SMT生产线的检测设备介绍题库.ppt

AOI 基本原理 AOI（Automated Optical Inspection）自动光学检测，利用光学和数字成像技术，采用计算机和软件技术分析图像而进行自动检测的一种新型技术。 AOI 的定义是广泛的，运用是多领域的，如文字印刷检测，金属表面检测，零件几何测量（二次元、三次元、影像量测仪），各种证件识别（车牌违章拍照）以及人的面容识别等等。但从本世纪起， SMT行业对此技术运用得相对较早和更加广泛，久而久之SMT 行业通常将AOI 误认为是SMT 行业中“专用名词”。在此，为了尊重AOI 行业其他领域的工作人员，我们将SMT 行业的AOI 可定义为SMT-AOI， 另外一种仅检测PCB 基板（PCB 厂生产的PCB 基板，无元件）的AOI，可定义为PCB-AOI。 AOI 的组成 SMT-AOI 的运用及发展 SMT-AOI 可用于SMT 生产过程中对锡膏印刷、贴片机贴片、回流焊接、波峰焊接的相关工艺进行品质监控和检测，相关检测项目如下： 锡膏印刷检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、污染、偏位等 自动贴片检测项目：缺件、错件、错位、极性错误、破损、污染等 回流焊接检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、虚焊等 波峰焊接检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、虚焊等 AOI 发展历史 上世纪末，在欧美和日本，一些多年从事SMT 检测设备制造的厂商一直都在研发一种能够代替人（目测）的自动检测技术，基础理论上各个厂商无一例外的选择了光学原理，同时随着计算机的不断发展，在成像上可借助数字相机和软件处理来完成复杂的数学模型运算，由此加速AOI 技术的发展和成熟。 在AOI 技术普及以前SMT 的主流测试技术是ICT 技术（In-Circuit Test，在线测试）, ICT 测试技术是基于物理接触及加电测试的，对元器件连接性及电路通电性能进行测试。但随着元器件小型化和IC脚密集化，ICT 的接触式测试越来越无法应对这类狭小空间的PCB 测试。ICT 制造商基本上都投入了 AOI 技术的研发队伍中，如Agilent(安捷伦)，TERADYNE(泰瑞达)， TRI（德律）等。 AOI 的使用在中国是比较早的，早期使用此类设备的用户基本上都是在中国的外资企业，设备全部从国外进口。 2003-2006 年，中国国内的SMT 行业人士也投入到了AOI 的研发事业中，其代表是东莞的神州视觉和厦门的福兴光电。通过他们的努力，基本上打破国外AOI 在中国的垄断地位，同时也推动了该行业在国内的迅速发展。 现有技术概况 总体而言，SMT-AOI 技术分为两大技术阵营：图像对比和调试算法。国内的AOI 厂商基本上采用的都是图像对比技术，无论是否是“统计建模”和“权值技术”，其主要代表“神州视觉”、“振华兴”等，该技术主要通过对拍摄的图像进行不断的“学习”进而来检测判断。 国外的设备基本上采用“调试”方法，如OMRON 采用的“颜色分析”，SAKI 采用的“灰阶解析”，TRI也采用的“灰阶解析”等等。 发展趋势 无论采用任何一种检测方式，最终目的是降低误判率，在未来的几年中，AOI 的检测算法将逐步精确，误报率将会趋近于“零”，同时随着计算的运算速度的提高和相机的清晰度和传输速度加快，AOI 的检测算法将会逐渐采用立体成像和“立体算法”，以避免平面检测所无法解决的难题，如元件引脚浮高造成的“虚焊”。 AOI设备的制造技术 外壳及机架 平台及横梁（XY 轴） 夹具设计 机架 在AOI 设备整体架构的设计可以决定设备的运行的稳定性，对于设备的整体结构的基本要求是：整机重心偏下（重心在设备高度的1/2 以下），保证设备运行过程中不至于出现过度的摇晃（简单检测：在设备运行时，将手放在设备上不感觉到明显的抖动），当设备运行时，如果震动过大，会导致相机拍摄的图像的一致性低，镜头定位不准确，以至影响检测结果。 平台及横梁（XY 轴） 为保证XY 轴运行顺畅和长寿命的使用，必须保证丝杆和滑轨的安装精度，安装精度主要包括滑轨的平行度（公差在0.02mm）、丝杆与马达轴的同心度（公差在0.02mm）。 X 轴的与平台（Y 轴）的垂直度（公差：10）同样需要整体加工装配精度来保证，如此才能保证在相机拍照时位置的准确性。 对于光源和相机的夹具的精度也相当重要，相机安装的垂直度（公差：0.05mm）会影响拍摄图片的平整度，镜头与光源的同心度可减少因光照度不一致而导致的图像的不一致（清晰度，颜色干扰等）。 夹具设计 夹具（运输轨道）设计的基本原则是固定和传输PCB 时快捷准确。夹具与PCB（被夹具固定）是 在高速不规则的平面运动，所以同时必须保证夹具能将PCB 板夹持紧固，一般采用对PCB 两边同时夹 持，避免在运动中产生位移而影响检测效果（图像偏移，检测框无法定位）。另外为保证在固定和运