《AOI選擇方法》word版

1、.眾所周知，AOI現已成為電子制造業(yè)確保產品質量的重要檢測和過程質量控制工具，因此，如何從多如牛毛的AOI品牌中選擇和利用適合自己要求的AOI，已成為廣大電子制造工作者十分關心的問題。本人現根據多年的實際工作經驗就這一問題談談個人的看法。 一、AOI的組成要選擇一臺適合自己的AOI產品,我們首先了解AOI的基本架構和組成。AOI是由視覺系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和操作平臺組成.視覺系統(tǒng)主要是執(zhí)行圖像采集功能；機械系統(tǒng)主要是將所檢測物體傳送到指定的檢測點的功能；軟件系統(tǒng)主要是將所采集的圖像進行分析和處理的功能。這幾大系統(tǒng)的整合是由軟件系統(tǒng)來完成，因此軟件的優(yōu)劣，是AOI的檢測能力強弱的重要因素。二

2、、視覺系統(tǒng)的選擇AOI的視覺系統(tǒng)是由相機和光源組成。1.相機的選擇AOI的相機按攝取圖像的模式分為面陣相機和線陣相機。面陣相機是采用拍攝一幅一幅的圖片方式取像；線陣相機是逐行掃描方式取像,面陣相機的優(yōu)點是圖像的還原性較好，打光角度容易調整，容易得到較清晰的圖像，因而市面上的AOI絕大多數廠商使用這類相機。線陣相機的圖像還原性較差，打光的角度難以調整，是目前誤判率最高的AOI，采用這類相機的AOI的唯一優(yōu)點是檢測的速度相對快一點，但檢測小板時它的檢測速度又要相對而言慢一些，因此，對相機的選擇應該最好選擇面陣相機。面陣相機又分模擬相機和數字相機（CCD）兩類。模擬相機目前在AOI的市面上應用最多。

3、因為模擬相機在對圖像處理時，要經過多次A/D、D/A轉換，因而圖像容易失幀，從而造成圖像處理障礙，導致誤差。但模擬相機的價格較便宜。大量使用數字相機是AOI發(fā)展的必然趨勢，數字相機最大優(yōu)點在于圖像的還原性好，便于軟件對圖像的分析和處理，但價格較高。判別模擬相機和數字相機的主要方法是看這一相機在對圖像采集時是否需要圖像采集卡。需要圖像采集卡的相機是模擬相機，另外，模擬相機的外形尺寸也比數字相機大得多。2.光源的選擇光源是AOI的眼睛，光源的好壞是決定AOI檢測能力強弱的第一步。現在流行的AOI一般光源分為普通熒光燈和同軸光源兩種。使用普通熒光燈光源的AOI一般為采用線陣相機的AOI，這類AOI目

4、前在逐步淘汰。同軸光源又分彩色同軸光源和單色同軸光源。相對而言，彩色同軸光源要好一些，因為采用彩色同軸光源所得到的圖像比較逼真。同軸光源還可分塔狀同軸光源和碗狀同軸光源。相對而言碗關同軸光源的光線較柔和均勻一些，因而不會產生暈光現象。三、機械系統(tǒng)的選擇機械系統(tǒng)是由馬達和傳動裝置構成。1.馬達的選擇AOI目前使用的馬達分線性馬達、伺服馬達和步進馬達三種，市面上以伺服馬達和步進馬達為主。線性馬達精確度高，但價格昂貴。伺服馬達的精確度僅次于線性馬達。步進馬達的精確度較低，但價格十分便宜，采用步進電機作為驅動裝置的AOI，檢測的質量是不可信的，但打價格戰(zhàn)是有效的。因此對馬達的選擇要按性價比來進行考量的

5、話，應選擇伺服馬達作為驅動裝置的AOI。2.傳動裝置的選擇用伺服馬達作為AOI傳動裝置一般由絲桿和導軌組成。好的絲桿的精度較高，能滿足AOI檢測的精度要求。四、軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是AOI的靈魂。軟件算法的優(yōu)劣直接影響檢測效果。軟件考量的標準大至有以下幾點：1.軟件的開發(fā)環(huán)境軟件的開發(fā)環(huán)境對AOI程序控制非常重要。根據實際工作經驗來看，用VC+語言開發(fā)的AOI應用軟件，程序穩(wěn)定可靠，其它語言開發(fā)的AOI應用程序，其穩(wěn)定性要差很多。2.軟件的運算法則軟件運算法則很多，有灰度相關法（又叫灰度提取法）、邊緣識別法、固態(tài)建模法、統(tǒng)計外形建模法和拓撲法等等?；叶认嚓P法的缺點在于受光線明暗度的影響較大，容易產

