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      PCB廠通過自動光學檢測(AOI)實現PCB高速檢測

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      人氣:-發表時間:2020-12-02 14:18【

      在PCB生產制造過程中,隨著表面貼片技術(SMT)的發展, PCB板載電子元件的精細化/微型化,導致所需焊點數量呈幾何級數增加,加之PCB板設計日趨復雜化/多樣化,傳統的人工目測(利用操作人員目測檢查來確定電路板是否合格,包括焊料檢測、電子元件安裝位置/偏移/損壞檢測等)已經無法滿足現代化生產的需求。

      自動化光學檢測(AOI)是基于光學原理,綜合采用被檢測產品的圖像采集分析、計算機軟件和自動控制等多種技術相結合,對生產中遇到的缺陷進行實時檢測和處理,是目前比較先進的產品缺陷檢測方式。AOI技術可以在PCB完成元件焊接(例如SMT等)環節后、電氣測試之前使用,從而提高電氣處理或者功能測試階段的合格率。經過不斷的摸索與論證,此時糾正缺陷的成本遠遠低于最終測試之后進行檢測的成本。

      AOI系統的構成

      AOI適合大多數工業生產環境,AOI系統主要由圖像采集單元(相機)、光源、系統主機等部分構成?,F今工業生產環境可以通過適當的改建升級,來控制AOI所需的光源設置,而且整個系統對硬件的要求也不是非??量?。

      圖像采集單元可以使用一臺或多臺高清相機。當然,在同一個AOI系統中使用的相機數量越多,目標物體被檢測的角度也就越多,進而所生成的圖像就會更全面和詳細。

      伴隨著產品組件的微型化,為了提高產品檢測速度,更高精度相機的使用成了AOI系統的關鍵所在?,F在的機器視覺產品應用中,現代化生產線大都具備采集2D/3D圖像的能力,由于處理2D/3D圖像需要的平均時間遠大于普通平面圖像的處理時間,這就需要AOI系統協同工作,尤其是在圖像數據傳輸方面,更要求圖像數據傳輸的高速、高帶寬。CoaXPress圖像采集卡正是憑借著高速、高帶寬的特點,而正在逐漸被廣大廠商接受及采用的。

      AOI系統中的另一個重要環節是圖像處理/分析軟件,軟件需要支持高速實時圖像處理(與圖像采集速度一致)功能,并且可以與存儲的標準圖像做比對。此類圖像處理/分析軟件可以集成到相機中,也可以安裝在檢測的電腦主機中。隨著技術的發展,有些AOI方案商也會導入機器學習(Machina Learning)來提高產品的檢測精度與速度。機器學習可以不斷訓練AOI系統,并使AOI系統具備一定的智能化——AOI系統可以決定以前未知的產品缺陷是否為關鍵缺陷,并通知給現場工程師。

      AOI檢測圖像對比實現原理

      目前比較流行的圖像對比方式有三種。

      第一種:模板匹配(或母版比對)方式。這種方式預先采集一塊標準產品(無缺陷)的圖像并確定為參考圖像,后續所有檢測時所采集的圖像,都需要與這個參考圖像做比較。

      第二種:模式匹配方式。在這種方式中,AOI系統中會存儲無缺陷以及多種有缺陷的PCB組件圖像信息,所有檢測時所采集的圖像與這些組件信息做匹配,然后判斷是否合格。

      第三種:統計模式匹配。這種方式利用統計學方式,結合模式匹配,通過與已經存儲的PCB組件圖像信息做匹配,同時也會智能分析所有產品組件信息。如果比較結果小于標準閥值,則該圖像通過檢測;否則系統會判定該圖像為不合格,并將此部件轉移到其他區域,供后續維修或再檢測


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