Khái quát về máy AOI – Yếu tố kiểm soát quang tự động hóa

Trong ngành sản xuất PCB, quy trình kiểm soát quang học tự động (AOI) đóng vai trò thiết yếu trong việc sản xuất và lắp ráp PCB cũng như kiểm tra các loại bảng mạch. Quá trình này cung cấp sự chính xác và hiệu suất cao trong việc kiểm tra lỗi trên hệ thống điện tử và PCB của bạn, đảm bảo rằng sản phẩm đạt chất lượng trước khi xuất xưởng và không chứa lỗi sản xuất nào.

AOI có nghĩa là gì?

AOI hay (Automated Optical Inspection – Kiểm Tra Quang Tự Động) là hệ thống kiểm soát quang học tự động sử dụng hình ảnh để thẩm định bảng mạch in (PCB) trong giai đoạn sản xuất. Ở đây, camera quét bảng mạch cẩn thận để xác định các lỗi hoặc hư hỏng có thể xuất hiện. AOI kết hợp giữa quang học, kỹ thuật cơ khí, điều khiển điện tử và phần mềm, nhằm thay thế sự nhìn nhận của con người.

Với sự thu nhỏ và tăng độ phức tạp của PCB, một bảng mạch thậm chí có thể gồm hàng nghìn thành phần hàn. AOI đảm nhận nhiệm vụ kiểm tra chất lượng PCB trong quá trình sản xuất và điều chỉnh quy trình sản xuất, điều này là then chốt để thành công trong thị trường cạnh tranh của sản xuất PCB hiện nay.

Chức năng chính của AOI

Hệ thống AOI thường được tích hợp trong sản xuất các sản phẩm đa dạng, những lại vô cùng quan trọng trong việc giám sát các bề mặt bảng mạch in để tiến hành phát hiện lỗi và thực hiện các đo lường chính xác, vượt qua khả năng của nhân viên thông thường.

AOI có khả năng phát hiện các lỗi trên bảng mạch như điểm lõm, xước, lỗi kích thước như hở mạch, ngắn mạch hay chất hàn không đạt chuẩn, bên cạnh đó có thể phát hiện các lỗi về thành phần như sai linh kiện, thiếu hay lắp sai chỗ.

• Đối với PCB có các thành phần hàn (SMT kiểm tra): hàn thiếu, lỗi chiều cao, lỗi linh kiện, kết nối hàn, hàn thừa, lỗi quảng cáo, và lỗi khối lượng…
• Đối với bảng mạch PCB: lỗi ngắn mạch, vi phạm độ rộng tiếp xúc, khoảng cách không đúng quy định, dư thừa đồng, trải pads, cắt linh kiện, sai vị trí linh kiện, cũng như vấn đề với lỗ khoan (dù lỗ có thoát khỏi pad hay không).

Mặc dù hữu ích, AOI có những giới hạn của nó. Hệ thống này chỉ kiểm tra được bề mặt PCB chứ không phát hiện được sự cố ở các lớp nội tại của bảng mạch.

Cơ chế hoạt động của AOI

AOI phụ thuộc vào ba yếu tố thiết yếu: Mức độ sáng, Camera và Phần mềm xử lý hình ảnh.

Ánh sáng

Nguồn ánh sáng từ dưới hệ thống quang học có độ sáng cao giúp chiếu rõ các lỗi khác nhau. Lựa chọn ánh sáng phù hợp cho phép dễ dàng phát hiện ra các khuyết điểm.

Các máy AOI trước đây thường sử dụng nguồn sáng từ đèn huỳnh quang, đèn sợi đốt, tia UV đến hồng ngoại. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ chiếu sáng, máy móc hiện đại ngày nay ưa dùng đèn LED có nhiều màu như đỏ, xanh lục, trắng và xanh lam.

Ngồi vị trí của nguồn ánh sáng, khía cạnh về loại sáng cũng rất cần được chú ý. Nguồn sáng cần được đặt sao cho ánh sáng chiếu đều lên mọi vùng để làm bật lên những phần không đạt, từ đó có thể được điều chỉnh phù hợp cho các loại dịch vụ khác biệt.

Cối xay hình của hệ thống

Cối xay hình bắt ảnh của từng sản phẩm và chuyển đến phần phân tích qua phầm mềm xử lý của thiết bị AOI. Thông thường sẽ có một hoặc hơn các camera có độ phân giải cao được lắp đặt để nâng cao hiệu suất làm việc, và ở một số hệ thống, camera có khả năng di chuyển theo chỉ dẫn của phần mềm.

Độ phân giải của hình ảnh do máy AOI chụp sẽ quyết định được mức độ chi tiết mà thiết bị có thể nhận biết và thu vào. Độ phân giải đóng vai trò quan trọng trong thiết bị AOI vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới độ chuẩn xác và tốc độ của quá trình kiểm tra. Độ phân giải của camera góp phần định nghĩa trường nhìn (FOV), nơi hiển thị phần sản phẩm xuất hiện trong mỗi hình ảnh. FOV càng rộng thì số lượng hình ảnh cần thiết để kiểm tra sản phẩm càng ít.

Phần mềm xử lý hình ảnh

Để máy AOI có khả năng tiến hành kiểm tra sản phẩm, thông tin về sản phẩm đạt chuẩn phải được nhập vào trong hệ thống. Có hai phương pháp để thiết lập lập trình cho máy AOI:

• Sử dụng mẫu ‘Golden Board – Bảng tiêu chuẩn’: sản phẩm không lỗi được sử dụng như mẫu mực cho máy AOI, sản phẩm này sau đó được đưa qua hệ thống để scan. Quá trình này nhằm mục đích quan sát và kiểm tra các đặc tính của sản phẩm, và thường cần nhiều mẫu sản phẩm để cung cấp dữ liệu về sự biến đổi đa dạng cho hệ thống.
• Lập trình căn cứ vào thuật toán: hệ thống tự động tạo ra hồ sơ cho sản phẩm thông qua việc nhập dữ liệu của sản phẩm vào nó.

Dưới đây là một số thông tin cơ bản về AOI – Hệ thống kiểm tra tự động bằng quang học mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn. Nếu quý khách hàng cần tìm hiểu thêm hoặc muốn mua máy AOI, xin vui lòng liên hệ thông tin dưới đây để nhận được những ưu đãi tốt nhất từ chúng tôi: