AOI的PCB误判改善方法的研究
目 录
一﹑绪论 1
（一）背景 1
（二）自动光学检测（AOI） 1
（三）AOI的现状 2
二﹑AOI软体检测程式流程 3
（一）程式制作的整体流程 3
（二）CAD档文件的整理 4
1.将excel文件整理成*.AOI格式 4
2.替换料号 4
3.文件命名 4
（三）自动检测程式产生器（ATPG）流程 5
1.开启ATPG 5
2.编辑元件资料 5
3.学习对位标记 7
（四）元件资料库（Library）的编辑 9
1.编辑元件资料库 9
2.整合元件库 10
（五）Train模式的调整 12
1.Train 视窗 12
2.检视FOV 12
3.Train微调 12
（六）本章小结 13
三、零件制作范例 14
（一）晶片电容、电阻类(CHIP CAP&RES) 14
（二）排阻、排容类（NET CAP&RES） 16
（三）电晶体类（SOT） 17
（四）积体电路类（SOP QFN） 18
（五）本章小结 18
四、产生的误判及改善方法 19
（一）CHIP WINDOW类误判 19
1、Chip window误判现象 19
2、Chip window误判原因 19
3、Chip window误判改善方法 19
（二）MISSING类误判 21
1、Missing误判现象 21 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
2、Missing误判原因 22
3、Missing误判改善方法 22
（三）VOID类误判 23
1、Void误判现象 23
2、Void误判原因 24
3、Void误判改善方法 24
（四）SOLDER类误判 25
1、Solder误判现象 25
2、Solder误判原因 26
3、Solder误判改善方法 26
（五）本章小结 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
一﹑绪论
（一）背景
随着时代的不断发展,电子行业也日趋先进,以往的大元件显然已经不符合现代电子产品的需求,电子行业已然朝着微型化,集成化方面发展，随之发展的便是SMT（表面贴装技术）技术。由于贴装元件比起之前的插孔元件要微小的多，既节约了空间又相应的减轻了PCB板的重量，但与此同时也不可避免的带来了一系列检测的难题，电子产品的组装密度大幅提高，一些传统的检测技术，如ICT等，已经不能适应发展的要求，0201片式组件的出现已经使ICT无法检测。正是由于这种微型化和集成化的特点，给应用SMT技术生产出来的PCB板的检测带来了新的困扰。现代 PCB 制造技术中已经明显有了用自动光学检测代替人工检测的趋势，这样做一方面提高了生产线的柔性和效率,另一方面也大大的提高了检测结果的准确性和一致性。光学检测设备不再是SMT生产线的备选，它已经成为必要。光学检测设备比人工检查时间更短，重复精度更高，尤为重要的是，它起到的是一个过程控制，流程优化，改善工艺，防止缺陷产生，节约成本，保证产品质量的作用。对于进一步提高企业的产品 质量以增强产品的竞争力，以及不断推动企业科技进步和集成创新能力，都具有非常重要的现实意义。
（二）自动光学检测（AOI）
AOI(Automatic Optical Inspector)的全称是自动光学检测，是基于光学原理的对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOI是一种新型测试技术，但发展迅速。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据中的合格的参数进行对比，经过图像处理，检查出PCB上的缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷标出来，供维修人员休整。
新型的AOI 系统采用多光源照明、高速数字摄像机、高速线性马达、精密机械传动和图形处理软件，采用PC及其操作系统进行实行控制，使得PCB 的光学检测水平得到极大提高。从上世纪五十年代以来,计算机图像处理识别技术就没有停止过在用机器代替人眼来完成各种任务方面的探索，当时的工作主要集中在二维图像分析和识别上,如光学字符识别，工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释等等。电子科学技术的发展使得各种电器元件层出不穷，其中最有代表性的就是CMOS 和CCD 两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换， 将图像转换为数字数据，从而实现将目标物转换为图像数据的目的。于是，一种基于机器视觉理论和上述两种图像传感器组成的产品检测系统被开发出来，这就是自动光学检测系统。它利用图像采集器将目标产品转变成图形数据，传递到图像处理系统中，由相关软件根据图像中像素的亮度，区域分布以及颜色等信息进行数字化处理,然后由计算机在数字化处理后的信息当中抽取出图像特征，从而根据该特征与模板特征的比较进行最终的判断。
