AOI的基本原理與設(shè)備構(gòu)成

什么是AOI？

AOI（automaticallyopticalinspection）光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)，顧名思義是通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)的一種手段，同時(shí)也是眾多自動(dòng)圖像傳感檢測(cè)技術(shù)中的檢測(cè)技術(shù)之一，準(zhǔn)確且高質(zhì)量的光學(xué)圖像并加工處理是其重要技術(shù)點(diǎn)

AOI的研發(fā)背景及其優(yōu)勢(shì)

AOI檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的背景是電子元件集成度與精細(xì)化程度高，檢測(cè)速度與效率更高，檢測(cè)零缺陷的發(fā)展需求其比較大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省人力，降低成本，提高生產(chǎn)效率，統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和排除人為因素干擾，保證了檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性，可重復(fù)性和準(zhǔn)確性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不良，確保出貨質(zhì)量

AOI檢測(cè)的基本原理

AOI檢測(cè)原理是采用攝像技術(shù)將被檢測(cè)物體的反射光強(qiáng)以定量化的灰階值輸出，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)圖像的灰階值進(jìn)行比較，分析判定缺陷并進(jìn)行分類(lèi)的過(guò)程

與人工檢查做一個(gè)形象的比喻，AOI采用的普通LED或特殊光源相當(dāng)于人工檢查時(shí)的自然光，AOI采用的光學(xué)傳感器和光學(xué)透鏡相當(dāng)于人眼，AOI的圖像處理與分析系統(tǒng)就相當(dāng)于人腦，即“看”與“判”兩個(gè)環(huán)節(jié) AOI為什么會(huì)逐漸取代人工目檢？廣東半導(dǎo)體AOI檢測(cè)設(shè)備按需定制

AOI工作的原理對(duì)比

1.統(tǒng)計(jì)建模方式：圖像對(duì)比（ImageMatching）的處理方式。通過(guò)對(duì)OK模板與實(shí)際圖像的對(duì)比，求出差異的程度，來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。這種方式對(duì)使用人員要求低，但適應(yīng)性，檢測(cè)能力方面有諸多問(wèn)題。早期，由于開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，我國(guó)有不少AOI制造商，加以改善（模板有多幅OJ圖像疊加而成），美其名曰：“統(tǒng)計(jì)建模”。

2.邏輯算法方式：通過(guò)算法對(duì)圖像的特征點(diǎn)的抽取，來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。這種方式對(duì)使用人員要求有一定的經(jīng)驗(yàn)。基于算法的檢測(cè)方法經(jīng)過(guò)很多年的發(fā)展，已經(jīng)非常成熟穩(wěn)定，并且在實(shí)際運(yùn)用中取得了很好的效果。被行業(yè)前列的AOI制造商采用。

數(shù)據(jù)管理的對(duì)比

1.統(tǒng)計(jì)建模方式：在同一基板的相同元件無(wú)法統(tǒng)一的庫(kù)做管理。在基板A中制作的數(shù)據(jù)無(wú)法在基板B中調(diào)用。制作新基板監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)總是需要用一定數(shù)量的基板來(lái)建立模板數(shù)據(jù)。

2.邏輯算法方式：以元件庫(kù)方式作管理，元件庫(kù)與元件材料號(hào)相對(duì)于。相同元件，無(wú)論在同一基板中，或不同基板中都可以用同一元件庫(kù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)制作元件材料號(hào)相同的基板數(shù)據(jù)時(shí)，只需要簡(jiǎn)單的鏈接元件庫(kù)即可以（通常只需要10-20分鐘）。 廣東半導(dǎo)體AOI檢測(cè)設(shè)備按需定制AOI在SMT各工序的應(yīng)用?

AOI檢測(cè)常見(jiàn)故障有哪些？

1、字符檢測(cè)誤報(bào)較多

      AOI靠識(shí)別元件外形或文字等來(lái)判斷元件是否貼錯(cuò)等，字符檢測(cè)誤報(bào)主要是由于元器件字符印刷及不同生產(chǎn)批次、不同元器件廠家料品字符印刷方式不同以及字符印刷顏色深淺、模糊或者灰塵等引起的誤判，需要用戶不斷的更改完善元件庫(kù)參數(shù)以及減少檢測(cè)關(guān)鍵字符數(shù)量的方法來(lái)減少誤報(bào)的出現(xiàn)。

2、存在屏蔽圈遮蔽點(diǎn)、斜角相機(jī)的檢測(cè)盲區(qū)等問(wèn)題

      在實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)中，事實(shí)證明合理的PCB布局以及料品的選擇可以減少盲區(qū)的存在。在實(shí)際布局過(guò)程中盡量采取合理的布局將極大減少檢測(cè)盲區(qū)的存在，同時(shí)在有遮擋的元件布局中可以考慮將元件旋轉(zhuǎn)90度以改變斜角相機(jī)的照射角度去避免元件引腳遮擋。同時(shí)元器件到PCB的邊緣應(yīng)該至少留有3mm（0.12”）的工藝邊，并采用片式器件優(yōu)先于圓柱形器件的選型方式。

3、多錫、少錫、偏移、歪斜等問(wèn)題

      工藝要求標(biāo)準(zhǔn)界定不同容易導(dǎo)致的誤判焊點(diǎn)的形狀和接觸角是焊點(diǎn)反射的根源，焊點(diǎn)的形成依賴于焊盤(pán)的尺寸、器件的高度、焊錫的數(shù)量和回流工藝參數(shù)等因素。為了防止焊接反射，應(yīng)當(dāng)避免器件對(duì)稱(chēng)排列，同時(shí)合理的焊盤(pán)設(shè)計(jì)也將極大減少誤判現(xiàn)象的發(fā)生。

