0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于自动光学检测系统(AOI)设计

新机器视觉 来源:新机器视觉 2023-07-08 09:43 次阅读

自动光学检测(AOI)是电子印刷电路板(pcb)制造和测试中的一项关键技术。自动光学检测,AOI能够快速准确的检测电子组件,特别是pcb,确保产品出厂质量高,产品制作正确,没有制造故障。

为什么需要自动光学检测(AOI)

尽管已经取得了重大进展,但现代电路远比几年前的电路板复杂得多。表面贴装技术的引入以及进一步缩小尺寸意味着电路板特别紧凑。即使是相对平均的电路板也有数千个焊接接头,这些都是容易出现问题的地方。

电路板复杂性的增加也意味着现在人工检查不是一个可行的选择。即使这是一种公认的方法,它目前来讲人工检测并不是特别有效,检查员很快受疲劳和主管因素影响,很容易出现错误的检查。随着市场对产品的需求量越来越大,为了保证产品的高质量,需要非常快速、非常可靠和快速的方法将高质量的产品推向市场。自动化光学检测是集成电子测试策略中必不可少的工具,通过在生产线早期检测故障,确保成本尽可能低。

其中一个解决方案是使用自动光学检测系统。自动光学检测系统可以在焊接工艺之后立即放入生产线。通过这种方式,它们可以用于在生产过程的早期发现问题,并具有许多优点。随着故障在生产过程中被发现的时间越晚,修复成本越高,即使发现故障可以避免高额修复成本。此外,焊料和装配区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,快速反应可以确保问题得到迅速识别,并在批量板材出现相同问题之前得到纠正。

AOI、AXI、ICT的主要缺陷检测能力比较
缺陷类型 AOI AXI ICT
焊接缺陷
开路 Y Y Y
焊桥 Y Y Y
焊锡短路 Y Y Y
少锡 Y (not heel of joint) Y N
焊料空隙 N Y N
锡多 Y Y N
焊料质量 N Y N
部件缺陷
脚浮 Y Y Y
部件缺失 Y Y Y
未对齐或放置错误的组件 Y Y Y
错误的元件值 N N Y
故障部件 N N Y
BGA和CSP缺陷
BGA 短路 N Y Y
BGA开路连接 N Y Y

自动光学检测基础

自动光学检测系统(AOI)使用可视化的方法来监控印刷电路板的缺陷。它们能够检测各种表面特征缺陷,例如结节,划痕和污点,以及更常见的尺寸缺陷,例如开路、短路和焊料变薄。它们还可以检测不正确的组件、缺少组件和错误放置的组件。因此,他们能够执行之前由手动操作员执行的所有视觉检查,并且更加迅速和准确。

他们通过视觉系统来扫描电路板的表面来实现这一目标。系统由几个光源照明,并且使用一个或多个高清摄像机。通过这种方式,AOI设备能够创建电路板的图像。

自动光学检测(AOI)系统使用捕获的图像进行处理,然后与机器所具有的板材外观知识进行比较。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使用多种技术来分析电路板是否存在任何缺陷:

模板匹配:利用这种方法,自动光学检测系统(AOI)将获得的图像与“金板”上的图像进行比较。

模式匹配:利用这种技术,AOI系统存储好的和坏的PCB组件的信息,将得到的图像与这些信息进行匹配。

统计模式匹配:除了使用基于统计的方法解决问题之外,这种方法与上面的方法非常相似。通过存储多个电路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会出现错误。

为了建立电路板应该是什么的数据库,使用已知的状态板和PCB设计信息,如下所述。

随着技术的进步,AOI系统能够非常精确地预测缺陷,并且具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非常有用的元素。

AOI图像采集与分析

自动光学检测系统的关键部件之一是图像采集系统。通过捕捉印刷电路板、PCB组件的图像,然后由AOI系统内的处理软件进行分析。图像捕获系统有许多变体,这些变体取决于准确的应用程序和AOI系统的复杂性和成本。

成像系统可以由一个或多个摄像机组成,以提供更好的成像和3D功能的可能性。摄像头也应该能够在软件控制下移动。这将使他们能够移动到一个给定的PCB组装的最佳位置。

除此之外,相机的类型对性能也有影响。速度与精度之间的平衡是必须达到的,并将影响所使用的照相机类型:

流式视频:用于自动光学检测(AOI)的一种类型的摄像机,采用流式视频从中获取完整的帧。然后,通过捕获的帧使生成在可以执行信号处理的静止图像。这种方法不如其他静止图像系统那样精确,但具有非常高的速度的优点。

静止图像相机系统:通常放置在相对靠近目标PCB的位置,因此需要良好的照明系统,还需要能够在软件控制下移动相机。

在分析电路板图像时,AOI系统会自动寻找各种特定特征:如元件放置、元件尺寸、电路板基准、标签图案(例如条形码)、背景颜色和反射率等。作为其任务的重要元素AOI系统还检查焊接接头,以确保它们接头是否符合要求。

在分析电路板时,AOI系统必须考虑好电路板之间的许多差异。每个批次之间不仅尺寸变化很大,而且颜色和反射率也不同。通常在丝网印刷中也存在差异,其中油墨厚度和颜色字体可能会有细微的变化。

AOI光源

照明是AOI系统的关键要素。通过选择正确的光源,可以更容易地突出显示不同类型的缺陷。随着近年来在照明技术方面取得的进步,这使得照明能够用于增强可用的图像,并且这使得系统能够更容易地突出电路板缺陷,从而减少所需的处理并且提高速度和准确性。

大部分AOI系统都有一个固定的照明系统,这取决于操作要求和需要测试的产品类型。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,良好的照明是提高系统性能的关键因素。

提供多种类型的照明:

荧光灯:荧光灯广泛用于AOI自动光学检测应用,因为它为观察PCB上的缺陷提供了有效的照明形式。AOI应用的荧光灯照明的主要问题是灯泡会随着时间而降低。这意味着自动光学检测系统将受到不断变化的光水平和质量的影响、

LED照明:LED照明的发展意味着AOI自动光学检测系统能够采用更加稳定的照明形式。虽然LED照明确实受到LED随时间的光输出减少的影响,但是这可以通过增加电流来补偿。使用LED照明,也可以控制照明水平。因此,LED比几年前使用的荧光灯或白炽灯更令人满意的照明形式

红外线或紫外线:在某些情况下,可能需要红外线或紫外线照明来增强某些缺陷,或者能够进行自动光学检查以发现某些类型的缺陷。

除了照明形式之外,自动光学检测系统AOI的照明定位同样重要。光源需要定位以不仅确保所有区域都是良好的照明,这在某些组件可能投射阴影时尤其重要,而且需要突出缺陷。不同的组件可能需要细微的调整。

自动光学检测系统(AOI)编程

为了能够使用自动光学检测(AOI)检查PCB组件,必须在系统中存储接收电路板板的详细信息。如果AOI系统能够正确检测通过的PCB组件上的任何缺陷,则必须正确执行该编程活动。

有几种方法可用于AOI系统编程:

使用标准版:一种方法是提供一种已知的好板作为目标,供自动化光学检测系统(AOI)使用。通过系统传递的,以便它可以学习相关的属性。它将着眼于组件,每个接头的焊接轮廓,以及许多其他方面。向系统提供足够的相关数据,这种方法通常需要数块标准版作为参考。

基于算法的编程:将PCB数据提供给系统,然后为电路板板生成自己的配置文件。该方案还需要真正的电路板,但通常需要的电路板较少。

两个系统都有优点和缺点。它是设置时间、维护、精度和特定自动光学检测系统(AOI)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。

至关重要的是,任何印刷电路板制造区域都能够检查线路末端的电路板质量。只有这样,他们才能监控质量,并在检测到问题时纠正过程,以便其他电路板不会受到同样问题的影响。通过这种方式,自动光学检查和必要的X射线检查是制造业的两个必不可少的工具。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电路板
    +关注

    关注

    140

    文章

    4683

    浏览量

    93609
  • 光学检测
    +关注

    关注

    2

    文章

    60

    浏览量

    19290
  • AOI
    AOI
    +关注

    关注

    6

    文章

    136

    浏览量

    24178

原文标题:关于自动光学检测系统(AOI)设计,有你想知道的......

