Wat is AOI-inspectie? Optisch testen van PCB's uitgelegd
AOI (Automated Optical Inspection) is een cameragebaseerde controle die elke soldeerverbinding na reflow scant om ontbrekende onderdelen, verkeerde polariteit, opgelichte leads en soldeerdefecten te signaleren. Het is het werkpaard van de kwaliteitsgate op elke moderne SMT-lijn - ook op de DDM Novastar-lijn bij Energetika-VDS in Strumica.
Dit artikel behandelt wat AOI doet, wat het mist, het verschil in steekproef tussen Class 2 en Class 3, en wanneer u X-ray of in-circuit / functional test erbovenop zet.
Hoe AOI eigenlijk werkt
Een AOI-machine staat inline na de reflow-oven. Terwijl elke print passeert, leggen een aantal hogeresolutiecamera's (doorgaans 18-25 MP) de bovenkant van elke soldeerverbinding vast vanuit meerdere hoeken onder gestructureerde LED-verlichting (rood, groen, blauw, zijkant, bovenkant). Software vergelijkt het beeld met een gouden referentie en signaleert afwijkingen.
Een typische AOI-cyclus op een print van 200 x 150 mm met 600 componenten duurt 25-40 seconden. Dat past in een lijntakt van 60 seconden zonder dat het knelpunt wordt op de SMT-lijn.
Wat AOI vangt (en hoe goed)
| Defecttype | AOI-detectiepercentage | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Ontbrekend component | 99%+ | Triviaal - silhouetafwijking |
| Verkeerd component | 95-98% | Leest laser-geëtste ID's en bodymarkeringen |
| Omgekeerde polariteit | 98%+ | Detecteert polariteitspunten, kathodebanden |
| Opgelichte lead | 92-96% | Lastig op fijnpitch-QFP < 0,5 mm |
| Soldeerbrug | 95-98% | Alleen zichtbare bruggen |
| Onvoldoende soldeer | 85-92% | Zijcamerahoek helpt |
| Tombstoning | 99%+ | Duidelijke silhouetverandering |
| Koude verbinding (visueel) | 70-80% | X-ray is hier betrouwbaarder |
| BGA-soldeerballen | 0% | Verborgen onder package - vraagt X-ray |
| QFN-thermal-pad-voids | 0% | Verborgen - vraagt X-ray |
De eerlijke lezing: AOI vangt ~95% van de oppervlaktedefecten, maar kan niets zien wat onder een body verborgen ligt. Voor BGA-, QFN-, LGA- of gestapelde packages accepteert u het risico, voegt u 2D/3D-X-ray toe of valt u terug op functionele test aan het einde van de lijn.
Class 2 vs Class 3 - het verschil in steekproef
IPC-A-610 definieert drie klassen elektronicamontage. De AOI-strategie verschilt scherp tussen die klassen.
| Klasse | Typisch product | AOI-dekking | Operator-review |
|---|---|---|---|
| Class 1 | Consument (speelgoed, prototypes) | Steekproef 5-10% | Spot-checks |
| Class 2 | Industrieel, commercieel, IoT, automotive interieur | Steekproef 10-25% of 100% op kritieke netten | Engineer beoordeelt gemarkeerde printen |
| Class 3 | Medisch, lucht-/ruimtevaart, life-safety, militair | 100% AOI op elk paneel, dual-operator sign-off | Elke melding handmatig geverifieerd |
Bij Energetika-VDS hanteren we standaard 100% AOI op elk paneel ongeacht klasse - de lijn is al afgeschreven, de marginale kosten per print bedragen ongeveer 0,18 EUR, en het haalt een hele categorie escape-defecten weg. Class 3-klanten krijgen daarbovenop dual-operator-review en gedocumenteerde traceerbaarheid via ons kwaliteit en traceerbaarheid-programma.
