Apa itu Inspeksi Optik Otomatis?

Langsung Ke: Bagaimana kita mendefinisikan Pemeriksaan Optik Otomatis? | Peran AOI | Sungguh Ulasan AOI | Bagaimana AOI Dibandingkan Dengan Metode Inspeksi Lainnya | Hubungi Sirkuit Milenium untuk PCB yang Diperiksa Secara Menyeluruh

Saat Anda menggunakan papan sirkuit tercetak (PCB) dalam proyek Anda, Anda harus yakin mereka akan berkinerja baik dan membuat klien Anda senang. Sangat penting untuk memiliki cara yang dapat diandalkan untuk menguji PCB untuk mengetahui kekurangannya dan memastikan bahwa mereka berfungsi sebagaimana mestinya.

Papan sirkuit tercetak menjadi lebih kecil dan lebih kompleks — PCB saat ini mungkin berisi ribuan sambungan solder dan banyak komponen kecil. Kompleksitas yang meningkat itu dapat menimbulkan kemungkinan kesalahan yang lebih besar. Ketika inspeksi visual standar tidak cukup untuk mendeteksi ketidaksempurnaan kecil di papan yang padat, teknik seperti inspeksi optik otomatis (AOI) membantu memberikan wawasan dan akurasi yang lebih besar.

Bagaimana kita mendefinisikan Pemeriksaan Optik Otomatis?

Bagaimana kita mendefinisikan AOI? Inspeksi optik otomatis adalah inspeksi visual papan sirkuit lengkap dengan pemindai mesin yang menggunakan pencitraan cahaya. Ini mengevaluasi kualitas pengerjaan untuk memastikan PCB sesuai untuk dibeli dan digunakan.

Sistem AOI biasanya berisi banyak sumber cahaya dan banyak kamera, terkadang termasuk kamera video. Sumber cahaya menerangi PCB dari sudut yang berbeda, dan kamera mengambil gambar atau video untuk membuat gambar yang komprehensif untuk penilaian.

Pengukuran AOI umumnya menggunakan pemindai mesin untuk memindai perangkat secara mandiri, tanpa memerlukan inspeksi visual manusia. Pemindai dapat memeriksa cacat yang dapat menyebabkan kegagalan besar — ​​seperti tidak adanya komponen penting — dan mereka juga dapat menguji cacat yang lebih kecil yang akan mengurangi kualitas dan kinerja PCB. Cacat yang lebih kecil ini dapat mencakup masalah seperti komponen yang sedikit tidak sejajar atau penyolderan yang membentuk ukuran atau bentuk yang salah.

AOI berguna pada banyak tahap produksi yang berbeda. Ini bekerja dengan baik untuk inspeksi papan telanjang, inspeksi pasta solder, pra-reflow dan post-reflow. Masing-masing tahapan ini dapat menyebabkan cacat pada desain papan PCB, dan AOI membantu menangkapnya sebelum produksi berlanjut lebih jauh pada papan yang cacat.

Namun, secara praktis, sebagian besar AOI terjadi di pasca-produksi. Alasannya adalah karena AOI dapat menggunakan satu sistem untuk memeriksa berbagai jenis cacat pada saat yang bersamaan. Dibutuhkan lebih sedikit waktu untuk melakukan satu inspeksi komprehensif daripada untuk memeriksa setelah setiap langkah dalam proses. Menggunakan AOI sebagai pemeriksaan terakhir membantu produksi bergerak lebih cepat dan memungkinkan produktivitas yang lebih tinggi dan memenuhi tenggat waktu. Dan jika AOI menemukan kekurangan pada tahap pasca produksi, papan yang rusak dapat kembali untuk dikerjakan ulang sementara papan lainnya bergerak maju.

Peran AOI

AOI memainkan peran penting dalam produksi PCB. Itu memastikan setiap papan mampu kinerja tinggi yang diperlukan dalam aplikasi listrik yang kompleks.

Saat AOI menemukan cacat pada PCB, AOI menandai papan untuk kembali diperbaiki. Proses ini dapat terjadi dalam beberapa cara yang berbeda. Temuan AOI mungkin gagal dalam persyaratan fasilitas tertentu — persyaratan bahwa semua lini di papan harus melebihi ukuran tertentu, misalnya. Dalam hal ini, manusia dapat memeriksa temuan dan menentukan papan mana yang harus dikembalikan untuk pekerjaan lebih lanjut. Atau AOI dapat membandingkan PCB asli dengan gambar desain berbantuan komputer (CAD) dari PCB yang sempurna. AOI dapat secara otomatis mendeteksi tempat di mana papan sebenarnya menyimpang dari desain ideal dan menandainya untuk dikerjakan ulang.

