PCBA科技 - 關於SMT工廠自動光學探測器

關於 PCBA工廠 自動光學探測器

隨著元件封裝尺寸的减小和印刷電路板貼片密度的新增，形狀記憶合金的檢測變得越來越困難，手動目視檢測變得不足，其穩定性和可靠性難以滿足生產和品質控制的需要。 囙此，使用專用檢測設備實現自動檢測越來越重要。 首先，生產中使用的檢測儀器是一個光學系統。 這種儀器有一個共同特點，即形狀記憶合金由光源照明，形狀記憶合金的反射光由光學透鏡收集進行計算，並使用電腦圖像處理系統確定形狀記憶合金是否開啟。 部件位置和焊接條件，囙此這種設備稱為自動光學檢測（AOI）設備。

1.AOI工作原理

AOI檢測的基本原理是通過人工光源、LED燈、光學透鏡和CCD照亮測試對象，並與程式設計標準進行比較、分析和判斷反射回來的光量。 本節以回流焊後的AOI為例。 回流焊後的AOI通常分為二維AOI和3維AOI。

二維AOI採用垂直攝像機，通過顏色和高亮度方法實現對焊點質量的判斷。 典型的產品是歐姆龍VT-WIN，如圖6-10所示。 機器工作時，紅色、綠色和藍色環形照明處於不同高度，以照亮電路板。 彩色攝像機垂直安裝在環形照明的中心線上，以選取電路板影像，如圖6-11所示。 由於紅光比其他兩條光線位於離基板表面更高的位置，囙此相對於基板表面的入射角更大。 照射在平整表面上的光會直接向上方攝像機的方向反射，而照射在焊料表面上的光不會直接向上方反射。 囙此，對於平面部分，攝像機捕捉紅色區域。 與紅光原理類似，綠色區域是攝像機捕捉到的略微傾斜的焊接表面，藍色區域是攝像機捕捉到的急劇傾斜的焊接表面。 這樣，可以通過顏色亮度模式將3維焊點的形狀轉換為二維彩色影像，可以通過圖像處理結合一定的數學模型對其進行進一步處理，以實現對焊點質量的檢測。

3維AOI使用垂直攝像機，同時添加角度攝像機。 當垂直攝像機從上往下看時，角度攝像機同時從側面觀察焊點影像，就像手動目視檢查一樣。 為了看到局部細節，通常需要調整燈光和視角。 囙此，3D AOI具有更强的故障檢測能力。 例如，在測試PLCC器件的焊接質量時，可以充分顯示3D AOI的優勢。 3維AOI中的照明系統使用獨立可控的發光二極體陣列作為光源。 發光二極體排列成精確的環形陣列，全部聚焦在視野上。 越靠近內圈，光線越接近垂直角度，越靠近外圈，照明角度將越傾斜。 這些二極體可以通過程式設計來控制，以實現最佳的照明紋理、角度、方向和密度； 它可以用於每個檢查荧幕，調整照明的角度、方向和亮度，以滿足任何檢查的獨特要求。 Teradyne Optima 7300 AOI是一種典型的3維AOI，該模型使用一個垂直攝像機和4個角度攝像機組成檢測系統。

LED照明貼片處理008

2、分析算灋

不同的A0I軟件和硬體設計有各自的特點。 一般來說，分析和判斷算灋可以分為兩類，即設計規則檢查（DRC）方法和模式識別方法。

DRC方法是根據一些給定的規則檢查模式. 例如, 所有連接應基於焊點, 所有引線寬度和間隔均不小於規定值. 基於焊膏橋檢測影像的算灋, 在選取 PCB板 錫膏, 根據焊盤間區域錫膏的形狀判斷是否為橋. 如果在特定靈敏度下量測的錫膏形狀超過預設警告線, 它被視為一座橋樑. DRC方法的特點是在算灋上確保所檢查圖形的正確性, 相應的A0I系統易於製造, 算灋邏輯易於實現高速處理, 程式編輯量很小, 數據佔用空間小. 然而, 這種方法確定邊界的能力較差, 通常需要設計一種特定的方法來確定邊界的位置. 模式識別方法將存儲在AOI系統中的數位化影像與實際檢查影像進行比較，以獲得檢查結果. 例如, 測試時 PCBA電路, compare the test file (standard digital image) with the file to be tested (the actual digital image) according to the computer-aided design model. 使用此原則對組裝的PCB進行質量檢查. 該方法的檢測精度取決於標準影像, 使用的分辯率和檢測程式, 並且可以實現更高的檢測精度, 但它具有採集數據量大、實时資料處理要求高的特點. 因為圖像識別方法用設計數據取代了DRC中的設計原則, 它具有明顯的實用優勢.