主动光学查看

　　声明：，，，。概况

　　（英语：Automated Optical Inspection，简称

　　），为高速高精度光学印象检测体系，运用机器视觉做为检测规范技能，能够改进传统上以人力运用光学仪器进行检测的缺点，运用层面包含从高科技产业之研发、制造品管，以致国防、民生、医疗、环保、电力…等范畴。

　　主动光学查看(AOI, Automated Optical Inspection) 为工业主动化有用的检测办法，运用机器视觉做为检测规范技能，妹催匙许多运用于LCD/TFT、晶体管与PCB工业制程上，在民生用处则可延伸至保全体系。主动光学查看是工业制程中常店淋见的代表性办法，运用光学办法获得制品的外表状况，以印象处理来检出异物或图画反常等瑕疵，因为对错触摸式查看，所以可在中心工程查看半制品。

　　AOI是最近才鼓起的一种新式测验技能，但发展迅速，许多厂家都推出了AOI测验设备。以SMT检测为例，当主动检测时，机器经过摄像头主动扫描PCB，搜集图画，测验的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图画处理，查看出PCB上缺点，并经过显现器或主动标志把缺点显现/标明出来，供修补人员修整。

　　运用高速高精度视觉处理技能主动检测PCB板上各种不同帖装过错及焊接缺点。PCB板的规划可从细距离高密度板到低密度大尺度板，并可供给在线检测计划，以进步出产功率,及焊接质量。

　　经过运用AOI作为削减缺点的东西，在装置工艺进程的前期查找和消除过错以完成杰出的进程操控。前期发现缺点将防止将坏板送到随后的装置阶段，AOI将减雄灶婶少修补本钱将防止作废不行修补的电路板。

　　PCB的检测最早选用人工目测办法, 跟着高密度电路布线和高产量的要求, 人工目测办法不能满意可靠性的要求, 重复、单调、严厉的检捉删和测使命的最好解决计划是选用主动检测体系。而 AOI 可满意在出产线上对 PCB 全面检测。 AOI 体系能够检测下面过错: 元件漏贴、钽电容的极性过错、焊脚定位过错或许偏斜、引脚曲折或折起、焊料过量或许缺乏、焊点桥接或许虚焊等。 AOI 不仅能查看人工目测无法查出的缺点外,AOI 可检测到在线测验中针床无法触摸到的元器材和焊接点, 进步缺点覆盖率。 AOI 还能把出产进程中各工序的陵享脚旋作业质量以及呈现缺点的类型等状况搜集, 反应回来, 供工艺操控人员剖析和办理, 下降 PCB 废品率。

　　在对物体的检测进程中, 光源起着决定性的效果。常见光源有: 白炽灯、卤钨灯、气体放电灯、钠灯、金属卤化物灯、氙灯、脉冲灯、 LED 光源, 激光等。

　　从性价比来考虑, 白炽灯光源 AOI 是一般企业较佳挑选, 假如参数修改恰当, 假缺点误报会大幅度降度, 漏检率也很低。选用高亮度 LED 作为光源有以下长处: 光的单色性好, 便于进步丈量精度, 装置空间较小, 能够根据对照明光强的实际需要方便地添加和削减 LED 数目。至于冷光源, 是一种近段时刻发展起来的新式照明光源, 用光导纤维传光束( 简称光缆) 将其宣布的光束传至照明的当地。它的输出的可见光具有基本上无热量、高强度、无暗影、无轰动、多级可调光等长处。激光 (Laser) 光源是当时的 AXI 检测体系选用的光源, 运用激光光源能够检测出BGA封装的内部缺点。

　　比较当时一些闻名 AOI 出产厂家对镜头的挑选。Omron, MVP 和 Agilent 的 AOI 都选用了单一镜头。其间,Omron 镜头摄像选用了 CHS ( Color Highlight System ) 专利技能; MVP 的公司 AOI 选用的是高灵敏度和功用的镜头; 安捷伦 SJ50 选用 SSM 技能的单一高解析度镜头; 而 Teradyne 的 AOI 一般有 5 个摄像头, 四个倾斜的和一个笔直的, 因为其 AOI 在同一方位扫描5 次, 因而极大的进步了测验的覆盖率; CyberOptics 的AOI 选用一组或两组镜头, 能够多达 9 个到 18 个。

