AOI的选择方法？

AOI的选择方法（转载）

众所周知，AOI现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测和过程质量控制工具，因此，如何从多如牛毛的AOI品牌中选择和利用适合自己要求的AOI，已成为广大电子制造工作者十分关心的问题。本人现根据多年的实际 

工作经验就这一总是谈谈个人的看法。

一、AOI的组成

要选择一台适合自已的AOI产品,我们首先了解AOI的基本架构和组成。

AOI是由视觉系统、机械系统、软件系统和操作平台组成.视觉系统主要是执行图像采集功能；机械系统主要是将所检测物体传送到指定的检测点的功能；软件系统主要是将所采集的图像进行分析和处理的功能。这几大系统的整合是由软件系统来完成，因此软件的优劣，是AOI的检测能力强弱的重要因素。

二、视觉系统的选择

AOI的视觉系统是由相机和光源组成。

1.相机的选择

AOI的相机按摄取图像的模式分为面阵相机和线阵相机。面阵相机是采用拍摄一幅一幅的图片方式取像；线阵相机是逐行扫描方式取像,面阵相机的优点是图像的还原性较好，打光角度容易调整，容易得到较清晰的图像，因而市面上的AOI绝大多数厂商使用这类相机。线阵相机的图像还原性较差，打光的角度难以调整，是目前误判率最高的AOI，采用这类相机的AOI的唯一优点是检测的速度相对快一点，但检测小板时它的检测速度又要相对而言慢一些，因此，对相机的选择应该最好选择面阵相机。

面阵相机又分模拟相机和数字相机（CCD）两类。模拟相机目前在AOI的市面上应用最多。因为模拟相机在对图像处理时，要经过多次A/D、D/A转换，因而图像容易失帧，从而造成图像处理障碍，导致误差。但模拟相机的价格较便宜。大量使用数字相机是AOI发展的必然趋势，数字相机最大优点在于图像的还原性好，便于软件对图像的分析和处理，但价格较高。

判别模拟相机和数字相机的主要方法是看这一相机在对图像采集时是否需要图像采集卡。需要图像采集卡的相机是模拟相机，另外，模拟相机的外形尺寸也比数字相机大得多。

2.光源的选择

光源是AOI的眼睛，光源的好坏是决定AOI检测能力强弱的第一步。现在流行的AOI一般光源分为普通荧光灯和同轴光源两种。使用普通荧光灯光源的AOI一般为采用线阵相机的AOI，这类AOI目前在逐步淘汰。

同轴光源又分彩色同轴光源和单色同轴光源。相对而言，彩色同轴光源要好一些，因为采用彩色同轴光源所得到的图像比较逼真。

同轴光源还可分塔状同轴光源和碗状同轴光源。相对而言碗关同轴光源的光线较柔和均匀一些，因而不会产生晕光现象。

三、机械系统的选择

机械系统是由马达和传动装置构成。

1.马达的选择

AOI目前使用的马达分线性马达、伺服马达和步进马达三种，市面上以伺服马达和步进马达为主。

线性马达精确度高，但价格昂贵。伺服马达的精确度仅次于线性马达。步进马达的精确度较低，但价格十分便宜，采用步进电机作为驱动装置的AOI，检测的质量是不可信的，但打价格战是有效的。因此对马达的选择要按性价比来进行考量的话，应选择伺服马达作为驱动装置的AOI。

2.传动装置的选择

用伺服马达作为AOI传动装置一般由丝杆和导轨组成。好的丝杆的精度较高，能满足AOI检测的精度要求。

四、软件系统

软件系统是AOI的灵魂。软件算法的优劣直接影响检测效果。软件考量的标准大至有以下几点：

1.软件的开发环境

软件的开发环境对AOI程序控制非常重要。根据实际工作经验来看，用VC++语言开发的AOI应用软件，程序稳定可靠，其它语言开发的AOI应用程序，其稳定性要差很多。

2.软件的运算法则

软件运算法则很多，有灰度相关法（又叫灰度提取法）、边缘识别法、固态建模法、统计外形建模法和拓扑法等等。

灰度相关法的缺点在于受光线明暗度的影响较大，容易产生误判。但随着光源设计的日益完善，这一影响现在较小。

边缘识别法的缺点在于被检测物的边缘往往不是一条标准的直线，只有通过降低像元尺寸来达到提高检测效果的目的，但其效果也不十分理想。

固态建模法是将几个二维图像合并成一个三维图像。但拼接的部分往往出现重叠，因而对软件分析会造成干扰，从而影响检测效果。

统计外形建模法是采用学习统计的方法，从而发现被检物的规律，来建成一个标准的数学模型，借以实现其检测的目的的方法。这种方法的缺点在于在统计学习过程中，人的干扰因素太多，因而存在一定的不确定因素，从而影响检测的质量。

