SMT组装质量检测中AOI技术的研究

殷俊红 崔伟 高国梁 白瑞玲 张智锋

摘要：伴随着科学技术的发展，使得在制造行业的发展进程中，表面组装技术也得到了全面的应用以及推广，其中在印制电路板的导体图形细线化、SMT元器件微型化的进程中，对各项技术的应用成为了未来快速组装的重要趋势，在本文的分析中，主要基于当下SMT组装质量检测中AOI技术应用进行全面的分析以及判断。

关键字：SMT组装质量;AOI技术;PCB检测系统

引言：当下在自动化光学检测（AOI）技术的发展中，AOI已经逐渐成为了SMT组装质量检测的重要技术基础，同时也是在SMT发展中，此技术得到了进一步的普遍应用，在应用的规模上也得到了进一步扩展。伴随着科学技术的发展，也使得AOI技术呈现出多样化的发展趋势。

1 AOI技术

1.1 技术原理分析

在SMT系统当中，在使用AOI技术的过程中，虽然呈现出多种类型的模式，但是在实际使用中，原理大致相同。基本上都是利用光学手段，采集到的被检测物体周围的图像信息，以此进行针对性的信息检测、分析，最终进行信息的判断。在常用的技术原理上，基本上分为设计规则检验与图形式算法，这两种不同的类型。

1.1.1 DRC

在当下使用设计法规则检验的过程中，是一种基于特定的规则进行图形的检验。例如，在操作的过程中，需要将全部连线基于焊点为端点。保障全部引线的宽度、间隔，都要保障大于某一固定数值，以此保障符合规则检测PCB的实际电路图形要求。这样的技术方式下，实现了基于算法上的合理性，保障了图形检测的正确性与合理性[1]。其次，这样的技术方法下，对于AOI系统的构建比较简单，同时使用中的逻辑算法呈现出较高的运算能力，因此得到了较为广泛的使用。过去的实践中发信啊，这样的技术所占用的数据空间比较小，但是需要注意的是，该技术在边界的定位上存在着一定的缺陷，因此就需要使用设计的特定方法下，才能准确的确定具体的边界位置。

1.1.2 PCB

而对于这是一种在使用的过程中，将AOI系统当中的数字化图像，与实际的检测图像进行比较分析，以此判断出具体的差异信息。例如在对PCB电路进行检测的过程中，就要首先对一个正常状态下的电路进行检测，或者使用计算机辅助设计的模式方式，构建出一个检测为拟建信息，这种标准数字化图像与实际检测进行分析后，实现了高效率的检测与分析。这样的技术模式下，其检测的精度主要受到标准图像、分辨力以及使用的检测程序的影响。因此，该技术虽然可以有着较高的检测精度，但是在采集数据信息的过程中，信息量比较大，同时需要對数据进行实时的处理，因此这样的技术基本上都会在使用中，用于替代DRC的技术，这样才可以发挥出技术优势[2]。

1.2 AOI技术的检测功能性

在当下SMT当中，使用了AOI技术之后，由于具备着PCB光板检测、焊膏质量检测、元器件检测等诸多的检测环节，因此可以在进行实际处理的过程中，保障焊接之后的组件，基本上会使用单独的AOI检测设备，进行非实时性的检测以及分析。在焊膏印刷质量的检测过程中，基本上都需要对其设备设计出一个匹配的AOI系统，进而可以实现在设备运行中，进行实时的检测以及数据的采集。例如，当下所使用的高档焊膏印刷设备，基本都会配套一个完善的AOI系统，可以很好的在印刷中，对印刷厚度、印刷边缘等诸多的情况，进行综合性分析，同时对其内容进行良好的处理[3]。甚至在一些高档的贴片机，还会配套一个完善的视觉系统，这样可以很好的对当下组装的过程中，对各种元器件在型号、参数以及极性方位上，进行针对性的检测以及分析，以此形成一个良好的处理效果。

而在PCB光板检测的环节，就是一种利用AOI技术，对印刷电路的断线、搭线、划痕等诸多位置的质量检测以及分析。其次，在焊接之后的组件检测过程中，基本上都会涉及到对PCB引线一侧的排列处理，同时在弯折方面进行针对性的处理。特别是在处理的过程中，要保障其整体质量的完整性。其次，还需要对其元器件运行状态进行系统性的检测以及评估，这样就可以了解到设备的运行情况。使用AOI技术的过程中，可以很好的发现一些质量不佳的组件，并对自动化的向操作者发出告警信息，并触发设置的运行逻辑，将一些不良组件顺利的卸下，并进行故障问题的分析，最终传输到操作端，进行针对性的信息处理[4]。

