SMT組裝質量檢測中AOI技術的研究

殷俊紅 崔偉 高國梁 白瑞玲 張智鋒

摘要：伴隨著科學技術的發展，使得在制造行業的發展進程中，表面組裝技術也得到了全面的應用以及推廣，其中在印制電路板的導體圖形細線化、SMT元器件微型化的進程中，對各項技術的應用成為了未來快速組裝的重要趨勢，在本文的分析中，主要基于當下SMT組裝質量檢測中AOI技術應用進行全面的分析以及判斷。

關鍵字：SMT組裝質量;AOI技術;PCB檢測系統

引言：當下在自動化光學檢測（AOI）技術的發展中，AOI已經逐漸成為了SMT組裝質量檢測的重要技術基礎，同時也是在SMT發展中，此技術得到了進一步的普遍應用，在應用的規模上也得到了進一步擴展。伴隨著科學技術的發展，也使得AOI技術呈現出多樣化的發展趨勢。

1 AOI技術

1.1 技術原理分析

在SMT系統當中，在使用AOI技術的過程中，雖然呈現出多種類型的模式，但是在實際使用中，原理大致相同?；旧隙际抢霉鈱W手段，采集到的被檢測物體周圍的圖像信息，以此進行針對性的信息檢測、分析，最終進行信息的判斷。在常用的技術原理上，基本上分為設計規則檢驗與圖形式算法，這兩種不同的類型。

1.1.1 DRC

在當下使用設計法規則檢驗的過程中，是一種基于特定的規則進行圖形的檢驗。例如，在操作的過程中，需要將全部連線基于焊點為端點。保障全部引線的寬度、間隔，都要保障大于某一固定數值，以此保障符合規則檢測PCB的實際電路圖形要求。這樣的技術方式下，實現了基于算法上的合理性，保障了圖形檢測的正確性與合理性[1]。其次，這樣的技術方法下，對于AOI系統的構建比較簡單，同時使用中的邏輯算法呈現出較高的運算能力，因此得到了較為廣泛的使用。過去的實踐中發信啊，這樣的技術所占用的數據空間比較小，但是需要注意的是，該技術在邊界的定位上存在著一定的缺陷，因此就需要使用設計的特定方法下，才能準確的確定具體的邊界位置。

1.1.2 PCB

而對于這是一種在使用的過程中，將AOI系統當中的數字化圖像，與實際的檢測圖像進行比較分析，以此判斷出具體的差異信息。例如在對PCB電路進行檢測的過程中，就要首先對一個正常狀態下的電路進行檢測，或者使用計算機輔助設計的模式方式，構建出一個檢測為擬建信息，這種標準數字化圖像與實際檢測進行分析后，實現了高效率的檢測與分析。這樣的技術模式下，其檢測的精度主要受到標準圖像、分辨力以及使用的檢測程序的影響。因此，該技術雖然可以有著較高的檢測精度，但是在采集數據信息的過程中，信息量比較大，同時需要對數據進行實時的處理，因此這樣的技術基本上都會在使用中，用于替代DRC的技術，這樣才可以發揮出技術優勢[2]。

1.2 AOI技術的檢測功能性

在當下SMT當中，使用了AOI技術之后，由于具備著PCB光板檢測、焊膏質量檢測、元器件檢測等諸多的檢測環節，因此可以在進行實際處理的過程中，保障焊接之后的組件，基本上會使用單獨的AOI檢測設備，進行非實時性的檢測以及分析。在焊膏印刷質量的檢測過程中，基本上都需要對其設備設計出一個匹配的AOI系統，進而可以實現在設備運行中，進行實時的檢測以及數據的采集。例如，當下所使用的高檔焊膏印刷設備，基本都會配套一個完善的AOI系統，可以很好的在印刷中，對印刷厚度、印刷邊緣等諸多的情況，進行綜合性分析，同時對其內容進行良好的處理[3]。甚至在一些高檔的貼片機，還會配套一個完善的視覺系統，這樣可以很好的對當下組裝的過程中，對各種元器件在型號、參數以及極性方位上，進行針對性的檢測以及分析，以此形成一個良好的處理效果。

而在PCB光板檢測的環節，就是一種利用AOI技術，對印刷電路的斷線、搭線、劃痕等諸多位置的質量檢測以及分析。其次，在焊接之后的組件檢測過程中，基本上都會涉及到對PCB引線一側的排列處理，同時在彎折方面進行針對性的處理。特別是在處理的過程中，要保障其整體質量的完整性。其次，還需要對其元器件運行狀態進行系統性的檢測以及評估，這樣就可以了解到設備的運行情況。使用AOI技術的過程中，可以很好的發現一些質量不佳的組件，并對自動化的向操作者發出告警信息，并觸發設置的運行邏輯，將一些不良組件順利的卸下，并進行故障問題的分析，最終傳輸到操作端，進行針對性的信息處理[4]。

