aoi(automatic optic inspection)全称为自动光学检测,是smt(surface mount technology,表面贴装技术)生产中常用的一种检测方法。它通过摄像头和图像处理技术,实时检测pcb板上元器件的贴装位置、焊点形状以及锡膏是否存在缺陷等问题,对制造业的质量控制和生产效率提高起到了重要作用。
aoi检测的基本原理是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。这种技术相当于将人工目视检测自动化、智能化。aoi的分析、判断算法主要分为设计规则检验(矢量分析)和图形识别检验两种。
设计规则检验(drc)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。图形识别检验则是将aoi系统中存储的数字化图像与实际检测图像进行比较,从而获得检测结果。
在smt中,aoi主要应用于焊膏印刷检测、元件检验和焊后组件检测。
1. 焊膏印刷检测:焊膏印刷环节常见的缺陷有焊盘上焊膏不足、焊膏过多、印刷偏移、桥连及沾污等。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。
2. 元件检验: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,同时还可以检查连接密间距和bga元件的焊盘上的焊膏。
3. 焊后组件检测: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检测不良时,主要依据以下几个方面进行判断:
1. 元器件问题:aoi能够检测到pcba上是否存在缺少元件的情况,以及元件是否对中、是否存在脱离、极性相反、元件翻转等问题。
2. 焊点问题:aoi能够检测焊点是否存在焊接不良、少锡、多锡、无焊锡、虚焊、短路、锡球、浮起等问题。aoi还能检测20μm及以上的连焊情况,以及是否存在焊接破裂、翘脚等问题。
3. 其他细节问题:aoi还能检测ic引脚弯曲、文字识别等问题,以及异型元件是否存在焊接不良、极性相反等问题。
尽管aoi检测具有比人工检测更高的效率,但在实际使用中仍存在一些挑战:
1. 误判和漏判:aoi的误判和漏判在所难免,因为图像分析处理的相关软件技术还没达到人脑的级别。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;电容容值不同而规格大小和颜色相同,容易引起漏判。
2. 复杂编程: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。
3. 检测速度: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。
为应对这些挑战,专家需要定期维护和监测aoi设备,确保其正常运行;不良品需要经过人工验证,以确认aoi系统的检测结果是否准确;一旦不良被确认,专家需要进行根本原因分析,以找出不良产生的具体原因,并根据分析结果改进制造流程和质量标准。
aoi检测不仅节省人力物力,还能提高检测质量,将其应用在pcb质量缺陷检测中,具有较高的应用价值。随着技术的不断进步,aoi检测将在制造业中发挥越来越重要的作用。
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