隨著SMT技術(shù)的普及,PCB元器件的密集化及細(xì)小化,自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備(AOI)正被廣大電子制造廠商用來(lái)監(jiān)測(cè)和保證產(chǎn)品質(zhì)量。
相對(duì)于人工目視檢查來(lái)說(shuō),AOI具有更高的可重復(fù)性和更快的檢測(cè)速度。八十年代曾有研究表明,當(dāng)兩個(gè)人檢查相同的板四次時(shí),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(lài)于人工目視檢查。
因?yàn)樵缙谝M(jìn)的進(jìn)口AOI設(shè)備,給電子制造業(yè)界的朋友的感覺(jué)是:使用繁瑣、復(fù)雜,價(jià)格昂貴;或者說(shuō)因?yàn)锳OI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(cè)效果,從而覺(jué)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(píng)估AOI系統(tǒng)和如何根據(jù)具體情況配置AOI系統(tǒng)等幾個(gè)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(shí),具體用在線AOI還是離線AOI的必須要根據(jù)自身的實(shí)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?yàn)闄z測(cè)速度可以滿(mǎn)足1.5條高速貼片線的需要,且易搬動(dòng),可以靈活對(duì)應(yīng)對(duì)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(zhǎng) 期固定的品種檢測(cè)上面,這樣免去了程序調(diào)試的時(shí)間、提高了設(shè)備的使用率和穩(wěn)定性。
AOI經(jīng)過(guò)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(shí)現(xiàn)最佳的檢測(cè)效果,一直是各AOI廠商不斷攻關(guān)的技術(shù)話(huà)題。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上可見(jiàn)的 AOI品牌眾多,每種AOI各有所長(zhǎng);每個(gè)品牌的AOI優(yōu)勢(shì)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(duì)和傅里葉氏分析等,但盡管算法各異,AOI的運(yùn)作原理基本相同。
塔狀的照明系統(tǒng)給被檢測(cè)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(jī)高速采集被檢測(cè)元器件的圖像并傳輸?shù)诫娔X,專(zhuān)用的AOI軟件根據(jù)已經(jīng)編制的檢測(cè)程序進(jìn)行比較、分析;判斷被檢測(cè)元器件是否符合預(yù)訂的工藝要求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)AOI檢測(cè)元器件的過(guò)程就是模擬工人目視檢查SMT元器件,是將人工目視檢測(cè)自動(dòng)化、智能化、程序化。
PCB/SMT視覺(jué)檢測(cè)是通過(guò)CCD攝像機(jī)抓取,再經(jīng)過(guò)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(hào))。將這些數(shù)字 信號(hào)通過(guò)某種數(shù)學(xué)計(jì)算方法得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的誤差閥值,然后將每個(gè)被測(cè)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(jìn)行比較,如果比較結(jié)果小于標(biāo)準(zhǔn)閥值則該 圖像通過(guò)檢測(cè),否則判別為不合格。
上面提到的一個(gè)待測(cè)圖像需要與系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較,那么標(biāo)準(zhǔn)圖像就是通過(guò)“統(tǒng)計(jì)建模”所得到的。通常,AOI系統(tǒng)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)一系列合格圖像的模板,讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(lái)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。