一、AOI技術(shù)在SMT生產(chǎn)中的定位與價(jià)值A(chǔ)OI（AutomatedOpticalInspection，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）通過高分辨率相機(jī)采集PCB（印刷電路板）表面圖像，結(jié)合圖像算法分析元件貼裝、焊膏印刷、焊點(diǎn)焊接等環(huán)節(jié)的缺陷，是SMT（表面貼裝技術(shù)）生產(chǎn)線品質(zhì)管控的核心環(huán)節(jié)之一。其典型應(yīng)用場(chǎng)景包括：焊膏印刷后：檢測(cè)焊膏的高度、面積、體積偏差，以及橋連、漏印、偏移等缺陷；貼片后：識(shí)別元件缺件、錯(cuò)件、極性反、偏移、立碑等問題；回流焊后：判斷焊點(diǎn)橋連、虛焊、潤濕不良、錫量不足/過多等焊接缺陷。AOI的核心價(jià)值在于實(shí)時(shí)攔截缺陷（避免不良品流入后工序）、追溯工藝波動(dòng)（通過缺陷數(shù)據(jù)反推印刷、貼片、焊接環(huán)節(jié)的工藝偏差）、降低人工檢測(cè)成本（替代80%以上的目視檢測(cè)工作）。二、AOI設(shè)備選型與安裝規(guī)范（一）設(shè)備選型關(guān)鍵指標(biāo)1.檢測(cè)分辨率：需匹配最小元件尺寸（如____元件需≥5μm像素精度），優(yōu)先選擇支持2D+3D混合檢測(cè)的設(shè)備（3DAOI可檢測(cè)元件高度、焊膏體積等立體參數(shù)）；2.檢測(cè)速度：需滿足產(chǎn)線節(jié)拍（如每小時(shí)≥300塊PCB），關(guān)注“實(shí)際檢測(cè)節(jié)拍”（需扣除上下料、圖像采集等待時(shí)間）；3.編程靈活性：支持通過CAD/BOM自動(dòng)導(dǎo)入檢測(cè)區(qū)域，或手動(dòng)框選元件、焊點(diǎn)；支持參數(shù)模板復(fù)用（如同一產(chǎn)品族的不同批次快速切換程序）；4.兼容性：需兼容產(chǎn)線MES系統(tǒng)（數(shù)據(jù)上傳、工單管理）、SPI（焊膏檢測(cè)）設(shè)備（數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化印刷參數(shù)）。（二）安裝環(huán)境與硬件要求溫濕度：環(huán)境溫度20±5℃，濕度40%-60%（避免鏡頭起霧、PCB變形）；防靜電：設(shè)備接地電阻≤4Ω，操作區(qū)鋪設(shè)防靜電膠皮，人員佩戴防靜電手環(huán)；振動(dòng)控制：安裝區(qū)域遠(yuǎn)離沖床、空壓機(jī)等振動(dòng)源（振動(dòng)加速度≤0.5m/s2）；物理安裝：設(shè)備水平度誤差≤0.1mm/m，鏡頭與PCB間距需校準(zhǔn)（通常為50-100mm，依設(shè)備型號(hào)調(diào)整）。三、標(biāo)準(zhǔn)化操作流程（一）開機(jī)前準(zhǔn)備1.外觀檢查：確認(rèn)鏡頭無污漬、導(dǎo)軌無雜物、氣源/電源接口牢固；2.耗材檢查：準(zhǔn)備無塵清潔布、專用光學(xué)清潔液、防靜電毛刷；3.環(huán)境確認(rèn)：溫濕度、接地電阻、氣源壓力（0.5-0.7MPa）符合要求。（二）開機(jī)與系統(tǒng)初始化1.依次開啟氣源（調(diào)節(jié)減壓閥至規(guī)定壓力）、電源（設(shè)備總開關(guān)）；2.啟動(dòng)AOI軟件，等待設(shè)備自檢（相機(jī)、光源、運(yùn)動(dòng)軸需無報(bào)錯(cuò)）；3.加載當(dāng)前工單的產(chǎn)品程序（或選擇“新建程序”進(jìn)入編程模式）。（三）檢測(cè)程序編制與調(diào)試1.程序?qū)耄ㄒ訡AD/BOM導(dǎo)入為例）導(dǎo)入PCB的CAD文件（Gerber、DXF等格式），軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別焊盤、元件輪廓；再導(dǎo)入BOM表（Excel格式），匹配元件型號(hào)、位號(hào)、封裝信息。軟件會(huì)自動(dòng)生成“元件檢測(cè)區(qū)域”“焊點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域”，需人工核對(duì)BGA、QFP等關(guān)鍵元件的檢測(cè)框位置，確保覆蓋所有焊點(diǎn)和元件。