廠商必須確保產(chǎn)品的質(zhì)量，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在產(chǎn)品制造過程中對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)半成品或成品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測尤為重要，隨著表面組裝技術(shù)（SMT）中使用的印制電路板線路圖形精細(xì)化、SMD元件微型化及SMT組件高密度組裝、快速組裝的發(fā)展趨勢(shì)，采用目檢或人工光學(xué)檢測的方式檢測已不能適應(yīng)，自動(dòng)光學(xué)檢測（AOI）www.yumeijiao.cn技術(shù)作為質(zhì)量檢測的技術(shù)手段已是大勢(shì)所趨。

2 AOI工作原理

     SMT中應(yīng)用AOI技術(shù)的形式多種多樣，但其基本原理是相同的，即用光學(xué)手段獲取被測物圖形，一般通過一傳感器（攝像機(jī)）獲得檢測物的照明圖像并數(shù)字化，然后以某種方法進(jìn)行比較、分析、檢驗(yàn)和判斷，相當(dāng)于將人工目視檢測自動(dòng)化、智能化。

2.1 分析算法

不同AOI軟、硬件設(shè)計(jì)各有特點(diǎn)，總體來看，其分析、判斷算法可分為2種，即設(shè)計(jì)規(guī)則檢驗(yàn)（DRC）和圖形識(shí)別檢驗(yàn)。 字串6

（1）DRC法是按照一些給定的規(guī)則檢測圖形。如以所有連線應(yīng)以焊點(diǎn)為端點(diǎn)，所有引線寬度、間隔不小于某一規(guī)定值等規(guī)則檢測PCB電路圖形。圖2是一種基于該方法的焊膏橋連檢測圖像，在提取PCB上焊膏的數(shù)字圖像后，根據(jù)其焊盤間隔區(qū)域中焊膏形態(tài)來判斷其是否為橋連，如果按某一敏感度測得的焊膏外形逾越了預(yù)設(shè)警戒線，即被認(rèn)定為橋連[1]，DRC方法具有可以從算法上保證被檢驗(yàn)的圖形的正確性，相應(yīng)的AOI系統(tǒng)制造容易，算法邏輯容易實(shí)現(xiàn)高速處理，程序編輯量小，數(shù)據(jù)占用空間小等特點(diǎn)，但該方法確定邊界能力較差，往往需要設(shè)計(jì)特定方法來確定邊界位置。

 
（2）圖形識(shí)別法是將AOI系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)字化圖形與實(shí)驗(yàn)檢測圖像比較，從而獲得檢測結(jié)果，如檢測PCB電路時(shí)，首先按照一塊完好的PCB或根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型建立起檢測文件（標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化圖像）與檢測文件（實(shí)際數(shù)字化圖像）進(jìn)行比較，圖3為采用該原理對(duì)組裝后的PCB進(jìn)行的質(zhì)量檢測，這種方式的檢測精度取決于標(biāo)準(zhǔn)圖像、分辨力和所用檢測程序，可取得較高的檢測精度，但具有采集數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理要求高等特點(diǎn)，由于圖形識(shí)別法用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代替DRC中的設(shè)計(jì)原則，具有明顯的使用優(yōu)越性。

    計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，目前有許多成熟的圖像分析技術(shù)，包括模板匹配法（或自動(dòng)對(duì)比）、邊緣檢測法、特征提取法（二值圖）、灰度直方圖法、傅里葉分析法、光學(xué)特征識(shí)別法等，每個(gè)技術(shù)都有優(yōu)勢(shì)和局限。 模板比較法通過獲得一物體圖像，如片狀電容或QFP，并用該信息產(chǎn)生一個(gè)剛性的基于象素的模板，在檢測位置的附近，傳感器找出相同的物體，當(dāng)相關(guān)區(qū)域中所有點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估之后，找出模板與圖像之間有最小差別的位置停止搜尋，系統(tǒng)為每個(gè)要檢查的物體產(chǎn)生這種模板，通過在不同位置使用相應(yīng)模塊，建立對(duì)整個(gè)板的檢查程序，來檢查所有要求的元件。

    由于元件檢測圖像很少完全匹配模板，所以模板是用一定數(shù)量的容許誤差來確認(rèn)匹配的，如果模板太僵硬，可能產(chǎn)生對(duì)元件的"誤報(bào)"；如果模板松散到接受大范圍的可能變量，也會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)。