　　AOI 被放在 SMT PCB 出产线上的四个不同出产进程后的运用。 (1) 锡膏印刷之后, 首要查看焊膏印刷的状况; (2) 片式元件贴放之后, 以查看贴片的正确与否, 能够较早地发现过错, 削减本钱; (3) 芯片贴放之后, 检拔朽晚遥测体系能够查看 PCB 上缺失、偏移、倾斜的芯片及芯片笑您凳极性的过错; (4) 回流焊接之后, 在出产线的结尾。能够检测体系能够查看出元件的缺失, 偏移和倾斜及元件极性缺点。AOI 四个检测方位中, 锡膏印刷之后、 ( 片式 ) 器材贴放之后和元件贴放之后的检测意图在于防备问题,在这几个方位检测, 能够阻挠缺点的产生; 在回流焊接之后的检测, 则意图在于发现问题。防备问题 AOI放置在炉前, 发现问题 AOI 放置在炉后。当时来说, 炉前的 AOI 比炉后的 AOI 重要, 但炉后的查看特别是焊点类不良的查看是 AOI 的查看的难点, Teradyne 的Optima7000 体系就侧重于炉后的检测。更多的 AOI 都具有很大的弹性度, 安捷伦的 SJ50 与 SP50 ( 三维) 焊膏检测体系运用统一化渠道, 能够交换照明头。 Omron和 Teradyne 的 AOI 都能够移到其它测验方位。

　　AOI 运用软件的开发是用户运用后表现其效果的要害。大多 AOI 检测体系选用了 PC 和 windows 操作体系, 而 MVP 挑选了 LINUX和 UNIX 操作体系, 以增强其软件体系的稳定性。

　　近年来软件方面, 运用了许多电路板图画的检测算法, 这些算法大致可分为三大类: 有参阅比较算法、无参阅校验法以及混合型算法。有参阅比较算法分为两大类, 图画比照法和模型比照法。这类办法算法简略, 简略完成, 可是它不简略检测线宽、线距违例等瑕疵。无参阅校验法不需要任何参阅图象, 它根据预先界说的 PCB 的规划规矩来判别待检 PCB 图象是否有瑕疵, 假如它不契合规划规矩, 就认为有瑕疵, 因而也称为规划规矩校验法。这类办法虽然在榆测线宽、线距违例这类瑕疵时能够收到很好的效果, 可是其算法杂乱, 运算量很大, 而且易漏柃线、焊盘丢掉等大瑕疵。混合型办法是将有参阅比较算法与无参阅校验法混合运用, 在必定程度上克服了前两类办法的缺点,然后发挥它们各自的长处。比方, 模板匹配法与数学形态学办法结合运用, 或许衔接表办法与数学形态学办法结合运用等。但当时这种办法还缺乏很老练, 其算法杂乱, 不能满意实时检测的要求, 且自适应性不行, 体系扩展能力差。当时 AOI 检测体系图画处理基本上选用的是参阅算法, 国外进口品牌大多运用图画匹配、规律判别登多种组合手法。

　　AOI 检测体系的软件具有计算剖析功用, 为工艺技能人员供给 SPC ( Statistical Process Control ) 材料。AOI 检测体系监控工艺流程质量, 与 SPC 工艺办理技能的结合, 及时供给反应信息, 然后不断地优化出产流程中的各个参数, 使 SMT 出产工艺愈加完善, PCB装置的制品率从而得到明显进步。跟着现代制造业规划的扩展, 出产的受控性越来越重要, 对 SPC 材料的需求也不断增加。

　　安捷伦公司最新推出的 SJ50 系列 II 型 AOI 设备中运用了三维立体形状模型( SSM ) 技能, 它运用多角度成像, 生成传神三维印象。因为选用了 SSM 技能, 因而在缺点报警精确率方面有了很大的进步; 以一个单一、高分辨率的数码相机和高速的精细支架使分辨率一直保持在 20- 25 微米 / 像素, 统筹速度和分辨率功用。

