AOI (Otomatik Optik Muayene) nedir?

Nedir bu? AOI？

AOI (Otomatik Optik Muayene), temel olarak aşağıdakilerin kalite kontrolü için kullanılan, makine görüşüne dayalı yüksek hassasiyetli bir endüstriyel algılama sistemidir baskılı devre kartları (PCB'ler). Temel prensibi, PCB montaj hatalarını (örn. bileşen yanlış hizalaması, eksik parçalar) ve lehimleme sorunlarını (örn. köprüleme, soğuk bağlantılar) otomatik olarak tanımlamak için yüksek hızlı optik görüntülemeyi akıllı algoritmalarla birleştirmeyi içerir.

AOI Sistemi Çalışma Prensibi

1.Görüntü Elde Etme Aşaması

• Yüksek hassasiyetli görüntüleme: PCB yüzey özelliklerini mikron düzeyinde çözünürlükte yakalamak için halka aydınlatmalı endüstriyel CMOS/CCD kameralar kullanır
• Çok boyutlu yakalama: 2D incelemeyi (lehim bağlantıları/silkscreen) ve 3D topografi analizini (lehim pastası yüksekliği/bileşen eş düzlemliliği) destekler

2.Görüntü Ön İşleme

• Gürültü bastırma: Optik paraziti ortadan kaldırmak için Gauss filtreleme ve morfolojik işlemler uygular
• Özellik geliştirme: Hedef alan kontrastını iyileştirmek için kenar keskinleştirme ve HDR füzyonu kullanır
• Koordinat hizalama: Referans noktaları olarak fiducial işaretleri kullanarak CAD'den görüntüye kayıt gerçekleştirir

3.Akıllı Kusur Tespiti

• Standartlara dayalı doğrulama: IPC-A-610 kriterlerine göre bileşen yerleşimi/polarite/ lehim bağlantı morfolojisini kontrol eder
• Hibrit algoritmalar:
  Geleneksel:Şablon eşleştirme, Blob analizi
  Yapay zeka destekli: Mezar taşlarını, soğuk lehimleri vb. tespit etmek için CNN ağları.

4. Çıktı & Geri bildirim

• Kademeli uyarı: Kusur önem derecesine göre görsel/sesli alarmları tetikler (Kritik/Büyük/Küçük)
• Sistem entegrasyonu: NG sonuçlarını onarım istasyonu koordinatları ile MES'e senkronize eder
• Süreç optimizasyonu:Yeniden akış fırını/pick-and-place makinesi ayarı için SPC verileri sağlar

AOI Teknoloji Avantajı

1.Manuel Denetimin Sınırlamaları

İlk PCB denetimi manuel görsel kontrollere dayanıyordu. Ancak, teknolojinin gelişmesiyle birlikte yüksek yoğunluklu ara bağlantı (HDI) tasarımlar ve seri̇ üreti̇m talepleri, manuel yöntemler üç kritik zorlukla karşı karşıyadır:

• Düşük güvenilirlik: Yorgunluğa ve öznel yargıya eğilimli, kusurdan kaçış oranları 15%
• Verimsizlik: Muayene hızı <0,5 pano/dakikaModern SMT hat döngüleri ile uyumsuz
• Artan maliyetler: İşgücü hesapları 8%-12% uzun eğitim gereksinimleri ile toplam PCB maliyetlerinin

2.AOI'nin Temel Algılama Yetenekleri

Doğru şekilde tanımlar 7 ana kusur kategorisi:

Geleneksel Yöntemlere Göre Benzersiz Avantajlar:

• Test kör noktalarını ortadan kaldırır: BGA alt dolgusunu, 0201 bileşenlerini ve ICT problarının erişemediği diğer alanları tespit eder
• Kapalı döngü veri analitiği: Gerçek zamanlı hata sınıflandırması (örneğin, şablon baskı hatalarının belirlenmesi) süreç optimizasyonuna olanak sağlar

