PCB檢測中的自動光學(xué)檢測系統(tǒng)的設(shè)計

摘 要:本文介紹了用自動光學(xué)系統(tǒng)檢測PCB板的設(shè)計方法。主要包括AOI系統(tǒng)的功能，自動光學(xué)檢測系統(tǒng)的組成及工作原理，通過自動檢測來確定PCB板的質(zhì)量，從而避免傳統(tǒng)人工方式的繁瑣，具有智能化的特點。

關(guān)鍵詞:PCB自動光學(xué)檢測系統(tǒng)智能化控制

中圖分類號:TP31文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0011-01

PCB的檢測最早采用人工的方式，隨著高密度電路布線和高產(chǎn)量的要求，面對重復(fù)、單調(diào)、嚴格的檢測任務(wù)，人工方式已不能滿足可靠性的要求，而AOI(自動光學(xué)檢測系統(tǒng))可檢測到在線測試中針床無法接觸到的元器件和焊接點，提高故障覆蓋率，即使在線探測通路減少的情況下，仍然可增加后續(xù)功能測試的成品率，降低PCB廢品率。

在PCB生產(chǎn)線，自動光學(xué)檢測系統(tǒng)既有“捕捉的”作用對精密元器件定位又能檢測絲網(wǎng)漏印中的屏幕，因此它在PCB板制造業(yè)中有舉足輕重的作用，AOI設(shè)備正被越來越多地用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的MVI和ICT技術(shù)，進行PCB板檢測，用于監(jiān)視和保證生產(chǎn)過程的品質(zhì)。

1 AOI系統(tǒng)的功能

AOI是檢測PCB在制造過程中的缺陷或缺陷防止，進行過程控制，通過改正工藝來消除或減少缺陷，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)。如進行貼片質(zhì)量檢驗、印刷質(zhì)量檢驗、焊接質(zhì)量檢驗及多層陶瓷基片封裝質(zhì)量檢驗等。

2 自動光學(xué)檢測系統(tǒng)(AOI)的組成

AOI系統(tǒng)主要由工作臺、電氣控制、CCD攝像系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)4大部分組成。整機系統(tǒng)框圖如圖1所示。

AOI的控制系統(tǒng)主要完成:x、y精密工作臺微米級精度運動控制ｚ向(CCD攝像系統(tǒng))運動控制、圖像采集、PCB板的自動定位、真空電磁閥自動控制等功能。

AOI的控制系統(tǒng)由主控計算機、運動控制卡、圖像卡、I/O接口板等組成，實現(xiàn)了三坐標和外圍I/O接口控制，保證運動的準確性和快速響應(yīng)性，配合機械、視覺模塊實現(xiàn)整機功能。主控計算機是整個控制系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)整機數(shù)據(jù)的采集傳送、分析處理功能，并向各部分發(fā)出指令，完成機械傳動、圖像處理及檢測功能。運動控制卡主要實現(xiàn)三坐標運動控制信號的采集，傳送各種加工數(shù)據(jù)，動作執(zhí)行指令功能等。

3 自動光學(xué)檢測系統(tǒng)(AOI)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理

自動光學(xué)檢測系統(tǒng)，核心結(jié)構(gòu)是一套CCD攝像系統(tǒng)、交流伺服控制x、y工作臺及圖像處理系統(tǒng)。將光學(xué)檢測與基于PLC的伺服系統(tǒng)相結(jié)合是PCB檢測的核心技術(shù)。此系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在進行檢測時，首先將需要檢測的印刷線路板置于A0I系統(tǒng)的工作臺而上，經(jīng)過定位，調(diào)出需要檢測產(chǎn)品的檢測程序，x、y工作臺將線路板送到鏡頭下面，鏡頭捕捉到線路板的圖像后，處理器將會在x、y工作臺移至下一個位置時對捕捉到的圖像分析處理，通過對圖像進行連續(xù)處理，獲得較高的檢測速度。AOI系統(tǒng)自動將PCB進行掃描，通過光學(xué)部分獲得需要檢測的圖像并進行數(shù)字化處理，然后與預(yù)存的“模板”圖像進行比較，經(jīng)過分析、處理和判斷，發(fā)現(xiàn)缺陷并進行位置提示，同時生成文件，等待操作者進一步確認或送檢修臺檢修。根據(jù)工作過程的需求，設(shè)計工作流程如圖3所示。

4 結(jié)論

實驗證明通過AOI可以看到零部件分類缺陷和元器件貼裝位移信息，通過檢測設(shè)備的監(jiān)視器可以觀察產(chǎn)品工藝，當(dāng)被放置在接近生產(chǎn)線尾部的地方時，能生成寬范圍的工藝控制信息圖來檢測PCB板材質(zhì)量，因此這套自動光學(xué)檢測設(shè)備在大批量的PCB生產(chǎn)過程中將會得到廣泛的應(yīng)用。

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