自动机器视觉检测在电子制造领域大显身手

1、自动机器视觉检测在电子制造领域大显 身手 任何通过人来完成的检测过程都适合于用机器视觉技术来代替,DVT总裁 RobertSteinke 认为。而与机器相比，因为人有情绪，会疲劳， 把人用作机器 是不可靠的，因此才会有自动光学检测在电子制造领域的应用出现。MVP亚太 区总经理杨壬和表示。近年来，由于电子组装的小型化，生产的复杂程度增 加，生产率却不断提升，加上各种新型元器件的广泛使用，使得电路板装配和 电子产品组装生产线上，仅仅使用人眼进行检测操 任何通过人来完成的检测过程都适合于用机器视觉技术来代替 ， DVT总裁Robert Steinke认为。而与机器相比，因为人有情绪，会疲劳，把 人用

2、作机器是不可靠的，因此才会有自动光学检测在 电子制造领域的应用出 现。MVP亚太区总经理杨壬和表示。近年来，由于电子组装的小型化，生产的 复杂程度增加，生产率却不断提升，加上各种新型元器件的广泛使用，使得电 路板装配和电子产品组装生产线上，仅仅使用人眼进行检测操作已经不能保证 生产线的质量和效率，日新月异的机器视觉技术，正在代替人进行全自动的产 品检测、工艺验证，甚至实现生产工艺的自动控制。 为了保证一条全自动的电子产品组装生产线装配出的产品的质量，检 测和监控几乎分布在生产线的每一个工序中（表一）。如果向电子制造的上游 看，在晶圆制造、器件封装、甚至电子 连接器等零配件产品的生产中，也都大

3、量使用了机器视觉进行测量、检测和控制。 机器视觉的优势是显而易见的，与人眼相比，机器不仅不会疲劳，具 有人所不具有的一致性和重复性，而且，机器可以看到（和使用）可见光以外 的其它光源信息。比如，机器视觉可以利用 红外辐射检测来替代各种取样点检 测，用以测量和监控温度，这温度检测非常重要，因为PCB组装的密度越来越 大，怎样进行电路板上大型集成电路块表面、以及器件和微型元件的温差和温 度控制，已经成为一个棘手的问题。 具有穿透性的X射线也是使用非可见光的例子。电路板组装中的自动 X光检测（AXI），利用不同物质对X光的吸收率的不同，透视需要检测的部位 （比如BGA隐藏的焊点），发现桥接、缺焊等缺

4、陷，并诊断和计算出焊球内空 洞的大小，评估产品焊接的质量和可靠程度。在最新的用于 线路板组装的 AXI 系统中，如 Feinfocus 、 Phoenix|Xray 等公司的最新产品，不仅可以进行 2 维 的透视检测，通过样品倾斜，侧视的X光甚至可以给出3维的检测信息。 检测速度和精确性也是机器视觉检测具备的一个明显优势。然而，机 器视觉检测的速度和精确度在很长时间内，也曾经是制约自动机器视觉检测在 电子组装领域广泛使用的两个主要因素。电子产品的高速度大批量的组装流水 线上，要求无论是自动光学检测（AOI）还是AXI,都必须具有与组装生产相匹 配的速度，才能实现 100的在线检测。机器视觉自动

5、检测的准确性，不仅影 响检测的质量，同时也影响检测的速度，减少漏检和误检，一直是电路板生产 和组装的制造商最为关注的问题，也是各大 AOI 供应商角逐的主要聚焦点。 硬件（如采集板、摄像头）和软件（例如图象处理和模式识别的算 法）性能和速度的提高，近年来已经为 AOI 摘掉了漏检和误检 恶名 ，使 AOI 真正开始被制造商所接受。然而，提高速度和准确性仍将是 AOI 供应商竞争的 焦点。光源的选择、新的图象识别技术、被检对象三维信息的获取和应用，成 为Agile nt、Omron等供应商的市场攻略。另外，检测的速度和效率还表现在机 器视觉检测系统的易操作性和低成本维护，编程和程序维护的难易程度

6、、人机 操作交互界面掌握和使用的难易。 除了提高速度和减少误判以提高检测制程本身的性能，自动机器视觉 检测也开始以一个成熟的工艺的角色，与其它设备、工艺、以及整条生产线进 行了整合。例如Viscom公司近来开发的集AXI和AOI于一身机器视觉检测系 统，就希望以将 AOI 与 AXI 集成到一台设备，以提供最大的缺陷检测覆盖 率。 Cyberoptics除了有自己的成熟的AOI系列产品外，最近开发出的 EPV 内嵌式 AOI 技术，将检验植入组装工艺设备中（例如环球仪器的贴片机），解 决装配者所关心的外围成本、占地面积和投资回报率等问题。环球仪器总裁 Ian deSouza认为，针对越来越高密

7、度、微型化的电子组装，这种内嵌式的视 觉检测，将打破运用广泛的自动检测的技术瓶颈，大大的提高电子组装的直通 率。 锡膏印刷后的检测也有检测与印刷集成的趋势。EKRA和DEK最近都有 集成了视觉检测能力的新产品推出，与印刷后添加一台相应的AOI或传统的激 光检测设备相比，集成的检测和测量工具，不仅在功能上有所突破，同时也提 高设备的性价比和检测的可靠性。 另外，闭环的贴装生产线控制一直是 PCB组装梦寐以求的技术，全自 动的机器视觉进行检测和控制，加上制程调控软件，与其它工艺进行数据反 馈，可以及时的反映出设备和生产线的效能，找出生产线上的问题并加以纠 正。 当然，除了 AOI、 AXI 等集成的机器视觉检测设备的进展引人瞩目以 外， DIY 类型的机器视觉产品未必不是制造商的可行的选择。 Coreco Imaging公司属下的IPD部门的机器视觉产品，通过配置机器视觉和 图象处理的硬件部分，并提供相应的可供进行二次开发的软件平台，使制造商 的工程师可以针对自己的产品，较容易的进行视觉识别软件开发，为一般的生 产线提供较为灵活和价格相对便宜的机器视觉检测系统，比如检测电子装配中 连接器的引脚间距、数目，以及进行条形码的验证和标签的检测等；又比如 Microscan 公司使用智能相机的元器件级追踪系统，利用机器视觉辨识条形码 或矩阵码，可以优化库存，及时发现生