機(jī)器視覺(jué)AOI檢測(cè)

      AOI(AutomatedOpticalInspection)的全稱(chēng)是自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)，是基于光學(xué)原理來(lái)對(duì)焊接生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)缺陷進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備。AOI是新興起的一種新型測(cè)試技術(shù)，但發(fā)展迅速，很多廠家都推出了AOI測(cè)試設(shè)備。當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。

?為什么要使用AOI

隨著PCB產(chǎn)品向著超薄型、小組件、高密度、細(xì)間距方向快速發(fā)展。線路板上元器件組裝密度提高，PCB線寬、間距、焊盤(pán)越來(lái)越細(xì)小，已到微米級(jí)，人工目檢的方式已滿足不了。

此外，人容易疲勞和受情緒影響，相對(duì)于人工目檢而言，機(jī)器視覺(jué)設(shè)備具有更高的穩(wěn)定性，可重復(fù)性和更高的精細(xì)度。

減少員工培訓(xùn)費(fèi)用：訓(xùn)練一個(gè)熟練的員工的速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于員工流失的速度。

缺陷預(yù)警：即在前工序防止缺陷。在錫膏印刷、爐前、爐后位置都可以使用AOI產(chǎn)品及時(shí)截出壞機(jī)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人員的有效管控。

減少PCBA的維修成本：通過(guò)在不同品質(zhì)工位應(yīng)用AOI，得到制程變化對(duì)品質(zhì)影響的實(shí)時(shí)反饋資料。 利用圖像的明暗關(guān)系形成目標(biāo)物的外形輪廓，比較該外形輪廓與標(biāo)準(zhǔn)輪廓的相像程度。

AOI的發(fā)展需求

集成電路（IC）當(dāng)然是現(xiàn)今人類(lèi)工業(yè)制造出來(lái)結(jié)構(gòu)較為精細(xì)的人造物之一，而除了以IC為主的半導(dǎo)體制造業(yè)，AOI亦在其他領(lǐng)域有很重要的檢測(cè)需求。

①微型元件或結(jié)構(gòu)的形貌以及關(guān)鍵尺寸量測(cè)，典型應(yīng)用就是集成電路、芯片的制造、封裝等，既需要高精度又需要高效率的大量檢測(cè)

②精密零件與制程的精密加工與檢測(cè)，典型應(yīng)用就是針對(duì)工具機(jī)、航空航天器等高精度機(jī)械零件進(jìn)行相關(guān)的粗糙度、表面形狀等的量測(cè)，具有高精度、量測(cè)條件多變等特點(diǎn)

③生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)應(yīng)用，典型應(yīng)用就是各式光學(xué)顯微鏡，結(jié)合相關(guān)程序編程、AI即可輔助判斷相關(guān)的生物、醫(yī)學(xué)信息判斷。

④光學(xué)鏡頭或其他光學(xué)元件的像差檢測(cè) 關(guān)于AOI設(shè)備光學(xué)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。廣東半導(dǎo)體AOI檢測(cè)設(shè)備按需定制

AOI主要特點(diǎn)有哪些呢？廣東半導(dǎo)體AOI檢測(cè)設(shè)備按需定制

AOI的工作原理

      AOI又稱(chēng)AOI光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，已成為制造業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要檢測(cè)工具和過(guò)程質(zhì)量控制工具。AOI檢測(cè)設(shè)備工作原理是在自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中，AOI檢測(cè)設(shè)備機(jī)器通過(guò)高清CCD攝像頭自動(dòng)掃描PCBA產(chǎn)品，采集圖像，將測(cè)試點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中合格參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出目標(biāo)PCBA上的焊點(diǎn)缺陷，并通過(guò)顯示或自動(dòng)標(biāo)記缺陷。為維修人員維修和SMT工藝人員改進(jìn)工藝參數(shù)。

      AOI系統(tǒng)包括多種光源照明、高速數(shù)碼相機(jī)、高速直線電機(jī)、精密機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和圖像處理軟件。測(cè)試時(shí)，AOI設(shè)備通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描和PCB、PCB上的部件或特殊部件(包括印刷錫膏的狀態(tài)、SMD組件、焊點(diǎn)形狀及缺陷等)來(lái)捕捉圖像，通過(guò)處理和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件對(duì)合格參數(shù)進(jìn)行比較，并綜合判斷元件及特性是否合格，測(cè)試結(jié)論，如元件缺失、橋接或焊點(diǎn)質(zhì)量問(wèn)題。

      AOI的工作方式與SMT當(dāng)中SPI和印刷機(jī)中使用的視覺(jué)系統(tǒng)相同，通常使用設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和模式識(shí)別。DRC方法根據(jù)一些給定的規(guī)則檢查電路圖形(所有的線應(yīng)該在焊點(diǎn)處結(jié)束，引線應(yīng)該至少0.127毫米寬，至少0.102毫米間距)。該方法能從算法上保證待測(cè)電路的正確性，且具有制作簡(jiǎn)單、算法邏輯簡(jiǎn)單、處理速度快、程序編輯量小、數(shù)據(jù)占用空間小等特點(diǎn)，但該方法確定邊界的能力較差。 廣東半導(dǎo)體AOI檢測(cè)設(shè)備按需定制

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