AOI基本知識介紹

AOI基本知識介紹題綱什么是AOI?為什么要引進AOI?AOI的三個開展階段AOI的工作原理AOI的制程位置AOI評估的三要素AOI優(yōu)缺點什么是AOI?AOI是英文AutomaticOpticalInspector的簡寫,中文名為自動光學檢測儀。

為什么要引進AOI？眾所周知，隨著LED產(chǎn)品越來越精細、效率要求越來越高，人工目檢顯然已經(jīng)適應(yīng)不了現(xiàn)代化工業(yè)要求，曾有研究說明：當兩個人檢測一樣的產(chǎn)品四次時，他們相互的認同率只有50%，相信自己判斷的只有40%。且人容易疲勞和受情緒影響，一樣的產(chǎn)品周一的檢測效果和周六的檢測效果區(qū)別大相徑庭，白天和晚上的區(qū)別又不各有差異，戀愛階段和失戀階段的結(jié)果也截然不同。相對于人工目檢來說：AOI具有更高的穩(wěn)定性、可重復性和更高的精準度。而且一個普通10人的檢查崗位使用AOI后一個人就可以完成檢測工作，更重要的是，AOI可以生成一系列的測試數(shù)據(jù)反響給工藝工程師，做到防范于未然，及時發(fā)現(xiàn)前段制程出現(xiàn)的異常問題。由此說來使用AOI已成為LED行業(yè)檢測產(chǎn)品外觀的必然開展趨勢。AOI的三個開展階段：從國內(nèi)SMT引進第一臺AOI到國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)AOI再到目前的AOI市場群雄逐鹿的現(xiàn)狀，AOI經(jīng)歷了三個開展階段：一、被動的承受AOI作為檢查裝置?！矊σ粋€新鮮事物的好奇和認知〕二、被客戶逼迫使用AOI。〔借以品質(zhì)保障設(shè)備取得更多訂單〕三、主動要求使用AOI?！矊ν饨涣鞲?，對自身期望更高〕AOI的工作原理：根本原理:用光學手段獲取被測物圖形，一般通過一傳感器〔攝像機〕獲得檢測物的照明圖象并數(shù)字化，然后以某種方法進展比較，分析和判斷，相當于將人工目檢自動化，智能化。

AOI檢測分為兩局部：光學局部和圖像處理局部。通過光學局部獲得需要檢測的圖像；通過圖像處理局部來分析、處理和判斷。圖像處理局部需要很強的軟件支持，因為各種缺陷需要不同的計算方法用電腦進展計算和判斷。人認識物體是通過光線反射回來的量進展判斷，反射量多為亮，反射量少為暗。AOI與人判斷原理一樣，以灰階值〔0~255〕來判斷瑕疵。AOI通過LED燈光代替自然光，光學透鏡和CCD代替人眼，把從光源反射回來的量與設(shè)定標準值進展比較、分析和判斷。目前AOI共有四組光源，分別為同軸光、高環(huán)光、低環(huán)光和背光，打光效果如以下圖所示：

