A.O.I.

Wie AOI funktioniert

Bildaufnahme

• Farb- oder Monochromkamera über der Leiterplatte montiert
• Schräges Licht, um Höhenunterschiede zu erkennen
• Leiterplatten werden über das Kamera-System auf einem Förderband bewegt, wodurch eine 100%ige Inspektionsabdeckung erreicht wird

Bildanalyse

• Software vergleicht das aufgenommene Bild mit einem Referenzbild
• Bildverarbeitungsalgorithmen erkennen Anomalien
• Algorithmen zur Fehlererkennung und -klassifizierung können trainiert und optimiert werden

Ergebnisse der Inspektion

• Koordinaten der Fehlerstellen sowie messtechnische Daten
• Bild oder Video der erkannten Mängel
• Bericht mit Fehlerstatistiken
• Bestanden/Nicht bestanden-Bestimmung

AOI-Erkennbare Fehlertypen

Bauteilfehler

• Fehlende Bauteile
• Falsche oder falsch positionierte Bauteile
• Bauteilposition-Versatz
• Bauteilausrichtungsfehler
• Tombstoning

Lötstellenfehler

• Unzureichendes Lot
• Übermäßiges Lot
• Lötperlen/Spritzer
• Lötbrücken (Kurzschlüsse)
• Lötstellenhohlräume

Kennzeichnungsfehler

• Fehlender Schriftzug
• Fehlende oder unklare Beschriftung
• Unlesbare Strichcodes

Leiterplattenfehler

• Leiterbahnenschäden
• Verstopfte Vias
• Rückstände von Fremdmaterial
• Ätz- oder Plattierungsprobleme
• Abgehobene Pads

• Leiterbahnenschäden

• Verstopfte Vias
• Rückstände von Fremdmaterial
• Ätz- oder Plattierungsprobleme
• Abgehobene Pads

AOI-Inspektionsprozess

1. Die Einrichtung

Inspektionsprozess programmieren
Beleuchtung, Kamera und Fokus optimieren
Referenzplatine laden

2. Einrichtung überprüfen

Testproben zur Anpassung der Prüfleistung
Algorithmen und Schwellenwerte optimieren
Eindeutige Fehlerdiagnose und keine übersehenen Defekte bestätigen

3. Produktionsprüfung

Automatischer Platten-Transport und -Scan
Dauerbetrieb mit Bestanden/Nicht bestanden-Meldungen
Prozessüberwachung und Trendanalyse

4. Fehlerprüfung

Fehlerbilder und Koordinaten anzeigen
Leiterplatten mit kritischen Fehlern ablehnen
Nach Fehlertyp und Schweregrad kategorisieren

5. Berichterstattung und Analyse

Fehlerquoten-Berichte erstellen
Fehlermuster und Trends identifizieren
Ursachenanalyse durchführen
Korrekturmaßnahmen zur Reduzierung der Fehlerquote umsetzen

AOI-Gerätetypen

• Inline AOI

In die Produktionslinie integriert, führt sie die Inspektion unmittelbar nach dem SMT-Prozess durch und identifiziert schnell Fehlerquellen.

• Standalone AOI

Flexibles, unabhängiges Prüfverfahren, das eine zufällige Stichprobenziehung und Überprüfung der Prozessqualität ermöglicht.

• Dual Lane AOI

Mit zwei unabhängigen Prüfspuren verdoppelt es die Produktionskapazität und bietet redundante Prüfmöglichkeiten.

• Mini AOI

Tischsystem mit niedrigeren Kosten, jedoch begrenztem Prüfbereich.

AOI-Gerätetypen

• Inline AOI

In die Produktionslinie integriert, führt sie die Inspektion unmittelbar nach dem SMT-Prozess durch und identifiziert schnell Fehlerquellen.

• Standalone AOI

Flexibles, unabhängiges Prüfverfahren, das eine zufällige Stichprobenziehung und Überprüfung der Prozessqualität ermöglicht.

• Dual Lane AOI

Mit zwei unabhängigen Prüfspuren verdoppelt es die Produktionskapazität und bietet redundante Prüfmöglichkeiten.

• Mini AOI

Tischsystem mit niedrigeren Kosten, jedoch begrenztem Prüfbereich.

Einschränkungen der AOI-Technologie

• Schwach ausgeprägte Fehler können übersehen werden
• Verwechslungsgefahr bei Bauteilen und Beschriftungen
• Schatten unterhalb oder hinter Bauteilen
• Fehlidentifikation aufgrund der Leiterplattenstruktur
• Eingeschränkte Prüfmöglichkeiten für Unterfütterung
• Schwierigkeit, Defekte innerhalb der Platine/unter der Oberfläche zu erkennen

Vergleich von AOI und anderen SMT-Inspektionsmethoden

Vergleich mit ICT (In-Circuit-Test)
• AOI erkennt Bestückungsfehler, während ICT elektrische Tests durchführt
• AOI liefert detailliertere Daten zu Defektort und -art
• AOI kann vor elektrischen Tests eingesetzt werden
Vergleich mit Röntgenprüfung
• AOI ist kostengünstiger und schneller
• Röntgen kann interne Fehler erkennen, die AOI nicht erkennen kann
• AOI verfügt über höhere Inspektionsgeschwindigkeiten auf der Produktionslinie
Vergleich mit SPI (Lötstoffinspektion)
• AOI inspiziert die Baugruppenqualität nach dem Reflow-Löten
• SPI inspiziert die Qualität des Lötstoffdrucks vor der Montage

Hauptpunkte zur Implementierung der AOI-Inspektion

• Wählen Sie die geeignete AOI-Technologie entsprechend Ihren Anforderungen aus
• Entwickeln Sie sorgfältig Prüfverfahren
• Kenntnis der Grenzen und Vermeidung einer Überverlässlichkeit
• Nutzen Sie AOI-Daten für gezielte Reparaturen und Ursachenanalyse
• AOI-Ergebnisse mit anderen Prüfmethoden korrelieren
• Prüfverfahren kontinuierlich basierend auf Feedback verbessern
• AOI inline einsetzen zur schnellsten Fehlererkennung
• AOI als Teil Ihres Qualitätsmanagementsystems implementieren

Fazit

Automatische optische Inspektion (AOI) ist eine entscheidende Qualitätssicherungstechnologie im SMT-Bestückungsprozess. Dieser Artikel bietet einen Überblick über die Arbeitsprinzipien der AOI und ihre Rolle bei der Erkennung von Oberflächenfehlern in Leiterplattenbaugruppen. Ein gründliches Verständnis der Fähigkeiten, Fehlalarme und Grenzen der AOI hilft Fertigungsingenieuren, deren Einsatz innerhalb einer umfassenden Qualitätsstrategie zu optimieren. Wird AOI korrekt implementiert, liefert sie wertvolle Prüfdaten, die dabei helfen, die Ausbeute zu verbessern, Fehlerübersehen zu reduzieren und eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.