广东半导体AOI检测设备原理

系统集成之精密机械

      在AOI检测系统中，被测物体的支撑方式、精密传输与定位装置也必须精心设计，尤其是FPD、硅片、半导体、MEMS和一些光学组件等精密制造与组装行业。在这些领域，制造过程需在超净间进行，要求AOI检测系统有很高的自洁能力，不能给生产环境尤其是被测工件本身带来二次污染，这会影响系统构件的材料选型、气动及自动化装置选型、运动导轨的设计与器件选型等。因此，会需要采取气浮支撑、定位与传输机构以及利用FFU风机过滤机组对检测系统进行环境净化，并采取消静电装置，对工件进行防静电处理。

系统集成之数据处理

      高速图像数据处理也是AOI检测系统的重要部分之一。由于AOI检测是通过图像传感方式获取被测信息的，尤其是高速在线检测，图像数据有时是海量的，为满足生产节拍需求，必须采用高速数据处理技术。会采用共享内存、分布式内存多进程处理、分布式计算机集群等方式，把巨大的图像分时、分块分割成小块数据流，分散到集群系统各节点处理。对于耗时复杂的算法，有时只靠计算机CPU很难满足时间要求，还需配备如DSP、GPU和FPGA等硬件处理模块，协同实现快速复杂的计算难题。

    AOI的工作原理是什么呢？广东半导体AOI检测设备原理

AOI检测基本原理与设备构成

      AOI检测原理是采用摄像技术将被检测物体的反射光强以定量化的灰阶值输出，通过与标准图像的灰阶值进行比较，分析判定缺陷并进行分类的过程。与人工检查做一个形象的比喻，AOI采用的普通LED或特殊光源相当于人工检查时的自然光，AOI采用的光学传感器和光学透镜相当于人眼，AOI的图像处理与分析系统就相当于人脑，即“看”与“判”两个环节。因此，AOI检测的工作逻辑可以简单地分为图像采集阶段（光学扫描和数据收集），数据处理阶段（数据分类与转换），图像分析段（特征提取与模板比对）和缺陷报告阶段四个阶段（缺陷大小类型分类等）。    

      为了支持和实现AOI检测的上述四个功能，AOI设备的硬件系统也就包括工作平台，成像系统，图像处理系统和电气系统四个部分，是一个集成了机械，自动化，光学和软件等多学科的自动化设备。 半导体AOI检测设备保养SMT整线设备中AOI的作用随着PCB产品向着超薄型、小组件、高密度、细间距方向快速发展。

AOI检测常见故障有哪些？

1、字符检测误报较多

      AOI靠识别元件外形或文字等来判断元件是否贴错等，字符检测误报主要是由于元器件字符印刷及不同生产批次、不同元器件厂家料品字符印刷方式不同以及字符印刷颜色深浅、模糊或者灰尘等引起的误判，需要用户不断的更改完善元件库参数以及减少检测关键字符数量的方法来减少误报的出现。

2、存在屏蔽圈遮蔽点、斜角相机的检测盲区等问题

      在实际生产检测中，事实证明合理的PCB布局以及料品的选择可以减少盲区的存在。在实际布局过程中尽量采取合理的布局将极大减少检测盲区的存在，同时在有遮挡的元件布局中可以考虑将元件旋转90度以改变斜角相机的照射角度去避免元件引脚遮挡。同时元器件到PCB的边缘应该至少留有3mm（0.12”）的工艺边，并采用片式器件优先于圆柱形器件的选型方式。

3、多锡、少锡、偏移、歪斜等问题

      工艺要求标准界定不同容易导致的误判焊点的形状和接触角是焊点反射的根源，焊点的形成依赖于焊盘的尺寸、器件的高度、焊锡的数量和回流工艺参数等因素。为了防止焊接反射，应当避免器件对称排列，同时合理的焊盘设计也将极大减少误判现象的发生。

