A Inspeção Ótica Automatizada (AOI) é um dos métodos de inspeção mais utilizados no fabrico de PCB.
Os sistemas AOI são concebidos para:
- Detetar rapidamente defeitos visíveis
- Melhorar a eficiência da produção
- Reduzir o erro humano de inspeção
No entanto, a AOI é muitas vezes mal interpretada como uma solução global de qualidade, quando na realidade é apenas uma parte de uma estratégia mais ampla de inspeção e ensaio.
Este artigo explica como funciona a AOI, o que pode detetar, as suas limitações e como se enquadra no controlo de qualidade de PCB.
Contexto de qualidade:
Explicação da qualidade e fiabilidade dos PCB
O que é a inspeção AOI?
A AOI utiliza câmaras de alta resolução e algoritmos de processamento de imagem para inspecionar PCBs quanto a defeitos visuais.
Compara:
- Imagens capturadas
- Contra dados de referência ou ficheiros de conceção
A AOI é normalmente aplicada:
- Após a obtenção de imagens da camada interna
- Após a gravação da camada exterior
- Após a aplicação da máscara de solda
Como funciona a AOI no fabrico de PCB
Visão geral do processo AOI
- Posicionamento e leitura do quadro
- Captura de imagens sob iluminação controlada
- Reconhecimento e comparação de padrões
- Classificação e sinalização de defeitos
Os sistemas AOI dependem fortemente de:
- Contraste de imagem
- Definição da caraterística
- Condições de processo estáveis
Qualquer variação na espessura do cobre ou no acabamento da superfície pode afetar a precisão da deteção.
Defeitos normalmente detectados por AOI
A AOI é eficaz na identificação de defeitos ao nível da superfície e relacionados com a geometria, incluindo:
Defeitos nos condutores
- Circuitos abertos
- Curto-circuitos
- Quebras de traço
- Excesso de cobre
Problemas de precisão do padrão
- Variação da largura da linha
- Violações de espaçamento
- Resíduos de gravura
Erros de registo
- Desalinhamento entre camadas (camadas exteriores)
- Erro de registo da máscara de soldadura
Explicação dos mecanismos de defeito:
Defeitos de fabrico de PCB e como evitá-los
Onde a AOI é aplicada no fluxo do processo
A AOI é normalmente utilizada em várias fases:
- Camada interior AOI
Detecta aberturas e curtos-circuitos antes da laminação
- Camada exterior AOI
Verifica a integridade do padrão após a gravação
- Máscara de solda AOI
Confirma a exatidão da abertura da máscara
A AOI precoce melhora significativamente o rendimento, evitando que as placas defeituosas se desloquem a jusante.
Referência do processo:
Visão geral do processo de fabrico de PCB
O que a AOI não consegue detetar
Apesar das suas vantagens, a AOI tem limitações claras.
Limitações da AOI
- Não é possível ver o interior das vias
- Não é possível detetar defeitos na camada interna após a laminação
- Não é possível avaliar o desempenho elétrico
- Não é possível prever a fiabilidade a longo prazo
Defeitos como:
- Através de fissuras de barril
- Revestimento de cobre fino
- Delaminação interna
exigir outros métodos de inspeção ou de ensaio.
Riscos de fiabilidade:
Explicação dos testes de fiabilidade de PCB
AOI vs Ensaios Eléctricos
A AOI e os ensaios eléctricos têm objectivos diferentes.
| Aspeto | AOI | Teste elétrico |
|---|
| Foco | Geometria visual | Continuidade eléctrica |
| Tipo de defeito | Defeitos de superfície | Aberturas / calções |
| Defeitos latentes | ❌ | Limitada |
| Informações sobre fiabilidade | ❌ | ❌ |
A AOI melhora a eficiência da deteção mas não substitui os ensaios eléctricos.
Artigo seguinte:
Explicação dos ensaios eléctricos de PCBs
Falsos positivos AOI e controlo de processos
Um dos desafios da AOI é a comunicação de defeitos falsos.
Causas comuns:
- Pequenas variações cosméticas
- Diferenças de textura do cobre
- Refletividade da superfície
Para reduzir os falsos positivos é necessário:
- Processos de fabrico estáveis
- Programas AOI optimizados
- Revisão de engenharia dos defeitos assinalados
AOI e melhoria do rendimento
Quando utilizada corretamente, a AOI contribui para:
- Deteção precoce de defeitos
- Redução da sucata
- Melhoria do feedback do processo
- Maior rendimento global
Os dados AOI são frequentemente utilizados para:
- Identificar a deriva do processo
- Melhorar a consistência da imagem e da gravação
Ligação de rendimento:
Processo de gravação de PCB e controlo de rendimento
AOI no fabrico de PCB de alta densidade
À medida que os PCBs se aproximam:
- Traços mais finos
- Espaçamento mais apertado
- Maior número de camadas
Os sistemas AOI devem ser capazes de lidar com:
- Reconhecimento de caraterísticas mais pequenas
- Imagens de maior resolução
- Aumento do tempo de inspeção
Nas placas HDI, a AOI torna-se mais crítica - mas também mais sensível a variações.
Como os fabricantes integram a AOI nos sistemas de qualidade
A AOI é mais eficaz quando integrada com:
- Revisão da DFM
- Monitorização do processo
- Ensaios eléctricos
- Avaliação da fiabilidade
No TOPFAST, a AOI é utilizada como um instrumento de alerta precocepermitindo correcções do processo antes da propagação dos defeitos.
Conclusão
A inspeção AOI desempenha um papel fundamental no fabrico de PCB, detectando precocemente defeitos visuais e melhorando a eficiência da produção.
No entanto, a AOI não é uma solução de qualidade autónoma.
O seu verdadeiro valor reside em integração com outros métodos de inspeção e ensaio.
Este artigo serve como a primeira base técnica do Inspeção e teste de PCB aglomerado.
FAQ: Inspeção AOI no fabrico de PCB
Q: A AOI é obrigatória no fabrico de PCB? R: Não, mas é amplamente adoptada para melhorar a eficiência e o rendimento.
Q: A AOI pode substituir os ensaios eléctricos? R: Não. A AOI não verifica o desempenho elétrico.
Q: A AOI detecta defeitos internos? R: Não. Apenas inspecciona as superfícies visíveis.
P: Porque é que a AOI assinala por vezes os não-defeitos? R: Devido a variações cosméticas ou diferenças de refletividade da superfície.
P: Quando é que a AOI é mais útil? R: No início do processo de fabrico, antes da laminação e dos ensaios finais.