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AOI机器,自动或自动光学检测系统用于电子PCB印刷电路板制造

自动或自动化光学检测AOI是一种用于制造和测试电子印刷电路板,PCB的关键技术。自动光学检测,AOI可以快速准确地检查电子组件,特别是PCB,以确保离开生产线的产品质量高,物品建立正确,而不会制造故障。

需要AOI,自动光学检查

尽管已经进行了重大改进,但现代电路比几年前甚至比董事会更复杂。表面贴装技术的引入,随后的尺寸的进一步降低是指板特别紧凑。即使是相对平均的董事会也有数千个焊接关节,这些是大多数问题的发现。

这种情况下的复杂性的增加还意味着目前手动检查不是可行的选择。即使是一种接受的方法,也意识到,由于检查员很快疲惫,差,施工很容易错过,这并不特别有效。随着现在需要大容量的市场,需要高质量的产品迅速推向市场,需要快速快捷的方法来确保产品质量仍然很高。AOI,自动光学检测是一项集成电子测试策略中的必备工具,可以通过在生产线的早期检测故障来确保成本尽可能低。

其中一个解决方案是使用自动化或自动光学检测系统。在焊料过程之后,可以将自动化光学检查系统放入生产线上。通过这种方式,他们可以用来在生产过程中早期捕获问题。这具有许多优点。通过故障成本核所作,更多要修复它们的生产过程,这显然是找到故障的最佳场所。另外,在生产过程中,可以在生产过程中看到焊料和组装区域中的问题和用于快速反馈到早期阶段的信息。通过这种方式,快速响应可以确保在使用同样问题构建的电路板之前快速和纠正问题。

AOI,AXI和ICT的主要缺陷检测能力的比较
缺陷类型 AOI. AXI. ICT.
焊缺陷
开路电路 y y y
焊接桥梁 y y y
焊点短裤 y y y
焊料不足 Y(不是关节的脚跟) y N
焊料空白 N y N
过量的焊料 y y N
焊料质量 N y N
组件缺陷
抬起引线 y y y
缺少组成部分 y y y
错位或错位的组成部分 y y y
组件值不正确 N N y
有缺陷的组成部分 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

AOI,自动光学检测系统使用可视化方法监控印刷电路板以进行缺陷。它们能够检测各种表面特征缺陷,例如结节,划痕和污渍以及诸如焊料的开放电路的诸如诸如开放电路的较熟悉的尺寸缺陷。它们还可以检测不正确的组件,缺少组件和错误放置组件。因此,它们能够执行先前由手动操作员执行的所有视觉检查,并且更迅速且准确地执行所有可视检查。

通过视觉扫描电路板的表面来实现这一点。电路板通过几个光源轻,并且使用一个或多个高清摄像机。以这种方式,AOI机器能够积聚电路板的图片

自动化光学检测,AOI系统使用被处理的捕获图像,然后与机器具有电路板应该如下所示的知识进行比较。使用此比较AOI系统能够检测和突出任何缺陷或可疑区域。

AOI使用许多技术来提供分析板是否令人满意或有任何缺陷:

模板匹配:使用此形式的过程AOI,自动化光检查系统比较了从“黄金板”的图像获得的图像。
模式匹配:使用此技术AOI系统存储良好和坏PCB组件的信息,匹配所获得的图像。
统计模式匹配:这种方法是非常相似的Tot Hat,除了它使用统计基于的解决问题的方法。通过存储多个板的结果和几种类型的故障,它能够适应较小的可接受的偏差而不悬垂误差。
为了建立电路板的数据库,可以如稍后所述使用已知状态板和PCB设计信息。

由于技术改进了它已经能够非常准确地预测缺陷并且具有少量没有发现方案的情况。由于这种AoI系统在复杂的制造环境中形成非常有用的元素。

AOI图像捕获和分析

AOI的关键要素之一,自动化光学检测系统是图像捕获系统。这占据了由AOI系统内的处理软件分析的印刷电路板,PCB组件的图像。依赖于确切的应用和AOI系统的复杂性/成本,有许多图像捕获系统变体。

