AOI技术的工作逻辑及结构介绍

随着准备用于SMT（表面贴装技术）组装的PCB（印刷电路板）上的线条变得更精细，元件小型化和SMD（表面贴装器件）高密度组装，目视检查是远远不足以满足SMT装配质量检验的要求。因此，AOI（自动光学检测）在SMT组装中越来越普遍地用作检查SMT组装过程中形成的焊接接头性能的关键方法。此外，AOI已应用于更广泛的应用领域，其检测技术逐步发展和优化。目前，AOI系统正朝着智能化方向发展，作为SMT装配中使用的检测模式。

AOI技术的工作逻辑

虽然AOI技术在SMT组装中以不同的形式使用，但它们共享相同的工作逻辑，即光学方法用于捕获被检查目标和检查的数字，可以以某种方式进行分析和判断。 AOI系统中常用的检查，分析和判断方法包括DRC（设计规则检查）方法和CAD（计算机辅助设计）数据比较方法。

•DRC方法

DRC方法用于根据一些给定的规则检查设计模式。例如，根据所有线路应该依赖于焊点作为端子的规则来检查PCB电路图案，所有线路共享相同的宽度并且间隔应该等于或大于规定值。 DRC方法能够保证算法模式的有效性。此外，DRC方法具有一些优点，包括易于设置，高速处理，以及少量编程和小数据存储。因此，AOI系统主要依赖于DRC方法。

DRC的明显缺点在于其确定边界能力的弱点和边界位置应通过设计特定方法来确定。

•CAD数据比较方法

CAD数据比较方法用于比较AOI系统中存储的数字图像模式与捕获的实际图像模式总结检查结果。该方法的准确性取决于检查的准确性，定义和所有检查程序，并且可以获得高的。然而，该方法的缺点包括捕获数据量大，对数据实时处理要求高。

随着DRC方法和CAD数据比较方法的比较，后者具有更多的优点。

AOI技术的检测功能

AOI技术可用于对PCB裸板，焊膏进行检测印刷，元器件和焊点。

裸PCB检测和焊点检查通常依赖于独立的AOI仪器，检测不是实时的。焊膏检查和元件检查通常取决于AOI仪器匹配焊膏打印机和芯片安装器，并且它们的检查是实时进行的。例如，目前先进的焊膏印刷机能够通过匹配的AOI系统对印刷厚度和印刷边缘折叠进行实时检查。

用于裸PCB的AOI项目覆盖断线，窃听，划痕，针孔，线间距和跟踪，边缘粗糙度和质量区域缺陷。用于焊点的AOI项目涵盖引线布置和弯曲，缺少元件，错位，元件放置方向，元件数量，焊点质量等。由于AOI系统发现不合格的元件，信号通常会发送给能够更换它们的操作员使用合格的组件并阻止错误发生灾难。

典型AOI系统的结构

•裸PCB的AOI系统

下面的图1展示了裸PCB的AOI系统。

基于AOI设计规则，该系统增加了比较功能并做好准备两个相机。检测子系统采用一维图像传感器捕获PCB上的迹线图像，经过校正和高速A/D转换后，图像信号将被发送到控制子系统。然后控制子系统对缺陷进行判断，并通过沿前后直线移动检测站进行扫描，使图像传感器得到2D图像输出信号。将对墨水中的PCB缺陷进行实时标记，并将缺陷放大并显示在监视器上，以便进行目视检查。

系统操作可以在监视器上以对话的形式实现。输出子系统由数字图像监视器，真实图像监视器，打印机和同步镜组成。该系统允许数字彩色图像和真实图像分别显示在打印输出的显示器上。此外，可以通过同步镜观察图像信号和数字剪辑级别的数字。这种系统的检测速度可以高达每分钟几米，最小分辨率可以是微米级别，最小线宽和线间距可以是几微米。

•焊点的AOI系统

AOI焊点系统的工作逻辑是光学相机用于捕捉焊点的3D图像，并与标准进行比较数据处理后焊点图像，以便判断和澄清缺陷类别和位置。

•焊膏印刷AOI系统

AOI焊膏印刷系统由相机和光纤xy系统组成。摄像机安装在xy桌面上，光纤沿xy方向移动，可以获得完整的PCB图像。

在焊膏印刷过程中，焊膏被压入开口通过刮刀模板和理想的效果应该是焊膏厚度等于模板的厚度。当模板从PCB移开时，焊膏边缘会发生一些变化。

焊膏检测系统依赖于环形光纤和环形反射器，使斜光照射在焊膏上，相机捕获图像来自环形光纤的直线直接，可以测量焊膏的边缘部分，并可以计算焊膏厚度。该检查通过将形状转换为光学变化来进行判断。即使在普通打印情况下，也会在边缘部分产生一些海角以产生强烈反射。