隨著SMT技術的普及,PCB元器件的密集化及細小化,自動光學檢測設備(AOI)正被廣大電子制造廠商用來監測和保證產品質量。
相對于人工目視檢查來說,AOI具有更高的可重復性和更快的檢測速度。八十年代曾有研究表明,當兩個人檢查相同的板四次時,他們的相互認同率少于28%,認同自己的只有大約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設備,給電子制造業界的朋友的感覺是:使用繁瑣、復雜,價格昂貴;或者說因為AOI設備編程調試繁復,令工程師不能充 分發揮AOI設備的性能,導致AOI未能達到預期的檢測效果,從而覺得AOI設備只是一種“昂貴的擺設品”。本文將從AOI的工作原理、如何評估AOI系統和如何根據具體情況配置AOI系統等幾個方面作探討。
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的必須要根據自身的實際情況去權衡;如果是小批量、多Model,轉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,一般應用于長 期固定的品種檢測上面,這樣免去了程序調試的時間、提高了設備的使用率和穩定性。
AOI經過十幾年的發展,技術水平仍處于高速發展階段,如何實現最佳的檢測效果,一直是各AOI廠商不斷攻關的技術話題。目前國內市場上可見的 AOI品牌眾多,每種AOI各有所長;每個品牌的AOI優勢主要體現都取決于其不同的創新核心軟件算法,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到電腦,專用的AOI軟件根據已經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,再經過圖像處理(即根據像素分布、亮度和顏色等信息轉化成為我們所需要的數字信號)。將這些數字 信號通過某種數學計算方法得到一個標準的誤差閥值,然后將每個被測試的圖像得到的閥值與系統中已修正好的標準閥值進行比較,如果比較結果小于標準閥值則該 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中的標準圖像進行比較,那么標準圖像就是通過“統計建模”所得到的。通常,AOI系統經過學習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生的變化方式特征,生成一副多元化的合格圖像模型。