《AOI選擇方法》word版

1、.眾所周知，AOI現(xiàn)已成為電子制造業(yè)確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要檢測和過程質(zhì)量控制工具，因此，如何從多如牛毛的AOI品牌中選擇和利用適合自己要求的AOI，已成為廣大電子制造工作者十分關(guān)心的問題。本人現(xiàn)根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)就這一問題談?wù)剛€(gè)人的看法。 一、AOI的組成要選擇一臺(tái)適合自己的AOI產(chǎn)品,我們首先了解AOI的基本架構(gòu)和組成。AOI是由視覺系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和操作平臺(tái)組成.視覺系統(tǒng)主要是執(zhí)行圖像采集功能；機(jī)械系統(tǒng)主要是將所檢測物體傳送到指定的檢測點(diǎn)的功能；軟件系統(tǒng)主要是將所采集的圖像進(jìn)行分析和處理的功能。這幾大系統(tǒng)的整合是由軟件系統(tǒng)來完成，因此軟件的優(yōu)劣，是AOI的檢測能力強(qiáng)弱的重要因素。二

2、、視覺系統(tǒng)的選擇AOI的視覺系統(tǒng)是由相機(jī)和光源組成。1.相機(jī)的選擇AOI的相機(jī)按攝取圖像的模式分為面陣相機(jī)和線陣相機(jī)。面陣相機(jī)是采用拍攝一幅一幅的圖片方式取像；線陣相機(jī)是逐行掃描方式取像,面陣相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是圖像的還原性較好，打光角度容易調(diào)整，容易得到較清晰的圖像，因而市面上的AOI絕大多數(shù)廠商使用這類相機(jī)。線陣相機(jī)的圖像還原性較差，打光的角度難以調(diào)整，是目前誤判率最高的AOI，采用這類相機(jī)的AOI的唯一優(yōu)點(diǎn)是檢測的速度相對快一點(diǎn)，但檢測小板時(shí)它的檢測速度又要相對而言慢一些，因此，對相機(jī)的選擇應(yīng)該最好選擇面陣相機(jī)。面陣相機(jī)又分模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)（CCD）兩類。模擬相機(jī)目前在AOI的市面上應(yīng)用最多。

3、因?yàn)槟M相機(jī)在對圖像處理時(shí)，要經(jīng)過多次A/D、D/A轉(zhuǎn)換，因而圖像容易失幀，從而造成圖像處理障礙，導(dǎo)致誤差。但模擬相機(jī)的價(jià)格較便宜。大量使用數(shù)字相機(jī)是AOI發(fā)展的必然趨勢，數(shù)字相機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)在于圖像的還原性好，便于軟件對圖像的分析和處理，但價(jià)格較高。判別模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)的主要方法是看這一相機(jī)在對圖像采集時(shí)是否需要圖像采集卡。需要圖像采集卡的相機(jī)是模擬相機(jī)，另外，模擬相機(jī)的外形尺寸也比數(shù)字相機(jī)大得多。2.光源的選擇光源是AOI的眼睛，光源的好壞是決定AOI檢測能力強(qiáng)弱的第一步?，F(xiàn)在流行的AOI一般光源分為普通熒光燈和同軸光源兩種。使用普通熒光燈光源的AOI一般為采用線陣相機(jī)的AOI，這類AOI目

4、前在逐步淘汰。同軸光源又分彩色同軸光源和單色同軸光源。相對而言，彩色同軸光源要好一些，因?yàn)椴捎貌噬S光源所得到的圖像比較逼真。同軸光源還可分塔狀同軸光源和碗狀同軸光源。相對而言碗關(guān)同軸光源的光線較柔和均勻一些，因而不會(huì)產(chǎn)生暈光現(xiàn)象。三、機(jī)械系統(tǒng)的選擇機(jī)械系統(tǒng)是由馬達(dá)和傳動(dòng)裝置構(gòu)成。1.馬達(dá)的選擇AOI目前使用的馬達(dá)分線性馬達(dá)、伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)三種，市面上以伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)為主。線性馬達(dá)精確度高，但價(jià)格昂貴。伺服馬達(dá)的精確度僅次于線性馬達(dá)。步進(jìn)馬達(dá)的精確度較低，但價(jià)格十分便宜，采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置的AOI，檢測的質(zhì)量是不可信的，但打價(jià)格戰(zhàn)是有效的。因此對馬達(dá)的選擇要按性價(jià)比來進(jìn)行考量的