2.參數(shù)設(shè)置（場(chǎng)景示例）焊膏檢測(cè)：設(shè)置灰度閾值（區(qū)分焊膏與PCB銅箔）、面積偏差（±10%）、高度偏差（±15%）、體積偏差（±20%）；元件檢測(cè)：設(shè)置偏移量（≤0.1mm）、極性檢測(cè)（通過絲印/引腳方向識(shí)別）、缺件檢測(cè)（灰度差≥30%判定為缺件）；焊點(diǎn)檢測(cè)：設(shè)置潤濕角（≥110°判定為潤濕良好）、橋連檢測(cè)（相鄰焊點(diǎn)灰度連通判定為橋連）、虛焊檢測(cè)（焊點(diǎn)灰度值低于標(biāo)準(zhǔn)20%判定為虛焊）。3.程序調(diào)試上料1-2塊標(biāo)準(zhǔn)樣板（無缺陷的PCB），運(yùn)行檢測(cè)程序。若樣板被誤判為不良，需降低灰度靈敏度、擴(kuò)大偏移量容差等參數(shù)；若樣板的缺陷未被識(shí)別，需手動(dòng)框選漏檢區(qū)域，或提升光源亮度，直到樣板能被正確識(shí)別。（四）生產(chǎn)檢測(cè)與缺陷處理1.上料與運(yùn)行：將PCB放入上料區(qū)（注意方向，避免卡板），啟動(dòng)“自動(dòng)檢測(cè)”模式，設(shè)備會(huì)自動(dòng)完成“圖像采集→算法分析→良品/不良品分揀”；2.實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過軟件界面查看缺陷類型（如“元件偏移”“焊點(diǎn)橋連”）、位置（PCB坐標(biāo)）、數(shù)量，記錄前3個(gè)不良品的缺陷細(xì)節(jié)；3.缺陷處理：若為誤報(bào)：標(biāo)記為“假缺陷”，反饋工程師調(diào)整參數(shù)；若為真缺陷：隔離不良品，通知前工序（如貼片工位、印刷工位）分析原因（如貼片頭吸嘴堵塞導(dǎo)致元件偏移）；4.數(shù)據(jù)記錄：每小時(shí)導(dǎo)出缺陷統(tǒng)計(jì)報(bào)表（含缺陷類型分布、工序關(guān)聯(lián)分析），上傳至MES系統(tǒng)。（五）關(guān)機(jī)與收尾1.停止檢測(cè)，將當(dāng)前工單的程序保存?zhèn)浞荩?guī)則：產(chǎn)品型號(hào)_版本號(hào)_日期）；2.關(guān)閉AOI軟件，依次切斷設(shè)備電源、氣源；3.用無塵布蘸取少量清潔液，沿順時(shí)針方向擦拭鏡頭；用防靜電毛刷清理導(dǎo)軌雜物，填寫《AOI設(shè)備運(yùn)行日志》。四、參數(shù)優(yōu)化與缺陷率管控（一）分場(chǎng)景參數(shù)優(yōu)化策略在實(shí)際生產(chǎn)中，不同工序的缺陷類型差異較大，需針對(duì)性優(yōu)化參數(shù)：焊膏印刷環(huán)節(jié)若焊膏“漏印”誤報(bào)率居高不下，可適當(dāng)降低灰度閾值（允許少量焊膏殘留的灰度波動(dòng)），或把“焊膏面積”的容差放寬至±15%；若“橋連”缺陷頻繁漏檢，可提升光源對(duì)比度（比如切換為藍(lán)色光源增強(qiáng)焊膏與PCB的灰度差），或縮小“橋連檢測(cè)”的像素連通閾值，讓細(xì)微的橋連也能被識(shí)別。元件貼裝環(huán)節(jié)對(duì)于0201這類超小元件，若“偏移”誤報(bào)率過高，可將偏移量容差從0.1mm調(diào)整為0.15mm（調(diào)整后需驗(yàn)證焊接良率是否穩(wěn)定）；IC元件的“極性反”若漏檢，可增加“絲印方向檢測(cè)”——通過OCR識(shí)別元件絲印的字符方向，確保極性正確。焊點(diǎn)焊接環(huán)節(jié)BGA焊點(diǎn)的“虛焊”誤報(bào)多因角度導(dǎo)致灰度波動(dòng)大，可降低“焊點(diǎn)灰度差”閾值，或直接改用3D檢測(cè)（通過測(cè)量焊點(diǎn)高度判斷是否虛焊）；QFP焊點(diǎn)的“橋連”漏檢，可調(diào)整光源角度（如45°側(cè)光）增強(qiáng)焊點(diǎn)邊緣的灰度對(duì)比，讓橋連缺陷更易被捕捉。（二）缺陷率管控工具1.統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）：繪制缺陷率趨勢(shì)圖，當(dāng)缺陷率連續(xù)3個(gè)點(diǎn)超出±3σ范圍時(shí)，觸發(fā)工藝優(yōu)化（如調(diào)整印刷機(jī)刮刀壓力、貼片頭吸嘴高度）；2.