1、AOI高级理论培训即使用技巧2一：AOI原理 1：AOI原理简介 2：AOI检测流程解析 31：AOI原理简介 AOI（Automatic Optical Inspection）自动光学检）自动光学检测设备在各个行业中都得到了较为广泛的使用，在测设备在各个行业中都得到了较为广泛的使用，在PCB加工过程中，作为重要的检测设备，其原理是：加工过程中，作为重要的检测设备，其原理是：利用各种光源通过光学镜片过滤后照射在待检利用各种光源通过光学镜片过滤后照射在待检PCB板上，然后反射光（激发光）通过各种过滤镜片，板上，然后反射光（激发光）通过各种过滤镜片，反射到接收器上，接收器根据光信号强弱产生相应反射
2、到接收器上，接收器根据光信号强弱产生相应电信号，经过一系列的信号转换后，设备区分出电信号，经过一系列的信号转换后，设备区分出PCB板面图形状况，再与板面图形状况，再与AOI本身寄存的本身寄存的PCB板面板面图形数据进行比对，有差异的位置就报出缺陷，最图形数据进行比对，有差异的位置就报出缺陷，最后通过检验员进行确认处理，以完成整个检测过程后通过检验员进行确认处理，以完成整个检测过程,按光源分类：激光机，普光机，红外线机等按光源分类：激光机，普光机，红外线机等 42：AOI检测流程解析检测流程解析1：AOI检测流程检测流程AOI检测流程基本分五步完成：资料处理、母板资料学习、板件扫描、检测流程基本
3、分五步完成：资料处理、母板资料学习、板件扫描、影像处理、逻辑比对、缺陷处理，其各个步骤的目的如下影像处理、逻辑比对、缺陷处理，其各个步骤的目的如下 1、资料处、资料处理理2、母板学、母板学习习3、板件扫、板件扫描描4、影像处、影像处理理5、逻辑、逻辑比对比对6、缺陷、缺陷处理处理AOI检测基本流程图51、资料处理 1）、资料处理：在）、资料处理：在AOI的检测过程中，为的检测过程中，为了保证加工出的板面图形与设计图行的一了保证加工出的板面图形与设计图行的一致性，避免批量性问题漏检，常采用致性，避免批量性问题漏检，常采用CAM/CAD作参考对比图形进行检测。作参考对比图形进行检测。62、母板学习
4、、母板学习 2）、母板学习：采用）、母板学习：采用CAM/CAD作参考对作参考对比图形时，比图形时，AOI图形处理卡把处理过的图形处理卡把处理过的CAM/CAD资料转换为资料转换为AOI能够识别的图形能够识别的图形数据，并存储下来，备数据，并存储下来，备AOI检测时进行图形检测时进行图形比对比对 73、板件扫描、板件扫描 3）、板件扫描：所示，）、板件扫描：所示，AOI的的CCD（或能量采集设置）（或能量采集设置）从板面扫过，并采集反射光（或激发光），并根据能量强从板面扫过，并采集反射光（或激发光），并根据能量强弱形成相应的电子信号，待弱形成相应的电子信号，待AOI的影像处理卡进行图像处的影像
5、处理卡进行图像处理理 类类比数位化Binary y类类比比类类比比转数转数位位资资料料线线路路数位化数位化(Gray level)数数位位转换转换二二进进位位资资料料线线路路二二进进位影像位影像(0 或或 1)图图2）AOI扫描、检测示意图扫描、检测示意图83、板件扫描、板件扫描 AOI机在扫描机在扫描PCB板时所板时所用的光源结构及所起的作用的光源结构及所起的作用：用：1：散射光散射光 ：对微短及对微短及小铜点具备较小铜点具备较 高的敏感度高的敏感度 对凹陷及刮伤等缺陷具对凹陷及刮伤等缺陷具备较低敏感度备较低敏感度 2:直射光直射光:对导体上的开对导体上的开短路，针孔，凹痕及刮痕短路，针孔，
6、凹痕及刮痕具备较高的敏感度具备较高的敏感度 对导体边及孔具备较低对导体边及孔具备较低敏感度敏感度 散散 射射 光光 P C B 直直 射 光光射射 94、影像处理、影像处理 AOI通过自身的影像处理卡，把从通过自身的影像处理卡，把从PCB板面扫描得板面扫描得到的电子（模拟）信号转换为数位信号，进而转到的电子（模拟）信号转换为数位信号，进而转换为二进制信号，便于图形比对换为二进制信号，便于图形比对 1:象素的大小决定影像的质量象素的大小决定影像的质量 2:铜为白色，在二进制中用铜为白色，在二进制中用1表示，基材为黑色，表示，基材为黑色，在二进制中用在二进制中用0表示表示 象素（Pixels）10
7、扫瞄线扫瞄线光较强光较强光较弱光较弱AOI110 0255255AOI12金属金属0 0255255AOI13铜箔铜箔基材基材当前的扫瞄线当前的扫瞄线AOI14二进位图象二进位图象条状的二进位图象被重组条状的二进位图象被重组后后,再由逻辑总成处理再由逻辑总成处理PCBPCB板板二进位图象二进位图象AOI15四、外检工艺控制内容四、外检工艺控制内容1、解析度：、解析度：（分辨率）（分辨率）高解析度高解析度低解析度低解析度解析度大小設定解析度大小設定:影影响对细响对细微缺點微缺點的侦测的侦测能力能力影影响对线宽响对线宽及及线线距距的测的测量量精准度精准度 影影响产响产出量出量AOI16Pixel:
8、0.5 milsPixel:0.4 milsPixel:0.3 mils解析度解析度与检测与检测缺缺点点能力能力的的比比较较:1.产出量2.假点率AOI171 1 milmil0.2 0.2 milmil缺点检测率缺点检测率产能产能线宽线宽/间距测间距测量精确度量精确度较差较差较好较好高高低低较不精确较不精确较精确较精确AOI18Pixels大小 线宽/间距测量8 8 mil Linemil Line8 8 个个 PixelsPixels8 8 mil Linemil Line 7 7 to 9 to 9 个个 PixelsPixelsAOI19Pixels大小 小缺点检测=1=1 Mil S
9、hortMil Short0.750.75 Mil Pixel Size Mil Pixel Size三种可能的二进位图象三种可能的二进位图象AOI20Pixel设定原则设定原则AOI212、板厚设定：、板厚设定：板厚设置的正确与否会影响焦距的精确度板厚设置的正确与否会影响焦距的精确度.良好的焦距良好的焦距不良的焦距不良的焦距AOI223、临界值：、临界值：区分铜与基材的临界点。区分铜与基材的临界点。临界值选择的影响临界值选择的影响低低临界临界值将导致线宽变宽值将导致线宽变宽高高临界临界值将导致间距变宽值将导致间距变宽理想的理想的临界临界值使得图象更值使得图象更精确而且假缺点减少精确而且假缺点
10、减少!AOI235、逻辑对比、逻辑对比 逻辑比对：AOI把经扫描及影像处理后的图形数据与存储的图形数据进行比对，不符合的地方报出缺陷，待检验员判定 24氧化氧化脏点脏点30303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303030303075 145 170 195 200 180 150 7030303030303030303030303040 140 195 200 200 200 200 200 200 195 140 403030303030303030
11、3045 155 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 150 403030303030303030 150 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 135 3030303030303055 190 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 195 90303030303030 165 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 140 303030303030 180 200
12、 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 180 303030303030 195 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 190 303030303030 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 190 303030303030 165 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 180 303030303030
13、 150 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 140 30303030303070 195 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 190 5530303030303030 135 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 170 303030303030303050 155 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 175 4530303030303030303050 1
14、45 195 200 200 200 200 200 200 200 195 4530303030303030303030303060 195 200 200 200 200 8550303030303030303030303030303030 135 200 200 200 200 7730303030303030303030303030303030 135 200 200 200 200 7730303030303030303030303030303030 135 200 20090200 7730303030303030303030303030303030 135 200 200 200
15、 200 7730303030303030303030303030303030 135 200 200 200 200 7730303030303030303030303080303030 135 200 200 200 200 7730303030303030303030303030303030 135 200 200 200 200 7730303030303030303030303030303030 135 200 200 200 200 7730303030303030303030303030303030 135 200 200 200 200 77303030303030303075
