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AOI使用多种技术来分析电路板是否令人满意或有任何缺陷

发布时间:2018-11-14 8:24:43 | 信息来源:
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AOI,自动光学检测系统使用视觉方法监控印刷电路板的缺陷。它们能够检测各种表面特征缺陷,例如结节,划痕和污渍,以及更熟悉的尺寸缺陷,例如开路,短路和稀薄的焊料。它们还可以检测不正确的组件,缺少组件和错误放置的组件。因此,他们能够执行之前由手动操作员执行的所有视觉检查,并且更加迅速和准确。


他们通过视觉扫描电路板表面来实现这一目标。该板由几个光源照明,并且使用一个或多个高清摄像机。通过这种方式,AOI机器能够建立电路板的图像


自动光学检测,AOI系统使用捕获的图像进行处理,然后与机器所拥有的板应该看起来什么样的知识进行比较。使用此比较,AOI系统能够检测并突出显示任何缺陷或可疑区域。


AOI使用多种技术来分析电路板是否令人满意或有任何缺陷:


Ø 模板匹配:使用这种形式的AOI,自动光学检测系统将获得的图像与“样板”中的图像进行比较。


Ø 模式匹配:使用这种技术,AOI系统存储好的和坏的PCB组件的信息,将获得的图像与这些组件相匹配。


Ø 统计模式匹配:除了使用基于统计的方法解决问题之外,这种方法与上面的方法非常相似。通过存储多个板的结果和几种类型的故障,它能够适应较小的可接受的偏差而不会出现错误。


为了建立电路板应该是什么的数据库,使用已知的状态板和PCB设计信息,如下所述。


随着技术的进步,AOI系统能够非常准确地预测缺陷,并且少数没有发现缺陷的情况。因此,AOI系统在复杂的制造环境中形成非常有用的元素。

AOI图像采集和分析


AOI自动光学检测系统的关键部件之一是图像采集系统。这捕获了印刷电路板PCB组件的图像,然后由AOI系统内的处理软件进行分析。图像采集系统的许多变体取决于AOI系统的确切应用和复杂性/成本。


成像系统可以包括单个相机,或者可以有不止一个提供更好的成像和3D能力的可能性。摄像机也应该能够在软件控制下移动。这将使它们能够移动到给定PCB组件的*佳位置。


除此之外,相机类型对性能也有影响。准确性和速度是必须达到的平衡,并将影响所使用的相机类型:

· 流媒体视频:一种用于自动光学检测的相机,AOI,采用流式视频,从中获取完整的帧。然后,捕获的帧能够生成静止图像,在该静止图像上执行信号处理。这种方法不像其他静止图像系统那样精确,但是具有非常高的速度的优点。·


静止图像相机系统:通常放置在相对靠近目标PCB的位置,因此需要良好的照明系统。可能还需要能够在软件控制下移动相机。
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在分析电路板图像时,AOI系统会寻找各种特定功能:元件放置,元件尺寸,电路板基准,标签图案(例如条形码),背景颜色和反射率等。作为其任务的重要元素AOI系统还检查焊接接头,以确保接头是令人满意的。


在分析电路板时,AOI系统必须考虑好电路板之间的许多差异。不仅批次之间的组分尺寸变化很大,而且颜色和反射率也不同。通常在丝网印刷中也存在差异,其中油墨厚度和颜色字体可能略有变化。
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AOI光源


照明是AOI系统的一个关键要素。通过选择正确的光源,可以更容易地突出不同类型的缺陷。随着近年来在照明技术方面取得的进步,这使得照明被用于增强可用的图像,并且这使得能够更容易地突出缺陷,从而减少所需的处理并且提高速度和准确性。


大多数AOI系统都有定义的照明设置。这取决于所需的操作和要测试的产品类型。这些通常针对预期条件进行了优化。然而,有时可能需要一些定制,并且对照明的理解总是有用的。


提供各种类型的照明:荧光灯:荧光灯广泛用于AOI自动光学检测,因为它为观察PCB上的缺陷提供了有效的照明形式。 AOI应用的荧光灯照明的主要问题是灯泡会随着时间而降低。这意味着自动光学检测系统将受到不断变化的光水平和质量的影响


LED照明:LED照明的发展意味着AOI自动光学检测系统能够采用更稳定的照明形式。尽管LED照明确实受到LED随时间的光输出减少的影响,但是这可以通过增加电流来补偿。使用LED照明,也可以控制照明水平。因此,LED是比几年前使用的荧光灯或白炽灯更令人满意的照明形式 


红外线或紫外线:在某些情况下,可能需要使用红外线或紫外线照明来增强某些缺陷,或者能够进行自动光学检查以显示某些类型的缺陷。

除了照明形式之外,自动光学检测系统AOI的照明定位同样重要。光源需要定位以不仅确保所有区域都是光线充足,这在某些部件可能投射阴影时尤其重要,而且还突出缺陷。不同的组件可能需要仔细调整。


AOI,自动光学检测系统编程


为了能够使用AOI自动光学检测测试PCB组件,必须在系统中存储可接受板的详细信息。如果AOI系统能够正确检测通过的PCB组件上的任何缺陷,则必须正确执行该编程活动。


有几种方法可用于编程AOI系统:


使用“样板”:一种方法是提供一个已知良好的电路板作为AOI自动光学检测系统的目标。这通过系统传递,以便它可以学习相关属性。它将查看组件,每个接头的焊料轮廓以及许多其他方面。为了给系统提供足够的方差数据,通常需要几个板。


基于算法的编程:将PCB数据提供给系统,然后为板生成自己的配置文件。该方案还需要真正的电路板,但通常需要的电路板较少。


两个系统都有优点和缺点。它是设置时间,维护,精度和特定AOI自动光学检测系统要求之间的平衡。通常,要求在很大程度上取决于使用的机器。


至关重要的是,任何印刷电路板制造区域都能够检查线路末端的电路板质量。只有这样,他们才能监控质量,并在检测到问题时纠正过程,以便其他电路板不会受到同样问题的影响。通过这种方式,自动光学检查和必要的X射线检查是制造业的两个必不可少的工具。
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