隨著SMT技術(shù)的普及,PCB元器件的密集化及細(xì)小化,自動光學(xué)檢測設(shè)備(AOI)正被廣大電子制造廠商用來監(jiān)測和保證產(chǎn)品質(zhì)量。
相對于人工目視檢查來說,AOI具有更高的可重復(fù)性和更快的檢測速度。八十年代曾有研究表明,當(dāng)兩個人檢查相同的板四次時,他們的相互認(rèn)同率少于28%,認(rèn)同自己的只有大約44%左右。而盡管如此,在2005年前,絕大部分電子制造廠商依然依賴于人工目視檢查。
因為早期引進的進口AOI設(shè)備,給電子制造業(yè)界的朋友的感覺是:使用繁瑣、復(fù)雜,價格昂貴;或者說因為AOI設(shè)備編程調(diào)試繁復(fù),令工程師不能充 分發(fā)揮AOI設(shè)備的性能,導(dǎo)致AOI未能達(dá)到預(yù)期的檢測效果,從而覺得AOI設(shè)備只是一種“昂貴的擺設(shè)品”。本文將從AOI的工作原理、如何評估AOI系統(tǒng)和如何根據(jù)具體情況配置AOI系統(tǒng)等幾個方面作探討。

目前的AOI分為離線式AOI(Off line)和在線式AOI(In line)兩種。其實,具體用在線AOI還是離線AOI的必須要根據(jù)自身的實際情況去權(quán)衡;如果是小批量、多Model,轉(zhuǎn)線頻繁的廠家采用離線式AOI 是最佳選擇,因為檢測速度可以滿足1.5條高速貼片線的需要,且易搬動,可以靈活對應(yīng)對任何工序的檢查需要;在線式往往固定于某一工序檢查,一般應(yīng)用于長 期固定的品種檢測上面,這樣免去了程序調(diào)試的時間、提高了設(shè)備的使用率和穩(wěn)定性。
AOI經(jīng)過十幾年的發(fā)展,技術(shù)水平仍處于高速發(fā)展階段,如何實現(xiàn)最佳的檢測效果,一直是各AOI廠商不斷攻關(guān)的技術(shù)話題。目前國內(nèi)市場上可見的 AOI品牌眾多,每種AOI各有所長;每個品牌的AOI優(yōu)勢主要體現(xiàn)都取決于其不同的創(chuàng)新核心軟件算法,通常采用的軟件算法有:模板比較、邊緣檢查、灰度 模型、特征提取、固態(tài)建模、矢量分析、圖形配對和傅里葉氏分析等,但盡管算法各異,AOI的運作原理基本相同。
塔狀的照明系統(tǒng)給被檢測的元器件予以360度全方位照明,然后利用高清晰的CCD攝像機高速采集被檢測元器件的圖像并傳輸?shù)诫娔X,專用的AOI軟件根據(jù)已經(jīng)編制的檢測程序進行比較、分析;判斷被檢測元器件是否符合預(yù)訂的工藝要求。簡單來說AOI檢測元器件的過程就是模擬工人目視檢查SMT元器件,是將人工目視檢測自動化、智能化、程序化。
PCB/SMT視覺檢測是通過CCD攝像機抓取,再經(jīng)過圖像處理(即根據(jù)像素分布、亮度和顏色等信息轉(zhuǎn)化成為我們所需要的數(shù)字信號)。將這些數(shù)字 信號通過某種數(shù)學(xué)計算方法得到一個標(biāo)準(zhǔn)的誤差閥值,然后將每個被測試的圖像得到的閥值與系統(tǒng)中已修正好的標(biāo)準(zhǔn)閥值進行比較,如果比較結(jié)果小于標(biāo)準(zhǔn)閥值則該 圖像通過檢測,否則判別為不合格。
上面提到的一個待測圖像需要與系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像進行比較,那么標(biāo)準(zhǔn)圖像就是通過“統(tǒng)計建模”所得到的。通常,AOI系統(tǒng)經(jīng)過學(xué)習(xí)一系列合格圖像的模板,讓計算機自動記憶所有OK圖像的大致特征,得到圖像的外形變化以及未來可能發(fā)生的變化方式特征,生成一副多元化的合格圖像模型。