（2）運(yùn)算法則。幾種流行的圖像分析技術(shù)結(jié)合在一個(gè)"處方"內(nèi)，希望一個(gè)運(yùn)算法則，特別適合于特殊元件類型，在有許多元件的復(fù)雜板上，可能形成眾多的不同運(yùn)算法則，要求工程師在需要改變或調(diào)整時(shí)做大量的重新編程。例如當(dāng)一個(gè)供應(yīng)商修改一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件時(shí)，對(duì)該元件的運(yùn)算法就可能需要調(diào)整，新的變化出現(xiàn)，用戶必須調(diào)整或"扭轉(zhuǎn)"運(yùn)算法則來接納所有可能的變化，例如一個(gè)0805片式電容，可以分類為具有一定尺寸和矩形形狀、兩條亮邊中間包圍較黑色的區(qū)域，然后這個(gè)外部簡單的元件外形可能變化很大，傳統(tǒng)的、基于運(yùn)算法則的AOI方法經(jīng)常太過嚴(yán)格，以至于不能接納對(duì)比度、尺寸、形狀和陰影合理的變化，甚至不重要的元件也可能難以可靠地查找和檢查，造成有元件而系統(tǒng)不能發(fā)現(xiàn)的"錯(cuò)誤拒絕"。還有就是由于可接受與不可接受圖像的差別細(xì)小，運(yùn)算法則不能區(qū)分，引起"錯(cuò)誤接收"，真正缺陷不能發(fā)現(xiàn)，為了解決一些問題，用戶在圖像分析領(lǐng)域中要有適當(dāng)?shù)闹�識(shí)，其次是傳統(tǒng)的AOI要不斷廣泛地再編程，調(diào)整AOI方法以接納合理的變化，對(duì)一個(gè)新版設(shè)計(jì)或優(yōu)化一個(gè)檢查程序時(shí)，可能花上1-2天，甚至幾周作細(xì)小的扭轉(zhuǎn)。

（3）統(tǒng)計(jì)建模技術(shù)。為克服傳統(tǒng)圖象處理方法的缺點(diǎn)，AOI采用自調(diào)性的軟件技術(shù)，其設(shè)計(jì)將用戶從運(yùn)算法則的復(fù)雜性中分開，通過顯示一系列要確認(rèn)為物體的例子，使用一種數(shù)學(xué)技術(shù)，即統(tǒng)計(jì)外形建模技術(shù)（SAM）來自動(dòng)計(jì)算怎樣識(shí)別合理的圖像變化，不同于基于運(yùn)算法則的方法，SAM使用自調(diào)性、基于知識(shí)的軟件來計(jì)算變量。這樣可減少編程時(shí)間，消除每天的調(diào)整，而且誤報(bào)率比現(xiàn)有的AOI方法低10-20倍。

（4）柔性化技術(shù)，傳統(tǒng)的AOI系統(tǒng)主要依靠識(shí)別元件邊緣來達(dá)到準(zhǔn)確和可重復(fù)性測量，一旦邊緣找到，通常利用這些邊緣的對(duì)稱模型產(chǎn)生元件在板表面的坐標(biāo)，但是用視覺技術(shù)很難找到邊緣，因?yàn)樵�件邊緣不是完全直線，用一條直線去配合這種邊緣的企圖都是有問題的，此外，邊緣傾向于黑色背景上的黑色區(qū)域，要準(zhǔn)確地確認(rèn)就會(huì)產(chǎn)生象素噪音變量，因?yàn)橄笏夭荒茏銐蛐�，否則容易產(chǎn)生一些象素分割的影響。 基于邊緣識(shí)別的方法，一個(gè)好的視覺系統(tǒng)常會(huì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)偏差大約為1-/10象素的可重復(fù)性，而SAM技術(shù)能提供標(biāo)準(zhǔn)偏差相當(dāng)于1/20象素的可重復(fù)性元件。元件位置上的總變量小于1個(gè)象素的各3/10，因此要匹配到3個(gè)元件時(shí)，應(yīng)改進(jìn)精度和可重復(fù)性。檢查個(gè)1特定元件類型時(shí)，SAM是內(nèi)在靈活的，當(dāng)吻合1個(gè)外形大不相同的合法元件時(shí)，它會(huì)在x和y軸上移動(dòng)，企圖通過位置調(diào)節(jié)達(dá)到最佳吻合，當(dāng)用一適當(dāng)?shù)腟AM模型吻合元件時(shí)，只允許實(shí)際上可發(fā)生的那些外形，而不要妥協(xié)x和y的位置，比如某些可允許的元件顏色變量是由于遮蔽或過渡曝光臨近較大元件所引起的，傳統(tǒng)運(yùn)算法則是不可能接納的，但由于SAM計(jì)算出所允許的圖像變更，使用者無需依靠大量編程的運(yùn)算法則或供應(yīng)商供應(yīng)的運(yùn)算法則庫就可以接納。 字串6

