בדיקה אופטית אוטומטית או אוטומטית, AOI, היא טכניקת מפתח המשמשת בייצור ובדיקה של מעגלים מודפסים אלקטרוניים, PCBs. בדיקה אופטית אוטומטית, AOI מאפשרת בדיקה מהירה ומדויקת של מכלולי האלקטרוניקה ובמיוחד PCBs להבטיח כי איכות המוצר היוצא מפס הייצור גבוהה והפריטים בנויים נכון וללא תקלות בייצור.
צורך ב- AOI, בדיקה אופטית אוטומטית
למרות השיפורים הגדולים שבוצעו, המעגלים המודרניים מסובכים בהרבה מכפי שהלוחות היו אפילו לפני מספר שנים. הטכנולוגיה של הרכבה על פני השטח וההפחתה בגודל הבא לאחר מכן גורמים ללוחות להיות קומפקטיים במיוחד. אפילו ללוחות הממוצעים יחסית יש אלפי מפרקים מולחמים, וכאן נמצאים רוב הבעיות.
עלייה זו במורכבות הלוחות פירושה גם שבדיקה ידנית אינה אפשרות קיימא בימינו. גם כשזו הייתה גישה מקובלת, נוכח שהיא לא יעילה במיוחד מכיוון שבקרוב החמיצו בקלות פקחים עייפים ועניים ובלתי נכונים. כאשר כעת השוק דורש נפח גבוה, מוצרים באיכות גבוהה שיובאו לשוק מהר מאוד אמינים ומהירים מאוד דרושים כדי להבטיח כי איכות המוצר תישאר גבוהה. AOI, בדיקה אופטית אוטומטית היא כלי חיוני באסטרטגיית בדיקת אלקטרוניקה משולבת שמבטיחה שהעלויות נשמרות ככל האפשר על ידי איתור תקלות מוקדם בפס הייצור.
אחד הפתרונות לכך הוא שימוש במערכות פיקוח אופטיות אוטומטיות או אוטומטיות. ניתן להכניס מערכות פיקוח אופטיות אוטומטיות לפס הייצור ממש לאחר תהליך ההלחמה. בדרך זו ניתן להשתמש בהן כדי לתפוס בעיות בשלב מוקדם של תהליך הייצור. יש לכך מספר יתרונות. עם תקלות שעולות יותר כדי לתקן את המשך תהליך הייצור שהם נמצאים, ברור שזה המקום האופטימלי למצוא תקלות. בנוסף ניתן לראות בעיות תהליכים באזור ההלחמה וההרכבה בשלב מוקדם של תהליך הייצור ומידע המשמש לפידבק מהיר לשלבים מוקדמים יותר. בדרך זו תגובה מהירה יכולה להבטיח כי בעיות מזוהות במהירות ומתוקנות לפני שנבנים יותר מדי לוחות עם אותה בעיה.
AOI, יסודות בדיקה אופטית אוטומטית
מערכות בדיקה אופטית אוטומטיות משתמשות בשיטות חזותיות כדי לפקח על פגמים במעגלים מודפסים. הם מסוגלים לאתר מגוון של פגמים במאפייני השטח כמו גושים, שריטות וכתמים, כמו גם את הפגמים הממדים המוכרים יותר כמו מעגלים פתוחים, מכנסיים קצרים ודילול ההלחמה. הם יכולים גם לאתר רכיבים שגויים, רכיבים חסרים ורכיבים שהונחו בצורה שגויה. ככאלה הם מסוגלים לבצע את כל הבדיקות הוויזואליות שבוצעו בעבר על ידי מפעילי ידניים, ובמהירות ובמדויק הרבה יותר.
הם משיגים זאת על ידי סריקה חזותית של פני הלוח. הלוח קל על ידי מספר מקורות אור ומשתמשים במצלמה בהגדרה גבוהה או יותר. בדרך זו מכונה AOI מסוגלת לבנות תמונה של הלוח
הבדיקה האופטית האוטומטית, מערכת AOI משתמשת בתמונה שצולמה ומעובדת ואז בהשוואה לידע שיש למכונה על איך לוח צריך להיראות. באמצעות השוואה זו מערכת AOI מסוגלת לאתר ולהדגיש פגמים או אזורים חשודים.
AOI משתמשת במספר טכניקות בכדי לספק ניתוח אם לוח מועיל או שיש לו פגמים:
התאמת תבניות: באמצעות צורת תהליך זו של ה- AOI, מערכת פיקוח אופטית אוטומטית משווה את התמונה המתקבלת לתמונה מ"לוח מוזהב ".
התאמת דפוסים: באמצעות טכניקות אלו מערכת AOI מאחסנת מידע על מכלולי PCB טובים ורעים, ומתאימה את התמונה המתקבלת לאלה.
התאמת דפוסים סטטיסטיים: גישה זו דומה מאוד למטה לעיל, מלבד שהיא משתמשת בשיטה מבוססת סטטיסטית לטיפול בבעיות. על ידי אחסון התוצאות של מספר לוחות וכמה סוגים של כשל, הוא מסוגל להכיל סטיות קלות מקובלות ללא שגיאות סימון.
על מנת לבנות את מסד הנתונים של מה שהלוח צריך להיות, נעשה שימוש גם בלוחות סטטוס ידועים וגם במידע על תכנון PCB כמתואר בהמשך.
ככל שהטכנולוגיה השתפרה, היא הצליחה למערכות AOI לחזות במדויק מאוד פגמים ובמספר קטן של תרחישים לא נמצאו פגמים. מכיוון שמערכות AOI כאלה מהוות מרכיב שימושי מאוד בסביבת ייצור מתוחכמת.