1、SMT組裝質(zhì)量檢測AOI 技 術(shù)AOI技術(shù)AOI定義自動光學檢測儀（AOI-Automated Optical Inspection）是應用于表面貼裝（SMT-SurfaceMounteTechnology）生產(chǎn)流水線上的一種自動光學檢查裝置，可有效的檢測印刷質(zhì)量、貼裝質(zhì)量以及焊點質(zhì)量。通過使用AOI 作為減少缺陷的工具,在裝配工藝過程的早期查找和消除錯誤,以實現(xiàn)良好的過程控制。早期發(fā)現(xiàn)缺陷將避免將不良品送到后工序的裝配階段，AOI將減少修理成本，避免報廢不可修理的電路板。隨著表面組裝技術(shù)（SMT）中使用的印制電路板線路圖形精細化、SMD元件微型化及SMT組件高密度組裝、快速組裝的發(fā)展趨勢，采

2、用目檢或人工光學檢測的方式檢測已不能適應，自動光學檢測（AOI）技術(shù)作為質(zhì)量檢測的技術(shù)手段已是大勢所趨。 AOI技術(shù)AOI原理 AOI 經(jīng)過十幾年的發(fā)展，技術(shù)水平仍處于高速發(fā)展階段，如何實現(xiàn)最佳的檢測效果，一直是各AOI 廠商不斷攻關(guān)的技術(shù)話題。目前國內(nèi)市場上可見的AOI 品牌眾多，每種AOI 各有所長；每個品牌的AOI 優(yōu)勢主要體現(xiàn)都取決于其不同的創(chuàng)新核心軟件算法，盡管算法各異，AOI 的運作原理基本相同。AOI技術(shù)AOI原理 原理說明 塔狀的照明系統(tǒng)給被檢測的元器件予以360 度全方位照明，然后利用高清晰的CCD 攝像機高速采集被檢測元器件的圖像并傳輸?shù)诫娔X，專用的AOI軟件根據(jù)已經(jīng)編制的

3、檢測程序進行比較、分析；判斷被檢測元器件是否符合預訂的工藝要求。 簡單來說AOI檢測元器件的過程就是模擬人工目視檢查SMT 元器件，是將人工目視檢測自動化、智能化、程序化。AOI技術(shù)AOI原理采用環(huán)形塔狀的三色LED 光源照明，由不同的角度射出（R）、綠（ G）、藍（ B）以及三色光組合得到的白色（W）光分別投射到PCB 上，對被測元器件予以360 度全方位照明。通過光的反射、斜面反射、漫反射分別得到元件本體、焊點、焊盤的不同顏色信息。焊盤的表面光滑，紅色光在其表面產(chǎn)生鏡面反射，而大部分藍色光則反射出來，因此焊盤得到的顏色為紅色。藍色與黃色光都在元件表面產(chǎn)生漫反射，根據(jù)調(diào)色原理，藍色與黃色調(diào)和

4、得到白色光，相當于元件本體接受了白色光照，因此元件本體顯示為本身的顏色。焊點通常形成一個斜面，這樣，大部分黃色的光通過斜面反射出去，而藍色的光則通過反射進入鏡頭，所以得到的焊點顏色為藍色。AOI技術(shù)AOI原理分析算法 不同AOI軟、硬件設(shè)計各有特點，總體來看，其分析、判斷算法可分為2種，即設(shè)計規(guī)則檢驗（DRC）和圖形識別檢驗。1. DRC法DRC法是按照一些給定的規(guī)則檢測圖形。如所有連線應以焊點為端點，所有引線寬度、間隔不小于某一規(guī)定值等規(guī)則檢測PCB電路圖形。 DRC方法具有可以從算法上保證被檢驗的圖形的正確性，相應的AOI系統(tǒng)制造容易，算法邏輯容易實現(xiàn)高速處理，程序編輯量小，數(shù)據(jù)占用空間小

5、等特點，但該方法確定邊界能力較差，往往需要設(shè)計特定方法來確定邊界位置。 AOI技術(shù)AOI原理2.圖形識別法 圖形識別法是將AOI系統(tǒng)中存儲的數(shù)字化圖形與實驗檢測圖像比較，從而獲得檢測結(jié)果。如檢測PCB電路時，首先按照一塊完好的PCB或根據(jù)計算機輔助設(shè)計模型建立起檢測文件（標準數(shù)字化圖像）與檢測文件（實際數(shù)字化圖像）進行比較 。這種方式的檢測精度取決于標準圖像、分辨力和所用檢測程序，可取得較高的檢測精度，但具有采集數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)實時處理要求高等特點。圖形識別法用設(shè)計數(shù)據(jù)代替DRC中的設(shè)計原則，具有明顯的使用優(yōu)越性。 AOI技術(shù)AOI技術(shù)的檢測功能PCB光板檢測焊膏印刷檢測元件檢測焊后組件檢測 P