5、話，應(yīng)選擇伺服馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)裝置的AOI。2.傳動(dòng)裝置的選擇用伺服馬達(dá)作為AOI傳動(dòng)裝置一般由絲桿和導(dǎo)軌組成。好的絲桿的精度較高，能滿足AOI檢測的精度要求。四、軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是AOI的靈魂。軟件算法的優(yōu)劣直接影響檢測效果。軟件考量的標(biāo)準(zhǔn)大至有以下幾點(diǎn)：1.軟件的開發(fā)環(huán)境軟件的開發(fā)環(huán)境對AOI程序控制非常重要。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，用VC+語言開發(fā)的AOI應(yīng)用軟件，程序穩(wěn)定可靠，其它語言開發(fā)的AOI應(yīng)用程序，其穩(wěn)定性要差很多。2.軟件的運(yùn)算法則軟件運(yùn)算法則很多，有灰度相關(guān)法（又叫灰度提取法）、邊緣識(shí)別法、固態(tài)建模法、統(tǒng)計(jì)外形建模法和拓?fù)浞ǖ鹊?。灰度相關(guān)法的缺點(diǎn)在于受光線明暗度的影響較大，容易產(chǎn)

6、生誤判。但隨著光源設(shè)計(jì)的日益完善，這一影響現(xiàn)在較小。邊緣識(shí)別法的缺點(diǎn)在于被檢測物的邊緣往往不是一條標(biāo)準(zhǔn)的直線，只有通過降低像元尺寸來達(dá)到提高檢測效果的目的，但其效果也不十分理想。固態(tài)建模法是將幾個(gè)二維圖像合并成一個(gè)三維圖像。但拼接的部分往往出現(xiàn)重疊，因而對軟件分析會(huì)造成干擾，從而影響檢測效果。統(tǒng)計(jì)外形建模法是采用學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)的方法，從而發(fā)現(xiàn)被檢物的規(guī)律，來建成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，借以實(shí)現(xiàn)其檢測的目的的方法。這種方法的缺點(diǎn)在于在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)過程中，人的干擾因素太多，因而存在一定的不確定因素，從而影響檢測的質(zhì)量。拓?fù)浞ㄊ且环N前沿的研究物體的點(diǎn)、線、面和體積的多維動(dòng)態(tài)圖像變化規(guī)律的方法，這一算法代表著AOI

7、的發(fā)展方向。蘇州德天光學(xué)技術(shù)有限公司已經(jīng)申請了著作權(quán)?？傊浖倪\(yùn)算法則是多種多樣的，每一種法則既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，關(guān)鍵看檢測效果。3.軟件的穩(wěn)定性軟件的穩(wěn)定性是AOI的核心。軟件的穩(wěn)定性包括:檢測時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)生死機(jī)；檢測框是否會(huì)發(fā)生不明真相的偏移；檢測時(shí)是否發(fā)生系統(tǒng)崩潰；檢測過程中系統(tǒng)是否會(huì)出現(xiàn)文件丟失；隨著檢測時(shí)間越長,誤判是否會(huì)相應(yīng)增多等等,這些都是軟件不穩(wěn)定的重要標(biāo)志。檢測AOI程序是否穩(wěn)定的最簡單而又有效的方法是：將一塊問題PCBA板反復(fù)檢測，看每次檢測出的NG數(shù)的振幅是否過大，其一致性是否良好，也就是AOI的可重復(fù)性是多少。一般來講AOI的可重復(fù)性越高，AOI的軟件分析處理能力也就越強(qiáng)

8、，軟件的穩(wěn)定性也就越高?？芍貜?fù)性是軟件優(yōu)劣的重要指標(biāo)?，F(xiàn)市面上流行的AOI的可重復(fù)性在20%30%之間，也就是說將一塊問題PCBA板進(jìn)行100次的反復(fù)檢測，最好的AOI同一個(gè)NG數(shù)出現(xiàn)2030次，其它NG數(shù)均表現(xiàn)為無規(guī)律的振蕩。蘇州德天光學(xué)技術(shù)有限公司開發(fā)出的DT系列AOI的產(chǎn)品經(jīng)過華碩、百晟、博世等公司的反復(fù)試驗(yàn)，可重復(fù)性可達(dá)90%以上，是目前市面上可重復(fù)性最高的AOI。可重復(fù)性的有效提高大大降低了誤判率，提高檢測的可靠性。使AOI技術(shù)邁出了革命性的一步。蘇州德天光學(xué)技術(shù)有限公司DT747 AOI在蘇州某跨國公司同某國外著名AOI品牌和國內(nèi)知名AOI品牌的實(shí)驗(yàn)情況如下：基本情況：PCBA的基

