自动光学检查(AOI)

多件
立碑 网孔堵塞 虎焊侧立源自破件错件反背
短路
引线浮起
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二、国内外发展
1. AOI发展历史
• 20世纪50年代开始研究二维图像的统计模式识别。 • 60年代Roberts开始进行三维机器视觉的研究。(国内的三维技术现在
处于研发阶段) • 70年代中，MIT人工智能实验室正式开设“机器视觉”课程。 • 1982年，以色列Orbotech开始引入用于PCB裸板的AOI系统。 • 1998年后，国内电子和半导体工厂，开始引进带有高科技技术含量
2. 贴装检测。元件贴装环节过程中常
出现漏贴、偏移、歪斜、极性相反 等缺陷。
3. 回流检测。检测元器件的缺失、偏移
和极性相反等情况，焊点的正确性
以及焊膏是否充分、焊接短路和元
器件翘脚等缺陷进行检测。
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一、AOI的用途
• AOI基于光学图像处理和计算机视觉识别技术原理来对PCB 组 件生产过程中遇到的缺陷进行检测。
步进马达
伺服马达
线性马达
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三、核心的构造
3.软件系统
软件系统的核心是分析算法，分为设计规则检验法和图形识别检验法。
Ⅰ、规则检验法（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。
规则检验法具有可以从算法上保证被检验的图形的正确性，相应的
镜 定焦定倍 头
光 源
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三、核心的构造
2. 机械系统 Ⅰ、AOI的控制结构图
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三、核心的构造
Ⅱ. 马达
线性马达精确度高，但价格昂贵。伺服马达的精确度仅次于 线性马达。步进马达的精确度较低，但价格十分便宜，采用 步进电机作为驱动装置的AOI，检测的质量是不可信的。因
此对马达的选择要按性价比来进行考量的话，应选择伺服马 达作为驱动装置的AOI。
的机器视觉整套的生产线和高级设备。 • 国内AOI设备的开拓者神舟视觉也是宣称2002年开始AOI技术的研发
工作，2004年国内第一台AOI光学检测仪诞生;
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二、国内外发展
2. 国内外的 主要厂商
主要有以色列Orbotech， 美国Machine Vision Products、CyberOptics、 Mirtec 、Agilent，Teradyne， 英国DiagnoSYS 、 YESTech ，爱尔兰MVP， 德国Pruftechnik S， chneider & koch，日本 Omron、Saki、Takano、 Kubotek、V Technology ,韩 国Mirtec等
機械定位精度 一個視窗檢查速度(sec)
每秒可檢查範圍
10um,15um,20um,25um 102.4 X 76.8 mm 1 um
Five CCD 250 fov/sec 110 cm*cm/sec (25um)
可辨別最小零件(pitch, size)
01005 / 10um
影像方式(2D/3D) 影像系統型式
一、AOI的用途 二、国内外发展 三、核心的技术 四、存在的问题
五、发展的方向
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一、AOI的用途
在表面贴装(SMT)过程中，线路板(PCB)组件贴装生产将要经历焊膏印刷、贴装、回 流焊(波峰焊)等工序，每个工序都可能存在质量问题而直接影响产品的合格率。
1. PCB检测。PCB缺陷可大致分为短路(包括基铜 板短路、电镀短路、尘埃短路、凹坑短路、、 污渍短路、干膜短路、蚀刻力度不够短路、镀 层太厚短路、刮擦短路等)，开路(包括重复性 的开路、刮擦开路、真空开路、缺口开路等) 。
东莞神州视觉的 Aleader 及厦门福 信Otek，深圳振 华兴，江苏的明 富；台湾的 Camtek、TRI、良 瑞
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二、国内外发展
3. 供应商市场占有率
• 日本OMRON公司（40%）以及主营印刷设备的SCREEN公司占据 着日本市场
• 以色列的Orbotech公司及台湾Camtek公司的设备主要针对PCB的裸 板检测，占据了全球其余市场的大多数份额，尤其是台湾，中国大 陆及东亚地区；
自动光学检查（AOI）
2012.4.15
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AOI (自动光学检查)
自动光学检测（AOI， Automatic Optical Inspection）是指通过 光学成像的方法获得 被测对象的图像，经 过特定处理算法处理 及分析，与标准模板 图像进行比较，获得 被测对象缺陷的一种 检测方法。
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CONTENTS
光源系統型式
2.5D
XGA 3 CCD 鏡頭
多分區多角度LED,白光 +RGB
10um,15um,20um 25.6 X 20.48 mm
1 um 250ms/FOV
21 cm2
01005 / 10um
2D 彩色 3 CCD 攝像頭
LED 光源
18um,25um,29um 56 X 42 mm 1 um
• 国产神州AOI是国内销量最大的品牌。年销量600台，共销售4000台。
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二、国内外发展
4、品牌间对比
Machine Type Manufacturer
Model No.
TRI TR7500E
After Refow OMRON VT-RNS
Orbotech S22
外形
Resolution(micro) CCD讀取視窗大小(mm)
2. 机械系统是 执行将所检物 体传送到指定 的检测点；
3. 软件系统是 将所采集的图 像进行分析和 处理。
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三、核心的构造
1. 视觉系统
CCD摄像机实现光信号转换到电信号，
相 被摄物体的图像经过光学镜头聚焦至 机 CCD 芯片上，CCD 根据光的强弱积累
相应比例的电荷，各个像素积累的电 荷在视频时序的控制下，逐点外移， 经滤波、放大处理后，形成视频信号 输出。
AOI系统具有制造容易，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。
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三、核心的构造
3.软件系统
• Ⅱ、图形识别法是将AOI系统中存储的数字化图形与实验检测图像比 较，从而获得检测结果。
Up to 60cm^2/Sec 60 cm2
所有的晶片元件(01005) 及最小至0.3mm fine pitch 3D 4M digital Camera
Directional Flash9
三、核心的构造
AOI的基本构造：
由视觉系统、机械系统、软件系统三个主要部分组成。
1. 视觉系统主 要是执行图像 采集功能；