6、CB光板檢測、焊后組件檢測，一般采用相對獨立的AOI檢測設(shè)備，進行非實時性檢測；焊膏印刷檢測、元件檢測一般采用與焊膏印刷機、貼片機配套的AOI系統(tǒng)，進行實時檢測。AOI技術(shù)PCB檢測 早期的PCB生產(chǎn)中，檢測主要由人工目檢配合電檢測來完成的，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PCB布線密度不斷提高，人工目檢難度增大，誤判率升高，且對檢測者的健康損害更大，電檢測程序編制更加煩瑣，成本更高，并且無法檢測某些類型的缺陷。 AOI越來越多地應用于PCB制造中。 PCB缺陷可大致分為短路、開路和其他一些可能導致PCB報廢的缺陷在PCB生產(chǎn)流程中，基板的制作、覆銅有可能產(chǎn)生一些缺陷，但主要缺陷在蝕刻之后產(chǎn)生，AOI一般

7、在蝕刻工序之后進行檢測，主要用來發(fā)現(xiàn)其上缺少的部分和多余的部分。 在PCB檢測中，圖像對比算法應用較多，且以2D檢測為主。 AOI一般可以發(fā)現(xiàn)大部分缺陷，存在少量的漏檢問題，目前在使用AOI檢測出缺陷后，必須進行人工驗證。 AOI技術(shù)焊膏印刷檢測焊膏印刷是SMT的初始環(huán)節(jié)，也是大部分缺陷的根源所在，大約60%-70%的缺陷出現(xiàn)在印刷階段，若能在生產(chǎn)線的初始環(huán)節(jié)排除缺陷，可以最大限度地減少損失，降低成本。 很多SMT生產(chǎn)線都為印刷環(huán)節(jié)配備了AOI檢測。 印刷缺陷有很多種，大體上可以分為焊盤上焊膏不足、焊膏過多；大焊盤中間部分焊膏刮擦、小焊盤邊緣部分焊膏拉尖；印刷偏移、橋連及沾污等，形成這些缺陷的

8、原因包括焊膏流變性不良、模板厚度和孔壁加工不當，印刷機參數(shù)設(shè)定不合理、精度不高、刮刀材質(zhì)和精度選擇不當、PCB加工不良等，通過AOI可以有效監(jiān)控焊膏印刷質(zhì)量，并對缺陷數(shù)量和種類進行分析，從而改善印刷制程。 AOI技術(shù)貼裝檢測 元件貼裝環(huán)節(jié)對設(shè)備精度要求很高，常出現(xiàn)的缺陷有漏貼、 錯貼片、偏移歪斜、極性相反等。AOI檢測可以監(jiān)察出上述 缺陷，同時還可以在此檢查連接密間距和BGA元件的焊盤上 的焊膏。AOI檢出問題后將發(fā)出警報，由操作員對基板進行目測確認。 缺件意外的問題報告都可以通過維修鑷子來糾正，在這一過 程中，當目測操作員對相同問題點進行反復多次修復作業(yè) 時，就會提請各生產(chǎn)設(shè)備負責人重新確認

9、機器設(shè)定是否合理。 該信息的反饋對生產(chǎn)質(zhì)量提高非常有幫助，可在短時間內(nèi)實 現(xiàn)生產(chǎn)品質(zhì)的飛躍性提高。 AOI技術(shù)回流檢測AOI分為預防問題和發(fā)現(xiàn)問題2種，印刷、貼片之后的檢測歸類與預防問題，回流焊后的檢測歸類于發(fā)現(xiàn)問題。在回流焊后端檢測中，檢測系統(tǒng)可以檢查元件的缺失、偏移和歪斜情況，以及所有極性方面的缺陷，還一定要對焊點的正確性以及焊膏不足、焊接短路和翹腳等缺陷進行檢測?；亓骱负蠖藱z測是目前AOI最流行的選擇，此位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯誤，提供高度的安全性。 AOI技術(shù) AOI合理安排 AOI可以在SMT生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)起到檢測作用，但AOI價格非常昂貴，對占大多數(shù)比例的中小型電子生產(chǎn)商來說，為每個

10、環(huán)節(jié)都配置AOI并不現(xiàn)實。主導思想 兩種檢查主導思想：缺陷防止或缺陷發(fā)現(xiàn)，適當?shù)姆椒☉撌侨毕莘乐埂Ｖ鲗枷霝槿毕莘乐箷r，AOI機器應當放在SMT生產(chǎn)線的焊膏印刷機之后，或者放在元件貼裝之后。主導思想為缺陷發(fā)現(xiàn)時，AOI機器應當放在回流爐之后，這是制造工藝中的最后步驟，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 AOI技術(shù)AOI合理安排 AOI在SMT生產(chǎn)線中的放置位置 實施AOI的關(guān)鍵，就是將檢查設(shè)備配置到一個可以盡早識別和改正最多缺陷的位置，雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個位置，但有3個檢查位置是主要的： 印刷之后，SMT中60%-70%的焊點缺陷是印刷時造成的，如果焊膏印刷過程滿足要求，就可以有效減少后期出現(xiàn)的缺陷

