AOI Machine - دستگاه بازرسی نوری خودکار
- تعریف کوتاه فنی
- دستگاه AOI یک سیستم کنترل کیفیت در خطوط تولید و مونتاژ PCB است که با استفاده از دوربین‌های صنعتی، نورپردازی کنترل‌شده و الگوریتم‌های پردازش تصویر، سطح برد و قطعات مونتاژشده را بررسی می‌کند تا عیوب احتمالی مانند قطعه مفقود، جابه‌جایی قطعه، پل لحیم و لحیم‌کاری نامناسب را شناسایی کند.
- معادل فارسی
- دستگاه بازرسی نوری خودکار یا سیستم بازرسی اپتیکی خودکار
- نام‌های دیگر
- Automated Optical Inspection، AOI System، Automatic Optical Inspection، بازرسی تصویری خودکار PCB، سیستم کنترل کیفیت نوری
دستگاه AOI با تصویربرداری دقیق از سطح PCB و مقایسه تصاویر ثبت‌شده با اطلاعات مرجع یا الگوهای تعریف‌شده، وضعیت مونتاژ برد را ارزیابی می‌کند.
این دستگاه معمولا از دوربین‌های صنعتی با وضوح بالا، لنزهای دقیق، سیستم نورپردازی LED و نرم‌افزار پردازش تصویر تشکیل شده است. در برخی مدل‌ها از چند دوربین با زوایای مختلف یا تصویربرداری سه‌بعدی نیز استفاده می‌شود.
در خطوط مونتاژ SMT، بازرسی AOI معمولا در دو مرحله انجام می‌شود:
۱. بازرسی قبل از لحیم‌کاری (Pre-Reflow AOI) در این مرحله، پس از قرارگیری قطعات توسط دستگاه Pick and Place و قبل از ورود برد به کوره Reflow، مواردی مانند نبود قطعه، جابه‌جایی، چرخش اشتباه و جهت‌گیری نادرست قطعات بررسی می‌شوند.
۲. بازرسی بعد از لحیم‌کاری (Post-Reflow AOI) در این مرحله، پس از لحیم‌کاری قطعات، کیفیت ظاهری اتصالات و نحوه قرارگیری قطعات بررسی می‌شود. برخی عیوب قابل شناسایی عبارت‌اند از:
- Missing Component: نبود قطعه در محل تعیین‌شده
- Misalignment: جابه‌جایی یا عدم تطابق موقعیت قطعه
- Tombstoning: بلند شدن یک سر قطعه دوپایه از روی پد
- Solder Bridge: ایجاد اتصال ناخواسته بین پدهای مجاور
- Insufficient Solder: کمبود لحیم
- Excess Solder: وجود لحیم بیش از حد
- Polarity Error: نصب قطعه قطب‌دار با جهت اشتباه
کاربرد
- کنترل کیفیت بردهای مونتاژشده در خطوط SMT
- شناسایی قطعات مفقود یا اشتباه
- بررسی موقعیت و جهت‌گیری قطعات SMD
- تشخیص برخی عیوب ظاهری لحیم‌کاری
- کاهش خطای انسانی در بازرسی بردها
- افزایش سرعت و دقت کنترل کیفیت در تولید انبوه
نکته طراحی PCB
طراحی مناسب PCB می‌تواند دقت و قابلیت اطمینان فرآیند بازرسی AOI را افزایش دهد. نکات زیر در این زمینه اهمیت دارند:
- طراحی مناسب Silkscreen: نوشته‌ها و علائم نباید روی پدها یا نواحی مهم بازرسی قرار بگیرند.
- علامت‌گذاری قطبیت: جهت دیودها، LEDها، خازن‌های قطب‌دار و آی‌سی‌ها باید با علائم واضح مشخص شود.
- استفاده از Fiducial: قرار دادن نشانگرهای مرجع در موقعیت‌های مناسب به هم‌ترازی دقیق برد و تصاویر کمک می‌کند.
- فاصله‌گذاری مناسب قطعات: فاصله کافی بین قطعات، تشخیص مرز قطعات و اتصالات لحیم را آسان‌تر می‌کند.
- دسترسی نوری به اتصالات: در صورت امکان، طراحی باید به‌گونه‌ای باشد که نواحی لحیم‌کاری و پایه‌های قطعات برای دوربین قابل مشاهده باشند.
- ثبات رنگ و پوشش PCB: تفاوت رنگ سولدرمسک، بازتاب سطح و تغییرات ظاهری برد می‌توانند بر تنظیمات بازرسی اثر بگذارند.
نکته مهم: دستگاه AOI عمدتا عیوب قابل مشاهده از طریق تصویربرداری را تشخیص می‌دهد. این دستگاه نمی‌تواند به‌تنهایی تمام عیوب پنهان اتصالات، مانند برخی مشکلات داخلی لحیم‌کاری BGA، را بررسی کند. برای بررسی اتصالات پنهان معمولا از دستگاه X-Ray Inspection استفاده می‌شود.
اصطلاحات مرتبط
- SMT: فناوری مونتاژ سطحی
- Pick and Place: دستگاه برداشت و جای‌گذاری قطعات
- Reflow Soldering: لحیم‌کاری بازپخت
- SPI: بازرسی خمیر قلع
- X-Ray Inspection: بازرسی با اشعه ایکس
- Machine Vision: بینایی ماشین
- Image Processing: پردازش تصویر
- Fiducial: نشانگر مرجع
- False Call: اعلام اشتباه عیب توسط دستگاه
- Defect Detection: شناسایی عیوب