2 SMT组装质量检测中AOI技术

2.1 PCB检测系统

这是一种基于AOI技术为基础，添加一定的比较检测功能性。在设备的使用过程中，需要安装多个摄像头[5]。这样就可以在检测系统的运行过程中，基于图像传感器的方式，对当下印制线路进行图形的摄像以及评估。其次，对其进行高速的A/D的变换处理之后，既可以就将数据信息送入到控制系统当中。控制系统可以对系统当中的缺陷问题进行系统性的分析以判断，指令检测台进行全面的扫描处理，形成一组二维的数据信息，以此形成良好的信号。而在检测结果上，则需要进行同步的扫描处理，这样可以很好的将墨水在PCB板上的缺陷问题，有效的体现出来，甚至对一些缺陷问题进行针对性的发达处理，最大化处理的效果。

当下在系统的操作过程中，始终可以利用CRT的方式，进行对话处理，因此在输出的系统上，要利用安装的监视器，对其进行针对性的显示信息呈现。这种系统的设计逻辑下，能够让其系统尽快的了解到系统的缺陷位置，同时保障基于数字化彩色图像的方式，显示在监视器之上，同时进行及时的打印输出。另一方面，还能够利用示波器的方式，进行图像信号的展现，或者使用数字化现幅的方式，进行针对性的处理。在这样的检测设备检测过程中，始终可以达到较高的检测效率，因此是一个十分重要的技术类型。在使用图形识别法的过程中，对于PCB缺陷检测的方式，可以很好的将系统的检测中，发挥出光学检测的手段和效果，形成较强的判断能力。

2.2 图形比较焊点AOI

使用图像比较焊接的AOI技术，就是一种充分的利用光学摄像机的方式，对焊点进行三维图像的获取，通过对去数据化的处理之后，实现对各种数据信息的比较分析。其次，还需要在进行故障判断与分析的过程中，实现故障处理的具体位置以及作用。这是一种较高质量的检测技术形式。在长期发展中，已经得到了比较完善的应用。在系统的三维图形获取过程中，主要是在摄像机前端，安装喇叭反光罩，并在内部安装不同角度下的LED设备。进行缺陷位置的摄影过程中，可以基于操作单，对LED光源进行控制和调整，基于特定顺序进行发光，因此就可以基于不同光源下的图像效果，得到不同的光源，之后对垂直光源、水平光源、逆差光源发射等诸多的形式，形成一个假三维图像信息。这样的检测技术下，可以很好的对部分项目，以及对部分内容实现针对性的处理。

其次，还可以在使用的过程中，基于图像比较焊点的方式，使用彩色高亮度的方式，获取到被测焊点的图像信息，并基于不同的颜色反光程度，确定出PCB上的焊接点，同时使用上方的光学摄像机，对焊点的表面进行各种要素的信息采集，以此可以形成一个二维的数据信息。这样的处理方法下，就可以很好的完成数据信息的比较分析处理。

2.3 焊膏印刷自动检测

在这样的焊膏印刷AOI技术的使用过程中，首先需要保障组成部分为摄像机和光纤维的方式，这样构建出的系统可以很好的在运行中，始终保持PCB运行模式的整体图像信息，并进行针对性的检测以及评估。

在实际的焊膏印刷过程中，模板与印刷电路始终需要保持在一个较为紧密的关系下，同时保障刮板的移动过程中，可以压入到模板当中，这样的焊膏处理方式，可以与模板的厚度保持在导致相同的效果。因此，在PCB离开模板之后，就会导致焊膏的边缘也会出现一定的形变效果。

焊膏的自动监测系统处理中，始终都需要充分的利用好环状光纤维，或者利用环状反射板的方式，将其照射到焊膏之上，之后摄像头还要保障从环状光纤维的正方向进行摄像，这样可以检测出焊膏的边缘位置，以此测算出焊膏的实际高度。这样的焊接方式，就是一种让形变方式，为基本的光照条件变化分析基础，使得可以在正常的运行过程中，对其边缘位置进行针对性的分析与处理。这样的检测技术可以使用的过程中，对其焊膏的各种信息进行采集以及分析，同时保障斜面照射下的PCB表面，得到良好的处理。

2.4 AOI系统

在当下所提出的EV-5000系统，既是一种基于代码检测元件器的形状，以及对应用数学形貌技术的方式，对其引出端与焊膏进行良好处理的关键所在。而利用区别基板和元器件的方式，可以形成不同的程度灰度级，这样就可以对不同的元器件，进行数量的编著。在系统当中，基于IBMPC控制系统，保障与接口和主机进行连接。其次，在进行自行编程的过程中，则需要积极的对系统扫描模板之后，对其系统进行全面的检测以及分析，通过对系统的综合性分析，能够有效的对焊膏进行针对性的印刷处理，并充分的保障元器件可以稳定的得到检测以及分析。

