PCB檢測技術與應用-AOI自動光學檢測-深圳福英達
PCB檢測技術與應用-AOI自動光學檢測 - 深圳福英達
自動光學檢測（AOI）是一項融合光學、計算機圖形識別和自動控制等多學科技術的高端產品，其核心在于其分析軟件的功能。以PCB檢測為例，該系統內部存儲著上百種板面缺陷的圖樣特征。在工作時，操作人員首先將待檢PCB固定在機臺上，隨后AOI利用激光定位器精確定位CCD鏡頭，對整個板面進行掃描。通過將得到的圖樣抽象出來，并與缺陷圖樣進行對比，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。這種設備早期被視為嚴格品質管理的象征，因為引入AOI后，可以有效地提高成品率，因此現在AOI設備已經成為PCB制造和電子整機組裝企業的必備裝置。
工作原理
AOI的工作原理與貼片機、錫膏印刷機所用的光學視覺系統的原理相同，一般有設計規則檢測（DRC）和圖形識別兩種方法。
DRC法是一種利用給定的設計規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，統一評判標準，幫助制造過程控制質量。此外，DRC法具有高速處理數據、編程工作量小等特點，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別法，該方法通過將數字化設計圖形與實際產品的圖形進行比較，按照完好的電路樣板或計算機輔助設計（CAD）時編制的檢查程序進行比較，來進行檢查。其檢查精度取決于光學系統的分辨率和檢查程序設置的參數。與DRC方法相比，圖形識別法使用設計數據代替預定的設計原則，具有明顯的優勢，但其數據采集量較大，對系統實時性反映能力的要求也較高。
AOI系統使用可見光（激光）或不可見光（X射線）作為檢測光源，光學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據進行處理、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量，還可以在貼片焊接工序之后檢查焊點的質量。
AOI在不同工藝位置的應用
在印制電路板生產廠，AOI可用于與設計圖紙比較，檢查基本上的印制導線是否存在缺陷。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系統放置在錫膏印刷機之后，可以用來檢測錫膏印刷的形狀、面積和厚度。
2. 將AOI系統放置在高速貼片機之后，可以發現元器件的貼裝缺漏、種類錯誤、外形損傷、極性方向錯誤，包括引腳（焊端）與焊盤上的錫膏相對位置。
3. 將AOI系統放置在多功能貼片機之后，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記識別集成電路的品種是否正確。
4. 將AOI系統放置在回流焊之后，可以檢查焊接品質，發現有缺陷的焊點。
然而，在上述每個工位都設置AOI是不現實的。AOI最常見的位置是在回流焊之后。
AOI系統的優缺點
AOI系統允許正常的產品通過，并在發現電路板裝配焊接的缺陷后，記錄缺陷類型和特征，并向操作者發出信號，或者觸發執行機構自動取下不良部件送回返修系統。此外，AOI系統還能對缺陷進行分析和統計，為調整制造過程的工藝參數提供依據。AOI系統使用方便，調整容易。目前市場上出售的AOI系統，通常包括元器件缺漏檢查、元器件識別、SMD方向檢查、焊點檢查、引線檢查、反接檢查等檢查項目。
AOI系統的不足之處在于它只能進行圖形的直觀檢驗，其檢測效果依賴于光學系統的分辨率，無法檢測不可見的焊點和元器件，并且無法從電性能上定量地進行測試。此外，AOI檢測設備的價格昂貴，成本較高。因此，電子產品制造企業更多地裝備了在線測試（ICT）設備。
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