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AOI机,用于电子PCB印刷电路板制造的自动或自动光学检测系统

自动或自动光学检测AOI (AOI)是用于电子印刷电路板(pcb)制造和测试的一项关键技术。自动光学检测,AOI能够快速和准确的检测电子组件,特别是pcb,以确保产品离开生产线的质量是高的,项目是正确的,没有制造故障。

需要AOI,自动光学检测

尽管已经有了重大的改进,现代电路比几年前的电路板要复杂得多。表面贴装技术的引入,以及随后尺寸的进一步缩小,意味着电路板特别紧凑。即使是相对普通的板也有数千个焊接接头,而这些正是大多数问题被发现的地方。

董事会复杂性的增加也意味着,人工检查在这些日子里不是一个可行的选择。即使这是一种被接受的方法,人们也意识到它并不是特别有效,因为检查人员很快就疲惫不堪,劣质和错误的施工很容易被忽略。随着市场现在要求高容量,高质量的产品迅速推向市场,需要非常可靠和快速的方法来确保产品质量保持高水平。AOI,即自动光学检测是集成电子测试策略中的一个重要工具,通过在生产线早期发现故障,确保成本尽可能低。

其中一个解决方案是使用自动或自动光学检测系统.自动光学检测系统可以在焊接过程结束后直接安装到生产线上。这样,它们就可以用于在生产过程的早期发现问题。这有很多好处。随着故障在生产过程中被发现的时间越长,修复故障的成本越高,这显然是发现故障的最佳地点。此外,在焊接和装配领域的工艺问题可以在生产过程的早期看到,信息用于快速反馈到早期阶段。通过这种方式,快速的反应可以确保问题被迅速识别并在过多的电路板被制造出同样的问题之前得到纠正。

aoi、axi和ict的主要缺陷检测能力比较
缺陷类型 苍老师 阿喜 信息通信技术
焊接缺陷
打开电路 Y Y Y
焊料的桥梁 Y Y Y
焊料短裤 Y Y Y
焊锡不足 Y(非关节后跟) Y N
焊料无效 N Y N
多余的焊料 Y Y N
焊接质量 N Y N
组件的缺陷
了领导 Y Y Y
缺失的组件 Y Y Y
未对齐或错位的组件 Y Y Y
不正确的组件值 N N Y
错误的组件 N N Y
BGA和CSP缺陷
BGA短裤 N Y Y
BGA开路连接 N Y Y

AOI,自动光学检测基础知识

苍老师,自动光学检测系统使用直观的方法来监测印刷电路板的缺陷。它们能够检测各种表面特征缺陷,如结核、划痕和污渍,以及更常见的尺寸缺陷,如开路、短路和焊料变薄。它们还可以检测不正确的组件、缺失的组件和放置错误的组件。因此,他们能够执行所有的目视检查以前由人工操作人员执行,而且更加迅速和准确。

他们通过视觉扫描板的表面来实现这一点。该板由多个光源照明,并使用一个或多个高清晰度摄像机。通过这种方式,AOI机器能够建立一个板的图片

自动光学检测, AOI系统使用捕获的图像进行处理,然后与机器拥有的电路板应该是什么样子的知识进行比较。使用这种比较,AOI系统能够检测和突出任何缺陷或可疑区域。

AOI使用了一些技术来提供一个板是否令人满意或有任何缺陷的分析:

模板匹配:使用这种形式的AOI过程,自动光学检测系统将获得的图像与“黄金板”上的图像进行比较。
模式匹配:使用这种技术,AOI系统存储好的和坏的PCB组件的信息,将获得的图像与这些匹配。
统计模式匹配:这种方法与上面的方法非常相似,除了它使用基于统计的方法来解决问题。通过存储几个板和几种类型的失败的结果,它能够容纳较小的可接受的偏差而不标记错误。
为了建立板应该是什么数据库,已知的状态板和PCB设计信息被使用,如后面所述。

随着技术的改进,AOI系统能够非常准确地预测缺陷,并有少量未发现缺陷的场景。因此,AOI系统在复杂的制造环境中形成了一个非常有用的元素。

AOI图像采集和分析

自动光学检测系统是AOI的关键组成部分之一。这捕获印刷电路板的图像,PCB组装,然后由AOI系统内的处理软件分析。根据精确的应用程序和AOI系统的复杂性/成本,有许多图像捕获系统的变体。

