PCB檢測技術(shù)與應(yīng)用-AOI自動(dòng)光學(xué)檢測-深圳福英達(dá)
PCB檢測技術(shù)與應(yīng)用-AOI自動(dòng)光學(xué)檢測 - 深圳福英達(dá)
自動(dòng)光學(xué)檢測（AOI）是一項(xiàng)融合光學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形識(shí)別和自動(dòng)控制等多學(xué)科技術(shù)的高端產(chǎn)品，其核心在于其分析軟件的功能。以PCB檢測為例，該系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)著上百種板面缺陷的圖樣特征。在工作時(shí)，操作人員首先將待檢PCB固定在機(jī)臺(tái)上，隨后AOI利用激光定位器精確定位CCD鏡頭，對整個(gè)板面進(jìn)行掃描。通過將得到的圖樣抽象出來，并與缺陷圖樣進(jìn)行對比，以此來判斷PCB的線路制作是否存在問題。常見的線路缺口、短路、斷路、蝕刻不全等問題都可以通過AOI檢測出來。此外，AOI還能夠指出問題的類型以及其在板上的具體位置。這種設(shè)備早期被視為嚴(yán)格品質(zhì)管理的象征，因?yàn)橐?/span>AOI后，可以有效地提高成品率，因此現(xiàn)在AOI設(shè)備已經(jīng)成為PCB制造和電子整機(jī)組裝企業(yè)的必備裝置。
工作原理
AOI的工作原理與貼片機(jī)、錫膏印刷機(jī)所用的光學(xué)視覺系統(tǒng)的原理相同，一般有設(shè)計(jì)規(guī)則檢測（DRC）和圖形識(shí)別兩種方法。
DRC法是一種利用給定的設(shè)計(jì)規(guī)則來檢查電路圖形的方法。它可以從算法上保證被檢測電路的正確性，統(tǒng)一評判標(biāo)準(zhǔn)，幫助制造過程控制質(zhì)量。此外，DRC法具有高速處理數(shù)據(jù)、編程工作量小等特點(diǎn)，但其對邊界條件的確定能力較差。
另一種常用的方法是圖形識(shí)別法，該方法通過將數(shù)字化設(shè)計(jì)圖形與實(shí)際產(chǎn)品的圖形進(jìn)行比較，按照完好的電路樣板或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）時(shí)編制的檢查程序進(jìn)行比較，來進(jìn)行檢查。其檢查精度取決于光學(xué)系統(tǒng)的分辨率和檢查程序設(shè)置的參數(shù)。與DRC方法相比，圖形識(shí)別法使用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代替預(yù)定的設(shè)計(jì)原則，具有明顯的優(yōu)勢，但其數(shù)據(jù)采集量較大，對系統(tǒng)實(shí)時(shí)性反映能力的要求也較高。
AOI系統(tǒng)使用可見光（激光）或不可見光（X射線）作為檢測光源，光學(xué)采集部分需要檢測的電路板圖形，然后通過圖像處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和判斷。它不僅能夠從外觀上檢查電路板和元器件的質(zhì)量，還可以在貼片焊接工序之后檢查焊點(diǎn)的質(zhì)量。
AOI在不同工藝位置的應(yīng)用
在印制電路板生產(chǎn)廠，AOI可用于與設(shè)計(jì)圖紙比較，檢查基本上的印制導(dǎo)線是否存在缺陷。此外，AOI還可安排在電路板組裝工藝過程中的不同位置，
1. 將AOI系統(tǒng)放置在錫膏印刷機(jī)之后，可以用來檢測錫膏印刷的形狀、面積和厚度。
2. 將AOI系統(tǒng)放置在高速貼片機(jī)之后，可以發(fā)現(xiàn)元器件的貼裝缺漏、種類錯(cuò)誤、外形損傷、極性方向錯(cuò)誤，包括引腳（焊端）與焊盤上的錫膏相對位置。
3. 將AOI系統(tǒng)放置在多功能貼片機(jī)之后，可以檢查窄間距、多引腳的集成電路貼片誤差，甚至從元器件表面印制的標(biāo)記識(shí)別集成電路的品種是否正確。
4. 將AOI系統(tǒng)放置在回流焊之后，可以檢查焊接品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)有缺陷的焊點(diǎn)。
然而，在上述每個(gè)工位都設(shè)置AOI是不現(xiàn)實(shí)的。AOI最常見的位置是在回流焊之后。
AOI系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
AOI系統(tǒng)允許正常的產(chǎn)品通過，并在發(fā)現(xiàn)電路板裝配焊接的缺陷后，記錄缺陷類型和特征，并向操作者發(fā)出信號(hào)，或者觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)取下不良部件送回返修系統(tǒng)。此外，AOI系統(tǒng)還能對缺陷進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，為調(diào)整制造過程的工藝參數(shù)提供依據(jù)。AOI系統(tǒng)使用方便，調(diào)整容易。目前市場上出售的AOI系統(tǒng)，通常包括元器件缺漏檢查、元器件識(shí)別、SMD方向檢查、焊點(diǎn)檢查、引線檢查、反接檢查等檢查項(xiàng)目。
AOI系統(tǒng)的不足之處在于它只能進(jìn)行圖形的直觀檢驗(yàn)，其檢測效果依賴于光學(xué)系統(tǒng)的分辨率，無法檢測不可見的焊點(diǎn)和元器件，并且無法從電性能上定量地進(jìn)行測試。此外，AOI檢測設(shè)備的價(jià)格昂貴，成本較高。因此，電子產(chǎn)品制造企業(yè)更多地裝備了在線測試（ICT）設(shè)備。
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