9、本情況：元件數(shù)為147個(gè)；最小元件為0402；不良數(shù)為4個(gè)，其中錯(cuò)件、虛焊、側(cè)立和IC翹腳各1個(gè)。國外著名AOI品牌檢測情況：反復(fù)測試二十次所得到的NG結(jié)果為：NG數(shù)1314151718192123242526272829重復(fù)數(shù)22141111211111從表中不難看出，這款A(yù)OI的可重復(fù)率只有20%，誤判總數(shù)為392-79=313個(gè)，平均誤判16個(gè)。這塊PCBA總器件數(shù)為147個(gè)，誤判率為11%。漏判一次虛焊。當(dāng)我將有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)高時(shí)，可重復(fù)性只有10%，誤判率馬上上升到27%，但在這一值時(shí)沒有發(fā)生漏判。國內(nèi)AOI品牌檢測情況：反復(fù)測試二十次所得到的NG結(jié)果為：NG數(shù)4356789101112

10、17重復(fù)數(shù)22513211111從上表不難看出這一國產(chǎn)品牌的可重復(fù)性為25%，高出進(jìn)口產(chǎn)品5個(gè)百分點(diǎn)；總誤判數(shù)為147-78=63，平均誤判4，誤判率為4/228=2%；漏判一次虛焊，一次翹腳。當(dāng)我把學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)一步放嚴(yán)后，可重復(fù)性只有12%，誤碼率判別率上升到24%，這時(shí)漏判現(xiàn)象消除。DT747 AOI檢測情況：反復(fù)檢測20次的情況：NG數(shù)5重復(fù)數(shù)20漏判數(shù)為0NG數(shù)5重復(fù)數(shù)100漏判數(shù)為0 反復(fù)檢測150次的情況：NG數(shù)57重復(fù)數(shù)1491漏判數(shù)為0 從上表不難看出：DT AOI的可重復(fù)性可達(dá)到90%以上，誤判率為1%以內(nèi)，漏判率也是最低的。這是一個(gè)跨越式的進(jìn)步！4.軟件操作的便利性：軟件

11、操作的便利性分為制程的便利性和人工確定的便利性。好的AOI軟件系統(tǒng)，它的制程相當(dāng)人性化，且易學(xué)易用?，F(xiàn)市面上的AOI的制程分調(diào)試型和學(xué)習(xí)型兩種。其一、調(diào)試型：這類AOI在程序編制完成后，要將已做好的程序進(jìn)行必要的調(diào)試后方能進(jìn)行正常的檢測運(yùn)行，這一調(diào)過程少則五、六個(gè)小時(shí)，多則幾天，甚至幾十天，只有待程序相對穩(wěn)定后，才能投入正常的運(yùn)行，這類AOI的至命弱點(diǎn)在于調(diào)試的參數(shù)很難確定，很難找到一個(gè)理想的標(biāo)準(zhǔn)值，表現(xiàn)的特征為：參數(shù)值如果放得太寬，就會(huì)產(chǎn)生漏判；參數(shù)值如果放得過嚴(yán)，就會(huì)造成誤判的大幅攀升，讓操作員無法接受。檢測效率較低。國外AOI屬于這一類型。其二、學(xué)習(xí)型：這類AOI在程序編制完成后，要進(jìn)行

12、一段時(shí)間的學(xué)習(xí)預(yù)測，這樣讓程序自動(dòng)地尋找待測物的變化規(guī)律，從而建立待測物的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型。這一過程往往需要二十塊以上的PCBA進(jìn)行學(xué)習(xí)建庫，這一過程也需要兩個(gè)小時(shí)以上才能完成。這類AOI的至命弱點(diǎn)在于在學(xué)習(xí)過程中，如果將有缺陷的待測物一不小心學(xué)習(xí)到程序里去了，那么該類待測物的缺陷將被視為良品，從而無法檢出。國產(chǎn)AOI屬于這一類型。無論是調(diào)試型的AOI，還是學(xué)習(xí)型的AOI，它們有一個(gè)共同的缺陷正確與錯(cuò)誤之間是非常接近的，也是很難調(diào)整的。因此它們的程序也很難穩(wěn)定。蘇州德天光學(xué)技術(shù)有限公司研發(fā)的AOI軟件系統(tǒng)，不僅解決了現(xiàn)在市場上主流產(chǎn)品存在的所有問題，而且在兩個(gè)方面取得了革命性的突破，這就是：攻克

