什麼是AOI
AOI的全稱是Automatic Optic Inspection（自動光學檢測），是基於光學原理來對焊接生產中遇到的常見缺陷進行檢測的設備。
為什麼要用AOI
為了進行質量控制，在SMT生產線上要進行有效的檢測。
2.1 SMT生產線上通常用到的檢測方法
1）人工目檢
用人眼來檢測電路板焊接完成前後其上各元件是否正確、是否連焊、焊錫是否合適。人工目檢通常位於貼片機後或回流爐後的第一個工位。
2）在線測試（ICT）
通過對電性能的檢測，判斷元件是否到位，是否焊接良好。在線測試的位置通常位於回流爐後，人工目檢之後。
3）功能測試（FUNCTIONAL TESTING）
在生產線的末端，利用專門的測試設備，對電路板的功能進行全面的測試，用以確認電路板的好壞。
2.2 常用方法的缺點
人工目檢是最方便、實用、適應性最強的一種。因為從原理
上說，設計好的電路板，只要其上的元件類型、位置、極性全部正確，並且焊接良好的話，其性能就應該符合設計要求。但是由於SMT工藝的提高，及各種電路板結構尺寸的需要，使電路板的組裝向著小元件、高密度、細間距方向發展。受自身生理因素的限制，人工目檢對這種電路板已很難進行準確、可靠、重複性高的檢測了。
由於ICT需要針對不同的電路板製作不同的模板，製作和調試的周期 較長，故只適用於大批量生產。
功能測試需要專門的設備及專門設計的測試流程,故對絕大多數電路板生產線並不適用。
2.3 AOI的優點
編程簡單
AOI通常是把貼片機編程完成後自動生成的TXT輔助文本文件轉換成所需格式的文件，從中AOI獲取位置號、元件系列號、X坐標、Y坐標、元件旋轉方向這5個參數，然後系統會自動產生電路的布局圖，確定各元件的位置參數及所需檢測的參數。完成後，再根據工藝要求對各元件的檢測參數進行微調。
操作容易
由於AOI基本上都採用了高度智能的軟體，所以並不需要操作人員具有豐富的專業知識即可進行操作。
故障覆蓋率高
由於採用了高精密的光學儀器和高智能的測試軟體，通常的AOI設備可檢測多種生產缺陷，故障覆蓋率可達到80%。
減少生產成本
由於AOI可放置在回流爐前對PCB進行檢測，可及時發現由各種原因引起的缺陷，而不必等到PCB過了回流爐後才進行檢測，這就大大降低了生產成本。
三．AOI的種類及主要生產廠家
3.1 AOI的種類
由於設計思路及性能的不同，AOI系統可大致分為以下幾
種：
1) 按圖象拾取設備分類：
① 使用黑白CCD攝像頭
② 使用彩色CCD攝像頭
③ 使用高解析度掃描儀
2）按測試項目分類：
① 主要檢測焊點
② 主要檢測元件
③ 元件和焊點都檢測
3）按設備的結構分類
① 需要氣源供氣
② 不需氣源供氣
4）按測試時的相對運動方式分類
① 電路板固定，攝像頭或掃描儀移動
② 攝像頭和電路板各往一個方向運動
③ 攝像頭固定，電路板進行兩個方向的運動
3.2 AOI的三種機型：
結合以上的各種配置，形成了主要的三種機器類型：
回流爐前無氣源，電路板固定，元件檢測為主，連焊檢測為輔。
回流爐後使用，需要氣源，電路板動，進行元件、焊點、連焊檢測。
可兼容以上兩項的檢測，無氣源，電路板固定不動。
3.3 AOI的主要生產廠家
AOI的主要生產廠家有英國的DiagnoSYS,美國的Teradyne，
日本的OMRON,以色列的Orbotech,愛爾蘭的MVT等公司。我
們這裡主要介紹一下英國DiagnoSYS公司的VisionPoint。
四．VisionPoint的工作原理及特點
VisionPoint是由英國DiagnoSYS公司開發、研製、生產的用於印製電路板（PCB ）元件貼裝生產中進行非接觸式檢測的自動光學檢測（AOI）設備。VisionPoint可以對元件和焊點進行檢測，不需要氣源，檢測時電路板固定不動，攝像頭移動。VisionPoint可在回流爐前和回流爐後進行檢測，也可對連接器這樣的手動貼片進行檢測。
4.1 VisionPoint能檢測的錯誤類型
VisionPoint能對SMT生產過程中經常遇到的如下問題進行檢測：
A類：元件丟失
錯件
元件偏移
元件極性錯誤
互換元件檢查
碑立
B類：焊錫不足
焊錫過量
腳上翹
C類：連焊
4.2 VisionPoint對各類缺陷進行檢測的原理
1) 對於A類缺陷：
絕大多數元件都有一個標識，如IC上的文字、貼片電阻的文字、貼片電容的顏色、極性元件的極性標誌等。因此，在判別此類缺陷時，可通過對標識的檢測來進行判斷。
具體方法為：