AOI vs X-ray vs ICT vs FCT - waar elk thuishoort
Deze zijn niet uitwisselbaar. Een echt kwaliteitsplan stapelt ze.
| Test | Wat het vindt | Waar in de flow | In-house bij Energetika-VDS? |
|---|---|---|---|
| SPI (solder paste inspection) | Pastavolume, oppervlakte, hoogte vóór plaatsing | Na printer, vóór pick-and-place | Ja |
| AOI | Soldering oppervlak, aanwezigheid, polariteit | Na reflow | Ja |
| X-ray (2D / 3D) | Verborgen verbindingen onder BGA, QFN, voids | Na reflow, vóór ontpaneliseren | Extern via partnerlab |
| ICT (in-circuit test) | Kortsluiting, open, componentwaarden | Bare-board-testfixture | Extern betrokken |
| FCT (functional test) | End-to-end-gedrag, firmware | Na assemblage, klantspecifieke jig | Extern - wij draaien door de klant geleverde jigs |
Een typische Class 2 IoT-print vertrekt met SPI + AOI + FCT. Een Class 3 medische print voegt X-ray en ICT toe. Kostenopbouw voor een lot van 200 printen is grofweg: AOI 0,18 EUR/print, X-ray 3-8 EUR/print, ICT-setup 800-2000 EUR + 0,4 EUR/print, FCT hangt volledig af van de cyclustijd.
Voor context, zie onze kostengids en de gids voor laag volume voor welke tests onder de 500 stuks zich daadwerkelijk terugverdienen.
Steekproef vs 100% - wanneer met uw EMS in discussie te gaan
Stelt uw EMS AOI-steekproef voor (bijv. "elke 5e print"), vraag dan waarom. Eerlijke redenen:
- Lijnsnelheidsmismatch (AOI is het knelpunt - zeldzaam op moderne apparatuur)
- Klant koos steekproef om kosten te besparen (geldig voor Class 1)
- Het AOI-programma is slecht afgesteld en het false-call-percentage verspilt operatortijd
De slechte reden: "Wij doen altijd steekproef." Dat is een procesgat. Op onze SMT-lijn draait AOI 100% op elke print, want het alternatief - het defect vinden bij FCT, of erger nog in het veld - kost 10-100x meer.
Hoe AOI in het Energetika-VDS-proces past
Ons productieproces stapelt inspectie op vier punten: SPI na soldeerpasta, AOI na reflow op de bovenzijde, AOI na reflow op de onderzijde (voor dubbelzijdige assemblages) en visueel + elektrisch aan het einde van de lijn. Met drie-ploegen-capaciteit van 14,4 mln plaatsingen per jaar en single-shift-basis van 4,8 mln is de AOI-doorvoer afgestemd op de plaatsingsdoorvoer, zodat er geen inspectie-backlog ontstaat.
Voor componentinkoop en BOM's met actieve of risicovolle onderdelen bieden we X-ray-steekproef op het first article en daarna 100% AOI - een praktisch compromis voor medische en automotive-klanten.
Vraag een offerteschatting of vraag een formele offerte aan met uw BOM en Gerbers om de AOI-dekking op uw specifieke print te zien.
Veelgestelde vragen
Wat is AOI?
AOI staat voor Automated Optical Inspection. Het is een cameragebaseerde machine die elke soldeerverbinding op een PCB na reflow fotografeert en die beelden vergelijkt met een gouden referentie om defecten zoals ontbrekende onderdelen, omgekeerde polariteit of soldeerbruggen te signaleren.
AOI vs X-ray - wat is het verschil?
AOI gebruikt zichtbare-licht-camera's en kan alleen inspecteren wat de camera van bovenaf ziet. X-ray dringt door packages heen en inspecteert verborgen verbindingen onder BGA, QFN, LGA en andere bottom-terminated componenten. De twee zijn aanvullend, geen alternatieven - Class 3-printen gebruiken beide.
Vangt AOI BGA-defecten?
Nee. BGA-soldeerballen zitten verborgen onder de package-body, dus optische inspectie kan ze niet zien. Om BGA-verbindingen te verifiëren heeft u 2D- of 3D-X-ray-inspectie nodig. AOI bevestigt alleen dat de BGA-package zelf aanwezig is en correct georiënteerd.
Moet ik 100% AOI eisen of is steekproef voldoende?
Voor Class 1 consumentenproducten is steekproef 10-25% industriestandaard. Voor Class 2 en hoger: vraag 100% AOI - de marginale kosten zijn onder 0,20 EUR per print en het escape-risico op defecten daalt met een orde van grootte. Bij Energetika-VDS is 100% AOI standaard op elk paneel ongeacht klasse.
Hoe nauwkeurig is moderne AOI?
Moderne AOI-machines halen ~95% detectiepercentage op oppervlaktedefecten met een false-call-percentage van 0,5-2%. De resterende 5% escape betreft doorgaans zeer fijnpitch-opgelichte leads, gedeeltelijke wetting en elke verbinding die onder een componentbody verborgen ligt - die vragen X-ray of elektrische test.