Khi nói đến chế tạo PCB, kiểm tra quang học tự động (AOI) là một quy trình quan trọng được sử dụng trong chế tạo PCB và lắp ráp PCB, cũng như kiểm tra các bảng mạch in. Nó đóng một vai trò hiệu quả và chính xác trong việc phát hiện tổ hợp điện tử và PCB của bạn để đảm bảo sản phẩm có chất lượng cao khi rời khỏi dây chuyền sản xuất và PCB của bạn không có bất kỳ lỗi sản xuất nào.
AOI là gì?
AOI ( viết tắt của Automated Optical Inspection ) dịch ra Tiếng Việt là hệ thống kiểm tra quang tự động, AOI thực thiện kiểm tra trực quan các bảng mạch in (PCB) trong quá trình sản xuất, trong đó máy ảnh được sử dụng để quét bảng một cách rất chi tiết để kiểm tra xem có bất kỳ lỗi hoặc hỏng hóc nào không.
Test hệ thống kiểm tra quang tự động AOI
AOI là sự tích hợp của quang học, cơ học, điều khiển điện tử và phần mềm để thay thế mắt người. Trong thế giới thực, PCB ngày càng nhỏ hơn và phức tạp hơn, thậm chí một bảng tương đối đơn giản có thể được tạo thành từ hàng ngàn thành phần hàn.
AOI giám sát chất lượng sản xuất PCB và điều chỉnh chúng trong quy trình, đây là chìa khóa thành công trong môi trường sản xuất PCB cạnh tranh ngày nay.
Những loại khiếm khuyết có thể được xác định trong AOI?
AOI có thể kiểm tra các khuyết tật trên bề mặt (chẳng hạn như các nốt sần và vết xước), và các khuyết tật về kích thước (ví dụ như hở mạch, ngắn mạch và chất hàn mỏng hơn), cũng như các thành phần sai, các thành phần bị thiếu và các thành phần được đặt sai.
- Đối với PCB có các thành phần (kiểm tra SMT): không đủ mối hàn, khuyết tật chiều cao, sai bộ phận, hàn nối, mối hàn quá mức, biển quảng cáo, khuyết tật khối lượng, dấu tích, bù đắp thành phần, phân cực thành phần, sự hiện diện hoặc vắng mặt của thành phần, lệch thành phần, khuyết tật khu vực, thành phần bị lật, không đủ dán xung quanh khách hàng tiềm năng, khách hàng tiềm năng bị nâng, không có kiểm tra dân số, đăng ký dán và thành phần bị hư hỏng nghiêm trọng.
- Đối với bảng mạch PCB: ngắn mạch, vi phạm độ rộng dòng, vi phạm khoảng cách, thừa đồng, thiếu miếng đệm, vết cắt, lắp sai các thành phần, cũng như vỡ lỗ (cho dù thông qua có đi ra ngoài miếng đệm của nó hay không).
Hạn chế của AOI:
AOI chỉ có thể khắc phục các sự cố bề mặt vì vậy nếu có sự cố bên trong PCB nhiều lớp thì AOI sẽ không thể phát hiện ra điều này.
Nguyên lý làm việc của AOI
AOI phụ thuộc vào ba khía cạnh quan trọng – Độ sáng, Máy ảnh tầm nhìn máy và Phần mềm xử lý.
Độ sáng
Quang học được đặt dưới nguồn sáng có độ chiếu sáng cao. Bằng cách chọn nguồn sáng thích hợp, người ta có thể chiếu các loại khuyết tật khác nhau dễ dàng hơn.
Các máy AOI trước đây đã sử dụng các kiểu chiếu sáng khác nhau, chẳng hạn như đèn huỳnh quang, đèn sợi đốt, tia cực tím và hồng ngoại nhưng với những tiến bộ trong công nghệ ánh sáng, các máy mới hơn hiện sử dụng đèn LED với các màu như đỏ, xanh lá cây, trắng và xanh lam.
Ánh sáng LED cung cấp một hình thức chiếu sáng ổn định hơn và mặc dù sản lượng ánh sáng của nó sẽ giảm theo thời gian, nhưng nó có thể được bù đắp bằng cách tăng cường độ dòng điện. Lượng ánh sáng cũng có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng đèn LED.
Do đó, đèn LED, đặc biệt là ánh sáng điểm đồng trục, ánh sáng vòng và ánh sáng chuẩn trực được chứng minh là phù hợp hơn nhiều cho các ứng dụng chiếu sáng đồng đều và tầm nhìn khác nhau so với đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt.
Bên cạnh loại ánh sáng, vị trí của nguồn sáng cũng quan trọng. Nó phải đảm bảo rằng tất cả các khu vực được chiếu sáng tốt để làm nổi bật những điểm không hoàn hảo và do đó có thể cần điều chỉnh cho các dịch vụ khác nhau.
Hệ thống chụp ảnh
Hệ thống chụp ảnh lấy hình ảnh của sản phẩm và gửi nó để phân tích bằng chương trình xử lý trong máy AOI. Một hoặc nhiều camera độ nét cao thường được cài đặt để mang lại hiệu suất tốt hơn và trong một số hệ thống, chúng có thể di chuyển dưới sự chỉ huy của phần mềm.
Máy ảnh được sử dụng có nhiều loại từ đơn vị XGA đến máy quay video độ phân giải cao và hình ảnh được tạo ra có thể là đơn sắc hoặc màu. So với máy ảnh cũ, máy ảnh mới hơn có tốc độ khung hình cao hơn.
Điều này dẫn đến tốc độ quét nhanh hơn và do đó, một lượng lớn dữ liệu thường được tạo ra. Do đó, cần phải có phần mềm xử lý thích hợp để có thể quản lý một lượng lớn dữ liệu như vậy.
Độ phân giải hình ảnh của máy AOI xác định lượng chi tiết mà máy có thể xác định và chụp. Độ phân giải là yếu tố quan trọng trong máy AOI vì nó ảnh hưởng đến độ chính xác của việc kiểm tra và tốc độ kiểm tra. Độ phân giải của máy ảnh xác định trường xem (FOV), hiển thị phần được bao gồm trong một hình ảnh. FOV rộng hơn cho phép sản phẩm được kiểm tra với hình ảnh nhỏ hơn.
Tuy nhiên, cần nhiều thời gian hơn để chụp mỗi ảnh vì máy ảnh có nhiều pixel hơn, dẫn đến tốc độ khung hình thấp hơn. Mặt khác, máy ảnh có FOV hẹp hơn có ít pixel hơn nhưng lớn hơn và do đó có tốc độ khung hình cao hơn.
Phần mềm xử lý
Để máy AOI có thể kiểm tra một sản phẩm, thông tin của một sản phẩm được chấp nhận phải được cài đặt trong hệ thống. Có hai cách để lập trình máy AOI:
- Sử dụng ‘Golden Board – Bảng vàng’: một sản phẩm tốt được sử dụng làm mục tiêu cho máy AOI và sản phẩm này được chuyển qua hệ thống để quét. Nó sẽ quan sát sản phẩm để kiểm tra các khía cạnh khác nhau và một số sản phẩm thường cần thiết để cung cấp dữ liệu phương sai phong phú cho hệ thống.
- Lập trình dựa trên thuật toán: hệ thống tạo hồ sơ riêng cho sản phẩm bằng cách cung cấp dữ liệu sản phẩm cho nó.
Trên đây là những thông tin về AOI – Hệ thống kiểm tra quang tự động mà chúng tôi mang đến cho bạn. Đừng quên ghé Autorobots để tìm đọc những thông tin thú vị khác!