文章出处:【微信号:vision263com,微信公众号:新机器视觉】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    【寻聘】光学检测设备开发工程师 AOI

    LabviewVision Assistant及AOI自动光学检测等设备相关知识, 2.工作经验五年以上3.富有自动
    发表于 06-03 15:34

    【寻聘】光学检测设备开发工程师 AOI

    LabviewVision Assistant及AOI自动光学检测等设备相关知识, 2.工作经验五年以上3.富有自动
    发表于 06-05 10:45

    基于USB通信的印制电路板AOI视觉检测系统

    针对印制电路板AOI系统,设计了视觉系统硬件电路和软件程序,完成了对PCB板图像的采集。所设计系统成功用于印制电路板AOI视觉
    发表于 04-22 17:28 1267次阅读
    基于USB通信的印制电路板<b class='flag-5'>AOI</b>视觉<b class='flag-5'>检测</b><b class='flag-5'>系统</b>

    奥宝最尖端Ultra Fusion 200自动光学检测系统

      奥宝科技日前宣布发布最新的Ultra Fusion 200自动光学检测AOI系统。作为公司旗舰产品Fusion
    发表于 05-11 08:53 1880次阅读

    2017-2020年自动光学检测AOI)市场研究报告

    2017-2020年自动光学检测AOI)市场研究报告
    发表于 01-14 01:30 0次下载

    aoi光学检测仪原理及选择

    AOI工作原理SMT中应用AOI技术的形式多种多样,但其基本原理是相同的,即用光学手段获取被测物图形,一般通过一传感器(摄像机)获得检测物的照明图像并数字化,然后以某种方法进行比较、分
    发表于 10-10 15:12 9182次阅读

    AOI自动光学视觉检测机的培训学习手册

    本文档的主要内容详细介绍的是AOI自动光学视觉检测机的培训学习手册。
    发表于 11-18 08:00 6次下载
    <b class='flag-5'>AOI</b>全<b class='flag-5'>自动</b><b class='flag-5'>光学</b>视觉<b class='flag-5'>检测</b>机的培训学习手册

    AOI是什么,关于自动光学检测设备aoi的解析

    AOI是什么意思?详解自动光学检测设备aoi AOI就是自动
    发表于 07-07 17:04 1.6w次阅读

    什么样的AOI自动光学检测仪才能满足客户需求呢

    很多SMT客户在购买AOI设备时候都会考虑机器的实用性,那么什么样的AOI自动光学检测仪才能满足客户需求呢?我们大概归纳了以下几点。 1、分
    发表于 02-04 16:19 931次阅读

    AOI自动光学检测系统的特点及应用

    AOI自动光学检测系统,采用摄像技术将被检测物体的反射光强以定量化的灰阶值输出,通过与标准图像
    发表于 09-06 11:58 4373次阅读

    PCBA生产中自动光学检测(AOI)检测的作用

    AOI是一种检测设备,又称AOI光学自动检测设备,已成为电子制造业保证产品质量的重要检测工具和过
    发表于 09-29 10:37 4302次阅读

    基于机器视觉的AOI自动光学检测技术实践

    AOI自动光学检测( Automatic Optic Inspection )是利用机器视觉( Machine vision )模仿人的眼睛观察和识别,隶属于人工智能,我们已经开发出
    发表于 03-08 10:23 380次阅读

    AOI检测原理

        NO 1. AOI 测试作用 AOI(Automated Optical Inspection)的全称是自动光学检测,在生产过程中,
    的头像 发表于 05-25 17:19 3613次阅读
    <b class='flag-5'>AOI</b><b class='flag-5'>检测</b>原理

    双面检测aoi光学检测仪详细介绍

    AOI检测设备又名AOI光学自动检测设备现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测工具和过程质量控
    的头像 发表于 08-18 09:37 2129次阅读
    双面<b class='flag-5'>检测</b><b class='flag-5'>aoi</b><b class='flag-5'>光学</b><b class='flag-5'>检测</b>仪详细介绍

    AOI自动光学检查在PCB电路板生产中的作用

    一站式PCBA智造厂家今天为大家讲讲AOI在PCBA加工中有什么作用?自动光学检测(AOI)技术在PCBA加工中的作用。在PCBA加工生产中
    的头像 发表于 09-20 09:07 637次阅读