AOI在SMT中的应用项目报告.ppt

1、,AOI在SMT中的应用项目报告,Contents,一、研究内容 二、背景与意义 三、AOI检测原理 四、AOI发展趋势,AOI在SMT中的应用项目报告,一、研究内容：,自动光学检测（AOIautomated optical inspection）是以机器视觉做为检测手段，利用光学方式取得产品的表面状态，并进行影像处理来检出产品的瑕疵的技术，实现对贴片安装缺陷的自动检测。 项目目标是开发出检测准确率更高、速度更快、成本更低的贴片安装缺陷检测AOI设备 。其中缺陷检测算法、照明系统、图像拼接、路径规划的研究是项目研究的重点内容。 贴片安装缺陷种类主要有：缺件、偏移、歪斜、翻贴、侧立、碑立、错件、

2、桥接、空焊。,AOI在SMT中的应用项目报告,二、项目的背景与意义,当前PCB产品向着超薄型、小元件、高密度、细间距方向发展。传统的人工目检，已不能完全适应当今制造技术的进步。 故AOI系统已成为PCB制造业的必然需求。 AOI能把生产过程中各工序的工作质量以及出现缺陷的类型等情况收集、反馈出来，供工艺控制人员分析和管理 。用于过程缺陷分析、改善产品质量 。 不同领域的缺陷检测有着不同的要求，但其基本原理是相通的。只要突破了PCB自动光学检测系统的关键技术，就可以在技术平台上开发创新，针对不同领域的用户及检测对象开发不同的AOI系统 。 国内SMT产品的生产、检测还处于一个相对较低的水平 ，同

3、世界发达国家相比，还具相当的差距 。研发具有自主知识产权的自动光学检测系统 ，将使我国印刷电路板行业的检侧技术落后的状况得到改观，增加竞争的能力，提高我国企业在国际上的地位 。,AOI在SMT中的应用项目报告,三、AOI检测原理,1、 AOI系统结构,AOI在SMT中的应用项目报告,三、AOI检测原理,1、 AOI系统结构,AOI在SMT中的应用项目报告,三、AOI检测原理,2、 照明系统特点 贴片安装的缺陷检测方法是要和所用的光源相结合的。本研究的使用的光源主要由两组环形光源组成。其中的一组是垂直光源，光的照射方向垂直于PCB板，另一组称为平行光源，光源贴近PCB板，光的照射方向几乎平行于P

4、CB板。两组光源的效果主要如下： （1）在垂直光源照射下获取的图像（用V表示），对于水平的表面，图像清晰亮度高。反射率较高的电极，元件引脚，焊盘等的图像尤其突出；而对于倾斜表面的图像则暗淡亮度低，具有镜面反射特性的焊点的图像中大部分面积呈现黑色。 （2）在水平光源照射下的获取的图像（用H表示）则和垂直光源有相反的效果。另外对于表面粗糙具有漫反射特性的平面的图像如在PCB板上印刷的字符图形，在V和H中亮度接近，但H的亮度稍低于V。使用H-V可以使这部分图像全部变黑。在检测桥接缺陷时用H-V可以消除这部分图像的影响。,AOI在SMT中的应用项目报告,三、AOI检测原理,3、AOI在SMT生产线中的

5、应用 （1）印刷焊胶之后 在生产中，焊膏印刷质量将直接影响元器件的焊接质量。例如，焊膏缺失将导致元器件开焊，焊膏桥接将会导致焊接适中，焊膏坍塌将导致元器件虚焊等缺陷。 （2）元件贴装之后 器件贴装后AOI能及时检测出漏贴、贴错、偏移歪斜等贴片缺陷。 （3）回流焊之后 炉后是PCB上不良焊接的集结处，是整个SMT生产线生产工艺的集中反映。因而，在这里放置AOI设备是非常必要的。,AOI在SMT中的应用项目报告,4、检测工作过程 检测过程分两个阶段，第一阶段是建立这种PCB板的标准模板，这一阶段在一块没有问题的PCB板上进行设置基准点，放置检测窗口，调整检测参数生成框架等工作；第二阶段是执行检查，

