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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

自动或自动化光学检测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

尽管已经做出了重大改进,但现代电路远比几年前的电路板复杂。表面贴装技术的引入以及随后尺寸的进一步减小意味着电路板特别紧凑。即使是相对普通的电路板也有数千个焊接接头,而这些是发现大多数问题的地方。

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 AOI. 阿喜 信息通信技术
焊缺陷
开路电路 Y Y Y
焊接桥梁 Y Y Y
焊料短路 Y Y Y
焊料不足 Y(不是关节后跟) Y N
焊料空白 N Y N
多余的焊料 Y Y N
焊接质量 N Y N
部件缺陷
领先 Y Y Y
缺失的组件 Y Y Y
未对准或错位的部件 Y Y Y
组件值不正确 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

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。

他们通过视觉扫描电路板的表面来实现这一点。该电路板由多个光源照明,并使用一个或多个高清摄像头。通过这种方式,AOI机器能够建立电路板的图片

这个自动化光学检测, 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图像采集与分析

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。

成像系统可以包括单个摄像机,或者可以有多个摄像机,以提供更好的成像和3D能力的可能性。摄像机也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,相机的类型对性能也有影响。速度与精度是必须平衡的,并将影响所使用的摄像机类型:

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。
静止图像照相机系统:通常将其放置在相对靠近目标PCB的位置,因此需要良好的照明系统。可能还需要能够在软件控制下移动摄像机。
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。

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: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。
红外线或紫外线:在某些情况下,可能需要使用红外线或紫外线照明来增强某些缺陷,或进行自动光学检查以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。

自动光学检测系统编程

为了能够使用AOI(自动光学检查)测试PCB组件,必须在系统中存储可接受板的详细信息。如果AOI系统要能够正确检测通过的PCB组件上的任何缺陷,则必须正确执行此编程活动。

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:向系统提供PCB数据,然后系统为电路板生成自己的配置文件。该方案还需要真正的电路板,但通常需要更少的电路板。
这两种系统各有优缺点。这是在设置时间、维护、精度和特定AOI(自动光学检测系统)要求之间的平衡。通常,要求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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