3 SMT中的AOI技术发展趋势

3.1 图形识别技术的发展

在SMT当中应用AOI技术之后，已经逐渐将图形识别技术当做重要的基础技术，这是由于在实际的检测分析过程中，在对其表面组装元器件、PCB电路、焊膏印刷图形等诸多环节，进行针对性的分析以及处理，这样的处理方式，无论是在具体的设计还是标準方面，都始终无法保持得到全面的处理。因此，为了保障在应用到SMT过程中，对出现的问题进行针对性的处理，就需要在未来计算机技术的发展进程中，有效的处理好各种高速图形处理的问题，这样就可以让图形识别的过程中，形成较高的效果。在当下使用图形识别的过程中，这种AOI技术得到了全面的应用。

3.2 AOI的智能化发展

当下的AOI技术得到了较为全面的智能化发展趋势，也是当下SMT行业发展的重要方向。这是由于整个SMT行业，逐渐形成了微型化、高密度化的发展趋势，因此为了可以实现更加高效率的组装化发展，就需要应对各种的多样化组装任务，需要在未来处理的过程中，对传统的技术进行全面创新，处理好大量数据信息，同时加强对各种信息内容的检测以及品呢巩固，这样就可以极大的提升处理效果。过去人工的处理模式下，显然无法有效的保障AOI技术的使用，而是需要提出自动化的数据分析技术模式，这样就可以极大的提升信息化处理整体效率以及效果。

例如，当下所提出的焊点形态图像识别，以及专家系统的分析模式，可以很好的形成智能化的AOI技术类型。这是一种在焊点形态的理论提出之后，可以很好的自动视觉检测技术，同时也是利用光学系统，对其进行图像处理技术的重要焊接技术形式。其次通过计算机的运行处理，可以获取到焊接点的实际形态，同时对图像信息进行针对性的评价处理，这样就可以很好的了解到当下数据信息处理的效果以及效率，保障最快效率下了解到当下的系统信息，同时对图形信息进行针对性的分析以及处理。特别是在一些故障焊点的处理中，通过智能化技术的发展，可以实现故障信息的分类判断，为相关工作人员提供大量可靠的数据信息，并对焊点质量进行相应的统计处理。

3.3 技术发展

AOI技术工业的发展背景下，逐渐提升零缺陷制作的能力，因此当下的一些图形上，虽然可以直观的反映出故障信息，但是始终是一种静态化的数据信息，展示一定时间区间内的数据信息，因此无法为工作人员提供较为全面的数据信息，在当下进行处理的过程中，就需要形成动态化的检测信息。这种AOI技术的动态化发展，往往是需要对各种类型的控制图形，进行全面的分析以及处理，并对AOI系统产生的制作控制图，进行针对性的分析，动态化实时检测的技术方式，可以让其工作人员对系统进行全面判断以及分析，了解到不同快速组装过程中的实际情况，并对问题进行针对性处理。例如，在焊接之前，既可以对设备循环进行全面分析，同时了解到具体的信息内容。在一些焊接之前的任务中，需要对元器件进行贴装处理，同时保障开展针对性的偏移检测，并发出一些偏移的信号，对装备进行像一个的贴装处理，以此发出一定的偏移信号，对贴装设备进行良好的处理。因此，在未来该技术的发展进程中，就需要积极的让AOI技术，可以保障为SMT提供更高水平的检测以及评估技术，在更多的数据信息处理环节，全面提升处理的质量以及效果，避免受到一些外界因素的影响，从而导致在整体的数据信息处理环节，无法保持一个良好稳定的快速组装，进而对组装的整体质量造成直接的影响。

总结：综上所述，在进入新时期之后，就需要保障在SMT工业的发展中，全面提升AOI的技术应用程度，通过不同的系统设计方式，可以解决组装过程中的各方面难题，并进行针对性的系统处理，以此全面的提升整体处理效果的可靠性以及价值性，帮助该行业的未来发展与进步。

参考文献：

[1]邵帅，李冰洁.SMT工艺质量要求及常见缺陷[J].设备管理与维修，2021（16）：112-113.

[2]郭宁.探讨电子元器件表面组装工艺质量改进及应用[J].电子制作，2021（08）：84-86.

[3]电子组装疑难工艺问题解析[J].电子工艺技术，2019，38（04）：245.

[4]唐永泉.对电子元器件表面组装工艺质量改进及应用研究[J].信息通信，2019（03）：276-277.

[5]胡元君.工业4.0模式下电子元器件SMT产品质量提升策略[J].江苏科技信息，2019（32）：35-36.