt zunächst vom Hintergrund getrennt wird. Anschließend wird ein pixelbasiertes Bild angewendet, wobei durch Gruppierung der Objektpixel ein Blob erzeugt wird, um Probleme der Objekte zu untersuchen.
Aufgrund des technologischen Fortschritts und der steigenden Marktnachfrage nach Effizienz und Effektivität beginnen einige neue Methoden, eine wichtige Rolle bei der Inspektion von Leiterplatten (PCB) oder bestückten Leiterplatten (PCBA) zu spielen, wobei insbesondere die Vektorbildgebungstechnologie hervorsticht.
Als eine Technologie zur Mustersuche basiert die Vektorabbildung auf der Extraktion geometrischer Merkmale anstelle vollständiger Graustufen-Pixelwerte. Unter solchen Umständen wird die Bildanalyse nicht von Farbänderungen oder nichtlinearen Veränderungen beeinflusst. Darüber hinaus erzielt die Vektorabbildung aufgrund der Eigenschaft der Hintergrundeliminierung eine bessere Reduzierung von Fehlalarmen.
Als primäre Prüftechnik in der Leiterplattenbestückung wird AOI für die schnelle und präzise Inspektion von Fehlern oder Defekten eingesetzt, die im Bestückungsprozess auftreten, sodass eine hohe Qualität der Leiterplattenbestückungen ohne Mängel nach Verlassen der Fertigungslinie gewährleistet werden kann. AOI kann sowohl bei unbestückten Leiterplatten als auch bei bestückten Leiterplatten angewendet werden. Bei PCBCart wird AOI jedoch hauptsächlich zur Inspektion der SMT-Bestückungslinie und zur Prüfung unbestückter Leiterplatten eingesetzt. Nagelbett und Flying Probe werden stattdessen verwendet.
Die professionelle automatische optische Inspektionsmaschine von PCBCart wird mit dem Modell ALD515 eingesetzt.
PCBCart bietet sowohl Online- als auch Offline-AOI-Tests an, um den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Der Online-AOI-Test zeichnet sich durch einen höheren Automatisierungsgrad aus und erfordert keine manuelle Bedienung, während der Offline-AOI-Test einen geringeren Automatisierungsgrad aufweist und manuelle Bedienung erfordert. Dennoch basieren beide auf denselben Prüfprinzipien, Prüfobjekten und Prüfmethoden. Klicken Sie auf die Schaltfläche unten, um ein kostenloses Angebot zu erhalten.
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Hilfreiche Ressourcen
•Vergleich von AOI, ICT und AXI und wann sie während der PCB-SMT-Bestückung eingesetzt werden sollten
•Checkliste für Unterlagen vor der Bestellung für ein präzises PCB-Bestellangebot und die Produktion
•Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Anforderung eines kostenlosen PCB-Assembly-Angebots
PCBCart spezialisiert sich auf hochkomplexe, präzise PCB-Bestückung für Chargen mit gemischtem Volumen und bietet seit 2005 herausragende elektronische Fertigungsdienstleistungen aus einer Hand an.
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