AOI memberikan manfaat berikut untuk produksi PCB:

• Memastikan kualitas: AOI memungkinkan Anda untuk memastikan produk PCB Anda berfungsi sebagaimana mestinya. Memastikan kualitas produk membantu Anda meningkatkan kepuasan pelanggan, meningkatkan reputasi Anda dalam bisnis, dan memberikan ketenangan pikiran tentang nilai layanan yang Anda berikan kepada klien Anda.
• Mengevaluasi papan yang kompleks: Di Sirkuit Milenium, jika salah satu papan kami berisi lebih dari 100 komponen, maka secara otomatis akan mengalami AOI. AOI dapat memeriksa desain papan yang rumit dengan tingkat akurasi yang tidak dapat ditandingi oleh mata manusia.
• Meningkatkan proses: Jika cacat dihasilkan dari proses yang salah, menangkap cacat segera melalui AOI dapat membantu Anda mengidentifikasi pola cacat dan menyesuaikan proses Anda sebelum menghasilkan ribuan papan dengan kesalahan yang sama. Sebuah studi baru-baru ini yang diterbitkan dalam International Journal of Engineering and Advanced Technology melaporkan bahwa menemukan kesalahan pada papan yang baru dirakit hanya 10 kali lebih mahal daripada menangkap cacat pada papan kosong, tetapi menemukan kesalahan pada papan yang telah masuk ke lapangan. penggunaan adalah 1.000 kali lebih mahal. Menangkap kesalahan lebih awal meminimalkan kemungkinan pengerjaan ulang di masa mendatang dan membuat operasi produksi Anda lebih efisien.
• Kemampuan penyesuaian: AOI adalah proses otomatis, tetapi operator dapat mengatur parameter untuk memberi tahu pemindai apa yang harus diperiksa. Jika spesifikasi desain Anda berubah, Anda dapat dengan mudah menyesuaikan setelan untuk mendeteksi kekurangan yang perlu Anda temukan.

Sungguh Ulasan AOI

Berikut adalah beberapa faktor yang ditinjau selama AOI:

Cacat Solder

Solder menggunakan paduan suhu leleh rendah, biasanya timah dan timah atau paduan bebas timah, untuk menghubungkan komponen logam dari PCB. Prosesnya mirip dengan pengelasan kecuali tidak melelehkan komponen logam. Cacat penyolderan terjadi ketika sambungan antara dua komponen logam gagal terbentuk sebagaimana mestinya.

Berikut adalah beberapa cacat penyolderan umum yang dapat diperiksa oleh AOI:

1. Sirkuit Terbuka

Sirkuit terbuka di PCB adalah kelemahan yang relatif umum, dan bermasalah karena sirkuit yang tidak lengkap mencegah arus listrik berjalan. Saat sirkuit terbuka, papan tidak akan berfungsi dengan benar.

Sirkuit terbuka dapat terjadi karena vias dan jejak yang tidak terbentuk dengan benar atau karena penyolderan yang tidak mencapai target. Inspeksi visual atau pencitraan x-ray terkadang dapat mendeteksi sirkuit terbuka yang jelas, tetapi AOI dapat mengidentifikasi bahkan sirkuit yang sedikit terbuka dan menandai agar papan dikirim kembali untuk penutupan sirkuit yang tepat.

2. Jembatan Solder atau Celana Pendek Solder

Jembatan solder terjadi ketika solder menghubungkan dua komponen pada PCB yang seharusnya tidak terhubung secara elektrik. Jembatan ini dapat terbentuk saat produksi papan menggunakan terlalu banyak solder atau saat solder merembes ke area papan yang dimaksudkan untuk tetap bebas solder.

Jembatan solder sering terjadi ketika solder tidak terpisah dari timahnya sebelum mengeras. Lead adalah bantalan logam yang dirancang untuk menghubungkan dua lokasi di papan. Solder mungkin tidak terpisah karena kabelnya terlalu besar, atau karena terlalu banyak pasta yang menempelkannya ke papan, atau karena nada papan sangat dangkal.