2 SMT組裝質量檢測中AOI技術

2.1 PCB檢測系統

這是一種基于AOI技術為基礎，添加一定的比較檢測功能性。在設備的使用過程中，需要安裝多個攝像頭[5]。這樣就可以在檢測系統的運行過程中，基于圖像傳感器的方式，對當下印制線路進行圖形的攝像以及評估。其次，對其進行高速的A/D的變換處理之后，既可以就將數據信息送入到控制系統當中?？刂葡到y可以對系統當中的缺陷問題進行系統性的分析以判斷，指令檢測臺進行全面的掃描處理，形成一組二維的數據信息，以此形成良好的信號。而在檢測結果上，則需要進行同步的掃描處理，這樣可以很好的將墨水在PCB板上的缺陷問題，有效的體現出來，甚至對一些缺陷問題進行針對性的發達處理，最大化處理的效果。

當下在系統的操作過程中，始終可以利用CRT的方式，進行對話處理，因此在輸出的系統上，要利用安裝的監視器，對其進行針對性的顯示信息呈現。這種系統的設計邏輯下，能夠讓其系統盡快的了解到系統的缺陷位置，同時保障基于數字化彩色圖像的方式，顯示在監視器之上，同時進行及時的打印輸出。另一方面，還能夠利用示波器的方式，進行圖像信號的展現，或者使用數字化現幅的方式，進行針對性的處理。在這樣的檢測設備檢測過程中，始終可以達到較高的檢測效率，因此是一個十分重要的技術類型。在使用圖形識別法的過程中，對于PCB缺陷檢測的方式，可以很好的將系統的檢測中，發揮出光學檢測的手段和效果，形成較強的判斷能力。

2.2 圖形比較焊點AOI

使用圖像比較焊接的AOI技術，就是一種充分的利用光學攝像機的方式，對焊點進行三維圖像的獲取，通過對去數據化的處理之后，實現對各種數據信息的比較分析。其次，還需要在進行故障判斷與分析的過程中，實現故障處理的具體位置以及作用。這是一種較高質量的檢測技術形式。在長期發展中，已經得到了比較完善的應用。在系統的三維圖形獲取過程中，主要是在攝像機前端，安裝喇叭反光罩，并在內部安裝不同角度下的LED設備。進行缺陷位置的攝影過程中，可以基于操作單，對LED光源進行控制和調整，基于特定順序進行發光，因此就可以基于不同光源下的圖像效果，得到不同的光源，之后對垂直光源、水平光源、逆差光源發射等諸多的形式，形成一個假三維圖像信息。這樣的檢測技術下，可以很好的對部分項目，以及對部分內容實現針對性的處理。

其次，還可以在使用的過程中，基于圖像比較焊點的方式，使用彩色高亮度的方式，獲取到被測焊點的圖像信息，并基于不同的顏色反光程度，確定出PCB上的焊接點，同時使用上方的光學攝像機，對焊點的表面進行各種要素的信息采集，以此可以形成一個二維的數據信息。這樣的處理方法下，就可以很好的完成數據信息的比較分析處理。

2.3 焊膏印刷自動檢測

在這樣的焊膏印刷AOI技術的使用過程中，首先需要保障組成部分為攝像機和光纖維的方式，這樣構建出的系統可以很好的在運行中，始終保持PCB運行模式的整體圖像信息，并進行針對性的檢測以及評估。

在實際的焊膏印刷過程中，模板與印刷電路始終需要保持在一個較為緊密的關系下，同時保障刮板的移動過程中，可以壓入到模板當中，這樣的焊膏處理方式，可以與模板的厚度保持在導致相同的效果。因此，在PCB離開模板之后，就會導致焊膏的邊緣也會出現一定的形變效果。

焊膏的自動監測系統處理中，始終都需要充分的利用好環狀光纖維，或者利用環狀反射板的方式，將其照射到焊膏之上，之后攝像頭還要保障從環狀光纖維的正方向進行攝像，這樣可以檢測出焊膏的邊緣位置，以此測算出焊膏的實際高度。這樣的焊接方式，就是一種讓形變方式，為基本的光照條件變化分析基礎，使得可以在正常的運行過程中，對其邊緣位置進行針對性的分析與處理。這樣的檢測技術可以使用的過程中，對其焊膏的各種信息進行采集以及分析，同時保障斜面照射下的PCB表面，得到良好的處理。

2.4 AOI系統

在當下所提出的EV-5000系統，既是一種基于代碼檢測元件器的形狀，以及對應用數學形貌技術的方式，對其引出端與焊膏進行良好處理的關鍵所在。而利用區別基板和元器件的方式，可以形成不同的程度灰度級，這樣就可以對不同的元器件，進行數量的編著。在系統當中，基于IBMPC控制系統，保障與接口和主機進行連接。其次，在進行自行編程的過程中，則需要積極的對系統掃描模板之后，對其系統進行全面的檢測以及分析，通過對系統的綜合性分析，能夠有效的對焊膏進行針對性的印刷處理，并充分的保障元器件可以穩定的得到檢測以及分析。