   （5）立體視覺成像技術(shù)。傳統(tǒng)AOI系統(tǒng)不能完全接納PCB外形，是由于局部彎曲產(chǎn)生的自然三維變化，現(xiàn)有AOI系統(tǒng)通常使用遠(yuǎn)心透鏡來從光學(xué)上去掉視差與透視的效果，因?yàn)楦叨壬系耐敢曅Ч�被去掉，在圖像邊緣上的物體看上去與中間的物體在同一平面。這消除了光學(xué)視差錯(cuò)誤，但是應(yīng)該跟隨板表面弧形的點(diǎn)與點(diǎn)之間的測量成為跨過平面弦的直線距離，造成重要的測量誤差且自動(dòng)去掉有關(guān)板表面形狀的有價(jià)值信息。

   通過將SAM技術(shù)與兩排攝像機(jī)的立體視覺安排相結(jié)合，此AOI系統(tǒng)可測量和接納物體與表面高度，而結(jié)果在數(shù)學(xué)上呈現(xiàn)平直PCB，呈一定角度的攝像機(jī)提供物體的兩個(gè)透視，然后計(jì)算PCB的高度圖形和三維表面拓?fù)鋱D形，在板上任何元件的精確位置也通過計(jì)入其在板表面的高度來進(jìn)行計(jì)算，工作時(shí)AOI設(shè)備使用一標(biāo)準(zhǔn)板傳送帶在攝像機(jī)下面按刻度移動(dòng)PCB通過攝像機(jī)排列，將圖像的立體象對(duì)排列構(gòu)成一副照相鑲嵌圖，然后對(duì)此照相鑲嵌圖進(jìn)行合成變平或?qū)崟r(shí)分析，SAM技術(shù)與立體視覺成像技術(shù)的結(jié)合具有高的精度和可重復(fù)性，可用于重要元件確認(rèn)和PCB檢查.

在SMT中，AOI技術(shù)具有PCB光板檢測，焊膏印刷檢測、元件檢測、焊后組件檢測等功能，在進(jìn)行不同環(huán)節(jié)的檢測時(shí)，其側(cè)重也有所不同。

3.1 PCB檢測

   早期的PCB生產(chǎn)中，檢測主要由人工目檢配合電檢測來完成的，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PCB布線密度不斷提高，人工目檢難度增大，誤判率升高，且對(duì)檢測者的健康損害更大，電檢測程序編制更加煩瑣，成本更高，并且無法檢測某些類型的缺陷，因此，AOI越來越多地應(yīng)用于PCB制造中。

在PCB檢測中，圖像對(duì)比算法應(yīng)用較多，且以2D檢測為主[3]，其主要包括數(shù)據(jù)處理類（對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，過濾小的針孔和殘留銅及不需檢測的孔等），測量類（對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，記錄的特征代碼、尺寸和位置并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比）和拓?fù)漕悾ㄓ糜跈z測增加或丟失的特征），圖4為特征提取法示意圖，（a）為標(biāo)準(zhǔn)版和被檢板二值圖，（b）為數(shù)學(xué)形態(tài)分析后的特征圖。 字串9

