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AOI自动光学检测设备原理及分类

来源:镜头 时间:2023/4/9

SMT电路的小型化、高密度化增加了检测工作量,依靠人工目测越来越困难,判断标准也不能完全一致。因此,制造商在大批量生产时检测SMT电路板的焊接质量时,广泛使用自动光学检测(AOI)或自动X射线检测(X-Ray)。自动光学检测(AOI)主要用于过程检测;包括锡膏印刷质量、贴装质量和回流炉后质量检查。

AOI是AutomatedOpticalInspection的英文缩写,中文意思是自动光学检测,一般可以指自动光学检测技术或自动光学检测设备。

AOI设备一般可以分为在线(产线)和桌面两大类

(1)根据生产线上的位置不同,AOI设备通常可以分为三种。

①锡膏印刷后放置的AOl。AOI系统放置在锡膏印刷机后面,可用于检测印刷锡膏的形状、面积和厚度。

②贴片机后放置的AOI。AOI系统放置在高速贴片机上后,可以发现元件缺失、类型错误、形状损坏、极性方向错误,包括引脚(焊接端子)和锡膏的相对位置垫上。

③回流焊后放置AOI。通过在回流焊后放置AOI系统,可以检查焊接质量并发现有缺陷的焊点。

显然,在上述每个工位都设置AOI是不现实的,而AOI最常见的位置是回流焊后。

(2)根据相机位置的不同,AOI设备可以分为纯垂直相机和倾斜相机的AO1。

(3)根据AOI使用的光源不同,可分为两种:

①使用有色镜片的机器,光源一般采用红、绿、蓝三色,电脑处理色比;

②使用黑白镜片的机器,光源一般采用单色,计算机处理灰度比。

AOI的工作原理

AOI的工作原理与贴片机和锡膏印刷机中使用的光学视觉系统相同。基本上有两种方法:设计规则检测(DRC)和模式识别。

AOl通过光源照射PCB,用光学镜头将PCB的反射光收集到电脑中,通过电脑软件分析包含PCB信息的色差或灰度比,从而判断锡膏印刷、元器件贴装,对于焊点的质量,可以完成的检测项目一般有元件缺失检测、元件识别、SMD方向检测、焊点检测、引线检测、反接检测等。在记录缺陷类型和特征的同时,缺陷通过显示器显示/标记,并向操作员发送信号,或触发执行器自动清除缺陷部件并将其送回维修系统。AOI系统还可以分析和统计缺陷,为调整制造过程的工艺参数提供依据。

AOI的基本组成

AOI设备一般由照明单元、伺服驱动单元、图像采集单元、图像分析单元、设备接口单元等组成。

AOI操作模式

(1)自动模式,提供自动检测,即所有检测动作均由系统自行完成,无需人工干预。这种模式通常用于大批量生产线上。它是一种不间断的检查模式,当出现NG(缺陷)时无法编辑。

(2)调试模式与自动模式基本相同,只是在检测到NG组件时允许用户手动判断和编辑。

(3)监控模式,允许在检测到缺陷时停止检测,为用户提供更多关于NG组件的信息。

(4)手动模式,每一步操作(如送板、扫描、测试、退板等)完全由用户进行。

(5)Pass-through模式,在该模式下,不检测PCB,只进出板子。特别适用于一些不需要光学检测的PCB。

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