在進行實際檢測前，需要從標準元件上拾取模板。根據模板的尺寸，計算機自動將其等分為多個象素，計算機把每個象素對光照（黃色的LED照明矩陣）的反射強度量化為256級灰度（0～255）中的一級，並統計出整個模板所包含的象素及各自對應的灰度值。
在實際檢測時，計算機同樣拾取元件的圖象，並量化各象素的灰度，將之與原先的模板進行一一對應的比較，最後根據總的重合程度得出檢測的分值（1000為完全重合，0為完全不重合）。可根據SMT的工藝及元器件供應商的情況來確定元件通過檢測的分值。例如650為通過分值，則當檢測分值為600時，系統認為有缺陷，並記錄報警。
在檢測完成後，根據實際的要求，可以選擇直接送出有缺陷的PCB，也可在VisionPoint上直接觀察缺陷情況並進行缺陷定義，以便SPC報表統計輸出。
A類缺陷在標識測試中的分值變化明顯，測試的效果顯著。
2）對於B類缺陷：
該類缺陷屬於焊接缺陷。
在焊接良好的情況下，焊錫應分布在元件管腳和焊盤之間的位置。由於元件管腳存在高度，焊錫的分布應為斜坡狀。於是，垂直向下的光線（紅色LED照明矩陣）照到焊錫後便被側向反射了。表現在攝像頭中的圖象，便是黑色。而焊盤及管腳無焊錫的部位則為發亮的白色。
根據工藝的要求，事先設定焊錫的檢測區域，並設定白色所佔區域的百分比，從而判別出是否存在焊接缺陷。
3）對於C類缺陷：
元件如果是很好地焊接在焊盤上，則各個管腳間是良好隔離的。如果管腳連焊或有異物，良好的間隔將被破壞。
在固定光源（黃色的LED照明矩陣）的照射下，如果攝像頭捕捉到的IC管腳有明顯的均勻的明、亮間隔，這說明各管腳之間是良好隔離的，否則管腳有連焊或管腳間有異物。通過事先設定管腳的間距，並設置測量的允許誤差，系統便會自動判別管腳是否連焊或有異物。
4.3 VisionPoint的設備特點如下；
1) CCD攝像頭
不同高度垂直布置了3個CCD攝像頭。
攝像頭1相對被測PCB的高度最高，可測面積也最大，為32mm×27mm，放大倍率為4.75，可測元件應大於0805封裝。
攝像頭2相對被測PCB的高度其次，可測面積為15mm×12mm，放大倍率為9.5，可測元件為0402及0603封裝。
攝像頭3相對被測PCB的高度最低，可測面積最小，為9mm×7mm，放大倍率為14.5，可測元件為0201封裝。
2）CAD編程
將貼片機生成的包含元件位號、系列號、X和Y坐標、旋轉角度、封裝形式的文本文件通過EXECL軟體直接轉換成供編程使用的CXF文件，時間短，可靠性高。編程時，類似貼片機的工作，VisionPoint能按照CAD文件的內容自動完成所需項目的設置。
3）允許最大的元件高度
75mm（100mm可選）
4）測試時間
攝像頭的單次可測面積為一個框格（Frame），每個框格的處理時間為0.25秒。如系統將被測PCB分為N格，則測試的時間為N×0.25秒。
由於所選的攝像頭不同，故測試時間應根據攝像頭對應的測試面積估算。
5）在SMT生產線的使用位置
根據測試的不同要求，可分別放在回流爐前，回流爐後及人工插件後使用。
6）結構簡單
VisionPoint設備結構簡單，只由攝像、傳送、主機三部分構成。各部分相對獨立，使維護、保養和維修的工作難度降到了最低。如發生設備故障，只需更換相應的零件即可，而不會影響設備的完整性。
五．VisionPoint的技術指標和規格
5.1 PC
CPU:Pentium III 500MHz
作業系統：Windows NT
內存：256M RAM
硬碟：6.4G
軟碟機：ZIP
Modem：56K
5.2 X-Y平臺
調整精度：24微米（5微米可選）
可測最大電路板尺寸：400mm×450mm
最大高度間隔：75mm（可選100mm）
光線照明：角度和頂部
攝像頭：3個CCD（可選4個）
5.3傳輸系統
長：1.5m
最大可調寬度：450mm
標準：SMEMA
5.4測試速率
最快：每分鐘1500個元件
5.5 佔地面積
1.5m×1.5m
5.6 電源
110V 10A單相或220V 5A單相
5.7 重量
淨重：750Kg
5.8 外部設備
返修站：用於返修由Vision Point檢測出有缺陷的電路板
輸入輸出疊式存儲器
印表機
網絡存儲器
數據記錄
5.9 可檢測的類型
元件丟失
錯件
元件偏移
元件極性錯誤
互換元件檢查
碑立
焊錫不足
焊錫過量
腳上翹
連焊
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