淺析AOI光學檢測在生產(chǎn)過程中的應用

1、    淺析aoi光學檢測在生產(chǎn)過程中的應用    張立娣摘 要：aoi技術(shù)是一種新型的現(xiàn)代檢測技術(shù)，這一技術(shù)的出現(xiàn)，推動了表面裝貼技術(shù)的發(fā)展和變革，本文主要通過討論自動光學檢測系統(tǒng)aoi的技術(shù)原理以及在生產(chǎn)過程中的具體應用，能夠更好的改善工作效率，從目前來看，aoi技術(shù)正被廣泛應用在全世界各種離線和在線用途上，尤其適合發(fā)現(xiàn)和預防各種和焊接有關(guān)的缺陷。文章從不同的角度對各種類型的aoi工作原理進行研究，并通過分析smt生產(chǎn)方式，提出了有效的生產(chǎn)模式及實施技巧等，另外還分析了aoi在smt生產(chǎn)上應用時應注意的幾個問題和工藝要點，最后還闡述自動光學檢測系統(tǒng)的

2、發(fā)展前景，具有很強的生命力。關(guān)鍵詞：aoi自動光學檢測系統(tǒng)；生產(chǎn)過程；應用引言：在競爭激烈的市場經(jīng)濟的時代，電子產(chǎn)品制造及生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢測非常關(guān)鍵，并且隨著表面貼裝技術(shù)的普遍使用，集成電路板中元器件的數(shù)量的數(shù)量增多，并且體積變得越來越小了，那么對于傳統(tǒng)的人工目測的方法無論是在生產(chǎn)效率還是在質(zhì)量檢測的可靠性方面，都無法滿足于生產(chǎn)的要求。目前已有越來越多的廠商采用了 a o i 系統(tǒng)。在這段時間內(nèi)，aoi 供應商的數(shù)量急劇增加，各種aoi 技術(shù)也得到了長足發(fā)展。一、aoi 的優(yōu)勢所在在電子組裝業(yè)中，電子元器件的精密度和微型化是當今電子行業(yè)的發(fā)展趨勢，它即可以幫助制造商提高在線測試或功能

3、測試的通過率，降低目檢和 ict 的人工成本，又可以縮短新產(chǎn)品產(chǎn)能提升周期和效率，并且能夠改善成品率。作為對傳統(tǒng)測試方法經(jīng)濟，可靠的補充，aoi 被用做測量印刷機或組件貼裝機性能的過程監(jiān)測工具，aoi 系統(tǒng)的應用將越發(fā)顯出其重要性。主要優(yōu)點如下：1.能夠檢查和糾正pcb 缺陷。在檢測期間所產(chǎn)生的成本要低于最后測試和檢查之后的成本，并且還能夠盡可能早的發(fā)現(xiàn)錯誤，來提高準確性和效率。2.能夠適應組裝密度更高一步的要求。隨著電子產(chǎn)品組裝密度的大幅提高，一些傳統(tǒng)的測試技術(shù)，如 ict 等已經(jīng)不能適應 smt 技術(shù)的發(fā)展要求，0402 片式組件的出現(xiàn)已經(jīng)使 ict 無法檢測，然而而aoi 不會受到這些因

4、素的影響。3.有可靠的檢測性檢測的主要因素就是精準性和可靠性，人工目檢始終有其局限性，而 aoi 測試則避免了這方面的不利因素，能保持較好的精確性和可靠性。3.能夠為技術(shù)人員提供 spc 資料。ao i 技術(shù)的統(tǒng)計分析功能與 s p c 工藝管理技術(shù)的結(jié)合為smt 生產(chǎn)工藝的適時完善提供了有力的武器，從而pcb 裝配的成品率得到明顯的提高。隨著現(xiàn)代制造業(yè)規(guī)模的擴大，生產(chǎn)的受控越來越重要，對 spc 資料的需求也不斷增長。aoi 系統(tǒng)的應用將越發(fā)顯出其重要性。4.緊跟 s m t 生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍?，F(xiàn)今，有很多企業(yè)在生產(chǎn)的過程中對pcb組件進行檢驗主要依靠人工目檢，但是隨著 p c b 尺寸的加

5、大和組件數(shù)的增多，這種檢測方式已經(jīng)不能夠滿足生產(chǎn)速度的需要，而aoi 測試目前能做到0.1秒/幅的速度，這個速度完全可以滿足在線檢測的要求。5.能夠降低測試的成本aoi設(shè)備的測試程序可直接由cad資料生成，與ict相比，由于無需制作專門的夾具，其測試成本大幅降低。二、 aoi光學檢測在質(zhì)量分析中的應用smt 中應用的 aoi 技術(shù)的形式雖然很多，但其基本原理是相同的，它是用光學手段獲取被測物圖形，大多是通過傳感器獲得檢測物的照明圖像并數(shù)字化，然后以某種方法進行比較、分析、檢驗和判斷，相當于將人工目視檢測系統(tǒng)的自動化和智能化。1.焊盤上焊錫過多在用aoi檢測的時候，發(fā)現(xiàn)有個連接器的焊膏厚度較厚，