    AOI檢測設(shè)備一般可以發(fā)現(xiàn)大部分缺陷，存在少量的漏檢問題，不過主要影響其可靠性的還是誤檢問題。PCB加工過程中的粉塵、沾污和一部分材料的反射性差都可能造成虛假報(bào)警，因此目前在使用AOI檢測出缺陷后，必須進(jìn)行人工驗(yàn)證。的初始環(huán)節(jié)，也是大部分缺陷的根源所在，大約60%-70%的缺陷出現(xiàn)在印刷階段，如果在生產(chǎn)線的初始環(huán)節(jié)排除缺陷，可以最大限度地減少損失，降低成本，因此，很多SMT生產(chǎn)線都為印刷環(huán)節(jié)配備了AOI檢測。
  

     印刷缺陷有很多種，大體上可以分為焊盤上焊膏不足、焊膏過多；大焊盤中間部分焊膏刮擦、小焊盤邊緣部分焊膏拉尖；印刷偏移、橋連及沾污等，形成這些缺陷的原因包括焊膏流變性不良、模板厚度和孔壁加工不當(dāng)，印刷機(jī)參數(shù)設(shè)定不合理、精度不高、刮刀材質(zhì)和精度選擇不當(dāng)、PCB加工不良等，通過AOI可以有效監(jiān)控焊膏印刷質(zhì)量，并對(duì)缺陷數(shù)量和種類進(jìn)行分析，從而改善印刷制程。

     該系統(tǒng)主要組成部分為攝像機(jī)與光纖維x-y工作臺(tái)系統(tǒng)，在x-y桌面安裝攝像機(jī)，環(huán)狀光纖維在x-y方向移動(dòng)，采集PCB整體的圖像來進(jìn)行檢測，利用環(huán)狀光纖維與環(huán)狀反射板將傾斜的光照射到焊膏上，攝像頭從環(huán)狀光纖維的正方攝像，測出焊膏的邊緣部分算出焊膏的高度[4]，這是一種把形狀轉(zhuǎn)化為光的變化進(jìn)行判定的檢測方法。在正常印刷的場合，邊緣部分多少會(huì)產(chǎn)生一些隆起，這個(gè)部分可對(duì)從斜面投射過來的光發(fā)生強(qiáng)烈的反射。該檢測方法利用焊膏邊緣部分反射回來的光線寬度進(jìn)行焊膏橋接與焊膏環(huán)狀等現(xiàn)象判定，而由斜面照射回來的PCB表面將呈現(xiàn)暗淡的畫像。 字串9

   使用3D檢測，可以對(duì)焊膏形態(tài)、厚度進(jìn)行評(píng)估，檢查焊膏量是否合理、是否有刮擦和拉尖，這些缺陷在使用絲網(wǎng)和橡皮刮刀時(shí)出現(xiàn)較多，現(xiàn)在普遍使用不銹鋼網(wǎng)板和金屬刮刀，焊膏厚度比較穩(wěn)定，一般不會(huì)過多，刮擦現(xiàn)象也很輕微，重點(diǎn)要關(guān)注的是缺�。ê父噙^少）、偏移、沾污和橋連等缺陷。采用2D檢測可以有效地發(fā)現(xiàn)這些缺陷，圖像對(duì)比法和設(shè)計(jì)規(guī)則檢驗(yàn)法都可以使用，檢測時(shí)間短，設(shè)備價(jià)格也比3D檢測要低，而且在貼片、回流等后續(xù)的工序中如有AOI，印刷環(huán)節(jié)考慮到成本也可采用2D檢測。 字串7
 

3.3 貼裝檢測

      元件貼裝環(huán)節(jié)對(duì)設(shè)備精度要求很高，常出現(xiàn)的缺陷有漏貼、錯(cuò)貼片、偏移歪斜、極性相反等。AOI檢測可以監(jiān)察出上述缺陷，同時(shí)還可以在此檢查連接密間距和BGA元件的焊盤上的焊膏[5]。圖6所示為某型AOI對(duì)貼片后的PCB檢測所采集到的圖像。

   由于貼片環(huán)節(jié)之后緊接著回流焊接環(huán)節(jié)，因此貼裝之后的檢測有時(shí)被稱為回流焊前端檢測，回流焊前端檢測從品質(zhì)保障的觀點(diǎn)來看，由于在回流焊爐內(nèi)發(fā)生的問題無法檢測出而顯得沒有任何意義，在回流焊爐內(nèi)，焊錫熔化后具有自糾正位移，所以焊后基板上無法檢測出貼裝位移和焊錫印刷狀態(tài)，但實(shí)際上回流焊前端檢測是品質(zhì)保障的重點(diǎn)，回流焊前各個(gè)部位的元件貼裝狀況等在回流焊后就無法檢測出來的信息都能一目了然。此時(shí)基板上沒有不定型的東西，最適合進(jìn)行圖象處理，且通過率非常高，檢測過分苛刻而導(dǎo)致的誤判也大大減少。
 

