AOI自动光学检测.doc

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1、AOIAOI（AutomaticOpticInspection）的全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOI是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，目前很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。放置位置　　虽然AOI可用于生产线上的多个位置，各个位置可检测特殊缺陷，但AOI检查设备应放到一个可以尽早识别和改正最多

2、缺陷的位置。有三个检查位置是主要的：（1）锡膏印刷之后　　如果锡膏印刷过程满足要求，那么ICT发现的缺陷数量可大幅度的减少。典型的印刷缺陷包括以下几点：　　A.焊盘上焊锡不足。　　B.焊盘上焊锡过多。　　C.焊锡对焊盘的重合不良。　　D.焊盘之间的焊锡桥。　　在ICT上，相对这些情况的缺陷概率直接与情况的严重性成比例。轻微的少锡很少导致缺陷，而严重的情况，如根本无锡，几乎总是在ICT造成缺陷。焊锡不足可能是元件丢失或焊点开路的一个原因。尽管如此，决定哪里放置AOI需要认识到元件丢失可能是其它原因下发生的，这些原因必须放在检查计划内。这个

3、位置的检查最直接地支持过程跟踪和特征化。这个阶段的定量过程控制数据包括，印刷偏移和焊锡量信息，而有关印刷焊锡的定性信息也会产生。（2）回流焊前　　检查是在元件贴放在板上锡膏内之后和PCB送入回流炉之前完成的。这是一个典型地放置检查机器的位置，因为这里可发现来自锡膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷。在这个位置产生的定量的过程控制信息，提供高速片机和密间距元件贴装设备校准的信息。这个信息可用来修改元件贴放或表明贴片机需要校准。这个位置的检查满足过程跟踪的目标。（3）回流焊后　　在SMT工艺过程的最后步骤进行检查，这是目前AOI最流行的选择，因为

4、这个位置可发现全部的装配错误。回流焊后检查提供高度的安全性，因为它识别由锡膏印刷、元件贴装和回流过程引起的错误。基本优化　　每块PCB可以采用光学或者X-ray技术并运用适当的运算法则来进行检查。基于图像检查的基本原理是：每个具有明显对比度的图像都是可以被检查的。在AOI中存在的主要问题是，当一些检查对象是不可见的，或是在PCB上存在一些干扰使得图像变得模糊或隐藏起来了。然而，实际经验和系统化测试都表明，这些影响是可以通过PCB的设计来预防甚至减少的。为了推动这种优化设计，可以运用一些看上去很古老的附加手段（这些方法仍在很多领域被推崇）

5、，它的优点包括：　　•减少编程时间　　•最大限度地减少误报图1•改善失效检查。　　制定设计方针，可以有效地简化检查和显著地降低生产成本。ViscomAG和KIRRONGmbH&CoKG合作开发出一项特殊测试方案，目的是为了从根本上研究和证明这些设计在检查中产生的效果。基于IPC-7350标准的PCB布局被推荐为针对这些测试的基准。首先，为了探究每一种布局的检查效果，建议在大量PCB布局上采用这种基准；之后，再有意地利用PCB错误布局，使得它产生一些工艺中的缺陷，如立碑和引脚悬空等。(图1)针对AOI检查的布局建议　　•针对AOI检查的P

6、CB整体布局　　器件到PCB的边缘应该至少留有3mm（0.12”）的工艺边。片式器件必须优先于圆柱形器件。布局上建议考虑传感器技术，因为有时检查只能通过垂直（正交）角度，而其他时候又需要一个辅助的角度来进行。　　•元器件　　对一个稳定的工艺过程来说，一个重要的因素是元器件，这不仅与PCB上直接的器件布局有关，而且或多或少也与“工艺流程设计”有关。目前元器件的采购趋势是尽可能地便宜，而不管它在颜色、尺寸等参数上的不同。不幸的是，这些选择在日后对AOI或AXI检查过程中造成的影响往往被忽图2略了。始终采用同样的材料和产品能够显著地减少检查时

7、间和误报，而这些问题主要是通过元器件以及PCB的突然变化而出现的。　　•元器件尺寸　　IPC-7350标准描述了器件的尺寸，并对某些焊盘的尺寸提出了建议。根据IPC标准，器件的长度和引脚的宽度可以有一个较大变化范围，相反，焊盘的尺寸却是相对固定的。此外，PCB制造公差的影响相对于这些器件的变化来说也是是很小的。　　•PCB的颜色和阻焊　　通常，设备能够检查出所有不同单板的颜色，尽管检查中的某些细节处理是不倚赖于颜色的。例如，一块白色和一块绿色的PCB有着不同的对比度，因此设备需要一些特定的补偿。在一种极端情况下，桥接在亮背景下呈现黑色，

8、而在另一种极端情况下，桥接在黑背景下却是呈现出亮色。这里我们建议使用无光泽的阻焊层。在我们的实践中，焊盘间（甚至是细间距引脚）的区域也应该覆盖着阻焊层，这个建议也已经被焊料供应商所响应。（图2）　　•印刷图