مع تطور المنتجات الإلكترونية نحو التصغير والكثافة العالية، أصبح من الصعب على طرق الفحص البصري اليدوي والقياسات الكهربائية تلبية متطلبات الدقة العالية لإنتاج SMT (تقنية التركيب السطحي). أصبحت تقنية AOI (الفحص البصري التلقائي)، من خلال التصوير البصري والخوارزميات الذكية، أداة أساسية لضمان جودة اللحام وتعزيز كفاءة الإنتاج. ستعمل هذه المقالة على تحليل الدور الرئيسي لـ AOI في SMT بشكل منهجي من جوانب مثل المبادئ التقنية وسيناريوهات التطبيق وتحديات الصناعة والاتجاهات المستقبلية.
AOI هي تقنية اختبار غير مدمرة تعتمد على التصوير البصري وتحليل الكمبيوتر. تتضمن جوهرها:
النظام البصري: تُستخدم كاميرات أو ماسحات CCD عالية الدقة للحصول على صور PCB (لوحة الدوائر المطبوعة). بالاقتران مع مصادر الإضاءة الليفية الحلقية والعدسات متساوية المركز، يتم التخلص من تأثيرات المنظر لضمان وضوح الصورة بنسبة 18%.
خوارزمية التحليل: تنقسم إلى التحقق من قاعدة التصميم (DRC) وطريقة التعرف على الرسومات. تكتشف DRC العيوب من خلال القواعد المحددة مسبقًا (مثل تباعد الوسادات)، بينما تحقق طريقة التعرف على الرسومات مطابقة عالية الدقة من خلال مقارنة الصور القياسية بالصور الفعلية 68.
البرامج الذكية: تدمج AOI الحديثة النمذجة الإحصائية (مثل تقنية SAM) والتعلم العميق للذكاء الاصطناعي لتعزيز القدرة على التكيف مع تغييرات لون وشكل المكونات، مما يقلل من معدل سوء التقدير بمقدار 10 إلى 20 مرة مقارنة بالطرق التقليدية.
الأهمية: تنتج 60٪ -70٪ من عيوب اللحام من مرحلة الطباعة (مثل نقص القصدير، والإزاحة، والتجسير). 37.
الحل التقني: يتم اعتماد نظام كشف ثنائي الأبعاد أو ثلاثي الأبعاد. يتم التقاط الضوء المنعكس من حافة معجون اللحام بشكل مائل بواسطة مصدر ضوء دائري، ويتم حساب الارتفاع والشكل لتحديد الشذوذ بسرعة 710.
أهداف الكشف: عدم اللصق، القطبية غير الصحيحة، الإزاحة، إلخ. إذا لم يتم اكتشاف العيوب في هذه المرحلة، فقد لا يمكن إصلاحها بعد لحام التدفق 34.
المزايا التقنية: لم تخضع PCB لتشوه درجة الحرارة العالية بعد التركيب السطحي، وظروف معالجة الصور مثالية، ومعدل سوء التقدير منخفض بنسبة 410.
الوظيفة الأساسية: اكتشاف عيوب مثل التجسير واللحام الزائف وكرات اللحام بعد اللحام، مما يعكس جودة العملية الإجمالية. 38.
التحدي: من الضروري التعامل مع تعقيد الشكل ثلاثي الأبعاد لمفصل اللحام. تجمع بعض الأنظمة بين كشف الأشعة السينية لتعزيز الدقة بنسبة 10.
تحسين الكفاءة: يمكن أن تصل سرعة الكشف إلى مئات المكونات في الثانية، متجاوزة بكثير الفحص البصري اليدوي وتلبية متطلبات خطوط الإنتاج عالية السرعة.
ضمان الجودة: تتجاوز معدل تغطية الأخطاء 80٪، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة إعادة العمل اللاحقة الناتجة عن عمليات الكشف الفائتة بنسبة 67٪.
التحسين المستند إلى البيانات: بالاقتران مع SPC (التحكم الإحصائي في العمليات)، فإنه يوفر ملاحظات في الوقت الفعلي حول معلمات العملية، مما يساعد على زيادة الإنتاجية بنسبة 410٪.
خفض تكاليف العمالة: يمكن لأنظمة مراجعة الذكاء الاصطناعي أن تقلل من عمالة المراجعة بأكثر من 80٪، مثل "نظام Tianshu AI" الخاص بـ Gecreate Dongzhi 25.
سوء التقدير والكشف الفائت: تتطلب الإنذارات الكاذبة الناتجة عن عوامل مثل الغبار وانعكاس المواد إعادة فحص يدوي. 37
تعقيد البرمجة: تتطلب AOI التقليدية تعديل الخوارزميات لمكونات مختلفة، الأمر الذي يستغرق عدة أيام. 68
تكامل الذكاء الاصطناعي: على سبيل المثال، يستخدم "aiDAPTIV+ AOI" الخاص بـ Phantasy تعلم صور الذكاء الاصطناعي لزيادة معدل النجاح بنسبة 8٪ إلى 10٪ وتقليل معدل سوء التقدير بشكل كبير بنسبة 9٪.
الرؤية المجسمة والتصوير ثلاثي الأبعاد: من خلال دمج تقنية SAM مع مصفوفات الكاميرات المتعددة، يتم تحقيق تحليل الطوبولوجيا السطحية ثلاثية الأبعاد لـ PCBS، مما يعزز دقة قياس الارتفاع بنسبة 38٪.
تكامل النظام الأساسي السحابي: يدعم إعادة التقييم المركزية والصيانة عن بعد على خطوط إنتاج متعددة، مما يقلل الاعتماد على العلامات المادية بنسبة 25٪.
الذكاء والتكيف الذاتي: تتعلم نماذج الذكاء الاصطناعي باستمرار من بيانات خط الإنتاج، وتحسين معلمات الكشف ديناميكيًا، والتكيف مع أوضاع الإنتاج الصغيرة والمتنوعة. 29
تصغير المعدات وتحسين التكلفة: تقديم نماذج عالية الأداء من حيث التكلفة للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة لتعزيز انتشار AOI.
تكامل العملية الكاملة: متكاملة بعمق مع MES (نظام تنفيذ التصنيع) لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة من الفحص إلى تعديل العملية 59.
أصبحت تقنية AOI أداة لا غنى عنها للتحكم في الجودة في إنتاج SMT. إن تكاملها مع تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي والتصوير ثلاثي الأبعاد يدفع التصنيع الإلكتروني نحو دقة أعلى وتكاليف أقل. في المستقبل، مع تعميق الصناعة 4.0، ستتحول AOI بشكل أكبر من "الكشف عن العيوب" إلى "الوقاية من العمليات"، لتصبح عقدة أساسية في نظام التصنيع الذكي.
