Automatische Optische Inspektion

Automated Optical Inspection (AOI) ist ein Prozess zur Qualitätskontrolle von Leiterplatten. Dabei wird eine automatisierte Maschine eingesetzt, die mit Hilfe von Kameras und Bildverarbeitungssystemen die Leiterplatte auf Defekte wie Kurzschlüsse, Unterbrechungen oder falsch platzierte Bauteile untersucht.

Nutzen

Das AOI-System bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere in der Massenproduktion: Schnelligkeit: Viele PCBs können in kurzer Zeit geprüft werden, was den Durchsatz und die Effizienz steigert.
Konsistenz: Im Gegensatz zur manuellen Inspektion liefert AOI gleichbleibende Ergebnisse basierend auf festgelegten Parametern und Standards.
Datenaufzeichnung: AOI-Systeme speichern Ergebnisse, was die Rückverfolgung und Qualitätskontrolle über den gesamten Produktionszyklus erleichtert.

Durchführung

1. Programmierung: Die Maschine wird zunächst auf die spezifischen Anforderungen der zu prüfenden Leiterplatte programmiert.
2. Positionierung: Die Leiterplatte wird automatisch positioniert, und die Maschine nimmt Bilder der verschiedenen Schichten auf.
3. Analyse: Die aufgenommenen Bilder werden analysiert, um Abweichungen von den Spezifikationen zu erkennen.
4. Überprüfung: Ergebnisse werden manuell überprüft, und es wird entschieden, ob die Abweichungen akzeptabel sind oder nicht.

Vor- und Nachteile

Schnelligkeit Ideal für Massenproduktion, da eine große Anzahl von PCBs in kurzer Zeit überprüft werden kann.

Konsistenz Gleichbleibende Überprüfung ohne subjektive Einflüsse.

Datenaufzeichnung Leichte Rückverfolgung und langfristige Qualitätskontrolle.

Initiale Kosten Die Anschaffung und Einrichtung eines AOI-Systems kann teuer sein, besonders bei High-End-Modellen.

Technische Limitationen Schwierigkeiten bei der Erkennung bestimmter subtiler Fehler, die menschliches Auge möglicherweise erkennt.

Fehlalarme Abhängig von Kalibrierung und Einstellungen können falsche Fehler gemeldet oder echte übersehen werden.

2D vs. 3D AOI

2D AOI

Funktionsweise: Arbeitet mit flachen Bildern und prüft die PCB anhand von seitlichen Aufnahmen.
Erkennung: Erfasst Oberflächenfehler wie verschobene, fehlende oder falsch montierte Bauteile, Brückenbildung und andere sichtbare Mängel.
Einschränkung: Probleme bei der Überprüfung von Höhe und Volumen von Lötverbindungen, da nur eine flache Perspektive geboten wird.

3D AOI

Funktionsweise: Verwendet Laser- oder kamerabasierte Technologien, um dreidimensionale Bilder der PCB zu erstellen.
Erkennung: Ermöglicht die genaue Messung von Höhe und Volumen von Lötverbindungen, SMD-Bauteilen und versteckten Fehlern.
Vorteile: Bessere Erkennung von unzureichender Lötmenge, Lötkugeln und verdeckten Defekten.

Unterschiede zwischen 2D und 3D AOI

1. Erfassungstiefe:

   • 2D AOI: Oberflächenmängel basierend auf flachen Bildern.
   • 3D AOI: Räumliche Darstellung für präzisere Analysen.

2. Genauigkeit:

   • 2D AOI: Gut für einfache Fehlererkennung.
   • 3D AOI: Höhere Genauigkeit bei der Messung von Löthöhe und Volumen.

3. Kosten:

   • 2D AOI: Kostengünstiger und einfacher einzurichten.
   • 3D AOI: Teurer, bietet jedoch erweiterte Fähigkeiten und tiefere Analysen.