PCB检测技术与应用-AOI自动光学检测-深圳福英达
PCB检测技术与应用-AOI自动光学检测 - 深圳福英达
自动光学检测（AOI）是一项融合光学、计算机图形识别和自动控制等多学科技术的高端产品，其核心在于其分析软件的功能。以PCB检测为例，该系统内部存储着上百种板面缺陷的图样特征。在工作时，操作人员首先将待检PCB固定在机台上，随后AOI利用激光定位器精确定位CCD镜头，对整个板面进行扫描。通过将得到的图样抽象出来，并与缺陷图样进行对比，以此来判断PCB的线路制作是否存在问题。常见的线路缺口、短路、断路、蚀刻不全等问题都可以通过AOI检测出来。此外，AOI还能够指出问题的类型以及其在板上的具体位置。这种设备早期被视为严格品质管理的象征，因为引入AOI后，可以有效地提高成品率，因此现在AOI设备已经成为PCB制造和电子整机组装企业的必备装置。
工作原理
AOI的工作原理与贴片机、锡膏印刷机所用的光学视觉系统的原理相同，一般有设计规则检测（DRC）和图形识别两种方法。
DRC法是一种利用给定的设计规则来检查电路图形的方法。它可以从算法上保证被检测电路的正确性，统一评判标准，帮助制造过程控制质量。此外，DRC法具有高速处理数据、编程工作量小等特点，但其对边界条件的确定能力较差。
另一种常用的方法是图形识别法，该方法通过将数字化设计图形与实际产品的图形进行比较，按照完好的电路样板或计算机辅助设计（CAD）时编制的检查程序进行比较，来进行检查。其检查精度取决于光学系统的分辨率和检查程序设置的参数。与DRC方法相比，图形识别法使用设计数据代替预定的设计原则，具有明显的优势，但其数据采集量较大，对系统实时性反映能力的要求也较高。
AOI系统使用可见光（激光）或不可见光（X射线）作为检测光源，光学采集部分需要检测的电路板图形，然后通过图像处理软件对数据进行处理、分析和判断。它不仅能够从外观上检查电路板和元器件的质量，还可以在贴片焊接工序之后检查焊点的质量。
AOI在不同工艺位置的应用
在印制电路板生产厂，AOI可用于与设计图纸比较，检查基本上的印制导线是否存在缺陷。此外，AOI还可安排在电路板组装工艺过程中的不同位置，
1. 将AOI系统放置在锡膏印刷机之后，可以用来检测锡膏印刷的形状、面积和厚度。
2. 将AOI系统放置在高速贴片机之后，可以发现元器件的贴装缺漏、种类错误、外形损伤、极性方向错误，包括引脚（焊端）与焊盘上的锡膏相对位置。
3. 将AOI系统放置在多功能贴片机之后，可以检查窄间距、多引脚的集成电路贴片误差，甚至从元器件表面印制的标记识别集成电路的品种是否正确。
4. 将AOI系统放置在回流焊之后，可以检查焊接品质，发现有缺陷的焊点。
然而，在上述每个工位都设置AOI是不现实的。AOI最常见的位置是在回流焊之后。
AOI系统的优缺点
AOI系统允许正常的产品通过，并在发现电路板装配焊接的缺陷后，记录缺陷类型和特征，并向操作者发出信号，或者触发执行机构自动取下不良部件送回返修系统。此外，AOI系统还能对缺陷进行分析和统计，为调整制造过程的工艺参数提供依据。AOI系统使用方便，调整容易。目前市场上出售的AOI系统，通常包括元器件缺漏检查、元器件识别、SMD方向检查、焊点检查、引线检查、反接检查等检查项目。
AOI系统的不足之处在于它只能进行图形的直观检验，其检测效果依赖于光学系统的分辨率，无法检测不可见的焊点和元器件，并且无法从电性能上定量地进行测试。此外，AOI检测设备的价格昂贵，成本较高。因此，电子产品制造企业更多地装备了在线测试（ICT）设备。
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