智能制造加速創(chuàng)新，國產(chǎn)AOI設備全面進化

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）4月13-15日，2023慕尼黑上海電子生產(chǎn)設備展在上海新國際博覽中心成功舉辦。作為電子制造行業(yè)重要的展示交流平臺，本次展會再次展示了材料、設備到應用技術貫穿產(chǎn)業(yè)上下游的解決方案。這其中，SMT設備的進展吸引了一大波觀眾圍觀，尤其是AOI和SPI相關設備。

電子發(fā)燒友網(wǎng)記者在逛展過程中發(fā)現(xiàn)，2023年國產(chǎn)AOI設備取得了積極的進展，展出了更多的3D AOI設備，并在設備關鍵零部件相機方面有了巨大的提升。

從2D走向2D/3D融合

SMT設備是最基礎的SMT貼片生產(chǎn)保障，AOI設備主要負責SMT貼片生產(chǎn)的品質保證。在實際應用過程中，當自動檢測時，機器通過攝像頭自動掃描PCB，采集圖像，測試的焊點與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過顯示器或自動標志把缺陷顯示/標示出來，供SMT工藝工程師改善與及SMT維修人員修整。

隨著工業(yè)4.0概念逐漸加深，目前SMT檢測設備已經(jīng)實現(xiàn)全面的3D化，包括3DAOI、3DSPI、3DX-RAY等。

神州視覺展臺工作人員表示，目前SMT設備產(chǎn)線對零誤報和零缺陷的要求越來越高，不過板子上的零部件情況卻越來越復雜，尤其是很多元器件體型小，器件間距很窄，這時候部分傳統(tǒng)2D-AOI也能夠滿足需求，不過檢測效率和直通率會受到很大影響。

在展會上，神州視覺展出了一臺采用獨特光學系統(tǒng)提供準確、可靠而又不犧牲2D圖像質量的3D測量設備——ALD87系列。該系列設備采用神州視覺研發(fā)的高精度亦大范圍的獨特技術，搭載超高速智能數(shù)據(jù)工業(yè)相機和遠心鏡頭，共有四款設備，分別是ALD8710S、ALD8710D、ALD8730S和ALD8730D，用于SMT回爐后的電路板檢測。該系列設備可同時獲取高品質的2D圖像和無陰影的3D圖像測量，涵蓋了目前生產(chǎn)中最小元器件、焊點在內(nèi)的檢測需求，發(fā)現(xiàn)位移、共面、立碑、短路和翹腳等問題。

神州視覺3D測量設備，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者拍攝

展會上，矩子科技新一代3D自動光學檢測設備“3D AOI-II”也在展臺亮相，這是一款3D全自動在線型PCB外觀檢測機，也是實現(xiàn)了傳統(tǒng)2D和3D的技術融合，能夠發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)2D AOI技術無法識別的缺陷。

3D AOI-II，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者拍攝

在現(xiàn)場演示的過程中，在電子發(fā)燒友網(wǎng)記者給出基準和測量范圍時，矩子科技工作人員在操作界面輸入了這些信息，然后通過機器上搭載的3D數(shù)字投影測量技術就能夠識別出，板子上主芯片的那個管腳是存在壞點的情況。工作人員介紹稱，除了焊錫接點識別，這款設備還能夠對貼片元件、碑文文案、異物進行識別，并給出具體的輪廓測量信息，這是傳統(tǒng)2D AOI技術無法做到的。

在基礎配置方面，矩子科技“3D AOI-II”設備采用白光LED環(huán)形光源，攝像機像素為1200萬像素，并配備遠心鏡頭。

記者在現(xiàn)場問詢中發(fā)現(xiàn)，3D AOI目前在產(chǎn)品性能方面已經(jīng)就位，傳統(tǒng)SMT工藝上的問題缺陷基本都能夠檢測出來，相較于傳統(tǒng)的2D AOI設備，在檢測效率和檢測準確率方面有很大的提升。不過，3D AOI設備目前價格還是很高的。從產(chǎn)業(yè)應用來看，目前像立訊精密這種頭部代工廠，以及汽車廠商都會搶先布局，中小規(guī)模廠商受限于單量，還是傾向于選擇2D AOI設備。

AOI相機全面升級

對于AOI設備，在硬件配件的選取上是非常嚴格的，對于攝像頭和光學系統(tǒng)的要求那就更高了。在AOI設備里，攝像頭被稱為設備的眼睛。

在傳統(tǒng)2D AOI設備中，CCD相機的像素基本在幾十萬到幾百萬像素之間，在相同分辨率的條件下，像素越高視場范圍越大。對于3D AOI設備而言，道理同樣如此。目前，很多SMT產(chǎn)線是需要滿足不停線的在線監(jiān)測的，由于板子上器件情況復雜，因此AOI設備開始選配2100萬/2500萬像素攝像頭。

在2023慕尼黑上海電子生產(chǎn)設備展，記者也看到了多款提供2100萬/2500萬像素攝像頭選配的3D AOI設備。

圖銳智能的TU820T是一款DIP爐前插件AOI設備，用于插件流水線的視覺檢測，可檢測項目包括錯件、漏件、反件、缺件、偏移和歪斜等。這款設備的亮點是采用先進深度學習模型，可以實現(xiàn)不停板抓取圖像，然后判定是否為不良品。而支持實現(xiàn)這種高效率檢測的就是一款2500萬彩色相機。

圖銳智能AOI設備檢測中，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者拍攝

圖銳智能工作人員表示，高像素相機為公司設備帶來了巨大的性能提升，加上公司研發(fā)的一套AI算法，能夠幫助客戶實現(xiàn)各種不停線的檢測需求，公司提供的設備包括3D SPI、2D/3D AOI、LED AOI，涂膠檢測和焊線檢測設備等，其中LED AOI設備搭載2600萬高速彩色工業(yè)相機，可用于時下熱門的mini LED產(chǎn)品多工位檢測需求。

德中技術的IGBT 3D AOI和WD 3D AOI也都是提供2100萬像素的升級可選項；矩子科技科技的設備也支持2100萬像素鏡頭的定制化升級。

德中技術3D AOI設備，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者拍攝

從現(xiàn)場展出的設備來看，目前在3D AOI設備領域，1200萬像素相機依然是主流的配置，已經(jīng)能夠滿足絕大多數(shù)的需求，并可以很好地支持AI系統(tǒng)的運轉。

小結

目前設備廠商都很明確，是以工業(yè)4.0為技術升級方向。在此過程中，設備的不停線檢測能力，以及和MES系統(tǒng)的接入能力是非常重要的競爭力，因此除了3D化和更高清以外，算法和軟件也很重要，通過軟硬件結合全面提升SMT產(chǎn)線的效率。