　　Cyberoptics 的 AOI 的一个特色在于其剖析软件 ,只运用一个软件编程办法, 不管针对焊前或焊后, 都可运用完全相同的设备和软件, 无需进行镜头或传感器的替换; 另一个特色是机械规划十分简略, 因为镜头是固定不动的, 能削减因为运动部件过多引起的误差或校准作业。

　　MVP 的第五代 AOI 渠道 1820 ULTRA 选用了最新的数字相机技能。 1820 ULTRA 承继了 MVP 以往AOI 体系共同的单一镜头不停歇拍照图画、简略机械结构等特色。 MVP 的 AOI 操作体系选用的是 Unix 或Linux , 具有较高的稳定性和可靠性。

　　欧姆龙产品的首要特色在于它选用 CHS ( ColorHighlight System ) 的专利技能, 是仅此一个一起选用五颜六色光源, 五颜六色 CCD 摄像头和五颜六色图画处理的 AOI , 其搜集到的包含了三维信息的图画, 作为检测判别的规范, 然后使它能完成对 0201 组件和无铅焊的检测。

　　Orbotech 的 VT- 9000E 系列在线光学检测体系,能够运用于电子拼装的各检测阶段, 它一起具有 2D和 3D 技能。 Orbotech 一起具有与其 AOI 产品配套的主动化智能制程操控的集成软件东西, 为制程工程师和办理人员供给更多的信息, 使其 AOI 产品在SMT出产线中起到防备过错的产生的效果。

　　Teradyne 的 Optima7300 体系以检测面积大、密度高, 速度快为首要特色。一台 Optima7300 每小时可检测 250 块电路板。针对测验进程中板晃动的问题,Teradyne 的 AOI 经过激光校准和软件追附, 做到较好的补偿或抽样补偿。

　　国内的首台 AOI 检测体系品牌 Aleader 的 ALD-H- 350 , 2004 年 5 月在广东省东莞研发成功, 经过现场运用后 2005 年现已投入市场。该台 AOI 体系选用单一摄像头和特别环形 RGB LED 光源相结合, 运用五颜六色图画比对办法和计算建模技能 . 能够高速精确检测如下缺点: (1) 焊点缺点: 锡多、锡少、连锡等; (2) 锡膏印刷缺点: 有无、偏斜、少锡多锡、断路、污染等; (3) 零件缺点: 缺件、偏移、倾斜、立碑、侧立、翻件、极性反、错件、破损等。它能够检测 450×350mm 超大检测规划, 最小高速检测组件巨细为 0402 , 测验速度每秒超越 60 个组件。因为选用中文, 学习方便; 图形化编程接口, 编程简略。而且能够终身保修。 Aleader 的 ALD-H- 350 是国内第一台真实意义上的电子贴片出产线主动光学检测设备。

　　别的, 北京星河公司已研发出 AOI 样机, 正在进行测验和改进。厦门福信光电集成有限公司也称其公司的 AOI 体系研发项目完成了操控软件的开发, 首台样机现已制造成功。

　　AOI技能范畴十分广泛，广义的AOI设备为结合光学传感体系、信号处理体系及剖析软件，运用层面可包含世界勘探、航空、卫星遥测、生物医学、工业出产质量检测、指纹比对、机器人操控、多媒体技能。

　　狭义的AOI设备则指工业上急需运用，在IC及一般电子业、机械东西/主动化机械、电机/电子工业、金属钢铁业、食物加工/包装业、纺织皮革工业、汽车工业、建筑材料、保全/监督体系等。

　　AOI主动光学查看是咱们用来为客户供给高质量电路板的一种东西。它的确能够运用相机和图画处理软件来作业并辨认装置过错，例如焊接短路，部件缺失或错位以及部件断开。与AOI主动光学查看比较，经过更杂乱的PCB和更大的出产量，经过目测能够改进过错检测。AOI主动光学查看机已被广泛用...