3.Sayısallaştırılmış Performans Avantajları

4. Akıllı Üretim Entegrasyonu

• Gerçek zamanlı geri bildirim: MES uyarılarını onarım istasyonu koordinatları ile tetikler (<2 saniye yanıt)
• Kestirimci bakım: SPC tabanlı trend analizi, şablon tıkanması gibi sorunları öngörür
• Maliyet verimliliği: Tipik ROI <6 ay ile 50-70 oranında hurda azaltımı

SMT üretim hatlarında AOI'nin kritik rolü

I.SMT Sürecinde AOI'nin Dört Temel Muayene Düğümü

• Lehim Pastası Sonrası Denetim (SPI-AOI Entegrasyonu)

• Temel işlev:Macun kalınlığını (±5μm), kaplama alanını ve köprüleme kusurlarını ölçer
• Önleyici değer: Şablon tıkanmasının/yanlış hizalanmasının erken tespiti yeniden akış hatalarını önler ( hata yakalama oranı iyileştirmesi)

• Çip Sonrası Bileşen Yerleşimi (Çip Mounter Sonrası)

• Odaklanma:Eksik, ters veya yanlış hizalanmış 0201/0402 bileşenleri (±15μm hassasiyet)
• Maliyet avantajı: Bu aşamadaki yeniden işleme maliyeti, yeniden akış sonrası düzeltmenin yalnızca 1/20'si kadardır

• IC Sonrası Bileşen Yerleşimi (İnce Aralıklı Cihazlar)

• Kritik yetenek:QFP/BGA polarite hatalarını ve uç eş düzlemliliğini belirler (0,5° açısal çözünürlük)
• Süreç kontrolü: Otomatik ofset telafisi için alma ve yerleştirme makineleri ile gerçek zamanlı veri alışverişi

• Yeniden Akış Sonrası Son Denetim (Kapsamlı Kusur Taraması)

• Temel zorluklar:
  3D lehim bağlantı morfolojisi algılama (10μm Z ekseni çözünürlüğü gerektirir)
  Gölgeli alanların incelenmesi (örn. QFN alt sonlandırmaları)
• Endüstri durumu: 92 tespit oranına karşılık yeniden akış öncesi AOI için ,5

II.Teknik-Ekonomik Karşılaştırma: Yeniden Akış Öncesi ve Yeniden Akış Sonrası AOI

III. En İyi Uygulama Önerileri

• Ekipman Seçim Stratejisi

• Yeniden akış öncesi:Anında teknoloji ile yüksek hızlı AOI'ye öncelik verin (örn. Koh Young KY8030)
• Yeniden akış sonrası: 3D konfokal mikroskopi içermelidir (örn. Omron VT-S730)

• Kapalı Döngü Veri Uygulaması

• SPC kontrol çizelgeleri oluşturma (macun kusurları >%3 olduğunda şablon temizliğini otomatik tetikleme)
• Yerleştirme ofset verilerini MES aracılığıyla alma ve yerleştirme makinelerine geri besleme (±7μm telafi hassasiyeti)

• Gelecekteki Evrim Trendleri

• Derin öğrenme kullanan sanal AOI (EDA aşaması kusur riski tahmini)
• Çok modlu kontrol (bütünsel lehim bağlantısı modellemesi için X-ray + AOI veri füzyonu)

AOI Denetimi Hızlı Referans Kılavuzu

1.Karakter Yanlış Değerlendirmesi

• Sorun: Bulanık/tutarsız bileşen işaretleri nedeniyle yanlış çağrılar
• Çözümler:
• Kullanım çok spektrumlu görüntüleme (görünür + IR)
• Gri tonlama toleransını ayarlama (ΔE < 15)
• Kritik karakter kontrollerini azaltın

2.Denetim Kör Noktaları

• Yaygın Kör Noktalar:
• Uzun bileşen gölgeleri → 45° halka ışık + yan aydınlatma
• BGA alt lehim bağlantıları → Konfokal mikroskopi katman taraması
• Bileşenler <Pano kenarından 3mm → 5 mm'lik yasak bölge tasarımı

