aoi检测机的应用及研究
目录
一、前言 1
（一） 研究背景 1
（二） 研究意义 1
（三） 研究方法及手段 1
二、AOI检测机工作原理 3
（一） 概述 3
（二） 分析算法 3
（三） 图像识别 5
三、AOI检测机操作流程 7
四、AOI检测机在PCB制造工序中的应用 9
（一） PCB检测 9
（二） 焊膏印刷检测 10
（三） 贴装检测 11
（四） 回流检测 12
五、AOI检测机常见问题处理 14
（一） “不测试”问题解决流程图 14
（二） “测试不过”问题解决流程图 15
六、前景与展望 19
（一） AOI的优点和存在的问题 19
（二） AOI发展趋势 20
结论 22
参考文献 23
致 谢 24
一、前言
（一） 研究背景
当今的电子元器件的发展趋势显而易见的是逐渐的微型化以及高度集成化，人工目测的检验手段已经逐渐不能满足现代化高质量的产品对于合格率的要求。而且，人工的检测更多是离线的分批进行，时间长短不一，如果处理批量较大，处理时间也会相应的延迟，这大大的延长了产品的生产时间，而且在生产的过程中不能实现实时性的检测和报错，已经严重的拖累了现代化的工业进度。自从1950年以来，人们就开始逐渐使用计算机的图像处理识别技术来代替人工的检验，虽然这种检测手段相比于人工目测已经有了很大的发展，但仍有着检测不精确等局限性，所以仍然有着部分电子元器件的生产企业辅以人工目测的检验手段。同时，伴随着机器视觉理论和图像传感器的发展，一种新的检测系统逐渐运用到印制电路板（ Printed Circuit Board，PCB）检测当中，这就是自动光学检测系统(Automatic Optical Inspector,AOI)，AOI技术利用先进的图像传感器，将采集到的图像转换为可供分析的图形数据，再辅以相应的软件进行数字化的运算处理，大大的提高了对于电子元器件判别的准确性，使得大规模的集成化的发展成为了可能。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
传感器的发展，一种新的检测系统逐渐运用到印制电路板（ Printed Circuit Board，PCB）检测当中，这就是自动光学检测系统(Automatic Optical Inspector,AOI)，AOI技术利用先进的图像传感器，将采集到的图像转换为可供分析的图形数据，再辅以相应的软件进行数字化的运算处理，大大的提高了对于电子元器件判别的准确性，使得大规模的集成化的发展成为了可能。
伴随着当今市场的竞争的加剧，PCB的生产商之间竞争也越发激烈，这就要求PCB制造的环节检测的实时性以及低缺陷率，甚至是零缺陷率。采用人工检测的手段是很难实现这个要求的，因此，如何有效的提高PCB板的检测效率问题，AOI的作用不可忽视。
（二） 研究意义
目前的中国的AOI技术还是处于比较前期的阶段，即硬件+软件的不成熟，因此，加强对AOI技术的研究的意义深远。这里主要阐述其三个方面的意义：
首先，AOI技术的研究，对于推动我国目前的检测技术的发展有着重要意义。日渐微型化以及集成化的电子产品，对于检测手段的要求也更高，人工检测是远远达不到目的的，因此需要不断的关于AOI的研究涌现出来，给我国的检测技术提供参考和借鉴。
大力的研究AOI技术有利于生产的全部的自动化，同时有利于人工检测成本的降低，为企业节省资源，让企业有更多的资金去开发研究新的产品。大大的提升了PCB板的检测效率。
对AOI技术的研究也是推进我国科技进步的重要要求，填补了我国关于检测技术方面的空白，就目前的检测现状而言，我国的技术还是远落后于国外，对于产品的整个市场份额的竞争都是不利的。
综上所述，加强对AOI技术的研究在实际应用方面以及理论补充方面都有着重要的意义。
（三） 研究方法及手段
研究方法：文献资料法、经验总结法;
文献资料法通过文摘、索引期刊等检索工具书查阅与AOI有关的文献,同时也采用互联网查阅文献的方法进行资料的收集；
经验总结法分析一定数量的相关资料的基础上,根据实际对于AOI的学习的客观事实进行分析与总结,得出解决问题的对策,总结成研究成果。
二、AOI检测机工作原理
（一） 概述
1. 定义