成像系统可以由一个或多个摄像头组成,以提供更好的成像和3D功能。摄像头还应该能够在软件控制下移动。这将使它们能够移动到给定PCB组装的最佳位置。

除此之外,相机的类型对性能也有影响。速度与精度是一个平衡,必须打破,将影响相机类型使用:

视频流:一种用于自动光学检测的相机,AOI,从视频流中拍摄完整的帧。捕获的帧然后使静止图像生成,信号处理在其上执行。这种方法不像其他静态图像系统那样精确,但具有非常高的速度优势。
静态图像相机系统:这通常是放置相对接近目标PCB,因此它需要一个良好的照明系统。在软件控制下移动相机也可能是必要的。
当分析一个板的图像时,AOI系统寻找各种特定的特征:组件放置,组件大小,板基准,标签模式(如条形码),背景颜色和反射率,等等。作为其任务的一个重要元素,AOI系统还检查焊接接头,以确保它们表明接头是令人满意的。

在分析董事会时,AOI系统必须考虑好董事会之间的许多变化。不仅不同批次的成分大小不同,而且颜色和反射率也不同。通常丝网印刷也有差异,油墨厚度和颜色字体可能略有变化。

苍老师光源

照明是AOI系统中的关键元素。通过选择正确的光源,可以更容易地突出不同类型的缺陷。随着近年来照明技术的进步,这使得照明可以用来增强可用的图像,反过来,这使得缺陷更容易突出,从而减少所需的处理,提高速度和精度。

大多数AOI系统都有一个明确的照明设置。这将取决于所需的操作和要测试的产品类型。这些通常已根据预期条件进行了优化。然而,有时可能需要一些定制,理解照明总是有用的。

有多种类型的照明可供选择:

荧光灯照明:荧光灯照明广泛应用于AOI,自动光学检测应用,因为它提供了一种有效的照明形式,以观察pcb上的缺陷。AOI应用日光灯照明的主要问题是灯会随着时间的推移而退化。这意味着自动光学检测系统将受到不断变化的光的水平和质量
LED照明:LED照明的发展意味着AOI,自动光学检测系统能够采用一种更加稳定的照明形式。虽然随着时间的推移,LED照明确实会受到LED光输出减少的影响,但这可以通过增加电流来弥补。使用LED照明,照明水平也可以控制。因此,与多年前使用的荧光灯或白炽灯相比,led是一种更令人满意的照明形式
红外线或紫外线:在某些情况下,可能需要红外线或紫外线照明来增强某些缺陷,或使自动光学检查能够揭示某些类型的缺陷。
除了照明的形式,自动光学检测系统(AOI)照明的定位也同样重要。光源的定位不仅要确保所有区域都有良好的光线,这在某些组件可能会投射阴影时尤为重要,而且还要突出缺陷。可能需要对不同的组件进行仔细的调整。

AOI,自动光学检测系统编程

为了能够使用AOI(自动光学检测)测试PCB组件,可接受的电路板的细节必须存储在系统中。如果AOI系统要能够正确地检测通过的PCB组件上的任何缺陷,则必须正确地进行编程活动。

有几种方法可以用来编程一个AOI系统:

使用“金板”:一种方法是提供已知的好板作为目标,供AOI,自动光学检测系统使用。这将通过系统传递,以便它能够学习相关属性。它将查看组件,每个接头的焊料概况,以及许多其他方面。为了给系统提供足够的方差数据,通常需要几块板。
基于算法的编程:将PCB数据提供给系统,然后生成自己的板配置文件。这个方案也需要真正的电路板,但通常需要的电路板更少。
这两种体系各有利弊。这是一个平衡的设置时间,维护,精度和特定AOI,自动光学检测系统的要求。通常情况下,需求很大程度上取决于正在使用的机器。

至关重要的是,任何印刷电路板制造区域都能够检查出线的末端的板的质量。只有这样,他们才能监控质量,当发现问题时,纠正过程,使进一步的董事会不受同样的问题的影响。在这种情况下,自动光学检测和必要时的x射线检测是制造业的两个基本工具。

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