Otomatik optik muayene (AOI), bir ürünün kamerayla görüntülenip görüntü işleme yazılımıyla otomatik olarak denetlenmesidir. Terim en çok elektronik üretiminde, baskılı devre kartı (PCB) üzerindeki bileşenlerin ve lehimlerin kontrolü için kullanılır. Aynı yaklaşım bugün montaj, ambalaj ve metal parça hatlarında da her ürünü hat hızında denetlemek için uygulanıyor.
Bir elektronik kart üretim hattını düşünelim. Dizgi makinesi saatte binlerce bileşeni karta yerleştiriyor, ardından kart fırından geçip lehimleniyor. Tek bir kondansatörün ters takılması ya da iki bacak arasında bir lehim köprüsü kalması, kartın sahada arızalanmasına yetiyor. Bu kadar çok bileşeni gözle kontrol etmek mümkün değil. AOI her kartın her bileşenine saniyeler içinde bakar.
AOI nasıl çalışır?
AOI sistemi kartınızı ya da ürününüzü bir ya da birden çok kamerayla, farklı açılardan gelen kontrollü ışık altında görüntüler. Yazılım görüntüyü referans bir kartla, tasarım verisiyle ya da tanımlı kurallarla karşılaştırır ve sapma bulduğu her noktayı işaretler.
- Görüntüleme. Kart konveyörle istasyona girer, kameralar kartın tamamını ya da bölge bölge görüntüler.
- Karşılaştırma. Her bileşenin varlığı, konumu, açısı, polaritesi ve lehim biçimi beklenen değerle karşılaştırılır.
- Karar. Kart iyi ya da kusurlu olarak işaretlenir, kusurun yeri ve tipi kaydedilir.
- Gözden geçirme. Kusurlu işaretlenen kartlar bir operatör ekranında gözden geçirilir, gerçek kusur onarıma gider.
Örneğin bir kartta 300 bileşen varsa AOI her birini ayrı ayrı denetler ve kusurlu kartta hangi bileşenin, hangi kusurla işaretlendiğini gösterir. Operatör yalnızca işaretli noktalara bakar.
AOI hangi kusurları bulur?
Elektronik üretiminde AOI en çok eksik ve yanlış bileşeni, ters polariteyi, bileşen kaymasını ve lehim kusurlarını bulur. Hangi kusurun kabul edilebilir olduğu, elektronik montajların kabul ölçütlerini tanımlayan IPC-A-610 standardına göre belirlenir.
| Kusur | Ne demek | Nasıl görünür |
|---|---|---|
| Eksik bileşen | Yerleştirilmesi gereken bileşen yok | Lehim pedi boş görünür |
| Yanlış bileşen | Başka değerde ya da tipte bileşen | Üzerindeki yazı ya da renk farklıdır |
| Ters polarite | Yönlü bileşen ters takılmış | Polarite işareti yanlış taraftadır |
| Kayma ve dönme | Bileşen pedin üzerinde kaymış | Konum ya da açı toleransın dışındadır |
| Lehim köprüsü | İki bacak arasında istenmeyen lehim | Bacaklar arasında parlak bir bağ görünür |
| Yetersiz ya da fazla lehim | Lehim miktarı uygun değil | Lehim biçimi ve parlaklığı farklıdır |
| Mezar taşı (tombstone) | Küçük bileşen bir ucundan kalkmış | Bileşen dik durur |
AOI görebildiğini denetler. Örneğin BGA gibi bacakları bileşenin altında kalan parçaların lehimlerini göremez, bunlar için X ışınlı muayene (AXI) kullanılır.
2B AOI ile 3B AOI arasındaki fark nedir?
2B AOI kartın düz görüntüsüyle çalışır, renk ve parlaklık farklarından karar verir. 3B AOI ise yükseklik de ölçer ve bileşenin kalkık olup olmadığını, lehimin hacmini ve biçimini doğrudan görür.