AOI，自动光学检测设备，一种最新兴起的测试技术，其原理是光学原理，常用来对日常焊接生产中的缺陷进行检测。其通过先进的图像传感器将元器件进行图像采集，运用软件进行数字化的运算对比，查找出PCB当中存在的缺陷，以供相关人员及时的调整，修正，从而达到高效化生产的目的。
2. 主要特点
（1）检测的高效便捷，不受印制电路板贴装密度影响；
（2）程序自动检测，节目图形化，方便快捷，自动化水平高；
（3）具体的数字化计算方法多种多样，可以针对不同的检测项目进行检测；
（4）而且检测智能化，检测窗口能够根据检测元件的位置自动的定位；
（5）对于错误的图像直接显示，方便人工的检验；
（6）能够实时的反馈图形信息，达到实时监测的目的。
3. 原理简图
AOI的具体形式多种多样，但是原理上基本都是相通的，通过图形传感器对外界形象进行采集，然后对采集的信息进行数字化处理并运算，根据得到的信息对电子元件的状态进行分析和比较，确定其质量的优劣。
图2-1 AOI基本工作流程图
（二） 分析算法
虽然AOI的软件和硬件各有区别，但是，总体上看AOI的常用算法有两种，分别是设计规则检验（Design Rule Check ，DRC）和图形识别检验。
DRC是对比一定的规则图形来检测的方法，
DRC法主要是通过一定的算法，通过判断PCB板上的铜渣、线条过宽、小孔、间距尺寸违反等缺陷，来达到检验的目的。通常，在PCB设计好之后，对于板上的线条宽度就是已经确定的，如果在加工过程中出现了某种错误，那么就会引起一些大小的缺口或者线条间距不符合要求等问题，对于PCB板的使用，会影响到信号的传输，加强了线路干扰。因此，DRC检测方法就是根据事先设定好的线宽、间距、缺口等各种范围参数，来对比实际的产品图像，在高精度的传感器的图像采集之下，形成的产品的图像和现实中的物品几乎一模一样，如果对比参数发现有所不同，那么缺陷就会被检测出来。但是DRC对于图形边界的确立能力还是有所局限的，往往需要特定的方法来确定边界，同时，DRC检测方法算法逻辑比较简单，占用数据空间小，容易实现高速化的处理。图2-2是
一、前言 1
（一） 研究背景 1
（二） 研究意义 1
（三） 研究方法及手段 1
二、AOI检测机工作原理 3
（一） 概述 3
（二） 分析算法 3
（三） 图像识别 5
三、AOI检测机操作流程 7
四、AOI检测机在PCB制造工序中的应用 9
（一） PCB检测 9
（二） 焊膏印刷检测 10
（三） 贴装检测 11
（四） 回流检测 12
五、AOI检测机常见问题处理 14
（一） “不测试”问题解决流程图 14
（二） “测试不过”问题解决流程图 15
六、前景与展望 19
（一） AOI的优点和存在的问题 19
（二） AOI发展趋势 20
结论 22
参考文献 23
致 谢 24
一、前言
（一） 研究背景
当今的电子元器件的发展趋势显而易见的是逐渐的微型化以及高度集成化，人工目测的检验手段已经逐渐不能满足现代化高质量的产品对于合格率的要求。而且，人工的检测更多是离线的分批进行，时间长短不一，如果处理批量较大，处理时间也会相应的延迟，这大大的延长了产品的生产时间，而且在生产的过程中不能实现实时性的检测和报错，已经严重的拖累了现代化的工业进度。自从1950年以来，人们就开始逐渐使用计算机的图像处理识别技术来代替人工的检验，虽然这种检测手段相比于人工目测已经有了很大的发展，但仍有着检测不精确等局限性，所以仍然有着部分电子元器件的生产企业辅以人工目测的检验手段。同时，伴随着机器视觉理论和图像传感器的发展，一种新的检测系统逐渐运用到印制电路板（ Printed Circuit Board，PCB）检测当中，这就是自动光学检测系统(Automatic Optical Inspector,AOI)，AOI技术利用先进的图像传感器，将采集到的图像转换为可供分析的图形数据，再辅以相应的软件进行数字化的运算处理，大大的提高了对于电子元器件判别的准确性，使得大规模的集成化的发展成为了可能。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
