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AOI的基本原理

自动光学检测的光源分为两类：可见光检测(用LED光源)和X光检测。

(此处介绍可见光检测)AOI检测分为两部分：光学部分和图像处理部分。通过光学部分获得需要检测的图像；通过图

像处理部分来分析、处理和判断。图像处理部分需要很强的软件支持，因为各种缺陷需要不同的计算方法用电脑进

行计算和判断。有的AOI软件有几十种计算方法，

例如黑／白、求黑占白的比例、彩色、合成、求平均、求和、求差、求平面、求边角等等。

1.灯光变化的智能控制

人认识物体是通过光线反射回来的量进行判断，反射量多为亮，反射量少为暗。AOI与人判断原理相同。

AOI通过人工光源LED灯光代替自然光，光学透镜和CCD代替人眼，把从光源反射回来的量与已经编好程的标准进行

比较、分析和判断。

对AOI来说，灯光是认识影象的关键因素，但光源受环境温度、AOI设备内部温度上升等因素影响，不能维持不变的

光源，因此需要通过“自动跟踪”灯光“透过率”对灯光变化进行智能控制。

2.焊点检测原理(举例)

AOI是X、Y平面(2D)检测，而焊点是立体的因此需要3D检测焊点高度(Z)。3D检测的方法有：

(1)激光——这种方法*有效、*经济，但是需要对每个焊点进行扫描，扫描花费时间比较长，无法实现在线检测

。

(2)*流行的是采用顶部灯光和底部(水平)灯光两种灯光照射——用顶部灯光照射焊点和Chip元件时，元件部分灯

光反射到camera，而焊点部分光线反射出去。即用顶部灯光可以得到元件部分的影象。与此相反，用底部(水平)灯

光照射时，元件部分灯光反射出去，焊点部分光线反射到career。即用底部灯光可以得到焊点部分的影象。? ???

同一个元件，照射灯光的角度不同，camera认识的影象就不同。如果垂直灯光和水平灯光得到的两种图像的函数关

系是已知的就可以区分元件还是焊点。因为焊点比较暗，焊盘比较亮，用黑／白光计算方法、求黑占白的比例来求

暗的面积占整个焊点的百分比，可检测焊锡量过多或过少。百分比越大越好。

3.编程

通过CAD转换很容易将PCB、元件的坐标、种类等信息输入软件。

编程时要对PCB上每一种元件的各种缺陷进行编程。要画出缺陷的检测窗口；输入缺陷的名称、灯光的类型、计算

方法；设置合格通过)的范围；然后根据软件计算结果再调整检测窗口的大小，调整各项设置参数，使其达到对缺陷

不能漏判，而且误判率*低时为止。

(1)在线编程：输入元件位置和元件的种类等信息。在线编程需要停止检验。

(2)离线编程：用棚匡框住，输入元件的种类、信息的门槛值、上限、下限等信息。

(3)可利用元件库，也可自定义。

(4)对已编好的程序可进行编辑和修改

由于元件批次不同，元件外观与示教好(元件库)的元件外观不同发生错误时，可作简单更改；

(5)文字识别(OCR)系统可检查元件的标称值和器件的型号。

(6)对PCB上每种元件的各种缺陷编辑完毕以后，保存在硬盘。作为该产品的检测程序。? ?

三.检测方法

1.首先调出需要检测产品的检测程序。

2.将需要检测的印制板放在AOI中进行扫描。

3.AOI自动将扫描并计算，将计算结果与检测程序比较，并把计算结果显示出来。

4.连续检测时，机器自动与标准检测程序进行比较，并把不合格的部分记录下来，(做标记或打印出来)。

5.将有缺陷的板送返修站返修。

四.AOI的应用

AOI可放置在印刷后、焊前、焊后不同位置。

1.AOI放置在印刷后——可对焊膏的印刷质量作工序检测。可检测焊膏量过多、过少，焊膏图形的位置有无偏移、

焊膏图形之间有无粘连。

2.AOl放置在贴装机后、焊接前——可对贴片质量作工序检测。可检测元件贴错、元件移位、元件贴反(如电阻翻面

)、元件侧立、元件丢失、极性错误、以及贴片压力过大造成焊膏图形之间粘连等。

3.AOl放置在再流焊炉后——可作焊接质量检测。可检测元件贴错、元件移位、元件贴反(如电阻翻面)、元件丢失

、极性错误、焊点润湿度、焊锡量过多、焊锡量过少、漏焊、虚焊、桥接、焊球(引脚之间的焊球)、元件翘起(竖碑

)等焊接缺陷。

五、AOL有待改进的问题

1.只能作对外观检测，不能完全代替在线测（ICT）。

2.如无法对BGA、CSP、FlipChip等不可见的焊点进行检测。

3.对PLCC也要采用侧面的CCD才能较准确的检测。

4.有些分辨率较低的AOI不能作OCR字符识别检测。

六.X光检测

BGA、CSP、FlipChip的焊点在器件的底部，用肉眼和AOl都不能检测，因此，X光检测就成了BGA、CSP器件的主要检

测设备。

目前x光检测设备大致有三种档次：

1.传输X射线测试系统——适用于单面贴装BGA的板以及SOJ、PLCC的检测。缺点是对垂直重叠的焊点不能区分。

2.断面x射线、或三维X射线测试系统——克服了传输x射线测试系统的缺点，该系统可以做分层断面检测，相当于

工业CT。

3.目前又推出X光ICT结合的检测设备——用ICT可以补偿x光检测的不足。适用于高密度、双面贴装BGA的板

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