AOI在SMT行业的应用及未来的发展趋势.pdf

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1、AOI在SMT行业的应用及未来的发展趋势东莞市神州视觉科技有限公司刘恋大家都知道：目前，电子行业发展的趋势是元件越来越小、密度越来越高，客户端的品质要求也在不断的提高，人工检测产品的速度和质量已经满足不了工业化的要求，在这样的一个环境下，便相继出现了各式各样的机器检测设备，像在线测试(ICT，InCircuitTest)，功能测试(FT，FunctionTest)，自动光学检测(AOI，AutoOpticalInspection)，自动X射线检测(AXI，AutoX-rayInspection)等

2、等，这些设备各自有着不同的特点，ICT，FT是基于电信号的，AOI和AXI都是光学检测设备，不同的是AXI是利用X射线进行检测，而AOI是利用可见光（像LED灯）进行检测。与其他检测设备比较，本人认为AOI更具有准确、快速、稳定、可靠的特点，正因为具备这些显著的特点才使得AOI目前在SMT生产线上得到了广泛的应用。作为潜心钻研AOI的一员，我想和大家讨论一下以下两个方面的内容：（1）AOI是如何检测PCB板的?（2）AOI未来的发展趋势；第一个问题，AOI是如何检测PCB板，这是AOI的核心问题，

3、也是一个非常综合性的问题，关系到AOI所用的基本原理和其实现工业化的方方面面，我今天只和大家探讨以下几个比较重要的问题：1.AOI的基本工作原理从上图看到，AOI就是用摄像机等硬件设备获取被检测物体的图像，然后，用软件比较、分析、判断被检测物体是否OK。也就是说，AOI检测物体的过程是模拟人眼检测物体，是将人工检测物体自动化、智能化。图像获取就是用CCD摄像机把物体表面的光信号转换成为电信号送入图像采集卡。图像采集卡将图像数字化送入计算机，这个过程很直观，容易理解。把图像送入计算机之后，AOI是如

4、何检测元件的质量呢？2.AOI是如何判断贴片的质量？人们判断一个物体的质量是否合格，总是要实现设定一个标准，如果达到标准，则认为该对象为合格，如果达不到标准，则认为对象不合格。同样，AOI判断一个元件是否OK，也设定一个规则，满足规则的就OK，不满足规则的就是NG。AOI针对不同的元件选用不同的规则，最常用的规则就是标准图像，就是事先给某个贴片指定一个标准图像，如果被检测贴片的图像和标准图像很相似，那么，我们认为这个贴片是OK的，如果不相似，则认为是NG的，在图像处理行业，我们称这种规则是图像比对

5、或者说是模板匹配。另外，还有一些特定的规则，像指定IC之间不能桥接，这不是通过指定一个标准图像，而是个通过某种算法计算两IC之间是否有连接物的方法判断IC是否有桥接现象。理论上，大家都知道设定标准图像作为一个规则判断元件的质量，实际上，如何制定标准图，如何计算相似度，市面上纷繁复杂的AOI各有不同的做法，我们Aleader-AOI的做法是利用自主开发的统计建模技术，那么，统计的是什么？建立的模型又是什么呢？通常，我们是统计一系列OK样板的变化规律，包括OK元件大致像什么，可能有一些什么样的变化，可

6、能变化到什么程度。而建立完的模型就是每一个元件都有一个标准图像和两个辅助图像；对于统计建模，大家可能有下面两个问题：（1）既然是为了图像比对，人眼看起来元件都差不多，注册一个OK元件的图像就可以了，为什么还要学习多个OK元件呢？通过我们反复试验发现，摄像机是放大了元件的差异，也就是说，虽然人眼看OK，元件都差不多，但是，实际上，OK元件图像都大大小小的存在一定的差异，并且不同的元件的差异性不同，有的元件差异性比较小，有的元件的差异性很大，对于那些差异小的元件，注册一个标准就可以了，但是，差异性比较

7、大的元件，如果只注册一个标准就很容易造成误判，用统计建模的方法，在学习的时候，差异小的统计学习之后两个辅助图像的差异性比较小，差异大的元件统计学习之后两个辅助图像的差异也比较大，这样，对不同的元件采用不同的差异标准进行判断，更加合理；（2）既然OK元件图像之间有一定的差异，注册多个标准就可以达到检测的效果了，统计建模和这种多个标准的方法有什么区别呢？同样，我们通过实践发现：多个标准进行比较的时候就要依次和多个标准进行相似度的计算，看被检测图像是否和某个标准图像的相似度可以达到判断OK的要求。而统计

8、建模后只保存了标准图像和两个辅助图像，进行图像比对的时候被检测图像也只用和其一个标准图像进行相似度计算，大大减少了计算次数，提升了检测速度。了解了AOI是如何判断贴片缺陷的理论，我们还要考虑AOI的速度是如何达到工业应用要求的？3.AOI检测的速度前面我们介绍AOI工作原理的时候，AOI主要有获取图像，处理图像两个不同的步骤；对于获取图像来说，因为相机的FOV(FieldOfVision)有限，因此，就必须通过XY平台来移动相机或者PCB才能拍摄到整个PCB板上的元件；也就是说，A