6、生誤判。但隨著光源設計的日益完善，這一影響現在較小。邊緣識別法的缺點在于被檢測物的邊緣往往不是一條標準的直線，只有通過降低像元尺寸來達到提高檢測效果的目的，但其效果也不十分理想。固態(tài)建模法是將幾個二維圖像合并成一個三維圖像。但拼接的部分往往出現重疊，因而對軟件分析會造成干擾，從而影響檢測效果。統(tǒng)計外形建模法是采用學習統(tǒng)計的方法，從而發(fā)現被檢物的規(guī)律，來建成一個標準的數學模型，借以實現其檢測的目的的方法。這種方法的缺點在于在統(tǒng)計學習過程中，人的干擾因素太多，因而存在一定的不確定因素，從而影響檢測的質量。拓撲法是一種前沿的研究物體的點、線、面和體積的多維動態(tài)圖像變化規(guī)律的方法，這一算法代表著AOI

7、的發(fā)展方向。蘇州德天光學技術有限公司已經申請了著作權?？傊浖倪\算法則是多種多樣的，每一種法則既有優(yōu)點也有缺點，關鍵看檢測效果。3.軟件的穩(wěn)定性軟件的穩(wěn)定性是AOI的核心。軟件的穩(wěn)定性包括:檢測時會不會發(fā)生死機；檢測框是否會發(fā)生不明真相的偏移；檢測時是否發(fā)生系統(tǒng)崩潰；檢測過程中系統(tǒng)是否會出現文件丟失；隨著檢測時間越長,誤判是否會相應增多等等,這些都是軟件不穩(wěn)定的重要標志。檢測AOI程序是否穩(wěn)定的最簡單而又有效的方法是：將一塊問題PCBA板反復檢測，看每次檢測出的NG數的振幅是否過大，其一致性是否良好，也就是AOI的可重復性是多少。一般來講AOI的可重復性越高，AOI的軟件分析處理能力也就越強

8、，軟件的穩(wěn)定性也就越高?？芍貜托允擒浖?yōu)劣的重要指標。現市面上流行的AOI的可重復性在20%30%之間，也就是說將一塊問題PCBA板進行100次的反復檢測，最好的AOI同一個NG數出現2030次，其它NG數均表現為無規(guī)律的振蕩。蘇州德天光學技術有限公司開發(fā)出的DT系列AOI的產品經過華碩、百晟、博世等公司的反復試驗，可重復性可達90%以上，是目前市面上可重復性最高的AOI。可重復性的有效提高大大降低了誤判率，提高檢測的可靠性。使AOI技術邁出了革命性的一步。蘇州德天光學技術有限公司DT747 AOI在蘇州某跨國公司同某國外著名AOI品牌和國內知名AOI品牌的實驗情況如下：基本情況：PCBA的基

9、本情況：元件數為147個；最小元件為0402；不良數為4個，其中錯件、虛焊、側立和IC翹腳各1個。國外著名AOI品牌檢測情況：反復測試二十次所得到的NG結果為：NG數1314151718192123242526272829重復數22141111211111從表中不難看出，這款AOI的可重復率只有20%，誤判總數為392-79=313個，平均誤判16個。這塊PCBA總器件數為147個，誤判率為11%。漏判一次虛焊。當我將有關標準值調高時，可重復性只有10%，誤判率馬上上升到27%，但在這一值時沒有發(fā)生漏判。國內AOI品牌檢測情況：反復測試二十次所得到的NG結果為：NG數4356789101112

10、17重復數22513211111從上表不難看出這一國產品牌的可重復性為25%，高出進口產品5個百分點；總誤判數為147-78=63，平均誤判4，誤判率為4/228=2%；漏判一次虛焊，一次翹腳。當我把學習的標準再進一步放嚴后，可重復性只有12%，誤碼率判別率上升到24%，這時漏判現象消除。DT747 AOI檢測情況：反復檢測20次的情況：NG數5重復數20漏判數為0NG數5重復數100漏判數為0 反復檢測150次的情況：NG數57重復數1491漏判數為0 從上表不難看出：DT AOI的可重復性可達到90%以上，誤判率為1%以內，漏判率也是最低的。這是一個跨越式的進步！4.軟件操作的便利性：軟件

11、操作的便利性分為制程的便利性和人工確定的便利性。好的AOI軟件系統(tǒng)，它的制程相當人性化，且易學易用?，F市面上的AOI的制程分調試型和學習型兩種。其一、調試型：這類AOI在程序編制完成后，要將已做好的程序進行必要的調試后方能進行正常的檢測運行，這一調過程少則五、六個小時，多則幾天，甚至幾十天，只有待程序相對穩(wěn)定后，才能投入正常的運行，這類AOI的至命弱點在于調試的參數很難確定，很難找到一個理想的標準值，表現的特征為：參數值如果放得太寬，就會產生漏判；參數值如果放得過嚴，就會造成誤判的大幅攀升，讓操作員無法接受。檢測效率較低。國外AOI屬于這一類型。其二、學習型：這類AOI在程序編制完成后，要進行

