Die automatisierte optische Inspektion (AOI) ist eine der am häufigsten verwendeten Prüfmethoden in der Leiterplattenfertigung.
AOI-Systeme sind dafür ausgelegt:
- Sichtbare Mängel schnell erkennen
- Verbesserung der Produktionseffizienz
- Verringerung menschlicher Inspektionsfehler
Die AOI wird jedoch oft missverstanden als eine umfassende Qualitätslösungwenn es sich in Wirklichkeit um nur ein Teil einer umfassenderen Inspektions- und Prüfstrategie.
In diesem Artikel wird erklärt, wie die AOI funktioniert, was sie erkennen kann, wo ihre Grenzen liegen und wie sie in die Qualitätskontrolle von Leiterplatten passt.
Qualität im Kontext:
PCB-Qualität und -Zuverlässigkeit erklärt
Was ist eine AOI-Inspektion?
AOI verwendet hochauflösende Kameras und Bildverarbeitungsalgorithmen, um Leiterplatten auf visuelle Defekte zu prüfen.
Er vergleicht:
- Erfasste Bilder
- Gegen Referenzdaten oder Entwurfsdateien
In der Regel wird die AOI angewendet:
- Nach der Abbildung der inneren Schicht
- Nach dem Ätzen der äußeren Schicht
- Nach dem Auftragen der Lötmaske
Wie AOI in der PCB-Fertigung funktioniert
Überblick über den AOI-Prozess
- Positionierung und Scannen der Karte
- Bildaufnahme unter kontrollierter Beleuchtung
- Mustererkennung und Vergleich
- Klassifizierung und Kennzeichnung von Mängeln
AOI-Systeme sind in hohem Maße abhängig von:
- Bildkontrast
- Definition des Merkmals
- Stabile Prozessbedingungen
Jede Abweichung in der Kupferdicke oder Oberflächenbeschaffenheit kann die Erkennungsgenauigkeit beeinträchtigen.
Häufig durch AOI entdeckte Defekte
AOI ist wirksam bei der Identifizierung von oberflächen- und geometriebedingte Fehler, einschließlich:
Leiterdefekte
- Offene Stromkreise
- Kurzschlüsse
- Unterbrechung der Spurensuche
- Überschüssiges Kupfer
Probleme mit der Mustergenauigkeit
- Variation der Linienbreite
- Abstandsverstöße
- Ätzrückstände
Fehler bei der Registrierung
- Versatz zwischen den Schichten (äußere Schichten)
- Fehlregistrierung der Lötmaske
Defektmechanismen erklärt:
PCB-Fertigungsfehler und wie man sie vermeidet
Wo AOI im Prozessablauf eingesetzt wird
Die AOI wird in der Regel in mehreren Phasen eingesetzt:
- Innere Schicht AOI
Erkennt offene Stellen und Kurzschlüsse vor der Laminierung
- Äußere Schicht AOI
Überprüft die Integrität des Musters nach dem Ätzen
- Lötmaske AOI
Bestätigt die Genauigkeit der Maskenöffnung
Eine frühzeitige AOI verbessert die Ausbeute erheblich, da sie verhindert, dass fehlerhafte Platten nachgelagert werden.
Prozess-Referenz:
Überblick über den PCB-Herstellungsprozess
Was AOI nicht erkennen kann
Trotz ihrer Vorteile hat die AOI klare Grenzen.
AOI-Beschränkungen
- Keine Einsicht in Durchkontaktierungen
- Innere Schichtdefekte können nach der Laminierung nicht erkannt werden
- Kann die elektrische Leistung nicht bewerten
- Keine Vorhersage der langfristigen Zuverlässigkeit
Defekte wie z.B.:
- Über Fassrisse
- Dünne Verkupferung
- Innere Delamination
andere Inspektions- oder Testmethoden erfordern.