Jembatan solder bermasalah karena mengganggu aliran arus yang dimaksudkan melalui papan. Mereka dapat menyebabkan korsleting atau membakar komponen penting atau bekas pada papan. Mereka juga sangat sulit dideteksi dengan mata telanjang — bahkan rembesan solder mikroskopis dapat menyebabkan pembentukan jembatan solder. Untungnya, pemindaian AOI dapat mendeteksi bahkan jembatan solder kecil dan mengirim kembali papan yang cacat untuk diperbaiki.

3. Solder Tidak Cukup

Sambungan solder yang tidak mencukupi terjadi ketika proses produksi menggunakan terlalu sedikit solder untuk menghubungkan komponen yang berbeda ke papan. Terkadang solder gagal menyambungkan semua komponen — situasi ini dikenal sebagai lompatan solder.

Jika sambungan komponen yang tidak disolder dengan baik tidak stabil, sambungan tersebut mungkin tidak membentuk sambungan listrik yang stabil, sehingga kinerja papan akan buruk. Dan jika jumlah solder sangat kecil sehingga tidak dapat menahan komponen di papan, papan akan berakhir dengan bagian yang hilang, yang kemungkinan besar akan mengakibatkan kegagalan bencana. AOI dapat memindai dan mencatat jumlah solder pada setiap komponen atau membandingkan papan dengan gambar yang benar untuk menentukan apakah papan memerlukan penyolderan ulang.

4. Kelebihan Solder

Kelebihan solder terjadi ketika yang terjadi sebaliknya — proses produksi menempatkan terlalu banyak solder ke papan. Hal ini terkadang terjadi karena ujung solder yang digunakan terlalu lebar, atau dapat disebabkan oleh aplikasi yang berlebihan.

Kelebihan solder dapat menyebabkan banyak kesulitan, termasuk malformasi seperti jembatan solder. Saat produksi menerapkan terlalu banyak solder ke pin di papan, itu juga dapat membuat bola solder bundar besar yang menyulitkan untuk mengetahui apakah pin cukup basah untuk menempel pada papan.

Bola solder relatif mudah dideteksi karena ukurannya, tetapi inspektur manusia mungkin melewatkan satu setelah melihat lusinan papan yang hampir identik. Pemindai AOI yang baik dapat dengan mudah mendeteksi kelebihan solder dan mengirim kembali papan untuk dikerjakan ulang dengan pengisap solder atau sumbu solder.

Cacat Komponen

Cacat komponen adalah kesalahan pada bagian fungsional kecil yang melekat pada papan. Berikut adalah beberapa kerusakan komponen umum pada PCB:

1. Prospek yang Diangkat

Timbal yang terangkat terjadi ketika salah satu bantalan logam kecil pada PCB gagal menempel dengan benar. Kadang-kadang timah yang terangkat terjadi karena panas atau penanganan yang berlebihan selama produksi atau karena fleksi pada papan. Di lain waktu, hal itu terjadi ketika timah terlalu panjang dan naik saat bersentuhan dengan solder.

Lead yang diangkat bermasalah karena tidak stabil. Bantalan di papan Anda memungkinkan pin untuk terhubung ke pelat tembaga di bawahnya, tetapi jika timah terangkat, pin tidak akan dapat membuat koneksi yang benar. Sambungan yang tidak terjawab dapat menyebabkan kegagalan komponen dan mengganggu kinerja papan.

2. Komponen Tidak Ada

PCB mungkin kekurangan komponen karena beberapa alasan berbeda. Penyolderan yang tidak memadai dapat menyebabkan komponen hilang, atau proses produksi dapat melewatkan bagian yang diperlukan.

Komponen yang hilang adalah cacat serius pada PCB — kemungkinan besar akan menyebabkan kegagalan besar. Mata manusia mungkin melihat bagian yang hilang, tetapi karena ini adalah kesalahan yang sangat penting, memiliki pemindai AOI yang andal sangat penting untuk menangkap PCB dengan komponen yang hilang sebelum sampai ke konsumen.

3. Komponen Tidak Sejajar atau Salah Tempat

Misalignment atau misplacement dapat terjadi ketika proses produksi menempatkan komponen secara tidak benar atau ketika komponen bergeser setelah penempatan. Pergeseran komponen biasa terjadi selama reflow karena bagian-bagian mudah dipindahkan di atas solder cair — tegangan permukaan solder berarti komponen dapat dengan mudah meluncur.

Dengan komponen yang tidak sejajar atau salah tempat, PCB mungkin masih berfungsi, tetapi kinerjanya mungkin lambat. Atau bisa gagal untuk melakukan sama sekali. Ketidaksejajaran mungkin terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang, jadi memiliki pemindai AOI yang andal sangat penting untuk mendeteksi cacat ini.

