OLED掀起AOI檢測(cè)“投資熱”，這篇文章把原理、市場(chǎng)及領(lǐng)域解析透了……

AOI 全稱(chēng)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)，是一種基于光學(xué)原理利用機(jī)器視覺(jué)替代人工目檢的檢測(cè)技術(shù)。AOI設(shè)備主要應(yīng)用于 PCB、FPD、半導(dǎo)體、光伏、汽車(chē)電子等行業(yè)的工業(yè)檢測(cè)。

AOI 檢測(cè)基本原理

AOI 技術(shù)總體上是利用機(jī)器視覺(jué)模仿人工檢測(cè)的過(guò)程，其基本原理與人工檢測(cè)相似。

AOI 以人工光源代替自然光，以光學(xué)透鏡代替人眼晶狀體，以 CCD、CMOS 等元件進(jìn)行圖像采集代替視網(wǎng)膜，最后經(jīng)過(guò)算法處理將分析后的圖像與之前采集的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)比，利用圖像對(duì)比+模式分析的方法代替人腦的分析過(guò)程得到檢測(cè)結(jié)果。

AOI 系統(tǒng)主要由圖像采集系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，硬件設(shè)備主要分為六個(gè)部分：光源、相機(jī)、電腦主機(jī)、絲桿、馬達(dá)和機(jī)體。其中光源是決定檢測(cè)能力的重要因素，工業(yè)相機(jī)是實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化的主要瓶頸。除了硬件之外，還需要配套的算法。

AOI檢測(cè)市場(chǎng)

 相關(guān)市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)Cell段檢測(cè)設(shè)備空間是Module段的10-15倍；在OLED領(lǐng)域，一條OLED線所需AOI設(shè)備約為LCD線的1.5-2倍，檢測(cè)設(shè)備單價(jià)平均增加20-30%。

全球 AOI 行業(yè)產(chǎn)值分布

目前顯示面板及觸摸屏生產(chǎn)線檢測(cè)員?約占整體?產(chǎn)線人員的30-40%，是未來(lái)提升生產(chǎn)自動(dòng)化的主要領(lǐng)域。

一臺(tái)在線AOI設(shè)備可以代替4-5人的工作量，每月開(kāi)機(jī)25天，開(kāi)機(jī)23小時(shí)，基本無(wú)間斷。而SMT領(lǐng)域AOI單價(jià)僅10-20萬(wàn)，相當(dāng)于1-1.5個(gè)熟練工人的全年工資。

AOI 設(shè)備的上游主要包括光學(xué)元件供應(yīng)商和機(jī)械元件、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供商，其中機(jī)械設(shè)備與其他技術(shù)的通用性較高，一般廠商均可提供；

光學(xué)元件根據(jù)設(shè)備需求精密度要求不同，但除了高端設(shè)備對(duì)工業(yè)相機(jī)要求較高以外總體可選擇的采購(gòu)商較多；上游供應(yīng)不會(huì)對(duì)設(shè)備商構(gòu)成制約因素。

下游主要包括 PCB、FPD、半導(dǎo)體和其他行業(yè)。

AOI  設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈

AOI  設(shè)備在 SMT 產(chǎn)線中的位臵通常為印刷后、貼片后 （爐前） 和回流焊后） （爐后），其中印刷后是檢測(cè)的重要位臵，數(shù)據(jù)顯示 60%-70%缺陷出現(xiàn)在印刷環(huán)節(jié)，在印刷后若能及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊膏缺陷，只需洗板重新印刷即能重新獲得良品，維修成本最低；

貼片后的位臵可視情況選擇是否放臵，若能在回流焊前及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷維修成本尚低，到回流焊后則不僅成本較高，還很有可能導(dǎo)致整個(gè) PCB 報(bào)廢，因此未來(lái)將對(duì)貼片后的檢測(cè)也將更加重視；

回流焊后作為產(chǎn)品流出前的最后檢測(cè)是 AOI 最流行的位臵，可有效提高產(chǎn)品良率。根據(jù) 2000 年的銷(xiāo)售數(shù)據(jù)，20.8%的 AOI 應(yīng)用于印刷后，21.3%用于貼片后，57.9%用于回流焊后，也基本印證了這種分配屬于市場(chǎng)認(rèn)可的主流方案。

除了 SMT 檢測(cè)，AOI 設(shè)備在 PCB 行業(yè)還可以用于 DIP 檢測(cè)、外觀檢測(cè)等。其中 DIP 檢測(cè)與 SMT 類(lèi)似，最關(guān)鍵的放臵位臵是波峰焊后的檢測(cè)；外觀檢測(cè)可針對(duì)包括 HDI、柔性板在內(nèi)的電路板。

對(duì)于 PCB 行業(yè)而言，從工藝、成本和客戶(hù)需求幾個(gè)角度來(lái)看對(duì)于AOI 設(shè)備的需求都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)：

