بازرسی خودکار نوری یا AOI چیست؟

همانطور که می‌دانید یکی از بخش‌های بسیار مهم هر نوع صنعت تولیدی و مونتاژ‌ی واحد کنترل کیفی یا همان QC است‌، که کیفیت و سلامت کالای تولید شده را بررسی می‌کند‌. صنعت الکترونیک نیز از این قاعده مستثنا نیست و کنترل کیفی در این صنعت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است‌. برد‌ مدار چاپی پس از مونتاژ‌ (‌در برخی برد‌ها در بین مراحل مختلف مونتاژ‌) بازرسی می‌شود و کارآیی و رعایت استاندارد‌های مختلف در آن بررسی می‌شود‌. یکی از بهترین روش های کنترل کیفی برد‌های PCB‌، بررسی برد‌ها به وسیله‌ی دستگاه بازرسی خودکار نوری (AOI) است که در ادامه با آن بیشتر آشنا خواهیم شد‌.

بازرسی خودکار نوری (AOI) چیست و چه کاربردی دارد‌؟

بازرسی خودکار نوری (AOI) یک دستگاه کنترل کیفی بسیار پیشرفته در زمینه‌ی بررسی برد‌های مدار چاپی است‌. دستگاه بازرسی نوری AOI‌ (‌‌مخفف عبارت Automatic optical inspection‌‌) از تکنولوژی‌ای به همین نام استفاده می‌کند که به معنای بازرسی خودکار نوری می‌باشد و وظیفه‌ی کلی آن مشخص سازی و جدا‌سازی برد‌های سالم از برد‌های دارای نقص است‌. از این تکنولوژی برای بررسی برد‌ها بعد از فرآیند مونتاژ برد الکترونیکی استفاده می‌شود‌.

دستگاه بازرسی خودکار نوری در حال اسکن کردن برد

AOI طبق چه اطلاعاتی برد‌های معیوب را تشخیص می‌دهد‌؟

برای پاسخ به این سوال ابتدا باید بفهمیم منظور از برد سالم چیست‌؛ برد سالم به برد‌هایی تلقی می‌شود که از نظر ظاهر قطعات‌، محل قرار‌گیری مولفه‌های برد و مشخصات ظاهری‌، مطابق فایل مرجعی باشند که برد طبق آن ساخته شده است‌.

یکی از ویژگی‌های بسیار پیشرفته‌ای که دستگاه‌های بازرسی خودکار نوری AOI دارند‌، این است که قابلیت مرجع پذیری به صورت ترکیبی دارند‌. قابلیت مرجع پذیری‌های مختلف و ترکیبی این امکان را فراهم می‌کند که بتوان اطلاعات برد‌های سالم را به صورت ترکیبی از طریق اسکن برد مرجع‌، برنامه‌ی متنی نوشته شده و یا پایگاه‌های داده‌ی مختلف مانند فایل طراحی شده‌ی برد و یا دیتابیس استاندارد‌های جهانی (مثل استاندارد IPC) به دستگاه AOI داد‌.

ویژگی مرجع پذیری ترکیبی دستگاه بازرسی خودکار نوری باعث شده است تا این دستگاه برای تشخیص برد‌های سالم و جداسازی برد‌های معیوب نیازمند نیروی انسانی نباشد‌. این دستگاه خطا‌های برد معیوب را تشخیص می‌دهد و این خطا‌ها را به اطلاع اپراتور دستگاه می‌رساند تا اپراتور بتواند دلیل عیب برد را متوجه شود و در صورت لزوم برد معیوب را تعمیر کند‌.

دستگاه AOI از چه فناوری‌ای برای اسکن pcb استفاده می‌کند‌‌؟

دستگاه AOI از تکنولوژی اسکن نوری-خطی، برای اسکن کردن برد‌های PCB استفاده می‌کند که این تکنولوژی باعث می‌شود سایه‌ی قطعات برد بر‌روی یکدیگر نیوفتد و دستگاه عملا محدودیتی در بررسی سطوح برد نداشته‌باشد‌. اسکن این دستگاه همانطور که گفتیم توسط نور و پردازش تصویر انجام می‌شود و هیچگونه برخورد فیزیکی با یرد‌ها در این روش اسکن انجام نمی‌گیرد‌. تکنولوژی‌ای که دستگاه بازرسی خودکار نوری برای اسکن برد‌ها از آن استفاده می‌کند یکی از پیشرفته‌ترین تکتولوژی‌های حال حاضر دنیاست‌. در ادامه با تکنولوژی نورپردازی دستگاه AOI بیشتر اشنا می‌شویم‌.