成像系统可以包括单个相机,或者可以存在多于一个以提供更好的成像和3D能力的可能性。摄像机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组件的最佳位置。

除此之外,相机类型还对性能产生了影响。速度避免准确性是必须击中的平衡,并将影响所用的相机类型:

流式视频:用于自动光学检测的一种相机,AOI,采取流式视频从中拍摄。然后,捕获的帧使得能够在执行信号处理的情况下生成静止图像。这种方法并不像其他静止图像系统那样准确,但具有非常高速的优点。
静止图像相机系统:这通常与目标PCB相对接近,因此它需要一个良好的照明系统。也可能需要能够在软件控制下移动相机。
When analysing an image of a board, the AOI system looks for a variety of specific features: component placement, component size, board fiducials, label patterns (e.g. bar codes), background colour and reflectivity, etc. As an important element of its task the AOI system also inspects the soldered joints to ensure they indicate that the joints are satisfactory.

在分析板时,AOI系统必须考虑到良好板之间的许多变化。组件不仅在批次之间大小差异很大,而且是颜色和反射率。通常存在墨水筛选的差异,其中墨水厚度和颜色字体可能略有变化。

AOI光源

Lighting是AOI系统中的一个关键元素。通过选择正确的照明来源,可以更容易地突出不同类型的缺陷。随着近年来在照明技术中进行的进展,这使得这使得灯光用于增强可用的图像,而且反过来,这使得这使得能够更容易地突出显示缺陷,并在所需的加工过程中减少并增加速度和速度增加准确性。

大多数AOI系统具有定义的照明集。这取决于所需的操作和要测试的产品类型。这些通常针对预期的条件进行了优化。然而,有时可能需要一些定制,并且了解照明始终是使用的。

提供各种类型的灯光:

荧光灯:荧光灯广泛用于AOI,自动化光学检测应用,因为它提供了一种有效的照明,用于在PCB上观察缺陷。AOI应用的荧光灯的主要问题是灯随着时间的推移。这意味着自动化光学检测系统将受到不断变化的水平和光线质量的影响
LED照明:LED照明的发展意味着AOI,自动化光学检测系统能够采用更稳定的照明形式。尽管LED照明在随着时间的推移随着时间的推移,但可以通过增加电流来补偿这一点。使用LED照明,也可以控制照明水平。因此,LED是多年前使用的荧光或白炽灯的照明更令人满意的形式。
红外线或超紫色:有些情况下,可能需要红外线或紫外线照明来增强某些缺陷,或者能够进行自动化光学检查以显示某些类型的缺陷。
除了照明的形式外,灯光为自动光学检测系统AOI的定位同样重要。光源需要定位,不仅可以确保所有区域都很好,这在某些部件可以施放阴影时尤其重要,而且突出显示缺陷。不同的组件可能需要仔细调整。

AOI,自动化光学检测系统编程

为了能够使用AOI测试PCB组件,自动光学检查,可接受板的细节必须存储在系统内。如果AOI系统能够在通过的PCB组件上正确检测到任何缺陷,则必须正确执行该编程活动。

有几种方法可用于编程AOI系统:

使用“黄金板”:一种方法是提供一个已知的良好板作为AOI的目标,自动化光检查系统使用。这通过系统来传递,以便它可以学习相关属性。它将看看元件,每个关节的焊料轮廓以及许多其他方面。为了提供具有足够方差数据的系统,通常需要多个板。
基于算法的编程:PCB数据被提供给系统,然后它为电路板生成自己的配置文件。该方案还需要真实的电路板,但通常需要更少。
两个系统都有优点和缺点。它是建立时间,维护,准确性和特定AOI,自动化光学检测系统的要求之间的平衡。通常,要求将在很大程度上取决于使用的机器。

任何印刷电路板制造区域都必须能够检查从线末端的电路板的质量。只有这样,他们只是能够监视质量以及检测到问题以纠正过程,以便进一步的板不受同一问题的影响。通过这种方式,自动光学检测以及必要的X射线检测是制造业的两个基本工具。

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