16、 145 170 195180 150 7040 140 195195 140 4045 155150 4015013555 190195 9016514018018019519020019016518015014070 195190 5513517050 155175 4550 145 195195 4560 1958550135771357713590771357713577801357713577135771357775 145 170 195180 150 7040 140 195195 140 4045 155150 4015013555 190195 901651401801801
17、9519020019016518015014070 195190 5513517050 155175 4550 145 195195 4560 19585501357713577135907713577135778013577135771357713577典型的灰阶图典型的灰阶图AOI2575 145 170 195180 150 7040 140 195195 140 4045 155150 4015013555 190195 9016514018018019519020019016518015014070 195190 5513517050 155175 4550 145 195195 4
18、560 19585501357713577135907713577135778013577135771357713577低低临界临界值值404020020025525530300 0低低临界临界值将导致值将导致白色象素变多白色象素变多,因此线宽变宽因此线宽变宽!AOI2675 145 170 195180 150 7040 140 195195 140 4045 155150 4015013555 190195 9016514018018019519020019016518015014070 195190 5513517050 155175 4550 145 195195 4560 19585
19、50135771357713590771357713577801357713577135771357716016020020025525530300 0高高临界临界值将导致值将导致白色象素变少白色象素变少,因因此间距变宽此间距变宽!高高临界临界值值AOI2775 145 170 195180 150 7040 140 195195 140 4045 155150 4015013555 190195 9016514018018019519020019016518015014070 195190 5513517050 155175 4550 145 195195 4560 195855013577
20、13577135907713577135778013577135771357713577858520020025525530300 0理想的理想的临界临界值使值使得图象更精确而得图象更精确而且假缺点减少且假缺点减少!AOI286、缺陷处理 缺陷处理：缺陷处理：AOI通过监视器按顺序把每个通过监视器按顺序把每个比对数据不同的位置显现出来，供检验员比对数据不同的位置显现出来，供检验员判定缺陷是否符合检验标准，并对不合的判定缺陷是否符合检验标准，并对不合的缺陷进行相应处理。缺陷进行相应处理。29二：二：AOI测试过程中的常见问题及处理方法测试过程中的常见问题及处理方法 1板面氧化造成缺点较多板面氧化
21、造成缺点较多(1):板面氧化后，铜箔的反光能力就会板面氧化后，铜箔的反光能力就会降低，导致缺点数增多，影响检验时降低，导致缺点数增多，影响检验时的效率。的效率。(2):我们可以调结我们可以调结DRC中的最后中的最后1 个数值，使其降低，但不能超过个数值，使其降低，但不能超过40（3）：由于调节灰白值所带来的）：由于调节灰白值所带来的 漏失风险不好评估，一般不建议采漏失风险不好评估，一般不建议采 用此方法。建议对板面氧化进行酸用此方法。建议对板面氧化进行酸 洗来达到较好的板面状况。洗来达到较好的板面状况。30二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净造成间距二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀
22、不净造成间距减少的漏失减少的漏失 1：由于：由于AOI在设计时，对于导体上的在设计时，对于导体上的缺失或导体间距的减少方面的设定允许缺失或导体间距的减少方面的设定允许范围为设计的范围为设计的80%，对于较小的凹陷或，对于较小的凹陷或间距的减少存在一定的漏失风险，可以间距的减少存在一定的漏失风险，可以通过降低解析度，或增大对应线宽、间通过降低解析度，或增大对应线宽、间距值来减少漏失。距值来减少漏失。31线宽参数线宽参数 7 7 mil mil 实际线宽实际线宽MIN LINE=6 milsMIN LINE=6 milsPixel size=Pixel size=0.750.75 mil mil2