Örneğin bir bileşenin bir bacağı karttan hafifçe kalkmışsa 2B görüntüde bacak yerinde gibi görünebilir. 3B ölçüm ise bacağın pedden örneğin 0,05 mm yukarıda olduğunu gösterir. 3B AOI daha az yanlış alarm verir ama yatırımı daha yüksektir. Size hangisinin uyacağını kartınızın yoğunluğu ve kusurun maliyeti belirler.
AOI hatta nereye konur?
AOI elektronik montaj hattında genellikle lehim pastası basıldıktan sonra, bileşenler yerleştirildikten sonra ve kart fırından çıktıktan sonra olmak üzere üç noktada kullanılır.
Lehim pastasının denetimi çoğu zaman ayrı bir cihazla, lehim pastası muayenesiyle (SPI) yapılır. Fırın sonrasındaki AOI ise son kalite kapısıdır. Kusuru ne kadar erken yakalarsanız onarımı sizin için o kadar ucuzdur. Örneğin fırından önce fark edilen eksik bir bileşen hemen eklenir, fırından sonra fark edilirse kartın sökülüp yeniden lehimlenmesi gerekir.
Yanlış alarm neden önemlidir?
AOI'nin pratikteki en büyük sorunu yanlış alarmdır, yani iyi kartın kusurlu işaretlenmesi. Yanlış alarm çoksa operatör gözden geçirme ekranında zaman kaybeder ve bir süre sonra uyarılara güvenmez.
Yanlış alarmı azaltmak için ışık ve eşikler kartın gerçek değişkenliğine göre ayarlanır ve bazı sistemlerde derin öğrenme modeli kullanılır. Model, lehimin parlaklığındaki doğal farkları kusurdan ayırmayı örneklerden öğrenir. Kaçırma ve yanlış ret oranlarının nasıl dengelendiği derin öğrenme ile görsel denetimin temel konusudur.
AOI yalnızca elektronikte mi kullanılır?
Otomatik optik muayene adı elektronikte yerleşmiştir, ama yöntem her sektörde aynıdır. Kamera, kontrollü ışık ve yazılım bir ürünü otomatik olarak denetler.
Örneğin bir otomotiv montaj hattında kamera klips, vida ve konnektörlerin varlığını, bir ambalaj hattında etiket ve kapağı, bir metal hattında yüzeydeki çizik ve lekeleri kontrol eder. Bu kontrollerin kuralı net olanları endüstriyel görüntü işlemeyle, parça varlığı ve konumu ile ilgili olanları montaj doğrulama sistemleriyle yapılır.
İlk adım: kusur kayıtlarınızı tipine göre ayırın
AOI ya da genel bir otomatik muayene sistemine karar vermeden önce son aylarda yakalanan ve kaçan kusurları tipine göre sayın. Hangi kusurun en sık, hangisinin en pahalı olduğunu ve kusurun hattın hangi noktasında oluştuğunu not edin.
Bu liste, kameranın hangi noktaya konacağını ve 2B mi 3B mi gerektiğini gösterir. Kusurlu ve iyi birkaç numuneyle bize yazarsanız muayenenin kamerayla yapılıp yapılamayacağını birlikte değerlendirebiliriz.
Sık sorulan sorular
AOI'nin açılımı nedir?
AOI, İngilizce "Automated Optical Inspection" ifadesinin kısaltmasıdır ve Türkçede otomatik optik muayene olarak geçer.
AOI ile SPI arasındaki fark nedir?
SPI, lehim pastası basıldıktan sonra pastanın miktarını ve konumunu ölçer. AOI ise bileşen yerleştirildikten ya da lehimlendikten sonra bileşenleri ve lehimleri denetler.
AOI her kusuru yakalar mı?
Yalnızca görünen kusurları yakalar. Bileşenin altında kalan lehimler X ışınlı muayeneyle, elektriksel kusurlar devre içi test ve fonksiyon testiyle bulunur.
AOI programı nasıl hazırlanır?
Programın çoğu kartın tasarım verisinden ve bileşen kütüphanesinden otomatik oluşturulur. Ardından eşikler ve ışık, iyi ve kusurlu kartlar üzerinde ince ayarla doğrulanır.