魚骨圖分析：針對(duì)高頻缺陷（如“元件偏移”），從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”5個(gè)維度分析原因（如“機(jī)”：貼片頭真空壓力不足；“法”：編程時(shí)元件坐標(biāo)偏差）；3.DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）：通過正交實(shí)驗(yàn)測(cè)試不同參數(shù)組合（如光源亮度、灰度閾值、偏移容差）對(duì)缺陷率的影響，找到最優(yōu)參數(shù)組合。五、常見故障排查與維護(hù)（一）典型故障與解決方案1.誤報(bào)率過高現(xiàn)象：良品PCB被頻繁判定為不良。排查：①鏡頭臟污（清潔鏡頭后重試）；②參數(shù)過嚴(yán)（對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)樣板，調(diào)整灰度、偏移等參數(shù)）；③PCB變形（更換平整的PCB重試，若仍誤報(bào)則校準(zhǔn)設(shè)備水平度）。2.漏檢率過高現(xiàn)象：不良PCB被判定為良品。排查：①檢測(cè)程序未覆蓋缺陷區(qū)域（手動(dòng)添加漏檢區(qū)域的檢測(cè)框）；②光源亮度不足（更換光源模塊或調(diào)整亮度參數(shù)）；③元件/焊點(diǎn)偏移超出檢測(cè)區(qū)域（重新校準(zhǔn)PCB定位基準(zhǔn)）。3.設(shè)備運(yùn)行卡頓現(xiàn)象：圖像采集緩慢、運(yùn)動(dòng)軸卡頓。排查：①硬盤空間不足（清理歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)，保留近3個(gè)月數(shù)據(jù)）；②導(dǎo)軌潤滑不足（添加專用導(dǎo)軌油，每月一次）；③相機(jī)緩存溢出（重啟軟件或設(shè)備）。（二）維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范1.日常維護(hù)（每班/每日）清潔鏡頭（無塵布+光學(xué)清潔液）、導(dǎo)軌（防靜電毛刷）；檢查氣源壓力（0.5-0.7MPa）、電源電壓（220V±10%）；導(dǎo)出并備份當(dāng)日缺陷數(shù)據(jù)。2.定期維護(hù)（每周/每月）每周：校準(zhǔn)相機(jī)（使用標(biāo)準(zhǔn)灰度卡，調(diào)整白平衡、焦距）；檢查運(yùn)動(dòng)軸皮帶張力（用手指按壓皮帶，撓度≤5mm）；每月：更換空氣過濾器（氣源入口處）；潤滑運(yùn)動(dòng)軸絲桿（專用絲桿油，每半年一次）；更新檢測(cè)算法（廠家提供的補(bǔ)丁包）。3.年度維護(hù)更換光源模塊（LED光源壽命約1-2年）；校準(zhǔn)設(shè)備水平度（使用水平儀，誤差≤0.1mm/m）；全面檢測(cè)相機(jī)傳感器（委托廠家或第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)像素壞點(diǎn)率，超過5%需更換傳感器）。六、技術(shù)拓展與未來趨勢(shì)（一）AI賦能的智能檢測(cè)通過深度學(xué)習(xí)算法（如YOLO、ResNet）訓(xùn)練缺陷模型，可識(shí)別傳統(tǒng)AOI難以檢測(cè)的“微小錫珠”“隱性虛焊”等復(fù)雜缺陷。訓(xùn)練流程：1.采集數(shù)百張缺陷圖像（含不同角度、光照下的樣本）；2.標(biāo)注缺陷類型（如“錫珠”“虛焊”）；3.訓(xùn)練AI模型，將檢測(cè)準(zhǔn)確率提升至99%以上。（二）與SPI的閉環(huán)控制將AOI的焊膏檢測(cè)數(shù)據(jù)（如體積、面積偏差）反饋給SPI（焊膏檢測(cè)設(shè)備），自動(dòng)調(diào)整印刷機(jī)參數(shù)（如刮刀壓力、印刷速度），實(shí)現(xiàn)“檢測(cè)→分析→優(yōu)化”的閉環(huán)工藝控制，可降低焊膏相關(guān)缺陷率30%以上。（三）3DAOI的普及3DAOI通過激光/結(jié)構(gòu)光掃描PCB，獲取元件高度、焊膏體積等三維數(shù)據(jù)，可檢測(cè)“元件浮高”“焊膏厚度不均