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SMT中AOI的作用和原理

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SMT加工中AOI能检测哪些不良?

发布时间:2020-08-24 18:01人气:179

AOI 的原理

 

SMT中应用的AOI技术的形式多种多样,但其基本原理是相同的(如图1所示), 即用光学手段获取被测物图形,一般通过传感器(摄像机)获得检测物的照明图 像并数字化,然后以某种方法进行比较、分析、检验和判断,相当于将人工目视检 测自动化、智能化。

                               图1 AOI基本原理示意图

 

AOI的算法

AOI分析、判断算法可分为两种, 即设计规则检验(矢量分析)和图形识别检验。优勤电子AOI采用图形识别检验技术(图像对比)。

 

矢量分析是按照一些给定的规则检测图形。如以所有连线应以焊点为端点,所有 引线宽度、间隔不小于某一规定值等规则检测PCB电路图形。图 2 是一种基于该方 法的焊膏桥连检测图像,在提取PCB上焊膏的数字图像后,根据其焊盘间隔区域中 焊膏形态来判断其是否为桥连。如果按某一敏感度测得的焊膏外形逾越了预设警戒 线,即被认定为桥连。DRC方法具有可以从算法上保证被检验图形的正确性,相应的AOI系统制造容易,算法逻辑容易实现高速处理,程序编辑量小,数据占用空间小等特点。但该方法确定边界能力较差,往往需要设计特定方法来确定边界位置

图 2 DRC 检测桥连图像

 

图像对比是将 AOI 系统中存储的数字化图像与实际检测图像比较,从而获得检测结果。如检测 PCB 电路时,首先按照一块完好的 PCB 或根据计算机辅助设计模型建立起检测文件(标准数字化图像)与检测文件(实际数字化图像)进行比较。 图 3 为采用该原理对组装后的 PCB 进行的质量检测。这种方式的检测精度取决于标准图像、分辨力和所用检测程序,可取得较高的检测精度,但具有采集数据量大,数据实时处理要求高等特点。图形识别法用设计数据代替矢量分析中的设计原则, 具有明显的实用优越性。

 

图三 图像识别对比法检测

 

 

AOI在SMT各工序的应用

 

在 SMT 中,AOI 主要应用于焊膏印刷检测、元件检验、焊后组件检测。在进行不同环节的检测时,其侧重也有所不同。

 

1.     印刷缺陷有很多种,大体上可以分为焊盘上焊膏不足、焊膏过多;大焊盘中间部分焊膏刮擦、小焊盘边缘部分焊膏拉尖;印刷偏移、桥连及沾污等。形成这些缺陷的原因包括焊膏流变性不良、模板厚度和孔壁加工不当、印刷机参数设定不合理、 精度不高、刮刀材质和硬度选择不当、PCB 加工不良等。通过 AOI 可以有效监控焊膏印刷质量,并对缺陷数量和种类进行分析,从而改善印刷制程。此功能与SPI部分重叠,但AOI对锡膏深度的检查比不上SPI,准确性低,故优勤电子采用SPI进行锡膏印刷质量检测。

 

2.     元件贴装环节对设备精度要求很高,常出现的缺陷有漏贴、贴错、偏移歪斜、 极性相反等。AOI检测可以检查出上述缺陷,同时还可以在此检查连接密间距和BGA 元件的焊盘上的焊膏。

 

3.     在回流焊后端检测中,AOI可以检查元件的缺失、偏移和歪斜情况,以及所有极性方面的缺陷,还能对焊点的正确性以及焊膏不足、焊接短路和翘脚等缺陷进行检测。

 

AOI 虽然具有比人工检测更高的效率,但毕竟是通过图像采集和分析处理来得出结果,而图像分析处理的相关软件技术目前还没达到人脑的级别,因此,在实际使用中的一些特殊情况,AOI 的误判、漏判在所难免。目前 AOI 使用中存在的问题有:

(1)多锡、少锡、偏移、歪斜的工艺要求标准界定不同,容易导致误判。

(2)电容容值不同而规格大小和颜色相同,容易引起漏判。

(3)字符处理方式不同,引起的极性判断准确性差异较大。

(4)大部分 AOI 对虚焊的理解发生歧义,造成漏判推诿。

(5)存在屏蔽圈、屏蔽罩遮蔽点的检测问题。

(6)BGA、FC 等倒装元件的焊接质量难以检测。

(7)多数 AOI 编程复杂、繁琐且调整时间长,不适合科研单位、小型 OEM 厂、 多规格小批量产品的生产单位。

(8)多数 AOI 产品检测速度较慢,有少数采用扫描方法的 AOI 速度较快,但误判、漏判率更高。

 

 

 

 

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