一、什么是AOI   

AOI的全稱是Automatic Optic Inspection（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)），是基于光學(xué)原理來(lái)對(duì)焊接生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)缺陷進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備。

二、為什么要用AOI

為了進(jìn)行質(zhì)量控制，在SMT生產(chǎn)線上要進(jìn)行有效的檢測(cè)。

1、 SMT生產(chǎn)線上通常用到的檢測(cè)方法
（1）人工目檢
  用人眼來(lái)檢測(cè)電路板焊接完成前后其上各元件是否正確、是否連焊、焊錫是否合適。人工目檢通常位于貼片機(jī)后或回流爐后的第一個(gè)工位。
（2）在線測(cè)試（ICT）
通過(guò)對(duì)電性能的檢測(cè)，判斷元件是否到位，是否焊接良好。在線測(cè)試的位置通常位于回流爐后，人工目檢之后。
（3）功能測(cè)試（FUNCTIONAL TESTING）
在生產(chǎn)線的末端，利用專門的測(cè)試設(shè)備，對(duì)電路板的功能進(jìn)行全面的測(cè)試，用以確認(rèn)電路板的好壞。
 

2、常用方法的缺點(diǎn)
  人工目檢是最方便、實(shí)用、適應(yīng)性最強(qiáng)的一種。因?yàn)閺脑?/span>
  上說(shuō)，設(shè)計(jì)好的電路板，只要其上的元件類型、位置、極性全部正確，并且焊接良好的話，其性能就應(yīng)該符合設(shè)計(jì)要求。但是由于SMT工藝的提高，及各種電路板結(jié)構(gòu)尺寸的需要，使電路板的組裝向著小元件、高密度、細(xì)間距方向發(fā)展。受自身生理因素的限制，人工目檢對(duì)這種電路板已很難進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠、重復(fù)性高的檢測(cè)了。
由于ICT需要針對(duì)不同的電路板制作不同的模板，制作和調(diào)試的周期  較長(zhǎng)，故只適用于大批量生產(chǎn)。

功能測(cè)試需要專門的設(shè)備及專門設(shè)計(jì)的測(cè)試流程,故對(duì)絕大多數(shù)電路板生產(chǎn)線并不適用。

3、 AOI的優(yōu)點(diǎn)
編程簡(jiǎn)單
  AOI通常是把貼片機(jī)編程完成后自動(dòng)生成的TXT輔助文本文件轉(zhuǎn)換成所需格式的文件，從中AOI獲取位置號(hào)、元件系列號(hào)、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、元件旋轉(zhuǎn)方向這5個(gè)參數(shù)，然后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生電路的布局圖，確定各元件的位置參數(shù)及所需檢測(cè)的參數(shù)。完成后，再根據(jù)工藝要求對(duì)各元件的檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)。
  

操作容易
  由于AOI基本上都采用了高度智能的軟件，所以并不需要操作人員具有豐富的專業(yè)知識(shí)即可進(jìn)行操作。
  故障覆蓋率高
  由于采用了高精密的光學(xué)儀器和高智能的測(cè)試軟件，通常的AOI設(shè)備可檢測(cè)多種生產(chǎn)缺陷，故障覆蓋率可達(dá)到80%。
  減少生產(chǎn)成本
  由于AOI可放置在回流爐前對(duì)PCB進(jìn)行檢測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)由各種原因引起的缺陷，而不必等到PCB過(guò)了回流爐后才進(jìn)行檢測(cè)，這就大大降低了生產(chǎn)成本。

三．AOI的種類及主要生產(chǎn)廠家
1、 AOI的種類
      由于設(shè)計(jì)思路及性能的不同，AOI系統(tǒng)可大致分為以下幾
      種：
（1） 按圖象拾取設(shè)備分類：
   ① 使用黑白CCD攝像頭
   ② 使用彩色CCD攝像頭
   ③ 使用高分辨率掃描儀
（2）按測(cè)試項(xiàng)目分類：
   ① 主要檢測(cè)焊點(diǎn)
   ② 主要檢測(cè)元件
   ③ 元件和焊點(diǎn)都檢測(cè)
（3）按設(shè)備的結(jié)構(gòu)分類
   ① 需要?dú)庠垂?/span>
   ② 不需氣源供氣
（4）按測(cè)試時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式分類
   ① 電路板固定，攝像頭或掃描儀移動(dòng)
   ② 攝像頭和電路板各往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)
   ③ 攝像頭固定，電路板進(jìn)行兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)
  