同軸光高環(huán)光背光低環(huán)光AOI可以檢測到的一些晶粒外觀不良，如以下圖所示：MESA線異常

探針痕跡過大發(fā)光區(qū)污染電極刮傷及污染PN電極色差多晶AOI的制程位置AOI在制程的位置是被安排在點測站和分類站之間，讀取點測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)檔后的Mapping圖，經(jīng)AOI掃描檢測后，在輸出的檔案中把外觀不良的晶粒修改成統(tǒng)一的外觀不良Bin。在分類作業(yè)時，就可以不用再挑揀該Bin的晶粒，到達把外觀不良晶粒剔除的功能。AOI評估的三要素：AOI作為一種檢測設(shè)備，擁有萬變不離其宗的三個主要要素：快、準、穩(wěn)！一、快，即檢測速度要快。AOI快速檢測的條件是什么？AOI的檢測速度分為兩個階段：1、拍攝圖像；2、處理圖像；因為相機的FOV〔視窗〕有限，所以就必須通過移動X\Y平臺來拍攝完整個芯片的圖像，在X\Y平臺的運動過程當中又要考慮載臺什么時候開場移動、移動到什么位子、什么時候開場拍照，什么時候開場進展圖像處理和分析等等，也就是說：AOI的檢測速度必須協(xié)調(diào)軟硬件同時工作，這里就牽涉到AOI使用什么樣的伺服系統(tǒng)、使用什么樣的相機、使用什么樣的絲桿、其核心算法又是什么？我們計算AOI的檢測速度是要從load到unload的整個時間，而不是單單從AOI本身提供的速度作為依據(jù)，因為有很多AOI的檢測速度只記錄了拍攝時間,而沒有記錄軟體處理分析時間，致使大家受蒙蔽。二、準，即較高的檢出率和較低的誤判率。AOI的準確判斷跟軟硬件都有密不可分的關(guān)系，當然最主要的是軟件的核心算法，目前AOI種類繁多，算法也各不一樣，有使用邊緣檢測、法那么判斷、矢量分析、模板比較和統(tǒng)計建模等等，各有千秋，不能一言定論孰優(yōu)孰劣，除此之外，硬件的要求也是相比照較嚴格的，比方說相機，相機是AOI眼睛，一個好的相機固然能夠捕捉到優(yōu)質(zhì)的圖像，這里不得不提到一個像素的問題，經(jīng)常有朋友問AOI的像素是多少，大家以為像素越高其檢測效果就更好，更準確，其實不然，為什么呢？首先得明白幾個根本概念：1、相機像素.相機像素是指這個相機總共有多少個感光晶片，通常用萬個為單位表示，以矩陣排列，百萬像素相機的像素矩陣為W*H=1000*1000。2、相機分辨率.相機分辨率，指一個像素表示的實際物體的大小，用um*um表示，數(shù)值越小，分辨率越高。3、拍攝范圍〔FOV〕.FOV是指AOI相機實際拍攝的面積，以毫米×毫米表示。FOV是由像素多少和分辨率決定的。一樣的相機，分辨率越大，它的FOV就越大。例如：1K*1K的相機，分辨率為20um,那么它的FOV=1K*20×1k*20=20mm×20mm，如果用30um的分辨率，他的FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。在圖像中，表現(xiàn)圖像細節(jié)不是由像素多少決定的，而是由分辨率決定的。分辨率是由廠商選擇的鏡頭焦距決定的。如果一家AOI采用20um分辨率，對于1mm*0.5mm的零件，它總共占用像素1/0.02×0.5/0.02＝50×25個像素，如果采用30um的分辨率，表示同一個元件，那么有1/0.03×0.5/0.03=33×17個像素，顯然20um的分辨率表現(xiàn)圖像細節(jié)方面好過30um的分辨率。既然像素的多少不決定圖像的分辨率〔清晰度〕，那么大像素相機有何好處呢？答案只有一個：減少拍攝次數(shù)，提高AOI的測試速度。一個是一百萬像素，另一個是三百萬像素，清晰度一樣〔分辨率均為20um),第一個相機的FOV是20mm×20mm＝400平方mm，第二個相機的FOV是1200平方mm,拍攝同一個物體，假設(shè)第一個相機要拍攝30個圖像，第二個相機那么只需拍攝10個圖像就可以了。三、穩(wěn)，即AOI的重復穩(wěn)定性?？赡茉谑褂弥邪l(fā)生這樣的情況：一個程序制作完投入測試后待到關(guān)機后第二天再進展測試的時候誤判大大上升，甚至有漏測的情況，這跟AOI的光源、相機有很大關(guān)系，目前來說：LED燈優(yōu)于白熾燈和熒光燈、但同樣的LED燈管有幾分錢幾毛錢和幾塊錢一個的，每一個燈管的波長亮度都存在一定的差異，如果一個光源沒有經(jīng)過嚴肅的燈管篩選，就必然產(chǎn)生光源預熱不一致、亮度不一致、波長不一致等因素，從而影響測試效果，出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。其次是相機的鏡頭，一般的工業(yè)鏡頭容易受環(huán)境即溫度的影響，這些都是影響AOI穩(wěn)定的因素。我們在評估中可以每天重復測試一樣的芯片10-20次，記錄其良率偏差，即可判斷AOI的重復穩(wěn)定性。AOI優(yōu)缺點優(yōu)點：節(jié)省人力，降低人工本錢。增加生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)產(chǎn)能。統(tǒng)一檢