AOI-Systeme Anbieter – Vergleich

Automatische optische Inspektionssysteme (AOI) prüfen Baugruppen in der Elektronikfertigung mit Kameratechnik statt mit Mikroskop und manueller Sichtkontrolle. Das System vergleicht Bilddaten des Prüflings mit Referenzen aus CAD-Daten oder mit Toleranzregeln nach IPC-A-610. So entstehen früh Hinweise auf Abweichungen in der Fertigungslinie. Die Technik reduziert Ermüdung als Fehlerquelle und hält hohe Produktionsmengen beherrschbar.

Begriff und Prüfaufgabe im Linienkontext

Bei Serien mit häufigem Produktwechsel prüft ein Inspektionsautomat die Leiterplattenbestückung positionsbezogen und farbwertbezogen. Die Prüfaufgabe ist klar definiert: Identifikation fehlender Bauteile, von Polungsfehlern sowie von Kurzschlüssen durch Lötbrücken. Wo Kontraste kippen, klassifiziert der Algorithmus Auffälligkeiten als Verdachtsfälle. Sie ersetzt den Funktionstest nicht, sondern ergänzt ihn um Geometrie- und Lageaussagen nach DIN EN 61249. Ein Nachteil bleibt: Schattenwurf führt bei hohen Bauteilen zu Ungenauigkeiten.

Systemaufbau: Optik, Lichtführung und Datenpfad

In der Kameraprüfung taktet das Kameramodul die Aufnahme mit definierter Geschwindigkeit, und ein Bandmodul führt den Prüfling synchron zur Bildposition. Das Beleuchtungssystem steuert die Lichtführung über Ringlicht oder koaxiales Licht und legt Texturen frei. Diese Einheit kompensiert Reflexionen je nach Materialart. Die Systemsoftware verarbeitet Messwertreihen und führt die Protokollierung in der Prüfkette fort. Über eine Schnittstelle koppelt sich das System an das SMT-MES (Manufacturing Execution System) für Datenaustausch und Vernetzung an. Eine Insellösung unterbricht dagegen Statistikketten ab.

• Kameramodul: ermittelt Position und Ansichtswinkel aus mehreren Aufnahmen.
• Beleuchtungssystem: reduziert Reflexion durch gesteuerte Lichtführung am Prüfling.
• Softwarealgorithmus: trennt Fehlererkennung von Fehlerklassifikation anhand von Toleranzen.

Prüfverfahren entlang Bestückung und Reflow

Vor dem Bestücken bewertet die Lotpasteninspektion (SPI) das Volumen über Höhenmessung. Daraus folgt ein Prüfpunkt pro Pad statt nur ein Summenbild. Danach bestätigt eine Anwesenheitsprüfung die Bestückung vor dem Reflow-Prozess, während Post-Reflow die Kontur der Lötstellen bewertet wird. 2D liefert eine schnelle Flächenanalyse, während 3D Bauteilplanarität, Verkippung und Lifted Leads erfasst. Seitenkamera-Arrays stützen diese Beurteilung an abgeschatteten Pins. Gegenüber der Röntgenprüfung bleiben verdeckte Lötstellen jedoch außerhalb des Sichtfelds.

Kriterien für Auswahl und Programmierung in der Linie

Bei Taktzeiten unter 10 s bestimmt die Inspektionsgeschwindigkeit die Stillstandszeiten der Achsen, und die Prüfgeschwindigkeit muss zur Zuführung passen. Die Systemkonfiguration richtet sich nach der Messgenauigkeit an Fine-Pitch-Strukturen und nach der gewünschten Inspektionsqualität bei wechselnden Baugruppenmontage-Layouts. Das Programmiersystem generiert Routinen aus CAD-Daten oder einem Musterboard. Die Programmierung definiert zuerst Suchfenster, zweitens Grenzwerte für Messungen und drittens Regeln für Fehlalarme. Doppelspurbetrieb erhöht den Durchsatz ohne zweite Linie. Anwendungsfall: Für ISO 13485 in der Medizintechnik verlangt ein Setup oft 3D-Prüfung mit dokumentierter Geometrie-Toleranz je Adapter-Palette.