مقایسه روش کار دستگاه بازرسی خودکار نوری با روش قدیمی بررسی بردهای الکترونیکی

تکنولوژی coaxial

تکنولوژی‌ای که AOI برای نورپردازی از آن استفاده می‌کند‌، COAXIAL نام دارد‌. تکنولوژی COAXIAL باعث می‌شود تا قطعات بر رو‌ی یکدیگر سایه‌ای ایجاد نکنند‌. AOI از ۳ جهت بر روی برد‌ها نورپردازی می‌کند که عبارتند از‌: low light ،‌side light و top light‌. دستگاه AOI از جنس نور‌های متفاوتی برای نورپردازی استفاده می‌کند که هر کدام کاربرد خاص خودشان را دارند‌، نور‌های دستگاه بازرسی خودکار نوری می‌تواند از جنس LED‌، فلورسنت‌، ماورای بنفش و مادون قرمز باشد‌.

مزایای استفاده از تکنولوژی coaxial‌

1. دقیق‌تر شدن اسکن برد‌های PCB
2. سریع‌تر شدن اسکن برد‌های PCB
3. امکان بررسی قلع کاری برد‌ها‌(‌لحیم کاری)
4. ثابت ماندن سرعت اسکن با وجود پیچیدگی و بیشتر شدن قطعات برد

روش کار دستگاه AOI

دستگاه AOI چگونه کار می‌کند

همانطور که از تصویر مشخص است قسمت‌های مختلف این دستگاه عبارتند از‌: چندین منبع نوری‌، محل قرار گیری برد‌، دوربین هایی با کیفیت بسیار بالا‌، چندین آینه‌ی بازتابنده و سیستم پردازشی.

در ابتدا کار به دستگاه‌، مرجع می‌دهند و این مرجع همانطور که گفتیم می‌تواند چندین منبع و حتی فرمت متفاوت داشته‌باشد‌.

بعد از مرجع دهی به دستگاه نوبت به اسکن برد‌های مونتاژ شده می‌رسد‌. منابع نوری دستگاه شروع به تاباندن نور به برد‌های تولید شده می‌کنند‌، تصویر بازتابیده شده از برد توسط چند آینه هدایت و به لنر‌ها و دوربین‌های دستگاه می‌رسد و پس از آن به سمت سیستم پردازشی هدایت می‌شود . سیستم پردازشی تصویر رسیده را با مرجع مشخص شده تطابق می‌دهد و در نهایت تایید و یا رد شدن برد‌، همچنین عیوب برد در صفحه‌ی نمایشگر به اپراتور دستگاه نمایش داده می‌شود‌.

یکی از نقاط قوتی که دستگاه AOI دارد‌، توانایی تشخی عیوب لحیم کاری در فرآیند مونتاژ برد dip است‌. این توانایی باعث می‌شود تا عیوب لحیم کاری برد‌های DIP مشخص شود و بتوان این ایرادات را رفع کرد‌. رفع ایرادات می‌تواند تعداد برد‌های سالم را افزایش دهد و این امر باعث می‌شود هزینه‌ی کلی مونتاژ برد را به شدت کاهش یابد‌.

AOI چه معایبی از PCB‌ها را تشخیص می‌دهد‌؟

1. خراش برد
2. اتصال کوتاه لحیم و نقص‌های احتمالی لحیم کاری
3. بررسی محل قرار‌گیری قطعات و جایگذاری‌های اشتباه مولفه‌های به کار رفته در برد
4. مفقودی یک قطعه نسبت به برد مرجع
5. نقص‌های سطحی برد
6. نقص‌های ابعادی
7. نقص ارتفاعی
8. بررسی ظاهر قطعات

مزایا و معایب استفاده از دستگاه AOI

دستگاه بازرسی خودکار نوری دارای مزیت هاییست که در ادامه آنها را بررسی می‌کنیم‌:

