Einführung

Was ist ein "AOI-System"?

Ein AOI-System ist ein automatisches Testsystem für elektronische Baugruppen, das mittels optischer Inspektionsverfahren die Bestückung, Lötstellen und teilweise auch Beschichtungen (Lötstopplack, Schutzlack, etc.) überprüfen kann. Es gibt auch Systeme, die den Pastendruck kontrollieren können. Damit lassen sich Fertigungsfehler, wie falsch bestückte, fehlende, verschobene oder falsch eingebaute Bauteile bzw. schlechte Lötstellen erkennen.

AOI-Systeme gibt es als eigenständige Lösungen (Offline), die manuell mit den zu prüfenden Baugruppen be- und entladen werden, aber auch für eine Integration in automatische Fertigungslinien (In-Line-Systeme). Erstere eignen sich hauptsächlich für den Test von kleinen Stückzahlen, zur Produkteinführung oder bei einem hohen Baugruppenmix. Zudem gibt es Systeme, die für die Inspektion der Baugruppenoberseite, nur für die Unterseite oder für beide Seiten geeignet sind.

Darüber hinaus werden auch Systeme angeboten, die auf den Test von Halbleitern/Wafer, Bond-Verbindungen oder LEDs spezialisiert sind.

Prinzipiell werden zwei Arten von Systemen angeboten: Kamera- und Scanner-basierende Systeme.

Bei Kamera-basierenden Systemen erfolgt die Bildaufnahme mit einer Kamera. Je nach eingesetztem Objektiv und Art der Kamera lässt sich ein unterschiedlich großer Sichtbereich aufnehmen und nach Fehlern (Abweichungen) durchsuchen. Um die gesamte Baugruppe zu prüfen, müssen entweder die Kamera oder die Baugruppe weiterbewegt und weitere Einzelbilder aufgenommen werden. Teilweise verfügen die Systeme über weitere Kameras, welche die Baugruppe auch seitlich betrachten oder über spezielle Beleuchtungseinrichtungen (aus verschiedenen Richtungen und mit unterschiedlichen Farben), um eine möglichst umfassende und sichere Erkennung der Fehler zu ermöglichen. Die Auswertung der Daten und Fehlerdiagnose erfolgt meist mit sehr aufwendigen Algorithmen. Zur Erstellung der Testprogramme werden meist die Stückliste und Layout-Daten der Baugruppe benötigt.

Bei Scanner-basierenden Systemen erfolgt die Bildaufnahme der zu prüfenden Baugruppe mittels einer Zeilenkamera. Auch hier wird entweder die Zeilenkamera über der Baugruppe bewegt oder die Baugruppe unter der Zeilenkamera durchgefahren. Somit entsteht ein Gesamtbild der Baugruppe. Bei einfachen Systemen erfolgt die Überprüfung durch einen Vergleich der aktuellen Aufnahme mit der Aufnahme einer fehlerfreien Baugruppe (Golden Board). Dies kann entweder durch den Anwender (schneller Bildwechsel) oder automatisch mittels Software durch das AOI-System erfolgen. Die Erstellung des Testprogramms ist damit meist einfacher. Aufwendigere Systeme betrachten und bewerten wie bei den Kamera-basierten Lösungen jedes Bauteil einzeln. Dies ermöglicht eine zuverlässigere und genauere Fehlererkennung, erfordert aber einen höheren Programmieraufwand.

Test- und Messverfahren

Da für die Überprüfung der Baugruppe optische Inspektionsverfahren genutzt werden, lassen sich nur optisch sichtbare Bereiche des Testobjekts kontrollieren. Probleme können sich ergeben, wenn sehr hohe Bauteile neben dem zu untersuchenden Objekt platziert sind oder Lötstellen durch Komponenten (z.B. BGA) komplett verdeckt sind. Zudem kann die Erkennung von Fehlern beispielsweise durch Schattenwurf, Reflexionen, mangelnden Kontrast oder zu geringe Farbunterschiede erschwert werden. Die Systeme können je nach Anbieter mit zusätzlichen Messverfahren oder Funktionen ausgestattet sein, wie z.B. einer Laserhöhenmessung (präzise Höhenmessung), OCR (Schrifterkennung) oder einer Software zur statistischen Auswertung der Testergebnisse.

Synonyme

Automatisches Inspektionssystem, AOI (engl. automatic optical inspection), Benchtop-AOI, Table-Top-AOI, SPI (Solder Paste Inspection = dt.: Lotpasteninspektion)

Abgrenzung

Nicht betrachtet werden hier Systeme, die keine automatische optische Inspektion von elektronischen Baugruppen ermöglichen und beispielsweise nur der Fehlerklassifizierung dienen. Ebenfalls nicht betrachtet werden Systeme, die mit einer Röntgeninspektion arbeiten. Diese Systeme werden in späteren Marktübersichten betrachtet.

Auswahlkriterien

In der Produktübersicht finden Sie eine Übersicht welche Hersteller welche Produkttypen anbieten. Dies erlaubt eine Vorauswahl der Hersteller, welche Systeme mit den erforderlichen Fähigkeiten anbieten können.