（三）AOI的现状
目前AOI产品虽然有效地提高了产品的生产率，但同时也带来了新的问题，在PCB的生产过程中，由于其集成化程度越来越高，元件也变得越来越小，这大大加剧了PCB板的检测难度，随之而来的便是AOI检测时的误判增多，严重制约着企业的发展，所以如何有效地改善这些误判便成了一项重要的工作。根据误判较多的问题，为此提出了AOI在PCB生产中有哪些误判影响了其效率，这些误判如何产生的，怎样才能有效的改善。本文先通过介绍AOI软体程式的制作流程，给出了程式的整体制作步骤。然后介绍了不同元件的制作规范，给出了一些重要的检测框参数设定。接着分析了一些重要的检测框的误判，给出了改善误判的方法与改善结果。以此来减少误判，提高生产效率。
二﹑AOI软体检测程式流程
在AOI检测中，软体程式制作的科学性，对误判的多少有着重要的影响，在制作程式的时候寻找到好的方法会将程式的制作变得很简单，而且在第一次调试的时候也会很轻松。这不仅减少了AOI产生的误判,而且也减轻了工作量。这也就是我们常说的严谨性。下面我们将先介绍程式的制作的整体过程，然后着重列举了一些关键性的步骤。
（一）程式制作的整体流程
程式的制作是AOI检测的第一步，如何有效快速的制作软体程式，也是一件非常严谨的工作。如图2.1.1所示为AOI程式的大致流程。
图2.1.1 软体程式制作流程
（二）CAD档文件的整理
整理CAD档文件，此举是为了将文件整理成机器能够识别的软体格式。
将摄影机移动到1号板左上方位置后，按下设定按钮，取得其坐标。如图2.3.7所示。
2.整合元件库
此步骤是针对此电路板生的所有元件，套用其所属种类的元件资料库。
按下[merge All]按钮，表示所有类型的资料库都要整合进程式中，若按下[merge Component Type]按钮表示只针对右方所选取的元件种类进行整合，一般都是使用[merge All]按钮整合全部元件。（图2.4.3）
一﹑绪论 1
（一）背景 1
（二）自动光学检测（AOI） 1
（三）AOI的现状 2
二﹑AOI软体检测程式流程 3
（一）程式制作的整体流程 3
（二）CAD档文件的整理 4
1.将excel文件整理成*.AOI格式 4
2.替换料号 4
3.文件命名 4
（三）自动检测程式产生器（ATPG）流程 5
1.开启ATPG 5
2.编辑元件资料 5
3.学习对位标记 7
（四）元件资料库（Library）的编辑 9
1.编辑元件资料库 9
2.整合元件库 10
（五）Train模式的调整 12
1.Train 视窗 12
2.检视FOV 12
3.Train微调 12
（六）本章小结 13
三、零件制作范例 14
（一）晶片电容、电阻类(CHIP CAP&RES) 14
（二）排阻、排容类（NET CAP&RES） 16
（三）电晶体类（SOT） 17
（四）积体电路类（SOP QFN） 18
（五）本章小结 18
四、产生的误判及改善方法 19
（一）CHIP WINDOW类误判 19
1、Chip window误判现象 19
2、Chip window误判原因 19
3、Chip window误判改善方法 19
（二）MISSING类误判 21
1、Missing误判现象 21 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
2、Missing误判原因 22
3、Missing误判改善方法 22
（三）VOID类误判 23
1、Void误判现象 23
2、Void误判原因 24
3、Void误判改善方法 24
（四）SOLDER类误判 25
1、Solder误判现象 25
2、Solder误判原因 26
3、Solder误判改善方法 26
（五）本章小结 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
一﹑绪论
（一）背景