传感器的发展，一种新的检测系统逐渐运用到印制电路板（ Printed Circuit Board，PCB）检测当中，这就是自动光学检测系统(Automatic Optical Inspector,AOI)，AOI技术利用先进的图像传感器，将采集到的图像转换为可供分析的图形数据，再辅以相应的软件进行数字化的运算处理，大大的提高了对于电子元器件判别的准确性，使得大规模的集成化的发展成为了可能。
伴随着当今市场的竞争的加剧，PCB的生产商之间竞争也越发激烈，这就要求PCB制造的环节检测的实时性以及低缺陷率，甚至是零缺陷率。采用人工检测的手段是很难实现这个要求的，因此，如何有效的提高PCB板的检测效率问题，AOI的作用不可忽视。
（二） 研究意义
目前的中国的AOI技术还是处于比较前期的阶段，即硬件+软件的不成熟，因此，加强对AOI技术的研究的意义深远。这里主要阐述其三个方面的意义：
首先，AOI技术的研究，对于推动我国目前的检测技术的发展有着重要意义。日渐微型化以及集成化的电子产品，对于检测手段的要求也更高，人工检测是远远达不到目的的，因此需要不断的关于AOI的研究涌现出来，给我国的检测技术提供参考和借鉴。
大力的研究AOI技术有利于生产的全部的自动化，同时有利于人工检测成本的降低，为企业节省资源，让企业有更多的资金去开发研究新的产品。大大的提升了PCB板的检测效率。
对AOI技术的研究也是推进我国科技进步的重要要求，填补了我国关于检测技术方面的空白，就目前的检测现状而言，我国的技术还是远落后于国外，对于产品的整个市场份额的竞争都是不利的。
综上所述，加强对AOI技术的研究在实际应用方面以及理论补充方面都有着重要的意义。
（三） 研究方法及手段
研究方法：文献资料法、经验总结法;
文献资料法通过文摘、索引期刊等检索工具书查阅与AOI有关的文献,同时也采用互联网查阅文献的方法进行资料的收集；
经验总结法分析一定数量的相关资料的基础上,根据实际对于AOI的学习的客观事实进行分析与总结,得出解决问题的对策,总结成研究成果。
二、AOI检测机工作原理
（一） 概述
1. 定义
AOI，自动光学检测设备，一种最新兴起的测试技术，其原理是光学原理，常用来对日常焊接生产中的缺陷进行检测。其通过先进的图像传感器将元器件进行图像采集，运用软件进行数字化的运算对比，查找出PCB当中存在的缺陷，以供相关人员及时的调整，修正，从而达到高效化生产的目的。
2. 主要特点
（1）检测的高效便捷，不受印制电路板贴装密度影响；
（2）程序自动检测，节目图形化，方便快捷，自动化水平高；
（3）具体的数字化计算方法多种多样，可以针对不同的检测项目进行检测；
（4）而且检测智能化，检测窗口能够根据检测元件的位置自动的定位；
（5）对于错误的图像直接显示，方便人工的检验；
（6）能够实时的反馈图形信息，达到实时监测的目的。
3. 原理简图
AOI的具体形式多种多样，但是原理上基本都是相通的，通过图形传感器对外界形象进行采集，然后对采集的信息进行数字化处理并运算，根据得到的信息对电子元件的状态进行分析和比较，确定其质量的优劣。
图2-1 AOI基本工作流程图
（二） 分析算法
虽然AOI的软件和硬件各有区别，但是，总体上看AOI的常用算法有两种，分别是设计规则检验（Design Rule Check ，DRC）和图形识别检验。
DRC是对比一定的规则图形来检测的方法，
DRC法主要是通过一定的算法，通过判断PCB板上的铜渣、线条过宽、小孔、间距尺寸违反等缺陷，来达到检验的目的。通常，在PCB设计好之后，对于板上的线条宽度就是已经确定的，如果在加工过程中出现了某种错误，那么就会引起一些大小的缺口或者线条间距不符合要求等问题，对于PCB板的使用，会影响到信号的传输，加强了线路干扰。因此，DRC检测方法就是根据事先设定好的线宽、间距、缺口等各种范围参数，来对比实际的产品图像，在高精度的传感器的图像采集之下，形成的产品的图像和现实中的物品几乎一模一样，如果对比参数发现有所不同，那么缺陷就会被检测出来。但是DRC对于图形边界的确立能力还是有所局限的，往往需要特定的方法来确定边界，同时，DRC检测方法算法逻辑比较简单，占用数据空间小，容易实现高速化的处理。图2-2是
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