Zuverlässigkeitsrisiken:
PCB-Zuverlässigkeitstests erklärt
AOI vs. Elektrische Prüfung
AOI und elektrische Prüfung dienen unterschiedlichen Zwecken.
| Aspekt | AOI | Elektrischer Test |
|---|
| Schwerpunkt | Visuelle Geometrie | Elektrische Kontinuität |
| Art des Defekts | Oberflächenfehler | Öffnet / Shorts |
| Versteckte Mängel | ❌ | Begrenzt |
| Einblick in die Verlässlichkeit | ❌ | ❌ |
AOI verbessert die Erkennungseffizienz, aber ersetzt nicht die elektrische Prüfung.
Nächster Artikel:
Elektrische Prüfung von PCBs erklärt
AOI-Fehlalarme und Prozesskontrolle
Eine Herausforderung der AOI ist die Meldung falscher Fehler.
Häufige Ursachen:
- Geringe kosmetische Abweichungen
- Unterschiede in der Kupferstruktur
- Reflexionsvermögen der Oberfläche
Die Verringerung falsch positiver Ergebnisse erfordert:
- Stabile Herstellungsprozesse
- Optimierte AOI-Programme
- Technische Überprüfung der festgestellten Mängel
AOI und Ertragsverbesserung
Bei richtiger Anwendung trägt die AOI dazu bei:
- Frühzeitige Fehlererkennung
- Reduzierter Ausschuss
- Verbessertes Prozessfeedback
- Höherer Gesamtertrag
AOI-Daten werden häufig verwendet, um:
- Identifizierung von Prozessabweichungen
- Verbessern Sie die Konsistenz von Abbildung und Ätzung
Ertragskopplung:
PCB-Ätzprozess und Ertragskontrolle
AOI in der High-Density-PCB-Fertigung
Die PCBs bewegen sich in Richtung:
- Feinere Spuren
- Engere Abstände
- Höhere Schichtzahlen
AOI-Systeme müssen damit umgehen können:
- Kleinere Merkmale erkennen
- Bildgebung mit höherer Auflösung
- Erhöhte Inspektionszeit
Bei HDI-Platten wird die AOI kritischer, aber auch anfälliger für Abweichungen.
Wie Hersteller die AOI in ihre Qualitätssysteme integrieren
Die AOI ist am effektivsten, wenn sie mit integriert wird:
- DFM-Überprüfung
- Prozessüberwachung
- Elektrische Prüfung
- Bewertung der Verlässlichkeit
Bei TOPFAST wird die AOI als Frühwarnsystemund ermöglicht Prozesskorrekturen, bevor sich Fehler ausbreiten.
Schlussfolgerung
Die AOI-Inspektion spielt bei der Leiterplattenherstellung eine entscheidende Rolle, da sie visuelle Fehler frühzeitig erkennt und die Produktionseffizienz verbessert.
Die AOI ist jedoch keine eigenständige Qualitätslösung.
Sein wahrer Wert liegt in Integration mit anderen Inspektions- und Prüfverfahren.
Dieser Artikel dient als erste technische Grundlage für die PCB Inspektion und Prüfung cluster.
FAQ: AOI-Inspektion in der PCB-Herstellung
Q: Ist AOI in der Leiterplattenfertigung obligatorisch? A: Nein, aber es ist weit verbreitet, um die Effizienz und den Ertrag zu verbessern.
Q: Kann AOI die elektrische Prüfung ersetzen? A: Nein. Die AOI prüft nicht die elektrische Leistung.
F: Erkennt die AOI interne Fehler? A: Nein. Es werden nur sichtbare Oberflächen geprüft.
F: Warum markiert die AOI manchmal Nicht-Fehler? A: Aufgrund von kosmetischen Abweichungen oder Unterschieden im Reflexionsvermögen der Oberfläche.
F: Wann ist die AOI am nützlichsten? A: Zu Beginn des Herstellungsprozesses, vor der Laminierung und der Endprüfung.