2、AOI的三種機(jī)型：
  結(jié)合以上的各種配置，形成了主要的三種機(jī)器類型：
回流爐前無(wú)氣源，電路板固定，元件檢測(cè)為主，連焊檢測(cè)為輔。
回流爐后使用，需要?dú)庠矗娐钒鍎?dòng)，進(jìn)行元件、焊點(diǎn)、連焊檢測(cè)。
可兼容以上兩項(xiàng)的檢測(cè)，無(wú)氣源，電路板固定不動(dòng)。

3、 AOI的主要生產(chǎn)廠家
  AOI的主要生產(chǎn)廠家有英國(guó)的DiagnoSYS,美國(guó)的Teradyne，
  日本的OMRON,以色列的Orbotech,愛(ài)爾蘭的MVT等公司。我
  們這里主要介紹一下英國(guó)DiagnoSYS公司的VisionPoint。
    

四．VisionPoint的工作原理及特點(diǎn)
  VisionPoint是由英國(guó)DiagnoSYS公司開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)的用于印制電路板（PCB ）元件貼裝生產(chǎn)中進(jìn)行非接觸式檢測(cè)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）設(shè)備。VisionPoint可以對(duì)元件和焊點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，不需要?dú)庠?，檢測(cè)時(shí)電路板固定不動(dòng)，攝像頭移動(dòng)。VisionPoint可在回流爐前和回流爐后進(jìn)行檢測(cè)，也可對(duì)連接器這樣的手動(dòng)貼片進(jìn)行檢測(cè)。
1、 VisionPoint能檢測(cè)的錯(cuò)誤類型

VisionPoint能對(duì)SMT生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的如下問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)：
   A類：元件丟失 
   錯(cuò)件 
   元件偏移 
   元件極性錯(cuò)誤 
   互換元件檢查 
   碑立
   B類：焊錫不足
        焊錫過(guò)量
        腳上翹
   C類：連焊
  

2、VisionPoint對(duì)各類缺陷進(jìn)行檢測(cè)的原理
（1）對(duì)于A類缺陷：
  絕大多數(shù)元件都有一個(gè)標(biāo)識(shí)，如IC上的文字、貼片電阻的文字、貼片電容的顏色、極性元件的極性標(biāo)志等。因此，在判別此類缺陷時(shí)，可通過(guò)對(duì)標(biāo)識(shí)的檢測(cè)來(lái)進(jìn)行判斷。
  具體方法為：
  在進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)前，需要從標(biāo)準(zhǔn)元件上拾取模板。根據(jù)模板的尺寸，計(jì)算機(jī)自動(dòng)將其等分為多個(gè)象素，計(jì)算機(jī)把每個(gè)象素對(duì)光照（黃色的LED照明矩陣）的反射強(qiáng)度量化為256級(jí)灰度（0～255）中的一級(jí)，并統(tǒng)計(jì)出整個(gè)模板所包含的象素及各自對(duì)應(yīng)的灰度值。
　 在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，計(jì)算機(jī)同樣拾取元件的圖象，并量化各象素的灰度，將之與原先的模板進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的比較，最后根據(jù)總的重合程度得出檢測(cè)的分值（1000為完全重合，0為完全不重合）?？筛鶕?jù)SMT的工藝及元器件供應(yīng)商的情況來(lái)確定元件通過(guò)檢測(cè)的分值。例如650為通過(guò)分值，則當(dāng)檢測(cè)分值為600時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為有缺陷，并記錄報(bào)警。
   在檢測(cè)完成后，根據(jù)實(shí)際的要求，可以選擇直接送出有缺陷的PCB，也可在VisionPoint上直接觀察缺陷情況并進(jìn)行缺陷定義，以便SPC報(bào)表統(tǒng)計(jì)輸出。
A類缺陷在標(biāo)識(shí)測(cè)試中的分值變化明顯，測(cè)試的效果顯著。

（2）對(duì)于B類缺陷：
   該類缺陷屬于焊接缺陷。
在焊接良好的情況下，焊錫應(yīng)分布在元件管腳和焊盤之間的位置。由于元件管腳存在高度，焊錫的分布應(yīng)為斜坡?tīng)?。于是，垂直向下的光線（紅色LED照明矩陣）照到焊錫后便被側(cè)向反射了。表現(xiàn)在攝像頭中的圖象，便是黑色。而焊盤及管腳無(wú)焊錫的部位則為發(fā)亮的白色。
根據(jù)工藝的要求，事先設(shè)定焊錫的檢測(cè)區(qū)域，并設(shè)定白色所占區(qū)域的百分比，從而判別出是否存在焊接缺陷。

