Ispezione ottica automatizzata

AOI, acronimo di Automated Optical Inspection / Automatic Optical Inspection, è pienamente responsabile del controllo qualità sia nella fabbricazione dei circuiti stampati (PCB) sia nell’assemblaggio dei circuiti stampati (PCBA).

Necessità del test AOI

È quasi impossibile che i dispositivi elettronici attuali funzionino senza una scheda elettronica. Un PCB svolge un ruolo fondamentale nel collegamento elettrico tra componenti come i circuiti integrati (IC) che sono assemblati su schede nude utilizzate in diversi dispositivi elettronici, che vanno da apparecchiature relativamente semplici come orologi elettronici, calcolatrici, computer palmari, apparecchiature di comunicazione elettronica fino a dispositivi elettronici avanzati come prodotti militari, medicali o aerospaziali.

A causa del rapido progresso delle tecnologie moderne e delle crescenti esigenze delle persone nei confronti dei dispositivi elettronici, i circuiti moderni devono essere molto più complessi di quanto non fossero solo pochi anni fa. Inoltre, l’introduzione diTecnologia a montaggio superficiale (SMT)porta le circuit board a svilupparsi verso la miniaturizzazione e l’alta densità. Al giorno d’oggi, anche un normale circuito stampato contiene numerose giunzioni di saldatura e strati. Inoltre, le dimensioni dei componenti continuano a ridursi gradualmente, così che l’ampio impiego di componenti 0402 e 0201 rende urgentemente necessario garantire che vengano utilizzati i componenti corretti con la corretta polarità e i valori appropriati.

Quando si tratta di metodi di ispezione per PCB e PCBA, l’ispezione manuale ha avuto senso per un certo periodo di tempo. Tuttavia, è difficilmente accettata per l’ispezione delle moderne schede elettroniche, poiché non è in grado di rilevarne i problemi o i difetti interni.

L'attuale mercato richiede fortemente un metodo di ispezione affidabile e rapido, motivo per cui l'AOI (Automated Optical Inspection) diventa così significativamente importante prima che i prodotti lascino lo stabilimento di produzione e funzionino nei progetti o nei dispositivi dei clienti. Inoltre, il test AOI consente una riduzione dei costi e permette di far emergere i problemi già nelle fasi iniziali.

Attributi e capacità del test AOI

A seconda dei metodi visivi, il test AOI può essere applicato per rilevare numerosi difetti superficiali, tra cui graffi, noduli, macchie, circuiti aperti, cortocircuiti, quantità insufficiente o eccessiva di saldatura, componenti errati, componenti mancanti, polarità errata dei componenti, ecc. In effetti, i difetti che l’AOI è in grado di esaminare rientrano nelle voci dell’ispezione visiva manuale, che veniva principalmente utilizzata prima della diffusione dell’ispezione AOI, la quale è però in grado di eseguirle in modo rapido e accurato.

•Più oggetti di ispezione- Il test AOI funziona perfettamente sia per i PCB nudi che per le PCBA. Per l’ispezione dei PCB, vengono controllati difetti come cortocircuiti, interruzioni e saldature insufficienti. Per l’ispezione delle PCBA, vengono verificate problematiche quali la saldatura dei componenti, la polarità e i valori.

•Flessibilità- L'ispezione ottica automatizzata può essere predisposta in qualsiasi fase della linea di produzione in base alle esigenze dei clienti e alla loro capacità di tolleranza dei costi. Per aumentare l’efficienza dell’ispezione e ridurre i costi corrispondenti, è ottimale collocarla dopo la saldatura a rifusione, poiché la maggior parte dei difetti deriva da non conformità che si verificano durante il processo di saldatura. La caratteristica di flessibilità del test AOI porta a una riduzione dei costi, poiché si tratta di un test in-process e, non appena vengono individuati dei problemi, i parametri di produzione o di assemblaggio possono essere modificati immediatamente, in modo che i prodotti successivi vengano realizzati correttamente. Di conseguenza, un numero maggiore di prodotti non verrà scartato durante il collaudo funzionale o l’ispezione finale.

•Basso costo- Rispetto aIspezione automatizzata a raggi X (AXI), l’AOI post-reflow è meno costosa quando si tratta dell’ispezione dei difetti dei giunti di saldatura, inclusi ponti, giunti interrotti, giunti freddi ecc.