11、數(shù)量。 回流焊前，這是一個典型的放置位置，因為可發(fā)現(xiàn)來自焊膏以及機器貼放的大多數(shù)缺陷，在這位置上可以產(chǎn)生程控信息，提供貼片機和密間距元件貼裝設(shè)備核準的信息，用來修改元件貼放或表明貼片機需要校準，滿足過程跟蹤的目標。 回流焊后這是AOI最流行的選擇，因為這個位置可以發(fā)現(xiàn)全部裝配錯誤，避免有缺陷的產(chǎn)品流入客戶手中，回流焊后檢測能夠提供高度的安全性，它可識別由焊膏印刷、元件貼裝和回流過程引起的錯誤，支持最終品質(zhì)目標。高缺陷覆蓋率電路組裝生產(chǎn)線設(shè)備配置AOI技術(shù)AOI現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢AOI存在問題 目前AOI在使用中的主要問題有： （1）多焊、少錫、偏移、歪斜的工藝要求標準界定不同，容 易導致誤判。（2

12、）電容容值不同而規(guī)格大小和顏色相同，容易引起漏判。 （3）字符處理方式不同，引起的極性判斷準確性差異較大。（4）大部分AOI對虛焊的理解發(fā)生歧義，造成漏判推諉。 （5）存在屏蔽圈、屏蔽罩屏蔽點的檢測問題。 （6）BGA、FC等倒裝元件的焊接質(zhì)量難以檢測。 （7）多數(shù)AOI編程復雜、煩瑣且調(diào)整時間長，不適合科研單 位、小型OEM廠，多規(guī)格小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)單位。 （8）多數(shù)AOI產(chǎn)品檢測速度較慢，有少數(shù)采用掃描方法的 AOI速度較快，但誤判、漏判率更高。 何謂OEM一些著名的品牌商品制造商，常常因為自己的廠房不能達到大批量生產(chǎn)的要求，又或者需要某些特定的零件，因此向其他廠商求助。 這些伸出援手的廠

13、商就被稱OEM(Original Equipment Manufacturer，原始設(shè)備生產(chǎn)商)。 就象耐克鞋一樣,據(jù)說耐克鞋只有商標,把生產(chǎn)都發(fā)包給各個生產(chǎn)廠家制造,它監(jiān)管各廠家的產(chǎn)品質(zhì)量 然后把鞋組合生產(chǎn)出來,再貼上它自己的耐克商標銷售. 生產(chǎn)鞋的成為OEM 說白了OEM就是貼牌加工 AOI技術(shù)AOI現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢AOI發(fā)展趨勢 圖形識別法成為應用主流 SMT中應用的AOI技術(shù)，圖形識別法已成為主流，這是由于SMT中應用的AOI技術(shù)主要檢測對象，如SMT元件、PCB電路、焊膏印刷圖形、完成組裝后組件等的規(guī)格和種類發(fā)展變化很快，相應的設(shè)計規(guī)則、標準很難全面跟上，為此，基于設(shè)計規(guī)則的DRC法應

14、用起來較困難，而計算機技術(shù)的快速發(fā)展解決了高速圖形處理難題，使圖形識別法更易實用化。 AOI技術(shù)向智能化方向發(fā)展 AOI技術(shù)向智能化方向發(fā)展是SMT發(fā)展帶來的必然要求，在SMT的微型化、高密度化、快速組裝化、品種多樣化發(fā)展特征下，檢測信息量大而復雜，無論是在檢測反饋實時性方面，還是在分析、診斷的正確性方面，依賴人工對AOI獲取的質(zhì)量信息進行分析、診斷幾乎已經(jīng)不可能，代替人工進行自動分析、診斷的智能AOI技術(shù)成為發(fā)展的必然， SRT-VT-100自動光學測試儀1.外 觀 圖SRT-VT-100自動光學測試儀2.功能 器件檢測 采用自主開發(fā)的基于機器學習策略的數(shù)字圖像特征分類與識別算法，充分利用數(shù)字圖像的顏色、形狀以及統(tǒng)計信息，檢測準確度更高?？梢詸z測器件缺漏、器件錯位、器件翻轉(zhuǎn)、器件側(cè)立、器件破損、錯誤器件、錯誤極性等錯誤，以及灰度算法無法檢測的彩色標識的器件。 焊盤檢測 通過數(shù)字圖像的特征分類與識別算法進行相應識別，對器件的位置精度要求較低?？梢詸z測貼片精度較低的電路板，大大提高了對采用各種工藝和做工的電路板的適應能力。SRT-VT-100自動光學測試儀IC 焊腳檢測 自主開發(fā)的焊腳識別算法可以全自動識別IC 焊腳，并通過自動學習IC 焊腳的各種圖像特征，使機器對連焊有