拓扑法是一种前沿的研究物体的点、线、面和体积的多维动态图像变化规律的方法，这一算法代表着AOI的发展方向。苏州德天自动化科技有限公司已经申请了著作权。

总之软件的运算法则是多种多样的，每一种法则既有优点也有缺点，关键看检测效果。

3.软件的稳定性

软件的稳定性是AOI的核心。软件的稳定性包括:检测时会不会发生死机；检测框是否会发生不明真相的偏移；检测时是否发生系统崩溃；检测过程中系统是否会出现文件丢失；随着检测时间越长,误判是否会相应增多等等,这些都是软件不稳定的重要标志。

检测AOI程序是否稳定的最简单而又有效的方法是：将一块问题PCBA板反复检测，看每次检测出的NG数的振幅是否过大，其一致性是否良好，也就是AOI的可重复性是多少。一般来讲AOI的可重复性越高，AOI的软件分析处理能力也就越强，软件的稳定性也就越高。

可重复性是软件优劣的重要指标。

4.软件操作的便利性：

软件操作的便利性分为制程的便利性和人工确定的便利性。好的AOI软件系统，它的制程相当人性化，且易学易用。

六、功能选择

AOI的功能现一般都比较全，也没有多大的差别。下面就一些常见的工用作一些简要的说明。

1.分辨率的选择

AOI的分辨率应以像元的尺寸大小作为判别的条件，也就是空间分辨率来衡量。像素的大小不是判别AOI的检出能力的标准，准确地讲，像素大是决定单位面积的像元尺寸大小的因素。如果单位面积不同，像素再高也没有可比性。比如一台AOI的FOV为12*16毫米，如果这台AOI采用的是30万像素的相机，那么这台AOI的分辨率只有25微米，它只能检测0402以上封装尺寸的元件。但如果这台AOI采用的是200万像素的相机，那么这台AOI的分辨率就变为10微米，就可以检测01005以上封装尺寸的元件。反之，如果这台AOI使用的是200万像素的相机，如果它的FOV为24*32微米，那么它的分辨率只有20微米，这样它虽然像素较高但只能检测0402以上封装尺寸的元件。

一般来讲，对元件是0402以上封装尺寸的PCBA板，所需AOI的分辨率最少要为20微米。对元件是0201以上封装尺寸的PCBA板的检测，所需AOI的分辨率至少要为15微米，对元件是01005以上封装尺寸的PCBA的检测，所需的AOI的分辨率至少要为10微米。

2.特殊功能的选择

如果你要对多连板的PCBA进行检测，就一定要选择有跳板功能的AOI，也就是有区域选择功能的AOI。

如果你将AOI用作质量的过程控制，那么，你在选择AOI时，一定要选择具有RPC功能的AOI，也就是具有实时工艺过程控制的AOI。

3.CAD的选择

现在大多数AOI都有CAD数据导入功能，但这一功能的使用，对器件较少的PCBA板的使用效率不是很好，而对元器件较多的PCBA板的使用则能起到事半功倍的效果。

4.SPC的选择

SPC是过程统计控制。统计控制没有实时工艺控制（RPC）重要，RPC不但能进行实时的统计分析，还可以进行预警，这样能使生产线长期保持正常工作状态。

5.可重复性、误判率和漏判率的选择

可重复性越高AOI的性能越稳定，但由于AOI技术还不十分成熟，市面上的AOI的可重复性一般为20-30%。

误判率是越低越好，最好的AOI的误判率只有0.5%左右（按点算）。

漏判率也是越低越好，最好的AOI的漏判率只有0.5%左右（按不良点算）。