（3）對(duì)于C類缺陷：
   元件如果是很好地焊接在焊盤上，則各個(gè)管腳間是良好隔離的。如果管腳連焊或有異物，良好的間隔將被破壞。
   在固定光源（黃色的LED照明矩陣）的照射下，如果攝像頭捕捉到的IC管腳有明顯的均勻的明、亮間隔，這說(shuō)明各管腳之間是良好隔離的，否則管腳有連焊或管腳間有異物。通過(guò)事先設(shè)定管腳的間距，并設(shè)置測(cè)量的允許誤差，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)判別管腳是否連焊或有異物。
  

（4） VisionPoint的設(shè)備特點(diǎn)如下；
1、CCD攝像頭
    不同高度垂直布置了3個(gè)CCD攝像頭。
攝像頭1相對(duì)被測(cè)PCB的高度最高，可測(cè)面積也最大，為32mm×27mm，放大倍率為4.75，可測(cè)元件應(yīng)大于0805封裝。
   攝像頭2相對(duì)被測(cè)PCB的高度其次，可測(cè)面積為15mm×12mm，放大倍率為9.5，可測(cè)元件為0402及0603封裝。
   攝像頭3相對(duì)被測(cè)PCB的高度最低，可測(cè)面積最小，為9mm×7mm，放大倍率為14.5，可測(cè)元件為0201封裝。

2、CAD編程
  將貼片機(jī)生成的包含元件位號(hào)、系列號(hào)、X和Y坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度、封裝形式的文本文件通過(guò)EXECL軟件直接轉(zhuǎn)換成供編程使用的CXF文件，時(shí)間短，可靠性高。編程時(shí)，類似貼片機(jī)的工作，VisionPoint能按照CAD文件的內(nèi)容自動(dòng)完成所需項(xiàng)目的設(shè)置。

3、允許最大的元件高度
   75mm（100mm可選）

4、測(cè)試時(shí)間
   攝像頭的單次可測(cè)面積為一個(gè)框格（Frame），每個(gè)框格的處理時(shí)間為0.25秒。如系統(tǒng)將被測(cè)PCB分為N格，則測(cè)試的時(shí)間為N×0.25秒。
   由于所選的攝像頭不同，故測(cè)試時(shí)間應(yīng)根據(jù)攝像頭對(duì)應(yīng)的測(cè)試面積估算。

5、在SMT生產(chǎn)線的使用位置
根據(jù)測(cè)試的不同要求，可分別放在回流爐前，回流爐后及人工插件后使用。

6、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
   VisionPoint設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只由攝像、傳送、主機(jī)三部分構(gòu)成。各部分相對(duì)獨(dú)立，使維護(hù)、保養(yǎng)和維修的工作難度降到了最低。如發(fā)生設(shè)備故障，只需更換相應(yīng)的零件即可，而不會(huì)影響設(shè)備的完整性。

五．VisionPoint的技術(shù)指標(biāo)和規(guī)格
1、PC 
     CPU:Pentium III 500MHz 
     操作系統(tǒng)：Windows NT
     內(nèi)存：256M RAM
     硬盤：6.4G
     軟驅(qū)：ZIP
     Modem：56K

2、X-Y平臺(tái)
     調(diào)整精度：24微米（5微米可選）
     可測(cè)最大電路板尺寸：400mm×450mm
     最大高度間隔：75mm（可選100mm）
     光線照明：角度和頂部
     攝像頭：3個(gè)CCD（可選4個(gè)）

3、傳輸系統(tǒng)
     長(zhǎng)：1.5m
     最大可調(diào)寬度：450mm
     標(biāo)準(zhǔn)：SMEMA

4、測(cè)試速率
     最快：每分鐘1500個(gè)元件

5、占地面積
      1.5m×1.5m

6、電源
      110V 10A單相或220V 5A單相

7、重量
      凈重：750Kg

8、外部設(shè)備
      返修站：用于返修由Vision Point檢測(cè)出有缺陷的電路板
      輸入輸出疊式存儲(chǔ)器
      打印機(jī)
      網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器
      數(shù)據(jù)記錄

9、可檢測(cè)的類型
      元件丟失 
      錯(cuò)件 
      元件偏移 
      元件極性錯(cuò)誤 
      互換元件檢查 
      碑立
      焊錫不足
      焊錫過(guò)量
      腳上翹
      連焊

更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注以下二維碼