主動光學(xué)檢測的光源分為兩類:可見光檢測(用LED光源)和X光檢測。(此處介紹可見光檢測)AOI檢測分為兩部分:光學(xué)部分和圖像處理部分。經(jīng)過光學(xué)部分取得需求檢測的圖像;經(jīng)過圖像處理部分來分析、處理和判別。圖像處理部分需求很強(qiáng)的軟件支持,由于各種缺點(diǎn)需求不同的核算方法用電腦進(jìn)行核算和判別。有的AOI軟件有幾十種核算方法,
例如黑/白、求黑占白的份額、五顏六色、組成、求平均、求和、求差、求平面、求邊角等等。
1.燈火改變的智能操控
人知道物體是經(jīng)過光線反射回來的量進(jìn)行判別,反射量多為亮,反射量少為暗。AOI與人判別原理相同。 AOI經(jīng)過人工光源LED燈火替代自然光,光學(xué)透鏡和CCD替代人眼,把從光源反射回來的量與現(xiàn)已編好程的規(guī)范進(jìn)行比較、分析和判別。 對AOI來說,燈火是知道鏡像的關(guān)鍵要素,但光源受環(huán)境溫度、AOI設(shè)備內(nèi)部溫度上升等要素影響,不能保持不變的光源,因而需求經(jīng)過“主動盯梢”燈火“透過率”對燈火改變進(jìn)行智能操控。
2.焊點(diǎn)檢測原理(舉例)
AOI是X、Y平面(2D)檢測,而焊點(diǎn)是立體的因而需求3D檢測焊點(diǎn)高度(Z)。3D檢測的方法有:
(1)激光——這種方法最有效、最經(jīng)濟(jì),可是需求對每個焊點(diǎn)進(jìn)行掃描,掃描花費(fèi)時間比較長,無法實(shí)現(xiàn)在線檢測。
(2)最流行的是選用頂部燈火和底部(水平)燈火兩種燈火照耀——用頂部燈火照耀焊點(diǎn)和Chip元件時,元件部分燈火反射到camera,而焊點(diǎn)部分光線反射出去。即用頂部燈火能夠得到元件部分的鏡像。與此相反,用底部(水平)燈火照耀時,元件部分燈火反射出去,焊點(diǎn)部分光線反射到career。即用底部燈火能夠得到焊點(diǎn)部分的鏡像,同一個元件,照耀燈火的角度不同,camera知道的鏡像就不同。假如筆直燈火和水平燈火得到的兩種圖像的函數(shù)關(guān)系是已知的就能夠區(qū)別元件還是焊點(diǎn)。由于焊點(diǎn)比較暗,焊盤比較亮,用黑/白光核算方法、求黑占白的份額來求暗的面積占整個焊點(diǎn)的百分比,可檢測焊錫量過多或過少。百分比越大越好。
3.編程
經(jīng)過CAD轉(zhuǎn)化很簡單將PCB、元件的坐標(biāo)、品種等信息輸入軟件。 編程時要對PCB上每一種元件的各種缺點(diǎn)進(jìn)行編程。要畫出缺點(diǎn)的檢測窗口;輸入缺點(diǎn)的稱號、燈火的類型、核算方法;設(shè)置合格經(jīng)過)的范圍;然后根據(jù)軟件核算結(jié)果再調(diào)整檢測窗口的巨細(xì),調(diào)整各項(xiàng)設(shè)置參數(shù),使其到達(dá)對缺點(diǎn)不能漏判,并且誤判率最低時為止。
(1)在線編程:輸入元件方位和元件的品種等信息。在線編程需求停止檢驗(yàn)。
(2)離線編程:用棚匡框住,輸入元件的品種、信息的門檻值、上限、下限等信息。
(3)可利用元件庫,也可自定義。
(4)對已編好的程序可進(jìn)行修正和修正 由于元件批次不同,元件外觀與示教好(元件庫)的元件外觀不同發(fā)生錯誤時,可作簡單更改;
(5)文字識別(OCR)體系可查看元件的標(biāo)稱值和器材的類型。
(6)對PCB上每種元件的各種缺點(diǎn)修正結(jié)束以后,保存在硬盤。作為該產(chǎn)品的檢測程序。
三.檢測方法
1.首先調(diào)出需求檢測產(chǎn)品的檢測程序。
2.將需求檢測的印制板放在AOI中進(jìn)行掃描。
3.AOI主動將掃描并核算,將核算結(jié)果與檢測程序比較,并把核算結(jié)果顯示出來。
4.接連檢測時,機(jī)器主動與規(guī)范檢測程序進(jìn)行比較,并把不合格的部分記錄下來,(做符號或打印出來)。
5.將有缺點(diǎn)的板送返修站返修。
四.AOI的應(yīng)用
AOI可放置在印刷后、焊前、焊后不同方位。
1.AOI放置在印刷后——可對焊膏的印刷質(zhì)量作工序檢測??蓹z測焊膏量過多、過少,焊膏圖形的方位有無偏移、焊膏圖形之間有無粘連。
2.AOl放置在貼裝機(jī)后、焊接前——可對貼片質(zhì)量作工序檢測??蓹z測元件貼錯、元件移位、元件貼反(如電阻翻面)、元件側(cè)立、元件丟掉、極性錯誤、以及貼片壓力過大造成焊膏圖形之間粘連等。
3.AOl放置在再流焊爐后——可作焊接質(zhì)量檢測??蓹z測元件貼錯、元件移位、元件貼反(如電阻翻面)、元件丟掉、極性錯誤、焊點(diǎn)潤濕度、焊錫量過多、焊錫量過少、漏焊、虛焊、橋接、焊球(引腳之間的焊球)、元件翹起(豎碑)等焊接缺點(diǎn)。
五、AOL有待改進(jìn)的問題
1.只能作對外觀檢測,不能徹底替代在線測(ICT)。
2.如無法對BGA、CSP、FlipChip等不可見的焊點(diǎn)進(jìn)行檢測。
3.對PLCC也要選用旁邊面的CCD才能較精確的檢測。
4.有些分辨率較低的AOI不能作OCR字符識別檢測。
六.X光檢測
BGA、CSP、FlipChip的焊點(diǎn)在器材的底部,用肉眼和AOl都不能檢測,因而,X光檢測就成了BGA、CSP器材的主要檢測設(shè)備。
現(xiàn)在x光檢測設(shè)備大致有三種層次:
1.傳輸X射線測驗(yàn)體系——適用于單面貼裝BGA的板以及SOJ、PLCC的檢測。缺點(diǎn)是對筆直堆疊的焊點(diǎn)不能區(qū)別。
2.斷面x射線、或三維X射線測驗(yàn)體系——克服了傳輸x射線測驗(yàn)體系的缺點(diǎn),該體系能夠做分層斷面檢測,相當(dāng)于工業(yè)CT。
3.現(xiàn)在又推出X光ICT結(jié)合的檢測設(shè)備——用ICT能夠補(bǔ)償x光檢測的不足。適用于高密度、雙面貼裝BGA的板