Bagaimana AOI Dibandingkan Dengan Metode Inspeksi Lainnya?

Dibandingkan dengan proses lain, AOI menawarkan beberapa keuntungan untuk mendeteksi kesalahan pada PCB. Di bawah ini adalah rincian bagaimana AOI menumpuk terhadap metode inspeksi lainnya:

1. Pemeriksaan Sinar-X Otomatis (AXI)

AXI menggunakan sinar-X alih-alih pencitraan cahaya untuk memeriksa PCB. Perusahaan sering menggunakan AXI untuk mengevaluasi papan yang sangat kompleks atau padat. Alasannya adalah bahwa sinar-X berjalan melalui bahan untuk menggambarkannya. Karena cahaya yang digunakan untuk AOI memantul ke permukaan, satu komponen mungkin menghalangi yang lain. Namun, sinar-X bergerak melalui lapisan material yang berbeda, secara akurat menggambarkan semuanya.

AXI adalah teknologi baru yang canggih, dan kelemahan utamanya adalah biayanya. Karena AXI sangat mahal, sering kali tidak layak digunakan kecuali dengan papan yang sangat rumit atau sangat berkelompok.

2. Pengukuran Uji Laser Otomatis (ALT)

Pengukuran ALT menggunakan laser, bukan pencitraan cahaya tradisional untuk memindai dan mengukur PCB. Saat cahaya dari laser memantul dari komponen PCB, sistem ALT menggunakan lokasi laser untuk menentukan posisi dan ketinggian komponen yang berbeda dan menilai reflektifitasnya. Seperti halnya AOI, sistem ALT dapat membandingkan pengukuran empiris dengan skema atau serangkaian spesifikasi untuk mendeteksi kekurangan apa pun.

Pengukuran ALT sangat berguna dalam mengevaluasi lokasi dan jumlah pasta solder, meskipun gangguan terkadang dapat membuat pengukuran menjadi tidak akurat.

3. Pengujian Dalam Sirkuit (ICT)

Pengujian dalam sirkuit menggunakan probe listrik untuk mengevaluasi bagaimana PCB yang dirakit akan berfungsi. Ini menggunakan arus listrik untuk memeriksa bahwa setiap komponen berada di tempatnya dan bekerja dengan benar. Ini menguji hubungan pendek dan sirkuit terbuka dan menilai kualitas listrik penting seperti kapasitansi dan resistansi.

Karena menggunakan arus listrik daripada pencitraan, TIK cenderung memberikan informasi penyolderan yang lebih terbatas daripada AOI. Ini dapat mengevaluasi kualitas komponen listrik dan memberikan informasi tentang cacat penyolderan yang memengaruhi sirkuit, tetapi tidak dapat memberikan banyak detail tentang penyolderan yang tidak mencukupi atau berlebihan.

AOI umumnya lebih andal daripada pengujian di sirkuit, terutama untuk PCB yang lebih kecil yang dikembangkan saat ini.

4. Inspeksi Visual Manual (MVI)

Sebagian besar perusahaan PCB lebih memilih AOI daripada inspeksi visual manual karena AOI tidak perlu menyentuh papan. Seorang inspektur manusia harus menangani papan, dan penanganan dapat menyebabkan cacat pada papan yang sempurna. AOI dapat memindai PCB tanpa mengganggu komponen halusnya dan menjaga integritas strukturalnya.

AOI juga lebih dapat diandalkan daripada inspeksi visual manusia. Seseorang dapat dengan mudah melewatkan cacat kecil di PCB. Tetapi AOI dapat menangkap kesalahan terkecil sekalipun. Ketajamannya yang ketat tidak pernah berkurang, ia dapat memindai papan dengan detail yang lebih halus daripada yang dimungkinkan oleh mata manusia, dan secara konsisten dapat diandalkan di semua tahap proses produksi.

Hubungi Sirkuit Milenium untuk PCB yang Diperiksa Secara Menyeluruh

Untuk melihat manfaat dari PCB yang telah menjalani pengujian dan inspeksi yang komprehensif, bermitra dengan Millennium Circuits. Kami menyediakan berbagai jenis papan, mulai dari PCB aluminium hingga PCB arus tinggi dan tembaga berat hingga papan khusus, jadi Anda pasti akan mendapatkan PCB yang tepat untuk industri dan aplikasi Anda.

Hubungi kami hari ini untuk mempelajari lebih lanjut.