6、這會導致smt傳送帶速度減慢，預熱溫度太高。然而在很多情況下，因為連接器周圍有鍍金區(qū)域，為了防止金線被焊錫污染，我們習慣性的會貼上膠帶，由此導致連接器下面的錫膏厚度變厚，直接導致了該連接器短路。為了防止類似問題發(fā)生，我們決定減少錫膏的用量，但是在量的把握上，太少又容易導致焊接面焊接不完全或者器件因重力作用脫落。于是我們采用“倒酒瓶”的焊料形狀，一來可以保證焊接的可靠性，再者避免了焊錫過厚造成的缺陷。2.分析計算的方法不同 aoi 的軟件與硬件設(shè)計各有特點，總體來看，其分析和判斷算法可分為設(shè)計規(guī)則檢驗和圖形識別檢驗兩種。drc 法是按照一些給定的規(guī)則檢測圖形。如所有連線應以焊點為端點，所有引線寬

7、度、間隔不小于某一規(guī)定值等規(guī)則檢測 pcb 電路圖形。但該方法確定邊界能力較差，往往需要設(shè)計特定方法來確定邊界位置。圖形識別法是將 aoi 系統(tǒng)中存儲的數(shù)字化圖像與實際檢測圖像比較，從而獲得檢測結(jié)果。如檢測pcb 電路時，首先按照一塊完整的 pcb 或割據(jù)計算機輔助設(shè)計模型建立起檢測文件與檢測文件進行比較。這種方式的檢測精度取決于標準圖像、分辨力和所用檢測程序，可取得較高的檢測精度，但具有采集數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)實時處理要求高等特點。由于圖形識別法用設(shè)計數(shù)據(jù)代替 drc 中的設(shè)計原則，因此具有明顯的實用優(yōu)越性。3.aoi技術(shù)原理aoi是利用光學原理對集成電路焊接過程中遇到的缺陷和瑕疵進行檢驗的儀器設(shè)

8、備。aoi的設(shè)備可以分為單攝像頭和多攝像頭2種，一般在單攝像頭的aoi設(shè)備中，通過ccd的照明光源的折射角度轉(zhuǎn)變?yōu)槿S圖像。而在多攝像頭的aoi設(shè)備中，儀器會從不同的角度采集電路板的圖像，由此可以得到非常豐富的三維性息。通過對集成電路上器件的光照射，aoi設(shè)備可以利用自身所帶的在改善之前，920片成品中有26片缺陷，改善之后有效的降低至2片。光學鏡頭將器件的發(fā)射光采集起來，然后通過軟件的篩選以及和標準圖像通過假設(shè)驗證，我們可以判斷其改善是真實的。4.應用策略與技巧檢測設(shè)備所放置的位置可以實現(xiàn)或阻礙檢查目標，不同的位置可產(chǎn)生相應不同的程控信息。一般說來，實施 aoi 的目標是要改進全面的最終品質(zhì)

9、，所以把設(shè)備放在過程的前面可能沒有放在后面的價值大。把設(shè)備放在前面是因為在過程的早期維修缺陷的成本大大低于發(fā)貨前的維修成本?？墒?，許多缺陷是在生產(chǎn)的后期出現(xiàn)的，這就要求，無論之前發(fā)現(xiàn)多少缺陷，在發(fā)貨前還是需要進行全面的目測檢查的。5.采用aoi設(shè)備的意義采用aoi 設(shè)備的意義首先是由于要克服人工目檢的局限性。目前在產(chǎn)品生產(chǎn)過程檢測上主要依靠人工目檢，由于人工檢驗的主觀性，其檢驗結(jié)果并不十分令人信服，而且對于高密度復雜的表面貼裝電路板，人工目檢既不可靠也不經(jīng)濟，而對微小的組件，人工目檢實際上已失去了意 義 ，因此，采用 aoi 設(shè)備可以改變先進生產(chǎn)設(shè)備與落后檢測方式的不協(xié)調(diào)。目前許多 pcb 組

10、裝生產(chǎn)企業(yè)斥巨資引進了先進的 smt 生產(chǎn)線，但是與之不相協(xié)調(diào)的是，在全自動的生產(chǎn)線上仍有一排排的檢測工人的身影，并制約著工廠產(chǎn)品質(zhì)量的進一步提升。采用 aoi 設(shè)備，勢必會在這方面有大幅改善，進而提高工廠的企業(yè)形象。盡管aoi 技術(shù)目前還存在著諸多問題，但其發(fā)展前景十分被看好，各種設(shè)備紛紛被推出，許多先進的制造廠家都引進了這一檢測技術(shù)，并在實際使用過程中獲得了許多有有價值的經(jīng)驗。采用這一新技術(shù)，將會促進工藝技術(shù)人員盡快接觸熟悉這一新技術(shù)，從而能有效利用這一新技術(shù)去改善目前生產(chǎn)品質(zhì)，推動電子行業(yè)的進一步發(fā)展。綜上所述，由于 smt 不斷向輕型化、精細化、微小化的趨勢發(fā)展， aoi 大規(guī)模使用已成為必然趨勢。 ；另外伴隨著市場規(guī)模的不斷擴大， 生產(chǎn)廠商的不斷增加，aoi 技術(shù)也將不斷發(fā)展。由此可見，aoi 將成為 smt 生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不可或缺的一項技術(shù)。參考文獻：1翁毅志. pcb外層aoi缺陷的分類j. 印制電路信息，2003， 7： 36402on2000調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)說明書，國電南瑞科技股份有限公司，2007.3侯一雪. 應用aoi控制制造工藝質(zhì)量j. 電子工業(yè)專業(yè)設(shè)備， 2002， 31（2）4張永健，電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化，中國電力出版社，2009.5鮮飛