随着时代的不断发展,电子行业也日趋先进,以往的大元件显然已经不符合现代电子产品的需求,电子行业已然朝着微型化,集成化方面发展，随之发展的便是SMT（表面贴装技术）技术。由于贴装元件比起之前的插孔元件要微小的多，既节约了空间又相应的减轻了PCB板的重量，但与此同时也不可避免的带来了一系列检测的难题，电子产品的组装密度大幅提高，一些传统的检测技术，如ICT等，已经不能适应发展的要求，0201片式组件的出现已经使ICT无法检测。正是由于这种微型化和集成化的特点，给应用SMT技术生产出来的PCB板的检测带来了新的困扰。现代 PCB 制造技术中已经明显有了用自动光学检测代替人工检测的趋势，这样做一方面提高了生产线的柔性和效率,另一方面也大大的提高了检测结果的准确性和一致性。光学检测设备不再是SMT生产线的备选，它已经成为必要。光学检测设备比人工检查时间更短，重复精度更高，尤为重要的是，它起到的是一个过程控制，流程优化，改善工艺，防止缺陷产生，节约成本，保证产品质量的作用。对于进一步提高企业的产品 质量以增强产品的竞争力，以及不断推动企业科技进步和集成创新能力，都具有非常重要的现实意义。
（二）自动光学检测（AOI）
AOI(Automatic Optical Inspector)的全称是自动光学检测，是基于光学原理的对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOI是一种新型测试技术，但发展迅速。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据中的合格的参数进行对比，经过图像处理，检查出PCB上的缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷标出来，供维修人员休整。
新型的AOI 系统采用多光源照明、高速数字摄像机、高速线性马达、精密机械传动和图形处理软件，采用PC及其操作系统进行实行控制，使得PCB 的光学检测水平得到极大提高。从上世纪五十年代以来,计算机图像处理识别技术就没有停止过在用机器代替人眼来完成各种任务方面的探索，当时的工作主要集中在二维图像分析和识别上,如光学字符识别，工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释等等。电子科学技术的发展使得各种电器元件层出不穷，其中最有代表性的就是CMOS 和CCD 两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换， 将图像转换为数字数据，从而实现将目标物转换为图像数据的目的。于是，一种基于机器视觉理论和上述两种图像传感器组成的产品检测系统被开发出来，这就是自动光学检测系统。它利用图像采集器将目标产品转变成图形数据，传递到图像处理系统中，由相关软件根据图像中像素的亮度，区域分布以及颜色等信息进行数字化处理,然后由计算机在数字化处理后的信息当中抽取出图像特征，从而根据该特征与模板特征的比较进行最终的判断。
（三）AOI的现状
目前AOI产品虽然有效地提高了产品的生产率，但同时也带来了新的问题，在PCB的生产过程中，由于其集成化程度越来越高，元件也变得越来越小，这大大加剧了PCB板的检测难度，随之而来的便是AOI检测时的误判增多，严重制约着企业的发展，所以如何有效地改善这些误判便成了一项重要的工作。根据误判较多的问题，为此提出了AOI在PCB生产中有哪些误判影响了其效率，这些误判如何产生的，怎样才能有效的改善。本文先通过介绍AOI软体程式的制作流程，给出了程式的整体制作步骤。然后介绍了不同元件的制作规范，给出了一些重要的检测框参数设定。接着分析了一些重要的检测框的误判，给出了改善误判的方法与改善结果。以此来减少误判，提高生产效率。
二﹑AOI软体检测程式流程
在AOI检测中，软体程式制作的科学性，对误判的多少有着重要的影响，在制作程式的时候寻找到好的方法会将程式的制作变得很简单，而且在第一次调试的时候也会很轻松。这不仅减少了AOI产生的误判,而且也减轻了工作量。这也就是我们常说的严谨性。下面我们将先介绍程式的制作的整体过程，然后着重列举了一些关键性的步骤。
（一）程式制作的整体流程
程式的制作是AOI检测的第一步，如何有效快速的制作软体程式，也是一件非常严谨的工作。如图2.1.1所示为AOI程式的大致流程。
图2.1.1 软体程式制作流程
（二）CAD档文件的整理
整理CAD档文件，此举是为了将文件整理成机器能够识别的软体格式。
将摄影机移动到1号板左上方位置后，按下设定按钮，取得其坐标。如图2.3.7所示。
2.整合元件库
此步骤是针对此电路板生的所有元件，套用其所属种类的元件资料库。
按下[merge All]按钮，表示所有类型的资料库都要整合进程式中，若按下[merge Component Type]按钮表示只针对右方所选取的元件种类进行整合，一般都是使用[merge All]按钮整合全部元件。（图2.4.3）
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