|
|
 |
什麼是AOI？2D AOI可以檢測哪些電路板組裝的缺點？
AOI (Auto Optical Inspection) 就是自動光學辨識系統，現在已經被普遍應用在電子業的電路板組裝生產線的外觀檢查並取代以往的人工目檢作業(Visual Inspection)。
（請注意：本文說明的AOI為2D AOI，現在市面上已經有3D AOI可以提供更精細的立體影像檢查，提高AOI的檢出率。）
AOI技術的基本原理是利用影像技術來比對待測物與標準影像是否有過大的差異來判斷待測物有否符合標準，所以AOI的好壞基本上也取決於其對影像的解析度、成像能力與影像辨析技術。
早期的時候AOI大多被拿來檢測IC(積體電路)封裝後的表面印刷是否有缺陷，隨著技術的演進，現在則被拿來用在SMT組裝線上檢測電路板上的零件焊錫組裝(PCB Assembly)後的品質狀況，或是SPI(Solder Paste Inspection)檢查錫膏印刷後有否符合標準。
AOI最大的優點就是可以取代以前SMT爐前、爐後的人工目檢作業，而且可以比人眼更精確的判斷出SMT的打件組裝缺點。但就如同人眼一樣，AOI基本上也僅能執行物件的表面檢查，所以只要是物件表面上可以看得到的形狀，它都可以正確無誤的檢查出來，但對於藏在零件底下或是零件邊緣的焊點可能就力有未逮，當然現在有許多的AOI已經可以作到多角度的攝影來增加其對IC腳翹的檢出能力，並增加某些被遮蔽元件的攝影角度，以提供更多的檢出率，但效果總是不盡理想，難以達到100％的測試涵蓋率。
其實，AOI還有個最大的缺點是有些灰階或是陰影明暗不是很明顯的地方，比較容易出現誤判(false reject)的情況，這些或許可以使用不同顏色的燈光來加以判別，但最麻煩的還是那些被其他零件遮蓋到的元件以及位於元件底下的焊點，因為傳統的AOI只能檢測直射光線所能到達的地方，像是屏蔽框肋條或是其邊緣底下的元件，往往就會因為AOI檢測不到而漏掉。
所以一般的電路板組裝生產線，甚少僅使用AOI來確保其組裝品質，通常還得經過ICT(In-Circuit Test)以及功能測試(FVT)檢測，有些產線還會在多加一台AXI (Automatic X-ray Inspection)，利用X-Ray來隨線檢查元件底下焊點(如BGA)的品質，以保證電路板可以達到100%的測試涵蓋率。
AOI可以檢測出組裝電路板的那些缺點？
就工作熊個人的瞭解目前的AOI應該可以完全檢查出下列的打件缺點，而這些缺點在人工目檢沒有失誤的情況下也大多可以檢查出來：
- 缺件 (Missing)
- 偏斜(Skew)
- 墓碑 (tombstone)
另外，由於光學檢查受制於光線、角度、解析度..等因素條件，所以下列這些缺點只有在某些條件之下才可以檢查出來，但比較難以達到百分百的檢出率，也就是說：
-
錯件 (wrong component) ：
如果是形狀不一樣的錯件，或是表面有不同印刷的零件，AOI應該也可以檢查出來。但如果外觀沒有明顯不同，也沒有表面印刷，比如說0402尺寸以下的電阻及電容，這些就很難利用AOI來檢出。 -
極性反 (Wrong polarity)：
這點也必須取決於零件本身有否標示零件極性的符號，或是外觀形狀的差異才可以執行。 -
腳翹 (lead lift) 、腳變形(lead defective)：
嚴重的腳翹可以經由光線反射的明暗不同的判斷出來，但輕微腳翹可以就有些困難。嚴重的腳變形也可以很容易的使用AOI來檢測，輕微的腳翹則閉需要是情況而定，這通常取決於參數調整的嚴格與否，更取決於工程師或操作員的經驗值。
-
錫橋 (solder bridge) ：
一般來說錫橋很容易檢查得出來，但如果是藏在零件底下的錫橋就無法度了。像有些連接器(connector)的錫橋都發生在元件本體的底部，這時候使用AOI就沒有辦法檢測出來。
-
少錫 (insufficient solder) ：
錫量嚴重不足時當然可以使用AOI輕易的判斷，但是錫膏量印刷的多寡總會有些誤差，這時候就需要收集一定數量的產品來判斷的多寡
-
假焊、冷焊：
這個是最討厭的問題，因為光由外表通常很難檢查出來有有假、冷焊，就算可以利用其外觀形狀來判斷，但其差異真的非常小，把參數調得太嚴的話又容易誤判。像這類問題總需要經過一段時間的調校後才能得出最佳的參數。
總之，AOI雖然好用但確實也有些先天上的限制，不過可以用在即時的SMT初步品質分析，並馬上回饋SMT的品質狀況，讓SMT製程作業加以改善，的確可以有效提高SMT的產出良率。
一般使用ICT測試機台抓到問題再反應給SMT做修正，通常會有24個小時以上的時間差，那時候的SMT的狀況通常已經改變，甚至已經換線了。所以就品質管控的角度來看，AOI確實有其存在的必要。
另外，隨著3D技術的發展以及MCU運算能力的精進，現在也有許多設備商開始發展立體AOI的技術，目的除了做出差異化之外，立體AOI的影像技術其實比原來二維的影像更真實，也更容易比對出問題點。
延伸閱讀：
PCB電路板為何要有測試點？
電子製造工廠如何產出一片電路板
簡介電路板組裝後的功能測試(FVT/FCT)
|
|
訪客留言內容（Comments）
訪客留言注意事項：
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上，請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言，與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言，請善加利用【搜尋框】尋找相關文章，找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章，自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容，工作熊不一定會瞭解你在說什麼，就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家，所以回答的內容或許會有不正確的地方，服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題，請前先參考這篇文章【詢問工程問題，請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問，並且請提供足夠的資訊，這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看，但不會每則留言都回答，尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度，工作熊不是你的「細漢」，更沒有拿你的薪水，所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 原則上工作熊不接受私下電子郵件、電話、私訊、微信或任何即時通聯絡。
8. 自2021年7月起Google將停止最新文章電子郵件通知，如果你想隨時接收部落格的最新文章可以參考這裡。
不單單零件嚴謹的檢測參數會有誤判的問題
以下所列也都有可能造成AOI誤判
PCB顏色/絲印位置/PCB板彎/second source..等等
False alarm是一個很討厭的東西
太多的時候會看到作業員以1秒2~3下的速度按壓鍵盤,不良檢出率打折
太少有可能檢測參數不夠嚴謹