3.Lehim Bağlantı Standartları Tartışması

• Anahtar Parametreler:
• Çip bileşenleri: Islatma açısı 25°-55°, Xc/Xi=1.2-1.8
• QFP bileşenleri: Lehim filetosu ≥ kurşun kalınlığı
• Tasarım Kuralı:

  Ped uzantısı = Bileşen uzunluğu × 0,25
 Minimum aralık = Avg. bileşen yüksekliği + 0,5 mm

4.Uygulama Sonuçları

• Tipik iyileştirmeler:
  Yanlış arama oranı ↓
  Muayene hızı ↑
• Acil durum düzeltmesi:
  Aşırı yanlış çağrılar varsa → Karakter kontrolünü devre dışı bırak veya etkinleştirin “Öğrenme Modu”

5. Hızlı Sorun Giderme Tablosu

AOI Teknoloji Uygulamaları ve Sektör Kapsamı

1.Temel Uygulama Alanları

• SMT Elektronik Üretimi (Birincil Etki Alanı)

• Denetim Hedefleri:
  Lehim bağlantı kalitesi (boşluklar/köprüler/yetersiz lehim)
  Bileşen yerleşimi (yanlış hizalama/ters çevirme/eksik)
  Polarite doğrulaması (tantal kapasitörler/diyotlar oryantasyonu)
• Endüstri Standartları:
  IPC-A-610 Sınıf 3 (Havacılık/Uzay/Tıbbi sınıf)
  Algılama doğruluğu: ±15μm (0201 bileşen seviyesi)

• Ekran Paneli Üretimi (LCD/OLED)

• Kritik Denetimler:
  Piksel kusurları (parlak/koyu noktalar/çizgi kusurları)
  Hizalama hassasiyeti (Panel ofseti <3μm)
  Yapıştırıcı homojenliği (UV tutkal genişliği toleransı ±50μm)

2.Geniş Endüstriyel Uygulamalar

3.Gelişen Teknoloji Entegrasyonu

• Akıllı Fabrika Uygulaması

• MES sistem entegrasyonu sağlar:
  Gerçek zamanlı verim izleme (veri yenileme hızı ≤2s)
  Uyarlanabilir algılama eşikleri (AI güdümlü parametre ayarı)

• Sektörler Arası Genişleme

• Gıda Ambalajları: Alüminyum folyo conta bütünlüğü kontrolü (0,1 mm hassasiyet)
• Tekstil Endüstrisi: Kumaş hatası otomatik ayıklama (30m/dak hız)

4. Teknoloji Seçim Kılavuzu

1. Elektronik Üretim Önceliği:

• 3D SPI+AOI entegre sistemleri (örn. Koh Young KY8030)
• Minimum tespit edilebilir bileşen: 01005 (40μm×20μm)

• Genel Endüstriyel Tavsiyeler:

• Evrensel AOI sistemleri şu özelliklere sahip olmalıdır:
  Çok spektrumlu aydınlatma (metal/plastik yüzeyler için)
  IP54 koruma derecesi (toz/yağ direnci)

Sonuç

Modern üretimde temel bir kalite kontrol aracı olan Otomatik Optik Muayene (AOI) teknolojisi, geleneksel SMT elektronik üretiminden LCD paneller, yarı iletken paketleme, otomotiv elektroniği ve biyomedikal gibi çeşitli alanlara yayılmıştır. Temel değeri, lehim bağlantı kusurlarının, bileşen yerleştirme hatalarının ve polarite sorunlarının otomatik olarak tespitini gerçekleştirmek için yüksek hassasiyetli optik görüntüleme (±15μm) ve akıllı algoritmaların (örneğin, derin öğrenme) kombinasyonunda yatmaktadır ve aynı zamanda, akıllı üretimin yükseltilmesini teşvik etmek için kapalı bir veri döngüsü oluşturmak üzere MES sistemi ile bağlantı kurmaktadır. Gelecekte AOI, algılama sınırını daha da aşmak ve Endüstri 4.0 çağında vazgeçilmez bir "kalite bekçisi" olmak için X-ray ve AI öngörücü bakım ile derinlemesine entegre edilecektir.