AOI技術(shù)的工作邏輯及結(jié)構(gòu)介紹

隨著準(zhǔn)備用于SMT（表面貼裝技術(shù)）組裝的PCB（印刷電路板）上的線條變得更精細(xì)，元件小型化和SMD（表面貼裝器件）高密度組裝，目視檢查是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足SMT裝配質(zhì)量檢驗(yàn)的要求。因此，AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）在SMT組裝中越來越普遍地用作檢查SMT組裝過程中形成的焊接接頭性能的關(guān)鍵方法。此外，AOI已應(yīng)用于更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，其檢測(cè)技術(shù)逐步發(fā)展和優(yōu)化。目前，AOI系統(tǒng)正朝著智能化方向發(fā)展，作為SMT裝配中使用的檢測(cè)模式。

AOI技術(shù)的工作邏輯

雖然AOI技術(shù)在SMT組裝中以不同的形式使用，但它們共享相同的工作邏輯，即光學(xué)方法用于捕獲被檢查目標(biāo)和檢查的數(shù)字，可以以某種方式進(jìn)行分析和判斷。 AOI系統(tǒng)中常用的檢查，分析和判斷方法包括DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）方法和CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）數(shù)據(jù)比較方法。

?DRC方法

DRC方法用于根據(jù)一些給定的規(guī)則檢查設(shè)計(jì)模式。例如，根據(jù)所有線路應(yīng)該依賴于焊點(diǎn)作為端子的規(guī)則來檢查PCB電路圖案，所有線路共享相同的寬度并且間隔應(yīng)該等于或大于規(guī)定值。 DRC方法能夠保證算法模式的有效性。此外，DRC方法具有一些優(yōu)點(diǎn)，包括易于設(shè)置，高速處理，以及少量編程和小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。因此，AOI系統(tǒng)主要依賴于DRC方法。

DRC的明顯缺點(diǎn)在于其確定邊界能力的弱點(diǎn)和邊界位置應(yīng)通過設(shè)計(jì)特定方法來確定。

?CAD數(shù)據(jù)比較方法

CAD數(shù)據(jù)比較方法用于比較AOI系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)字圖像模式與捕獲的實(shí)際圖像模式總結(jié)檢查結(jié)果。該方法的準(zhǔn)確性取決于檢查的準(zhǔn)確性，定義和所有檢查程序，并且可以獲得高的。然而，該方法的缺點(diǎn)包括捕獲數(shù)據(jù)量大，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理要求高。

隨著DRC方法和CAD數(shù)據(jù)比較方法的比較，后者具有更多的優(yōu)點(diǎn)。

AOI技術(shù)的檢測(cè)功能

AOI技術(shù)可用于對(duì)PCB裸板，焊膏進(jìn)行檢測(cè)印刷，元器件和焊點(diǎn)。

裸PCB檢測(cè)和焊點(diǎn)檢查通常依賴于獨(dú)立的AOI儀器，檢測(cè)不是實(shí)時(shí)的。焊膏檢查和元件檢查通常取決于AOI儀器匹配焊膏打印機(jī)和芯片安裝器，并且它們的檢查是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。例如，目前先進(jìn)的焊膏印刷機(jī)能夠通過匹配的AOI系統(tǒng)對(duì)印刷厚度和印刷邊緣折疊進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查。

用于裸PCB的AOI項(xiàng)目覆蓋斷線，竊聽，劃痕，針孔，線間距和跟蹤，邊緣粗糙度和質(zhì)量區(qū)域缺陷。用于焊點(diǎn)的AOI項(xiàng)目涵蓋引線布置和彎曲，缺少元件，錯(cuò)位，元件放置方向，元件數(shù)量，焊點(diǎn)質(zhì)量等。由于AOI系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)不合格的元件，信號(hào)通常會(huì)發(fā)送給能夠更換它們的操作員使用合格的組件并阻止錯(cuò)誤發(fā)生災(zāi)難。

典型AOI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

?裸PCB的AOI系統(tǒng)

下面的圖1展示了裸PCB的AOI系統(tǒng)。

基于AOI設(shè)計(jì)規(guī)則，該系統(tǒng)增加了比較功能并做好準(zhǔn)備兩個(gè)相機(jī)。檢測(cè)子系統(tǒng)采用一維圖像傳感器捕獲PCB上的跡線圖像，經(jīng)過校正和高速A/D轉(zhuǎn)換后，圖像信號(hào)將被發(fā)送到控制子系統(tǒng)。然后控制子系統(tǒng)對(duì)缺陷進(jìn)行判斷，并通過沿前后直線移動(dòng)檢測(cè)站進(jìn)行掃描，使圖像傳感器得到2D圖像輸出信號(hào)。將對(duì)墨水中的PCB缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)記，并將缺陷放大并顯示在監(jiān)視器上，以便進(jìn)行目視檢查。

系統(tǒng)操作可以在監(jiān)視器上以對(duì)話的形式實(shí)現(xiàn)。輸出子系統(tǒng)由數(shù)字圖像監(jiān)視器，真實(shí)圖像監(jiān)視器，打印機(jī)和同步鏡組成。該系統(tǒng)允許數(shù)字彩色圖像和真實(shí)圖像分別顯示在打印輸出的顯示器上。此外，可以通過同步鏡觀察圖像信號(hào)和數(shù)字剪輯級(jí)別的數(shù)字。這種系統(tǒng)的檢測(cè)速度可以高達(dá)每分鐘幾米，最小分辨率可以是微米級(jí)別，最小線寬和線間距可以是幾微米。

?焊點(diǎn)的AOI系統(tǒng)

AOI焊點(diǎn)系統(tǒng)的工作邏輯是光學(xué)相機(jī)用于捕捉焊點(diǎn)的3D圖像，并與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較數(shù)據(jù)處理后焊點(diǎn)圖像，以便判斷和澄清缺陷類別和位置。

?焊膏印刷AOI系統(tǒng)

AOI焊膏印刷系統(tǒng)由相機(jī)和光纖xy系統(tǒng)組成。攝像機(jī)安裝在xy桌面上，光纖沿xy方向移動(dòng)，可以獲得完整的PCB圖像。

在焊膏印刷過程中，焊膏被壓入開口通過刮刀模板和理想的效果應(yīng)該是焊膏厚度等于模板的厚度。當(dāng)模板從PCB移開時(shí)，焊膏邊緣會(huì)發(fā)生一些變化。

焊膏檢測(cè)系統(tǒng)依賴于環(huán)形光纖和環(huán)形反射器，使斜光照射在焊膏上，相機(jī)捕獲圖像來自環(huán)形光纖的直線直接，可以測(cè)量焊膏的邊緣部分，并可以計(jì)算焊膏厚度。該檢查通過將形狀轉(zhuǎn)換為光學(xué)變化來進(jìn)行判斷。即使在普通打印情況下，也會(huì)在邊緣部分產(chǎn)生一些海角以產(chǎn)生強(qiáng)烈反射。