13、了程序的一次性確定的問題，這樣不僅有利于程序的編程，而且還有利于程序的穩(wěn)定；攻克了AOI的可重復(fù)性低的問題，程序的可重復(fù)性達(dá)90%以上，這樣不僅使AOI檢測的可靠性有了明顯提高，而且使AOI產(chǎn)品向“傻瓜”邁出了跨越性的一步。五、操作平臺(tái)的選擇AOI所使用的操作平臺(tái)一般使用WINDOWS2000T WINDOWSXP，主頻一般采用P43.0G左右。蘇州德天光學(xué)技術(shù)有限公司所研發(fā)、生產(chǎn)的AOI產(chǎn)品采用WINDOWSXP操作平臺(tái)，大膽采用雙核1.73的主頻，采用多線程的數(shù)字處理方法，大大提高了檢測效率。六、功能選擇AOI的功能現(xiàn)一般都比較全，也沒有多大的差別。下面就一些常見的工用作一些簡要的說明。1

14、.分辨率的選擇AOI的分辨率應(yīng)以像元的尺寸大小作為判別的條件，也就是空間分辨率來衡量。像素的大小不是判別AOI的檢出能力的標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確地講，像素大是決定單位面積的像元尺寸大小的因素。如果單位面積不同，像素再高也沒有可比性。比如一臺(tái)AOI的FOV為12*16毫米，如果這臺(tái)AOI采用的是30萬像素的相機(jī)，那么這臺(tái)AOI的分辨率只有25微米，它只能檢測0402以上封裝尺寸的元件。但如果這臺(tái)AOI采用的是200萬像素的相機(jī)，那么這臺(tái)AOI的分辨率就變?yōu)?0微米，就可以檢測01005以上封裝尺寸的元件。反之，如果這臺(tái)AOI使用的是200萬像素的相機(jī)，如果它的FOV為24*32微米，那么它的分辨率只有20微

15、米，這樣它雖然像素較高但只能檢測0402以上封裝尺寸的元件。一般來講，對元件是0402以上封裝尺寸的PCBA板，所需AOI的分辨率最少要為20微米。對元件是0201以上封裝尺寸的PCBA板的檢測，所需AOI的分辨率至少要為15微米，對元件是01005以上封裝尺寸的PCBA的檢測，所需的AOI的分辨率至少要為10微米。2.特殊功能的選擇如果你要對多連板的PCBA進(jìn)行檢測，就一定要選擇有跳板功能的AOI，也就是有區(qū)域選擇功能的AOI。如果你將AOI用作質(zhì)量的過程控制，那么，你在選擇AOI時(shí)，一定要選擇具有RPC功能的AOI，也就是具有實(shí)時(shí)工藝過程控制的AOI。3.CAD的選擇現(xiàn)在大多數(shù)AOI都有C

16、AD數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，但這一功能的使用，對器件較少的PCBA板的使用效率不是很好，而對元器件較多的PCBA板的使用則能起到事半功倍的效果。4.SPC的選擇SPC是過程統(tǒng)計(jì)控制。統(tǒng)計(jì)控制沒有實(shí)時(shí)工藝控制（RPC）重要，RPC不但能進(jìn)行實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析，還可以進(jìn)行預(yù)警，這樣能使生產(chǎn)線長期保持正常工作狀態(tài)。5.可重復(fù)性、誤判率和漏判率的選擇可重復(fù)性越高AOI的性能越穩(wěn)定，但由于AOI技術(shù)還不十分成熟，市面上的AOI的可重復(fù)性一般為20-30%。誤判率是越低越好，最好的AOI的誤判率只有0.5%左右（按點(diǎn)算）。漏判率也是越低越好，最好的AOI的漏判率只有0.5%左右（按不良點(diǎn)算）?，F(xiàn)蘇州德天光學(xué)技術(shù)有限公司開發(fā)生產(chǎn)的DT系列AOI產(chǎn)品可重復(fù)性達(dá)到90%以上,誤判率和漏判率均在0.5%以下.6.超強(qiáng)的軟板檢測能力。七、結(jié)論由上不難看出，AOI的核心是軟件。我國的AOI軟件技術(shù)已經(jīng)處在全球的巔峰，從這一意義上講，國產(chǎn)AOI的綜合性能已經(jīng)走在世界的前列，只是在制造工藝上還有一些差距。但就整體而言,AOI技術(shù)還不十分成熟。一臺(tái)性價(jià)比較優(yōu)的AOI必須具備以下幾個(gè)條件：1.相機(jī)要是真正的