•Accuratezza e affidabilità

Principio di funzionamento del test AOI

Il test AOI realizza il suo processo di ispezione scansionando la superficie della scheda. Basandosi su una o più telecamere ad alta definizione, questa apparecchiatura può catturare immagini della superficie del PCB con l’aiuto di numerose sorgenti luminose, tra cui illuminazione fluorescente, illuminazione a LED o illuminazione a infrarossi o ultravioletti. Successivamente, viene effettuato un confronto tra l’immagine acquisita e i parametri della scheda che sono stati precedentemente inseriti nel computer, in modo che differenze, anomalie o persino errori possano essere chiaramente evidenziati dal suo software di elaborazione integrato. L’intero processo può essere monitorato in qualsiasi momento.

L’analisi per stabilire se una scheda è perfetta o presenta difetti può essere eseguita tramite diversi algoritmi applicati dall’AOI. Quando si tratta di ispezioni per applicazioni semplici, si utilizza un algoritmo di conteggio dei pixel che comprende i seguenti metodi.

•Corrispondenza di modelli- Il metodo di template matching, chiamato anche metodo basato sull’area o metodo di tipo correlazione, è stato popolare per un paio di decenni. Basato su un approccio pixel-per-pixel, un piccolo template viene applicato a una grande immagine di ispezione tramite una finestra di scorrimento del template. Successivamente, viene calcolata la correlazione incrociata normalizzata (NCC) tra il template e l’immagine di ispezione. Quanto più grande è il valore della NCC, tanto maggiore sarà la corrispondenza tra di essi.

•Riconoscimento degli oggetti- Il riconoscimento degli oggetti si conforma allo stesso principio del metodo di visualizzazione, in quanto la differenza viene osservata attraverso il confronto tra un'immagine ideale e l'immagine acquisita di un oggetto.

•Analisi dei blob- L’analisi dei blob si riferisce a un processo durante il quale l’oggetto viene prima separato dallo sfondo. Successivamente, con l’applicazione di un’immagine basata sui pixel, viene generato un blob raggruppando i pixel dell’oggetto per ispezionare i difetti degli oggetti.

Grazie ai progressi delle tecnologie e alla maggiore richiesta da parte del mercato di efficienza ed efficacia, alcuni nuovi metodi hanno iniziato a svolgere un ruolo di primo piano nell’ispezione di PCB o PCBA, tra i quali spicca la tecnologia di imaging vettoriale.

In quanto tecnologia di ricerca della posizione di pattern, l’imaging vettoriale si basa sull’estrazione di caratteristiche geometriche invece che sui valori completi dei pixel in scala di grigi. In tali circostanze, l’analisi dell’immagine non è influenzata da variazioni di colore o da cambiamenti non lineari. Inoltre, l’imaging vettoriale offre prestazioni migliori nella riduzione dei falsi scarti grazie alla sua capacità di eliminare lo sfondo.

Test AOI da PCBCart

In quanto tecnica di collaudo primaria nell’assemblaggio PCB, l’AOI viene applicata per un’ispezione rapida e accurata degli errori o difetti che si verificano nel processo di assemblaggio dei PCB, in modo che si possa garantire un’elevata qualità degli assemblaggi PCB senza difetti dopo la loro uscita dalla linea di assemblaggio. L’AOI può essere applicata sia ai PCB nudi sia agli assemblaggi PCB. In PCBCart, tuttavia, è utilizzata principalmente per ispezionare la linea di assemblaggio SMT e per il collaudo delle schede a circuito stampato nude.letto di chiodi e sonda volantevengono utilizzati invece.

La macchina professionale di ispezione ottica automatizzata di PCBCart è utilizzata nel modello ALD515.

PCBCart fornisce test AOI sia online che offline per soddisfare le diverse esigenze dei clienti. Il test AOI online presenta un grado di automazione più elevato senza necessità di operazioni manuali, mentre il test AOI offline presenta un grado di automazione inferiore con necessità di operazioni manuali. Tuttavia, entrambi condividono gli stessi principi di ispezione, gli stessi oggetti di ispezione e gli stessi metodi di ispezione. Clicca il pulsante qui sotto per ottenere un preventivo gratuito.

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Risorse utili
•Confronto tra AOI, ICT e AXI e quando utilizzarli durante l’assemblaggio SMT dei PCB
•Elenco di controllo dei file per il pre-ordine per un preventivo preciso di assemblaggio PCB e produzione
•Istruzioni passo passo per richiedere un preventivo gratuito per l’assemblaggio di PCB