12、一段時間的學習預測，這樣讓程序自動地尋找待測物的變化規(guī)律，從而建立待測物的標準的數學模型。這一過程往往需要二十塊以上的PCBA進行學習建庫，這一過程也需要兩個小時以上才能完成。這類AOI的至命弱點在于在學習過程中，如果將有缺陷的待測物一不小心學習到程序里去了，那么該類待測物的缺陷將被視為良品，從而無法檢出。國產AOI屬于這一類型。無論是調試型的AOI，還是學習型的AOI，它們有一個共同的缺陷正確與錯誤之間是非常接近的，也是很難調整的。因此它們的程序也很難穩(wěn)定。蘇州德天光學技術有限公司研發(fā)的AOI軟件系統(tǒng)，不僅解決了現在市場上主流產品存在的所有問題，而且在兩個方面取得了革命性的突破，這就是：攻克

13、了程序的一次性確定的問題，這樣不僅有利于程序的編程，而且還有利于程序的穩(wěn)定；攻克了AOI的可重復性低的問題，程序的可重復性達90%以上，這樣不僅使AOI檢測的可靠性有了明顯提高，而且使AOI產品向“傻瓜”邁出了跨越性的一步。五、操作平臺的選擇AOI所使用的操作平臺一般使用WINDOWS2000T WINDOWSXP，主頻一般采用P43.0G左右。蘇州德天光學技術有限公司所研發(fā)、生產的AOI產品采用WINDOWSXP操作平臺，大膽采用雙核1.73的主頻，采用多線程的數字處理方法，大大提高了檢測效率。六、功能選擇AOI的功能現一般都比較全，也沒有多大的差別。下面就一些常見的工用作一些簡要的說明。1

14、.分辨率的選擇AOI的分辨率應以像元的尺寸大小作為判別的條件，也就是空間分辨率來衡量。像素的大小不是判別AOI的檢出能力的標準，準確地講，像素大是決定單位面積的像元尺寸大小的因素。如果單位面積不同，像素再高也沒有可比性。比如一臺AOI的FOV為12*16毫米，如果這臺AOI采用的是30萬像素的相機，那么這臺AOI的分辨率只有25微米，它只能檢測0402以上封裝尺寸的元件。但如果這臺AOI采用的是200萬像素的相機，那么這臺AOI的分辨率就變?yōu)?0微米，就可以檢測01005以上封裝尺寸的元件。反之，如果這臺AOI使用的是200萬像素的相機，如果它的FOV為24*32微米，那么它的分辨率只有20微

15、米，這樣它雖然像素較高但只能檢測0402以上封裝尺寸的元件。一般來講，對元件是0402以上封裝尺寸的PCBA板，所需AOI的分辨率最少要為20微米。對元件是0201以上封裝尺寸的PCBA板的檢測，所需AOI的分辨率至少要為15微米，對元件是01005以上封裝尺寸的PCBA的檢測，所需的AOI的分辨率至少要為10微米。2.特殊功能的選擇如果你要對多連板的PCBA進行檢測，就一定要選擇有跳板功能的AOI，也就是有區(qū)域選擇功能的AOI。如果你將AOI用作質量的過程控制，那么，你在選擇AOI時，一定要選擇具有RPC功能的AOI，也就是具有實時工藝過程控制的AOI。3.CAD的選擇現在大多數AOI都有C

16、AD數據導入功能，但這一功能的使用，對器件較少的PCBA板的使用效率不是很好，而對元器件較多的PCBA板的使用則能起到事半功倍的效果。4.SPC的選擇SPC是過程統(tǒng)計控制。統(tǒng)計控制沒有實時工藝控制（RPC）重要，RPC不但能進行實時的統(tǒng)計分析，還可以進行預警，這樣能使生產線長期保持正常工作狀態(tài)。5.可重復性、誤判率和漏判率的選擇可重復性越高AOI的性能越穩(wěn)定，但由于AOI技術還不十分成熟，市面上的AOI的可重復性一般為20-30%。誤判率是越低越好，最好的AOI的誤判率只有0.5%左右（按點算）。漏判率也是越低越好，最好的AOI的漏判率只有0.5%左右（按不良點算）?，F蘇州德天光學技術有限公司開發(fā)生產的DT系列AOI產品可重復性達到90%以上,誤判率和漏判率均在0.5%以下.6.超強的軟板檢測能力。七、結論由上不難看出，AOI的核心是軟件。我國的AOI軟件技術已經處在全球的巔峰，從這一意義上講，國產AOI的綜合性能已經走在世界的前列，只是在制造工藝上還有一些差距。但就整體而言,AOI技術還不十分成熟。一臺性價比較優(yōu)的AOI必須具備以下幾個條件：1.相機要是真正的