Co je AOI inspekce? Optické testování PCB – vysvětlení
AOI (Automated Optical Inspection) je kamerová kontrola, která skenuje každý pájený spoj po reflow a označuje chybějící díly, špatnou polaritu, zvednuté vývody a pájkové vady. Je to základní brána kvality na každé moderní SMT lince – včetně DDM Novastar linky v Energetika-VDS ve Strumica.
Tento článek popisuje, co AOI dělá, co přehlíží, rozdíl ve vzorkování Class 2 vs. Class 3, a kdy přidat RTG nebo in-circuit / funkční test navíc.
Jak AOI skutečně funguje
AOI stroj stojí inline za reflow pecí. Jak každá deska prochází, pole vysokorozlišovacích kamer (typicky 18–25 MP) snímá vrchní část každého pájeného spoje z více úhlů pod strukturovaným LED osvětlením (červené, zelené, modré, boční, vrchní). Software porovnává snímek s referenčním vzorem a označuje odchylky.
Typický AOI cyklus na desce 200 × 150 mm se 600 komponenty trvá 25–40 sekund. To se vejde do 60sekundového taktu linky bez tvorby úzkého hrdla na SMT lince.
Co AOI zachytí (a jak dobře)
| Typ vady | Míra detekce AOI | Poznámky |
|---|---|---|
| Chybějící komponent | 99 %+ | Triviální – neshoda siluety |
| Špatný komponent | 95–98 % | Čte laserově rytá ID a označení těla |
| Obrácená polarita | 98 %+ | Detekuje polaritní tečky, katodové pásky |
| Zvednutý vývod | 92–96 % | Obtížné na jemný pitch QFP < 0,5 mm |
| Pájkový zkrat | 95–98 % | Pouze viditelné zkraty |
| Nedostatečná pájka | 85–92 % | Pomáhá boční kamera |
| Náhrobní efekt | 99 %+ | Zřejmá změna siluety |
| Studený spoj (vizuálně) | 70–80 % | RTG je spolehlivější |
| BGA pájkové kuličky | 0 % | Skryté pod pouzdrem – nutný RTG |
| QFN thermal pad dutiny | 0 % | Skryté – nutný RTG |
Upřímné čtení: AOI zachytí přibližně 95 % povrchových vad, ale nevidí nic schovaného pod tělem součástky. Pro BGA, QFN, LGA nebo stacked-die pouzdra buď přijměte riziko, přidejte 2D/3D RTG, nebo se obraťte na funkční test na konci linky.
Class 2 vs. Class 3 – rozdíl ve vzorkování
IPC-A-610 definuje tři třídy elektronické montáže. Strategie AOI se mezi nimi výrazně liší.
| Třída | Typický produkt | Pokrytí AOI | Operátorská kontrola |
|---|---|---|---|
| Class 1 | Spotřebitel (hračky, prototypy) | Vzorkování 5–10 % | Namátkové kontroly |
| Class 2 | Průmysl, komerční, IoT, automobilový interiér | Vzorkování 10–25 % nebo 100 % na kritických nety | Inženýr kontroluje označené desky |
| Class 3 | Medicína, letectví, záchrana života, vojenství | 100 % AOI každý panel, dvojitý podpis operátora | Každý flag ručně ověřen |
V Energetika-VDS výchozí nastavení je 100 % AOI na každém panelu bez ohledu na třídu – linka je již zaplacena, mezní náklady na desku jsou přibližně 0,18 EUR a odstraňuje celou kategorii unikajících vad. Zákazníci Class 3 navíc dostávají kontrolu dvěma operátory a zdokumentovanou trasovatelnost prostřednictvím programu kvality a trasovatelnosti.
AOI vs. RTG vs. ICT vs. FCT – kde každý patří
Tyto metody jsou nezaměnitelné. Reálný plán kvality je vrství.
| Test | Co najde | Kde v procesu | In-house v Energetika-VDS? |
|---|---|---|---|
| SPI (inspekce pájkové pasty) | Objem, plocha, výška pasty před osazením | Po tiskárně, před pick-and-place | Ano |
| AOI | Povrchová pájka, přítomnost, polarita | Po reflow | Ano |
| RTG (2D/3D) | BGA spoje, QFN dutiny, interní zkraty | Po reflow (inline nebo offline) | Sourced |
| ICT (in-circuit test) | Elektrické hodnoty součástek, zkraty, odpory | Po montáži, před FCT | Sourced přípravek, in-house stanice |
| FCT (funkční test) | Funkce zařízení (software, výkon, I/O) | Finální krok před dodáním | In-house stanice, zákazníkem dodaný přípravek |
Pro desky se BGA nebo QFN komponenty: AOI je povinná, ale nedostatečná. Přidejte RTG nebo FCT. Pro plně viditelné assemblies bez BGA: AOI + FCT je standardní zásobník.
Nejčastější dotazy
Může AOI zkontrolovat BGA komponenty?
Ne. AOI kamera nemůže vidět spoje BGA, protože jsou skryty pod pouzdrem. K ověření BGA spojů potřebujete 2D nebo 3D RTG inspekci. AOI pouze potvrdí, že samotné BGA pouzdro je přítomné a správně orientované.
Mám požadovat 100 % AOI nebo stačí vzorkování?
Pro spotřebitelské produkty Class 1 je průmyslovým standardem vzorkování 10–25 %. Pro Class 2 a výše požadujte 100 % AOI – mezní náklady jsou pod 0,20 EUR na desku a riziko unikajících vad klesá o řád. V Energetika-VDS je 100 % AOI výchozím nastavením na každém panelu bez ohledu na třídu.
Jak přesné je moderní AOI?
Moderní AOI stroje dosahují přibližně 95% míry detekce povrchových vad s mírou falešných poplachů 0,5–2 %. Zbývající 5 % unikajících vad jsou typicky zvednuté vývody s velmi jemným pitchem, problémy s částečným smáčením a jakýkoli spoj skrytý pod tělem součástky – ty vyžadují RTG nebo elektrický test k nalezení.