    AOI光學(xué)檢測設(shè)備檢出問題后將發(fā)出警報(bào)，由操作員對(duì)基板進(jìn)行目測確認(rèn)。缺件意外的問題報(bào)告都可以通過維修鑷子來糾正，在這一過程中，當(dāng)目測操作員對(duì)相同問題點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)多次修復(fù)作業(yè)時(shí)，就會(huì)提請(qǐng)各生產(chǎn)設(shè)備負(fù)責(zé)人重新確認(rèn)機(jī)器設(shè)定是否合理，該信息的反饋對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量提高非常有幫助，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)品質(zhì)的飛躍性提高。

    問題和發(fā)現(xiàn)問題2種，印刷、貼片之后的檢測歸類與預(yù)防問題，回流焊后的檢測歸類于發(fā)展問題，在回流焊后端檢測中，檢測系統(tǒng)可以檢查元件的缺失、偏移和歪斜情況，以及所有極性方面的缺陷，還一定要對(duì)焊點(diǎn)的正確性以及焊膏不足、焊接短路和翹腳等缺陷進(jìn)行檢測，回流焊后端檢測是目前AOI檢測儀最流行的選擇，此位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤，提供高度的安全性，圖7為某型AOI對(duì)回流焊后PCB的檢測圖像，采用了3種不同的照明模式，分別側(cè)重于焊點(diǎn)，零件和雷射印刷文字圖像的采集。圖8為回流焊后AOI識(shí)別的不同類型的缺陷[6]。

3.5 AOI合理安排

AOI可以在SMT生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)起到檢測作用，但目前AOI價(jià)格非常昂貴，對(duì)占大多數(shù)比例的中小型電子生產(chǎn)商來說，為每個(gè)環(huán)節(jié)都配置AOI是不合適的，因此當(dāng)一條生產(chǎn)線上只有一臺(tái)AOI時(shí)，應(yīng)把它放在哪個(gè)環(huán)節(jié)，這是非常值得探討的。

（1）主導(dǎo)思想

如圖9所示，有兩種檢查主導(dǎo)思想：缺陷防止或缺陷發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)姆椒☉?yīng)該是缺陷防止，在這樣的一個(gè)方法中，AOI機(jī)器應(yīng)當(dāng)放在SMT生產(chǎn)線的焊膏印刷機(jī)之后，或者放在元件貼裝之后，主導(dǎo)思想為缺陷發(fā)現(xiàn)時(shí)，AOI機(jī)器應(yīng)當(dāng)放在回流爐之后，這是制造工藝中的最后步驟，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 字串4

（2）實(shí)施目標(biāo)
 

 應(yīng)用AOI的主要目標(biāo)在于最終品質(zhì)和過程跟蹤。

     最終品質(zhì)注意力主要集中在產(chǎn)品生產(chǎn)的最終狀態(tài)，當(dāng)生產(chǎn)問題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、數(shù)量和速度為關(guān)鍵因素的時(shí)候，優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)，設(shè)備可以產(chǎn)生大范圍的過程控制信息，使用AOI設(shè)備來監(jiān)視生產(chǎn)過程，典型內(nèi)容包括詳細(xì)的缺陷分類和元件貼放偏移信息，當(dāng)產(chǎn)品可靠性高、混合度低、大批量制造和元件供應(yīng)穩(wěn)定時(shí)，優(yōu)先采用這個(gè)目標(biāo)，在線監(jiān)控具體生產(chǎn)狀況，并為生產(chǎn)工藝的調(diào)整提供必要的依據(jù)。

（3）實(shí)施策略 字串7

AOI設(shè)備所防止的位置可以實(shí)現(xiàn)或阻礙檢查目標(biāo)，不同的位置可產(chǎn)生相應(yīng)不同的過程控制信息。AOI放置是由以下因素決定的：