1、從技術(shù)工藝的角度看，PCB 微型化導(dǎo)致人工目檢無(wú)法滿(mǎn)足要求，利用機(jī)器檢測(cè)是大趨勢(shì)；

2、從生產(chǎn)成本的角度看， 產(chǎn)品 ASP  不斷下降而人工成本卻不斷上升，優(yōu)化生產(chǎn)流程對(duì)成本進(jìn)行精細(xì)化控制是廠商在激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存的法門(mén)，引進(jìn)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備是必要的選擇；

3、從客戶(hù)需求的角度看，各種終端產(chǎn)品的復(fù)雜度不斷提升，對(duì)穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高，AOI 可以有效檢測(cè)翹腳、虛焊等缺陷，增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性， 引入 AOI  設(shè)備是廠商爭(zhēng)取客戶(hù)訂單的重要砝碼。

FPD領(lǐng)域常見(jiàn)檢測(cè)設(shè)備類(lèi)別

面板

面板制造可分為 Array 、Cell 、Module  三道工序，三道工序均需要引入 AOI  檢測(cè)設(shè)備 ，且每一制程要求的檢測(cè)項(xiàng)目各不相同，需 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景 對(duì)設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的開(kāi)發(fā)。

可應(yīng)用自動(dòng)檢測(cè)的對(duì)象包括基板玻璃、CF、CG、LCM 等，其中 Array 和 Cell 制程的市場(chǎng)空間是 Module的十幾倍。不同制程之間對(duì)于設(shè)備的技術(shù)要求具備一定差異性，每家提供面板檢測(cè)設(shè)備的廠商在三個(gè)制程的市場(chǎng)占有率各不相同。

目前 Array 制程檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)主要被日企壟斷，Cell制程則由日、韓、臺(tái)灣的企業(yè)占據(jù)，我國(guó)檢測(cè)設(shè)備廠商正嘗試依托 Module 制程的技術(shù)積累逐步打入 Array 和 Cell 制程市場(chǎng)。

OLED  對(duì)于 AOI  設(shè)備需求高于普通 LCD  產(chǎn)線LCD 與 OLED 對(duì)于 AOI 設(shè)備提出了不同的要求，由于發(fā)光原理不同，OLED  無(wú)需濾光片，因此相對(duì) 對(duì) LCD  不需要 CF AOI 檢測(cè)設(shè)備 ，但 OLED 需要專(zhuān)門(mén)的Mura 檢測(cè)設(shè)備。LCD 的Mura主要出現(xiàn)在 CF，而 OLED 由于工藝不同會(huì)產(chǎn)生蒸鍍混色，各類(lèi) Mura 缺陷相對(duì)更加嚴(yán)重。

對(duì)于 Mura 缺陷的判定往往有一定主觀性，AOI 設(shè)備一方面可以有助于檢測(cè)缺陷， 更重要的是通過(guò) AOI  檢測(cè)獲取亮度信號(hào)后，可以根據(jù)檢測(cè)到的 Mura  進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償消除缺陷，也就是Demura  技術(shù)。

該技術(shù)的主要難點(diǎn)主要有兩個(gè)：

1、如何快速、準(zhǔn)確地識(shí)別各類(lèi) Mura 缺陷；

2、如何盡量提高補(bǔ)償速度以減少產(chǎn)能損失。

目前三星和 LG 的 OLED Demura 技術(shù)相對(duì)領(lǐng)先，由于 OLED 生產(chǎn)難度更高良率偏低， 引入該技術(shù)后可以有效提高 OLED  產(chǎn)線良率，隨著 OLED 的普及以及對(duì)良率的要求越來(lái)越高，具備 Demura 功能的 AOI 設(shè)備必將受到市場(chǎng)的歡迎。

資料顯示條 一條 OLED  產(chǎn)線需要的 AOI  設(shè)是 備大約是 LCD 的 的 3  倍。

玻璃

玻璃的 AOI 設(shè)備、檢測(cè)宏觀缺陷的 BM AOI 設(shè)備和 Film AOI等。 根據(jù) OFweek  預(yù)測(cè)，觸摸屏行業(yè) AOI  設(shè)備需求量 CG  領(lǐng)域約 1600  臺(tái)/套、TP  領(lǐng)域 2000  臺(tái)/套、模組及整機(jī)線 4000  臺(tái)/套，全產(chǎn)業(yè)合計(jì)將超過(guò) 8000  臺(tái)/套。

半導(dǎo)體

AOI  設(shè)備在半導(dǎo)體領(lǐng)域主要應(yīng)用于晶圓的外觀檢測(cè)、bumping  檢測(cè)、IC  封裝檢測(cè)和對(duì)標(biāo)記或 或 logo  的檢測(cè)，在半導(dǎo)體制造業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

近年來(lái)隨著 IC 封裝技術(shù)逐漸由平面向 3D 發(fā)展，如 3D 堆疊封裝、Fan-out晶圓級(jí)封裝、SoC、SiP 等技術(shù)對(duì)于自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的需求大大提升，未來(lái)可能還需要引入利用 X 光進(jìn)行透視檢測(cè)的 AXI 設(shè)備。

 IC 封裝缺陷檢測(cè)示意圖

IC  零件表面標(biāo)記缺陷檢測(cè)示意圖

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