6、将待检测的PCB板放入设备，根据标准模型保存的参数进行缺陷检测。 （1）建立标准模型 标准模型是检查特定电路板的相关数据的统称。包括应用到电路板的检测窗口、库、电路板信息等。对一种电路板进行检测首先要用一块好的板建立其标准模型。,三、AOI检测原理,AOI在SMT中的应用项目报告,检测窗 检测窗是一个矩形区域；窗口范围的图像就作为检查的图像交给检测方法进行参数的计算，进而判断有没有缺陷。左图是检测窗放置示例，贴片电容电阻及IC芯片的引脚和元件表面放置了检测窗，以进行贴装缺陷的检测。检察窗口可以利用贴装数据/CAD数据结合元器件库自动生成检测窗。 框架 每次的拍摄范围（FOV）是有限的，摄像机不

7、可能同时检查整个电路板。因此需要要根据检察窗口的分布对检测窗口进行分组，将相邻的窗口分为一组，尽量减少拍摄次数，可以包含一组窗口的FOV就是一个框架，大小等于FOV的大小。如右图，框架包含了六个检测窗口，四个元件，获取一次图像后就可以对这四个元件的缺陷进行检测。检测PCB板可能有多个框架。,AOI在SMT中的应用项目报告,（2）检测步骤 对一块板的缺陷检测步骤为： 1）根据模型中的基准点信息，对PCB板进行精确定位。 2）按照模型中的框架位置信息，移动平台到达指定检查领域后停止，此时各层的照明灯分别点亮，获得具有固定亮度分布的两种图像； 3）按照模型中的检测窗口大小和位置信息，进一步获取需要检

8、测处理的图像； 4）将得到的图像进行处理得到检测方法要求的图像，例如进行图像灰阶化、图像二值化、H-V等操作； 5）按照模型中对检测窗口指定的检查方法，从图像中获得参数值。 6）将获得的参数值和模型中保存的标准值进行比较，判断参数值是否在允许范围内，然后做合格或不合格判定； 7）重复第二到五步直到检查完成所有检察窗； 8）重复第一到第六步直到所要框架检查完毕。,三、AOI检测原理,AOI在SMT中的应用项目报告,四、AOI发展趋势,AOI在SMT中的应用项目报告,四、AOI发展趋势 （1）AOI存在的问题,AOI虽然具有比人工检测更高的效率，但毕竟是通过图像采集和分析处理来得出结果，而图像分析

9、处理得相关软件技术目前还没达到人脑的级别，因此，在实际应用中，一些特殊情况，AOI的误判、漏判在所难免。 目前AOI在使用中的主要问题有： （1）多焊、少锡、偏移、歪斜的工艺要求标准界定不同，容易导致误判。 （2）电容容值不同而规格大小和颜色相同，容易引起漏判。 （3）字符处理方式不同，引起的极性判断准确性差异较大。 （4）大部分AOI对虚焊的理解发生歧义，造成漏判推诿。 （5）存在屏蔽圈、屏蔽罩屏蔽点的检测问题。 （6）BGA、FC等倒装元件的焊接质量难以检测。 （7）多数AOI编程复杂、烦琐且调整时间长，不适合科研单位、小型OEM厂，多规格小批量产品的生产单位。 （8）多数AOI产品检测速度较慢，有少数采用扫描方法的AOI速度较快，但误判、漏判率更高。,AOI在SMT中的应用项目报告,SMT 中应用的AOI技术，图形识别法已成为主流，这是由于SMT中应用的AOI技术主要检测对象，如SMT元件、PCB电路、焊膏印刷图形、完成组后组件等的规格和种类，而且检测对象发展变化很快，相应的设计规则、标准很难全面跟上，为此，基于设计规则的DRC法应用起来