1）特殊生產(chǎn)問題，如果生產(chǎn)線有特別的問題，檢查設(shè)備可增加或移動(dòng)到這個(gè)位置，監(jiān)測缺陷，盡早發(fā)覺重復(fù)性的缺陷。

2）實(shí)施目標(biāo)。對(duì)于AOI設(shè)備，沒有一個(gè)最好的位置來處理所有的生產(chǎn)線缺陷，如果應(yīng)用AOI的目標(biāo)是要改進(jìn)全面的最終品質(zhì)，AOI設(shè)備置于過程的前面可能沒有置于后面的價(jià)值大，置于前面是為了避免對(duì)已有缺陷的產(chǎn)品再增加價(jià)值，此外在過程的早期，維修缺陷的產(chǎn)品的成本大大低于發(fā)貨前后的維修成本。但許多缺陷是在生產(chǎn)的后期出現(xiàn)的，意味著不管前面發(fā)現(xiàn)多少缺陷，發(fā)貨前還是需要全面的視覺檢查[7]。

1）印刷之后，SMT中60%-70%的焊點(diǎn)缺陷是印刷時(shí)造成的，如果焊膏印刷過程滿足要求，就可以有效減少后期出現(xiàn)的缺陷數(shù)量。 字串3

2）回流焊前，這是一個(gè)典型的放置位置，因?yàn)榭砂l(fā)現(xiàn)來自焊膏以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷，在這位置上可以產(chǎn)生程控信息，提供貼片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備核準(zhǔn)的信息，用來修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)，滿足過程跟蹤的目標(biāo)。

3）回流焊后這是AOI最流行的選擇，因?yàn)檫@個(gè)位置可以發(fā)現(xiàn)全部裝配錯(cuò)誤，避免有缺陷的產(chǎn)品流入客戶手中，回流焊后檢測能夠提供高度的安全性，它可識(shí)別由焊膏印刷、元件貼裝和回流過程引起的錯(cuò)誤，支持最終品質(zhì)目標(biāo)。

4 AOI與SPC

SPC即統(tǒng)計(jì)過程控制（Statistical Process Control），主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量和隨機(jī)波動(dòng)與異常波動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)過程得異常趨勢(shì)提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人及時(shí)采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的問對(duì)，從而達(dá)到提高和控制質(zhì)量的目的。 字串6

生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品加工規(guī)范的波動(dòng)是不可避免的，它是由人、機(jī)器、材料、方法和環(huán)境等基本因素的波動(dòng)影響所致。波動(dòng)分為2種，即正常波動(dòng)和異常波動(dòng)，正常波動(dòng)總是偶然性原因（不可避免因素）造成，它對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，在技術(shù)上難以消除，在經(jīng)濟(jì)上也不值得消除，異常波動(dòng)是由系統(tǒng)原因（異常原因）造成，他的產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，但能夠采取措施避免和消除，程控的目的就是消除、避免異常波動(dòng)，使過程處于正常波動(dòng)狀態(tài)。

4.1 AOI和SPC的結(jié)合

    AOI能夠?qū)崿F(xiàn)兩類測量，即缺陷檢測（傳統(tǒng)意義的AOI應(yīng)用）和每塊PCB的差異測量，對(duì)有效的過程控制而言，兩類測量都需要，其中差異測量對(duì)實(shí)時(shí)SPC應(yīng)用非常重要，它會(huì)根據(jù)AOI系統(tǒng)類型及它所處生產(chǎn)線位置的不同而不同，為使AOI/SPC成功用于生產(chǎn)線上，AOI系統(tǒng)必須能產(chǎn)生錯(cuò)誤處理和報(bào)警，誤判率和缺陷檢測靈敏度會(huì)受檢查參數(shù)的影響，生產(chǎn)工藝變量越多，誤判的可能性就越大，缺陷檢測的復(fù)雜程度也越大，因此選擇在印刷、貼片、回流焊后或波峰焊后進(jìn)行檢查，誤判率有明顯的不同，一般來說，誤判率的高低取決于工藝變化及組裝板復(fù)雜程度，缺陷確定有時(shí)非常棘手，兩類缺陷即硬缺陷和軟缺陷，硬缺陷是二元性缺陷，如缺件和空焊；軟缺陷是參數(shù)性缺陷，如零件移位和錫量不足等，這些缺陷有一個(gè)判定范圍，用戶必須字仔細(xì)地設(shè)定檢查參數(shù)，使設(shè)備不會(huì)再設(shè)定的缺陷范圍內(nèi)產(chǎn)生誤判，也可以從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看這種給定范圍的誤判，此時(shí)應(yīng)該在既能滿足保護(hù)要求又能使總體檢測成本最低的情況下，選擇最佳檢測參數(shù)。