AOI设备的上游主要包括光学元件供应商和机械元件、运动系统提供商，其中机械设备与其他技术的通用性较高，一般厂商均可提供；光学元件根据设备需求精密度要求不同，除了高级设备对工业相机要求较高以外总体可选择的采购商较多；上游供应不会对设备商构成制约因素。下游主要包括PCB、FPD、半导体和其他行业

AOI设备在 SMT 产线中的位臵通常为印刷后、贴片后（炉前）和回流焊后（炉后），其中印刷后是检测的重要位臵，数据显示60%-70%缺陷出现在印刷环节，在印刷后若能及时发现焊膏缺陷，只需洗板重新印刷即能重新获得良品，维修成本比较低

      贴片后的位臵可视情况选择是否放臵，若能在回流焊前发现缺陷维修成本尚低，到回流焊后则不仅成本较高，还有可能导致整个PCB报废，因此对贴片后的检测也将更加重视；回流焊后作为产品流出前的检测是AOI当下流行的位臵，可有效提高产品良率。根据2000年的数据，20.8%的AOI应用于印刷后，21.3%用于贴片后，57.9%用于回流焊后，也基本印证了这种分配属于市场认可的主流方案。

      除了SMT检测，AOI设备在PCB行业还可以用于DIP检测、外观检测等。其中DIP检测与SMT类似，关键的放臵位臵是波峰焊后的检测；外观检测可针对包括HDI、柔性板在内的电路板. AOI图像采集阶段AOI的图像采集系统主要包括光电转化摄影系统，照明系统和控制系统三个部分。

AOI虽然具有比人工检测更高的效率，但毕竟是通过图像采集和分析处理来得出结果，而图像分析处理的相关软件技术目前还没达到人脑的级别，因此，在实际使用中的一些特殊情况，AOI的误判、漏判在所难免。

目前AOI使用中存在的问题有：

（1）多锡、少锡、偏移、歪斜的工艺要求标准界定不同，容易导致误判。

（2）电容容值不同而规格大小和颜色相同，容易引起漏判。

（3）字符处理方式不同，引起的极性判断准确性差异较大。

（4）大部分AOI对虚焊的理解发生歧义，造成漏判推诿。

（5）存在屏蔽圈、屏蔽罩遮蔽点的检测问题。

（6）BGA、FC等倒装元件的焊接质量难以检测。

（7）多数AOI编程复杂、繁琐且调整时间长，不适合科研单位、小型OEM厂、多规格小批量产品的生产单位。

（8）多数AOI产品检测速度较慢，有少数采用扫描方法的AOI速度较快，但误判、漏判率更高。 关于AOI设备光学检测的优势。广州多功能AOI检测设备维保

AOI工作的原理对比，欢迎了解详情。广东半导体AOI检测设备原理

AOI在SMT各工序的应用

在 SMT 中，AOI 主要应用于焊膏印刷检测、元件检验、焊后组件检测。在进行不同环节的检测时，其侧重也有所不同。

1.     印刷缺陷有很多种，大体上可以分为焊盘上焊膏不足、焊膏过多；大焊盘中间部分焊膏刮擦、小焊盘边缘部分焊膏拉尖；印刷偏移、桥连及沾污等。形成这些缺陷的原因包括焊膏流变性不良、模板厚度和孔壁加工不当、印刷机参数设定不合理、 精度不高、刮刀材质和硬度选择不当、PCB 加工不良等。通过 AOI 可以有效监控焊膏印刷质量，并对缺陷数量和种类进行分析，从而改善印刷制程。

 2.     元件贴装环节对设备精度要求很高，常出现的缺陷有漏贴、贴错、偏移歪斜、 极性相反等。AOI检测可以检查出上述缺陷，同时还可以在此检查连接密间距和BGA 元件的焊盘上的焊膏。

 3.     在回流焊后端检测中，AOI可以检查元件的缺失、偏移和歪斜情况，以及所有极性方面的缺陷，还能对焊点的正确性以及焊膏不足、焊接短路和翘脚等缺陷进行检测。

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