1. قابلیت ارتقای نرم افزاری‌؛ نرم افزار‌های استفاده شده بر روی دستگاه AOI قابلیت ارتقا دارند و می توان بر روی دستگاه‌های قدیمی هم از جدیدترین الگوریتم‌های بررسی برد‌های مدار چاپی استفاده کرد‌.
2. امکان بررسی ابعاد کوچک تا ۰.۰۱۰۰۵ میلی متر (این ویژگی در بررسی برد‌ها بعد از مونتاژ برد SMD بسیار حائز اهمیت است)
3. هزینه‌ی کمتر نسبت به بررسی دستی برد‌ها
4. امکان بررسی نکات و مولفه‌های متنوع و بسیار زیادی به صورت همزمان
5. قابلیت مرجع دهی ترکیبی‌( مرجع پذیری با چندین فرمت مختلف‌)
6. نمایش عیوب برد‌: مشخص کردن محلی از برد که دارای نقص است و باید تعمیر شود‌
7. ثابت بودن تقریبی زمان بررسی برد‌ها‌

با وجود مزایای فراوان دستگاه‌های بازرسی خودکار نوری‌، استفاده از این دستگاه دارای معایبی هم هست که در ادامه به آنها اشاره شده است‌.

1. دستگاه‌های AOI نمی‌توانند سلامت و یا عیوب لایه‌های میانی‌، در برد‌های چند لایه را تشخیص دهند‌.
2. عدم توانایی بررسی برد‌ها توسط تست عملکردی آنها‌(‌وارد کردن جریان و بررسی کارایی درست قطعات و برد توسط فناوری ICT انجام میشود‌)

انواع دستگاه‌های بازرسی خودکار نوری (AOI)

دستگاه‌های AOI به ۲ دسته تقسیم می‌شوند که هرکدام ویژگی و کاربرد خاص خود را دارند که در ادامه آنها را بررسی می‌کنیم‌:

دستگاه off-line AOI(رومیزی)‌

دستگاه‌های رومیزی همانطور که از اسمشان مشخص است دارای ابعاد کوچک‌تری هستند‌، ویژگی دستگاه‌های off-line عبارتند از‌:

1. قیمت مناسب‌تر آنها نسبت به مدل دیگر AOI‌ها‌(‌in-line‌)
2. جایگیری فضای کمتر
3. عدم نیاز به کمپرسور باد در بعضی از مدل‌ها
4. مناسب برای برد‌های با انداره‌های کوچک
5. امکان جابجایی راحت
6. کاربردی در ظرفیت‌های پایین خط تولید
7. امکان بررسی راحت برد‌ها به صورت رندوم

دستگاه in-line AOI‌

دستگاه‌های in-line AOI علاوه بر ابعاد بزرگتری که دارند دارای برتری‌های نسبی، نسبت به برادر کوچک‌تر خود یعنی دستگاه‌های off-line هستند‌. این برتری‌ها عبارتند از‌:

1. سرعت بالاتر بازرسی
2. مناسب برای بررسی تمامی برد‌های تولید شده
3. امکان بررسی ۲ سمت برد به صورت همزمان
4. توانایی بررسی برد‌هایی با سایز‌های بسیار بزرگ
5. مناسب برای خطوط مونتاژ با ظرفیت تولید بالا

تکنولوژی AOI ضامن سلامت برد‌های تولید شده‌

برد‌های مدار چاپی پس از مونتاژ‌‌، مانند هر محصول تولیدی دیگری نیاز به بررسی و کنترل شدن دارند‌. بررسی برد‌های تولید شده توسط دستگاه بازرسی خودکار نوری (AOI) انجام می‌شود که با فناوری بالا و مرجع قرار دادن برد ایده‌آل می‌تواند تقریبا تمامی عیوب بر‌های مدار چاپی مونتاژ‌ شده را تشخیص دهد‌، این دستگاه قابلیت جداسازی برد‌های معیوب را فراهم می‌کند و به اپراتور دستگاه قسمتی از برد را که دارای عیب است نشان می‌دهد‌.

به وسیله‌ی این تکنولوژی در فرآیند کنترل کیفی، برد‌هایی سالم و بدون ایراد به دست مشتریان می‌رسد که می‌تواند خیال شما را از بابت سلامت برد‌های مونتاژ شده راحت کند‌. ما در آوند الکترونیک به وسیله‌ی تکنولوژی AOI برد‌های مونتاژ شده را بررسی می‌کنیم و مطمئن می‌شویم که برد‌های سالم و با طول عمر بالا به دست شما عزیزان می‌رسد‌.