AOI工作原理及常见问题解析.doc

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1、AOI检测原理及使用技巧1、前言：随着PCB加工层次越来越高，对导线的完整性要求也越来越高，由于层次的增加，板件的材料及加工成本也越来越高，为了提升产品的品质和降低废品损失，提高AOI的检测技术和修理技术是势在必得。2、AOI机检测原理2.1AOI原理简介（以CAMTEK604、808为例）：AOI（AutomaticOpticalInspection）自动光学检测设备在各个行业中都得到了较为广泛的使用，在PCB加工过程中，作为重要的检测设备，其原理是：利用各种光源通过光学镜片过滤后照射在待检PCB板上，然后反射光（激发光）通过各种过滤镜片，反射到接收器上，接收

2、器根据光信号强弱产生相应电信号，经过一系列的信号转换后，设备区分出PCB板面图形状况，再与AOI本身寄存的PCB板面图形数据进行比对，有差异的位置就报出缺陷，最后通过检验员进行确认处理，以完成整个检测过程。2.2AOI检测流程解析：如图1）示AOI检测流程基本分五步完成：资料处理、母板资料学习、板件扫描、影像处理、逻辑比对、缺陷处理，其各个步骤的目的如下：1、资料处理2、母板学习3、板件扫描4、影像处理5、逻辑比对6、缺陷处理图1）AOI检测基本流程图1）、资料处理：在AOI的检测过程中，为了保证加工出的板面图形与设计图行的一致性，避免批量性问题漏检，常采用CA

3、M/CAD作参考对比图形进行检测。在采用CAM/CAD作参考对比图形时，需对CAM/CAD资料进行层次定义、检测模式选定、解析度、线宽、板厚等相应参数设定，把工程设计的CAM/CAD资料转换为AOI能够识别的图形资料。（注：我们公司现用GENSIS2000进行AOI资料的传输）2）、母板学习：采用CAM/CAD作参考对比图形时，AOI图形处理卡把处理过的CAM/CAD资料转换为AOI能够识别的图形数据，并存储下来，备AOI检测时进行图形比对。之前存在镀金板，金板的资料可以用AOI机进行扫描，采用金板（先目检出合格板）作参考对比图形时（会存在批量性缺陷漏检之隐患）

4、，不需要资料处理，直接扫描撷取金板图像，然后经CCD处理器将所得图像转换为CAM图形，并寄存下来，备AOI检测时进行图形比对。由于现在的工艺及工程制作技术的提高，现已不再使用此方法进行学习。3）、板件扫描：如图2）所示，AOI的CCD（或能量采集设置）从板面扫过，并采集反射光（或激发光），并根据能量强弱形成相应的电子信号，待AOI的影像处理卡进行图像处理。类比数位化BinaryCCD类比EIC类比转数位资料线路数位化(Graylevel)影像处理卡数位转换二进位资料线路二进位影像(0或1)图2）AOI扫描、检测示意图AOI机在扫描PCB板时所用的光源结构及所起的

5、作用：•散射光①对微短及小铜点具备较高的敏感度②对凹陷及刮伤等缺陷具备较低敏感度•直射光①对导体上的开短路，针孔，凹痕及刮痕具备较高的敏感度②对导体边及孔具备较低敏感度4）、影像处理：AOI通过自身的影像处理卡，把从PCB板面扫描得到的电子（模拟）信号转换为数位信号，进而转换为二进制信号，便于图形比对。如下图：象素（Pixels）•象素的大小决定影像的质量•铜为白色，在二进制中用1表示，基材为黑色，在二进制中用0表示5）、逻辑比对：AOI把经扫描及影像处理后的图形数据与存储的图形数据进行比对，不符合的地方报出缺陷，待检验员判定。如图：6）、缺陷处理：AOI通过监

6、视器按顺序把每个比对数据不同的位置显现出来，供检验员判定缺陷是否符合检验标准，并对不合的缺陷进行相应处理。3、AOI测试过程中的常见问题及处理方法3.1板面氧化造成缺点较多板面氧化后，铜箔的反光能力就会降低，导致缺点数增多，影响检验时的效率。通常可以通过降低氧化（Oxiation）的敏感度来减少此类缺陷的报出。敏感度的强弱依次为Low、Normal、High、ExtraHigh。在表面状况良好的情况下，使用Normal，在比较轻微的氧化时可以选择High，可以减少部分因氧化而报出的缺陷点，对其他缺陷的检测结果不会有什么影响；若板面的氧化程度较严重，想要取得可以接

7、受的缺陷范围，可以选用ExtraHigh，但选用此参数时存在凹陷漏失的风险，一般不建议使用此参数，建议对板面氧化进行酸洗来达到较好的板面状况。除了以上的处理方法，我们还可以通过改变灰白图像临界值来实现，由于调节灰白值所带来的漏失风险不好评估，一般不建议采用此方法。3.2导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净造成间距减少的漏失由于AOI在设计时，对于导体上的缺失或导体间距的减少方面的设定允许范围为设计的70%，对于较小的凹陷或间距的减少存在一定的漏失风险，可以通过降低解析度，或增大对应线宽、间距值来减少漏失。在资料制作时，所选用的解析度的大小会直接影响该料号的检测

8、精度和产量，解析度值越大