    目前很多設(shè)備生產(chǎn)商在研發(fā)自帶印刷檢測系統(tǒng)的新型印刷機(jī)，其設(shè)計(jì)大多是將2D檢測系統(tǒng)整合到印刷機(jī)內(nèi)，在檢查缺陷的同時(shí)對(duì)其數(shù)量和類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并反饋回來經(jīng)分析后對(duì)印刷機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到AOI/SPC結(jié)合的閉環(huán)控制，這種檢測系統(tǒng)具有特殊的要求，體積要小、可以裝配到印刷機(jī)內(nèi)；檢測速度要快，不影響印刷工作效率，涉及到閉環(huán)控制、判斷、統(tǒng)計(jì)和分析速度要快，并且要可靠、盡量減少誤判。 字串5

4.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控

   利用目前AOI系統(tǒng)生成的標(biāo)準(zhǔn)缺陷數(shù)量和對(duì)變量的量測能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢查并發(fā)現(xiàn)不良，只要有任何過程超出預(yù)設(shè)界限，系統(tǒng)都會(huì)提醒生產(chǎn)線操作員。基本上實(shí)時(shí)AOI/SPC是連續(xù)檢測生產(chǎn)線狀況，檢測出每塊板的不良，同時(shí)檢測貼片的效果、測定送料和吸嘴的性能并嚴(yán)格控制過程變量。 字串8

這種系統(tǒng)關(guān)鍵有兩點(diǎn)，一個(gè)是要有快速準(zhǔn)確的AOI與系列生產(chǎn)線控制器相連，另外還需要一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)以維護(hù)AOI數(shù)據(jù)，并快速將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成某個(gè)特定機(jī)器、送料器或吸嘴的信息，生產(chǎn)線控制器和數(shù)據(jù)服務(wù)器用一個(gè)RS485網(wǎng)絡(luò)來收集數(shù)據(jù)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)允許從焊膏印刷機(jī)、貼片機(jī)、回流焊爐和AOI系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。 字串6

通過計(jì)算最佳和平均生產(chǎn)周期，OEM可EMS廠商能夠確定出系統(tǒng)的實(shí)際利用率。收集到的數(shù)據(jù)可以追溯一個(gè)有缺陷的零件直到某個(gè)卷盤，此外還可以快速優(yōu)化生產(chǎn)線以適應(yīng)不同的產(chǎn)品種類。

5 AOI現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 字串3

5.1 AOI存在問題

AOI雖然具有比人工檢測更高的效率，但畢竟是通過圖像采集和分析處理來得出結(jié)果，而圖像分析處理得相關(guān)軟件技術(shù)目前還沒達(dá)到人腦的級(jí)別，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一些特殊情況，AOI的誤判、漏判在所難免。

目前AOI在使用中的主要問題有：

（1）多焊、少錫、偏移、歪斜的工藝要求標(biāo)準(zhǔn)界定不同，容易導(dǎo)致誤判。 www.51skill.cn

（2）電容容值不同而規(guī)格大小和顏色相同，容易引起漏判。

（3）字符處理方式不同，引起的極性判斷準(zhǔn)確性差異較大。

（4）大部分AOI對(duì)虛焊的理解發(fā)生歧義，造成漏判推諉。 字串4

（5）存在屏蔽圈、屏蔽罩屏蔽點(diǎn)的檢測問題。

（6）BGA、FC等倒裝元件的焊接質(zhì)量難以檢測。

（7）多數(shù)AOI編程復(fù)雜、煩瑣且調(diào)整時(shí)間長，不適合科研單位、小型OEM廠，多規(guī)格小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)單位。

（8）多數(shù)AOI產(chǎn)品檢測速度較慢，有少數(shù)采用掃描方法的AOI速度較快，但誤判、漏判率更高。

（1）圖形識(shí)別法成為應(yīng)用主流