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SMT加工中AOI能檢測哪些不良？

AOI檢測儀工作原理

SMT中應用的AOI技術的形式多種多樣，但其基本原理是相同的（如圖1所示）， 即用光學手段獲取被測物圖形，一般通過傳感器（攝像機）獲得檢測物的照明圖 像并數字化，然后以某種方法進行比較、分析、檢驗和判斷，相當于將人工目視檢 測自動化、智能化。

圖1 AOI基本原理示意圖

AOI的算法

AOI分析、判斷算法可分為兩種， 即設計規則檢驗（矢量分析）和圖形識別檢驗。

矢量分析是按照一些給定的規則檢測圖形。如以所有連線應以焊點為端點，所有 引線寬度、間隔不小于某一規定值等規則檢測PCB電路圖形。圖 2 是一種基于該方 法的焊膏橋連檢測圖像，在提取PCB上焊膏的數字圖像后，根據其焊盤間隔區域中 焊膏形態來判斷其是否為橋連。如果按某一敏感度測得的焊膏外形逾越了預設警戒 線，即被認定為橋連。DRC方法具有可以從算法上保證被檢驗圖形的正確性，相應的AOI系統制造容易，算法邏輯容易實現高速處理，程序編輯量小，數據占用空間小等特點。但該方法確定邊界能力較差，往往需要設計特定方法來確定邊界位置。

圖 2 DRC 檢測橋連圖像

圖像對比是將 AOI 系統中存儲的數字化圖像與實際檢測圖像比較，從而獲得檢測結果。如檢測 PCB 電路時，首先按照一塊完好的 PCB 或根據計算機輔助設計模型建立起檢測文件（標準數字化圖像）與檢測文件（實際數字化圖像）進行比較。 圖 3 為采用該原理對組裝后的 PCB 進行的質量檢測。這種方式的檢測精度取決于標準圖像、分辨力和所用檢測程序，可取得較高的檢測精度，但具有采集數據量大，數據實時處理要求高等特點。圖形識別法用設計數據代替矢量分析中的設計原則， 具有明顯的實用優越性。

圖三 圖像識別對比法檢測

AOI在SMT各工序的應用

在 SMT 中，AOI 主要應用于焊膏印刷檢測、元件檢驗、焊后組件檢測。在進行不同環節的檢測時，其側重也有所不同。

1.     印刷缺陷有很多種，大體上可以分為焊盤上焊膏不足、焊膏過多；大焊盤中間部分焊膏刮擦、小焊盤邊緣部分焊膏拉尖；印刷偏移、橋連及沾污等。形成這些缺陷的原因包括焊膏流變性不良、模板厚度和孔壁加工不當、印刷機參數設定不合理、 精度不高、刮刀材質和硬度選擇不當、PCB 加工不良等。通過 AOI 可以有效監控焊膏印刷質量，并對缺陷數量和種類進行分析，從而改善印刷制程。此功能與SPI部分重疊，但AOI對錫膏深度的檢查比不上SPI，準確性低，故恒天翊電子采用SPI進行錫膏印刷質量檢測。

2.     元件貼裝環節對設備精度要求很高，常出現的缺陷有漏貼、貼錯、偏移歪斜、 極性相反等。AOI檢測可以檢查出上述缺陷，同時還可以在此檢查連接密間距和BGA 元件的焊盤上的焊膏。

3.     在回流焊后端檢測中，AOI可以檢查元件的缺失、偏移和歪斜情況，以及所有極性方面的缺陷，還能對焊點的正確性以及焊膏不足、焊接短路和翹腳等缺陷進行檢測。

AOI 雖然具有比人工檢測更高的效率，但畢竟是通過圖像采集和分析處理來得出結果，而圖像分析處理的相關軟件技術目前還沒達到人腦的級別，因此，在實際使用中的一些特殊情況，AOI 的誤判、漏判在所難免。目前 AOI 使用中存在的問題有：

（1）多錫、少錫、偏移、歪斜的工藝要求標準界定不同，容易導致誤判。

（2）電容容值不同而規格大小和顏色相同，容易引起漏判。

（3）字符處理方式不同，引起的極性判斷準確性差異較大。

（4）大部分 AOI 對虛焊的理解發生歧義，造成漏判推諉。

（5）存在屏蔽圈、屏蔽罩遮蔽點的檢測問題。

（6）BGA、FC 等倒裝元件的焊接質量難以檢測。

（7）多數 AOI 編程復雜、繁瑣且調整時間長，不適合科研單位、小型 OEM 廠、 多規格小批量產品的生產單位。

（8）多數 AOI 產品檢測速度較慢，有少數采用掃描方法的 AOI 速度較快，但誤判、漏判率更高。