【光电智造】3D自动光学检测技术应用于精准检测电路板制造缺陷

来源:今日光电发布时间:2023-03-191549浏览

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因为3D自动光学检测(3D-AOI)技术可以提供真实的体积高度信息，所以能够检测出电路板上表面贴装技术(SMT)组件是否存在质量问题，经常应用于回流焊接前或焊接后的阶段。将2D-AOI和3D-AOI技术结合使用，是确保检测出所有可见缺陷特征的最佳方法。

3D-AOI系统的视觉配置

将带有四个侧置式投射器或四个侧置式相机的正交(垂直)顶视图相机分别用于前、后、左和右视角，适用于测量真实体积高度的多角度相机系统。从多个角度使用彩色光源还可以提高3D-AOI系统的成像质量。

常见的检测领域包括：包装共面性、导线起翘、缺失和存在性检查、广告牌和异物碎片。

3D-AOI的应用领域

在印刷电路板的制造过程中，其中一个关键步骤就是检测和纠正任何存在的制造缺陷。AOI使您能够检测和监控印刷电路板的生产质量，并在流程中的任何战略关键点纠正发现的问题。

表面贴装器件

检测组件是否存在贴装质量问题，包括：组件主体偏移、短路、反向错误、部件有误、缺失部件等。

为AOI机器提供视觉能力

识别由焊剂印刷、组件安装和回流焊接引起的缺陷。

测量

提供组装PCB和其他电子设备的实际高度和体积测量值。

常见的光学检测应用的痛点

挑战

●随着组件尺寸变小，焊接密度变高，需要使用更高分辨率和帧速率的检测设备才能满足生产要求。

●要实现更高的成像质量，通常要使用搭载大型芯片的相机并配合大卡口镜头，从而推高成本。

●由于AOI检测需要较高的稳定性，在选择和集成合适的产品时具有挑战性，并非所有产品都兼容，所以使得以上的挑战更加严峻。

原因

●在现有CXP-6带宽的限制下，平衡高分辨率和高帧速率难度较大。

●AOI检测对故障的精确检测具有很高的稳定性要求。

●市面上1:1相机芯片的选择较少。

●通常的做法是通过不同的供应商采购产品以降低成本。

解决方案

●百万像素级相机，可以更好地平衡高分辨率和高帧速率。

●长宽比为1:1，可实现更高的视场精度。

●C-mount/F-mount镜头能提供更多选择，以获得更出色的性价比。

●易于集成的专有接口卡。

●有多种可靠、适配的配件可供选择，具有出色的性价比。

适用方案配件

选择合适的系统分辨率，是在选择AOI系统时要考虑的关键参数之一。这通常就涉及就要确定在检测焊剂体积时所需的检测速度和精度，以及在PCB上最小组件的尺寸。
AOI检测系统在特定的成像分辨率下，视场的大小由相机芯片的分辨率决定。较大的视场(FOV)意味着扫描印刷电路板所需的图像数量较少，但较高像素的相机则需要花费更多的时间来采集每个图像。虽然像素较低的相机视场较小，但在采集新图像帧时，它需要的时间要短得多，可产生更高的帧速率，使用动态成像技术即可覆盖较大的印刷电路板区域，无需在静止状态下拍摄每一帧图像。
最重要的是，在选择AOI系统时需要平衡这些关键参数，以充分满足应用需求。

适用相机