3 SMT中的AOI技術發展趨勢

3.1 圖形識別技術的發展

在SMT當中應用AOI技術之后，已經逐漸將圖形識別技術當做重要的基礎技術，這是由于在實際的檢測分析過程中，在對其表面組裝元器件、PCB電路、焊膏印刷圖形等諸多環節，進行針對性的分析以及處理，這樣的處理方式，無論是在具體的設計還是標準方面，都始終無法保持得到全面的處理。因此，為了保障在應用到SMT過程中，對出現的問題進行針對性的處理，就需要在未來計算機技術的發展進程中，有效的處理好各種高速圖形處理的問題，這樣就可以讓圖形識別的過程中，形成較高的效果。在當下使用圖形識別的過程中，這種AOI技術得到了全面的應用。

3.2 AOI的智能化發展

當下的AOI技術得到了較為全面的智能化發展趨勢，也是當下SMT行業發展的重要方向。這是由于整個SMT行業，逐漸形成了微型化、高密度化的發展趨勢，因此為了可以實現更加高效率的組裝化發展，就需要應對各種的多樣化組裝任務，需要在未來處理的過程中，對傳統的技術進行全面創新，處理好大量數據信息，同時加強對各種信息內容的檢測以及品呢鞏固，這樣就可以極大的提升處理效果。過去人工的處理模式下，顯然無法有效的保障AOI技術的使用，而是需要提出自動化的數據分析技術模式，這樣就可以極大的提升信息化處理整體效率以及效果。

例如，當下所提出的焊點形態圖像識別，以及專家系統的分析模式，可以很好的形成智能化的AOI技術類型。這是一種在焊點形態的理論提出之后，可以很好的自動視覺檢測技術，同時也是利用光學系統，對其進行圖像處理技術的重要焊接技術形式。其次通過計算機的運行處理，可以獲取到焊接點的實際形態，同時對圖像信息進行針對性的評價處理，這樣就可以很好的了解到當下數據信息處理的效果以及效率，保障最快效率下了解到當下的系統信息，同時對圖形信息進行針對性的分析以及處理。特別是在一些故障焊點的處理中，通過智能化技術的發展，可以實現故障信息的分類判斷，為相關工作人員提供大量可靠的數據信息，并對焊點質量進行相應的統計處理。

3.3 技術發展

AOI技術工業的發展背景下，逐漸提升零缺陷制作的能力，因此當下的一些圖形上，雖然可以直觀的反映出故障信息，但是始終是一種靜態化的數據信息，展示一定時間區間內的數據信息，因此無法為工作人員提供較為全面的數據信息，在當下進行處理的過程中，就需要形成動態化的檢測信息。這種AOI技術的動態化發展，往往是需要對各種類型的控制圖形，進行全面的分析以及處理，并對AOI系統產生的制作控制圖，進行針對性的分析，動態化實時檢測的技術方式，可以讓其工作人員對系統進行全面判斷以及分析，了解到不同快速組裝過程中的實際情況，并對問題進行針對性處理。例如，在焊接之前，既可以對設備循環進行全面分析，同時了解到具體的信息內容。在一些焊接之前的任務中，需要對元器件進行貼裝處理，同時保障開展針對性的偏移檢測，并發出一些偏移的信號，對裝備進行像一個的貼裝處理，以此發出一定的偏移信號，對貼裝設備進行良好的處理。因此，在未來該技術的發展進程中，就需要積極的讓AOI技術，可以保障為SMT提供更高水平的檢測以及評估技術，在更多的數據信息處理環節，全面提升處理的質量以及效果，避免受到一些外界因素的影響，從而導致在整體的數據信息處理環節，無法保持一個良好穩定的快速組裝，進而對組裝的整體質量造成直接的影響。

總結：綜上所述，在進入新時期之后，就需要保障在SMT工業的發展中，全面提升AOI的技術應用程度，通過不同的系統設計方式，可以解決組裝過程中的各方面難題，并進行針對性的系統處理，以此全面的提升整體處理效果的可靠性以及價值性，幫助該行業的未來發展與進步。

參考文獻：

[1]邵帥，李冰潔.SMT工藝質量要求及常見缺陷[J].設備管理與維修，2021（16）：112-113.

[2]郭寧.探討電子元器件表面組裝工藝質量改進及應用[J].電子制作，2021（08）：84-86.

[3]電子組裝疑難工藝問題解析[J].電子工藝技術，2019，38（04）：245.

[4]唐永泉.對電子元器件表面組裝工藝質量改進及應用研究[J].信息通信，2019（03）：276-277.

[5]胡元君.工業4.0模式下電子元器件SMT產品質量提升策略[J].江蘇科技信息，2019（32）：35-36.