智能制造加速创新，国产AOI设备全面进化

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）4月13-15日，2023慕尼黑上海电子生产设备展在上海新国际博览中心成功举办。作为电子制造行业重要的展示交流平台，本次展会再次展示了材料、设备到应用技术贯穿产业上下游的解决方案。这其中，SMT设备的进展吸引了一大波观众围观，尤其是AOI和SPI相关设备。

电子发烧友网记者在逛展过程中发现，2023年国产AOI设备取得了积极的进展，展出了更多的3D AOI设备，并在设备关键零部件相机方面有了巨大的提升。
 

从2D走向2D/3D融合

SMT设备是最基础的SMT贴片生产保障，AOI设备主要负责SMT贴片生产的品质保证。在实际应用过程中，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SMT工艺工程师改善与及SMT维修人员修整。
 
随着工业4.0概念逐渐加深，目前SMT检测设备已经实现全面的3D化，包括3DAOI、3DSPI、3DX-RAY等。
 
神州视觉展台工作人员表示，目前SMT设备产线对零误报和零缺陷的要求越来越高，不过板子上的零部件情况却越来越复杂，尤其是很多元器件体型小，器件间距很窄，这时候部分传统2D-AOI也能够满足需求，不过检测效率和直通率会受到很大影响。
 
在展会上，神州视觉展出了一台采用独特光学系统提供准确、可靠而又不牺牲2D图像质量的3D测量设备——ALD87系列。该系列设备采用神州视觉研发的高精度亦大范围的独特技术，搭载超高速智能数据工业相机和远心镜头，共有四款设备，分别是ALD8710S、ALD8710D、ALD8730S和ALD8730D，用于SMT回炉后的电路板检测。该系列设备可同时获取高品质的2D图像和无阴影的3D图像测量，涵盖了目前生产中最小元器件、焊点在内的检测需求，发现位移、共面、立碑、短路和翘脚等问题。
 

神州视觉3D测量设备，电子发烧友网记者拍摄

 
展会上，矩子科技新一代3D自动光学检测设备“3D AOI-II”也在展台亮相，这是一款3D全自动在线型PCB外观检测机，也是实现了传统2D和3D的技术融合，能够发现传统2D AOI技术无法识别的缺陷。
 

3D AOI-II，电子发烧友网记者拍摄

 
在现场演示的过程中，在电子发烧友网记者给出基准和测量范围时，矩子科技工作人员在操作界面输入了这些信息，然后通过机器上搭载的3D数字投影测量技术就能够识别出，板子上主芯片的那个管脚是存在坏点的情况。工作人员介绍称，除了焊锡接点识别，这款设备还能够对贴片元件、碑文文案、异物进行识别，并给出具体的轮廓测量信息，这是传统2D AOI技术无法做到的。
 
在基础配置方面，矩子科技“3D AOI-II”设备采用白光LED环形光源，摄像机像素为1200万像素，并配备远心镜头。
 
记者在现场问询中发现，3D AOI目前在产品性能方面已经就位，传统SMT工艺上的问题缺陷基本都能够检测出来，相较于传统的2D AOI设备，在检测效率和检测准确率方面有很大的提升。不过，3D AOI设备目前价格还是很高的。从产业应用来看，目前像立讯精密这种头部代工厂，以及汽车厂商都会抢先布局，中小规模厂商受限于单量，还是倾向于选择2D AOI设备。
 

AOI相机全面升级

对于AOI设备，在硬件配件的选取上是非常严格的，对于摄像头和光学系统的要求那就更高了。在AOI设备里，摄像头被称为设备的眼睛。
 
在传统2D AOI设备中，CCD相机的像素基本在几十万到几百万像素之间，在相同分辨率的条件下，像素越高视场范围越大。对于3D AOI设备而言，道理同样如此。目前，很多SMT产线是需要满足不停线的在线监测的，由于板子上器件情况复杂，因此AOI设备开始选配2100万/2500万像素摄像头。
 
在2023慕尼黑上海电子生产设备展，记者也看到了多款提供2100万/2500万像素摄像头选配的3D AOI设备。
 
图锐智能的TU820T是一款DIP炉前插件AOI设备，用于插件流水线的视觉检测，可检测项目包括错件、漏件、反件、缺件、偏移和歪斜等。这款设备的亮点是采用先进深度学习模型，可以实现不停板抓取图像，然后判定是否为不良品。而支持实现这种高效率检测的就是一款2500万彩色相机。
 

图锐智能AOI设备检测中，电子发烧友网记者拍摄

 
图锐智能工作人员表示，高像素相机为公司设备带来了巨大的性能提升，加上公司研发的一套AI算法，能够帮助客户实现各种不停线的检测需求，公司提供的设备包括3D SPI、2D/3D AOI、LED AOI，涂胶检测和焊线检测设备等，其中LED AOI设备搭载2600万高速彩色工业相机，可用于时下热门的mini LED产品多工位检测需求。
 
德中技术的IGBT 3D AOI和WD 3D AOI也都是提供2100万像素的升级可选项；矩子科技科技的设备也支持2100万像素镜头的定制化升级。
 

德中技术3D AOI设备，电子发烧友网记者拍摄

 
从现场展出的设备来看，目前在3D AOI设备领域，1200万像素相机依然是主流的配置，已经能够满足绝大多数的需求，并可以很好地支持AI系统的运转。
 

小结

目前设备厂商都很明确，是以工业4.0为技术升级方向。在此过程中，设备的不停线检测能力，以及和MES系统的接入能力是非常重要的竞争力，因此除了3D化和更高清以外，算法和软件也很重要，通过软硬件结合全面提升SMT产线的效率。