23、 2 mil mil 线宽线宽如果实际线路宽度比最小线宽参数小则报告为缺点。如果实际线路宽度比最小线宽参数小则报告为缺点。最小线宽最小线宽正常线宽正常线宽AOI32间距间距参数参数 目目 的的:参数设置参数设置:正常间距正常间距最小间距最小间距找出任何两找出任何两铜面铜面之间有间距不足之间有间距不足的地方的地方.AOI33二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净造成间距减少的漏失造成间距减少的漏失 2在资料制作时，所选用的解析度的大小会直接影响该料号在资料制作时，所选用的解析度的大小会直接影响该料号的检测精度和产量，解析度值越大，分辨率越低，侦测能的
24、检测精度和产量，解析度值越大，分辨率越低，侦测能力越弱。反之，解析度值越小，分辨率越高，侦测能力越力越弱。反之，解析度值越小，分辨率越高，侦测能力越强。具体的解析度与分辨率的对应关系如下图：强。具体的解析度与分辨率的对应关系如下图：Normal 高分辨率高分辨率（解析度值小）（解析度值小）低分辨率（解析度值大）低分辨率（解析度值大）34二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净造成间距减少的漏失造成间距减少的漏失 1解析度大小的优缺点及设定解析度大小的优缺点及设定 解析度越小侦测能力较高，但不是越小解析度越小侦测能力较高，但不是越小越好，解析度小扫描速
25、度也越慢，内部越好，解析度小扫描速度也越慢，内部逻辑的时间会越长，假缺陷也会增多，逻辑的时间会越长，假缺陷也会增多，影响设备的产能。通常我们所选用的解影响设备的产能。通常我们所选用的解析度采用以下原则：分辨率为最小析度采用以下原则：分辨率为最小/线线宽线距的十分之一（取较小值）宽线距的十分之一（取较小值）35二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净二：导体边缘处较小缺口或导体之间因腐蚀不净造成间距减少的漏失造成间距减少的漏失 1：报线宽假点的处理方法：一般如无报线距假点，：报线宽假点的处理方法：一般如无报线距假点，最小线宽值应尽量打大，加强对突铜的侦测。最小线宽值应尽量打大，加强对突铜的侦测
26、。任何缺陷的侦测，首要前提要有该缺陷的扫描图任何缺陷的侦测，首要前提要有该缺陷的扫描图像，以扫描图象为标准像，以扫描图象为标准。标准图象 扫描图形361：报线间距宽假点的处理方法：报线间距宽假点的处理方法如扫描图象有失真情况（如线与线之间粘在一起），只能通过调整如扫描图象有失真情况（如线与线之间粘在一起），只能通过调整DRC Thresholds，从而调整扫描图象。，从而调整扫描图象。37 DRC Thresholds Max(最大临界值最大临界值):数值越大，对缺口的侦测能力越强，降低数值可减少报线数值越大，对缺口的侦测能力越强，降低数值可减少报线宽假点，数值过低减弱对缺口的侦测能力，内层可
27、设数值为宽假点，数值过低减弱对缺口的侦测能力，内层可设数值为45-70;外层可设外层可设数值为数值为3565.Min(最小临界值最小临界值):数值越小，对突铜数值越小，对突铜.短路的侦测能力越强，升高数值可减少短路的侦测能力越强，升高数值可减少报线距假点，数值过高减弱对突铜报线距假点，数值过高减弱对突铜.短路的侦测能力，内层可设数值为短路的侦测能力，内层可设数值为15-45;外层可设数值为外层可设数值为2545.通常通过增加最小线宽通常通过增加最小线宽/间距的值来提高对线边缘缺陷的侦测能力，一般不建间距的值来提高对线边缘缺陷的侦测能力，一般不建议采用调节灰度值的方法议采用调节灰度值的方法。38
28、AOI机在扫描过程中出现频繁错位机在扫描过程中出现频繁错位 1）错位的情况分为两种，一种是物理错位，一种是光错位）错位的情况分为两种，一种是物理错位，一种是光错位 物理错位指板件在检测时相对对位时物理位置有偏移，且物理错位指板件在检测时相对对位时物理位置有偏移，且偏移位置大于偏移位置大于AOI系统自动纠正范围系统自动纠正范围 光学错位指板件因反光度相对对位时灰度临界有较大差异，光学错位指板件因反光度相对对位时灰度临界有较大差异，从而使从而使AOI对位时默认的临界灰度值无法清晰识别铜和基对位时默认的临界灰度值无法清晰识别铜和基材材39AOI机在扫描过程中出现频繁错位针对物理错位针对物理错位:针对
29、偏移位置较大，可以采用重新针对偏移位置较大，可以采用重新对位来解决；针对重新对位后，还对位来解决；针对重新对位后，还存在频繁且较小距离的错位，我们存在频繁且较小距离的错位，我们可以通过降低可以通过降低CMTS参数敏感度来参数敏感度来减少错位所造成的假缺陷，减少错位所造成的假缺陷，CMTS的敏感度由高到低分别的敏感度由高到低分别 1.2,1.5,2.2,2.8,3.1,3.8等，对数等，对数 值越大值越大,敏感度敏感度 越低。为增大越低。为增大 设备的自我纠错范围；同时也设备的自我纠错范围；同时也 可以点击扫描界面工具栏里一可以点击扫描界面工具栏里一 自动对位按钮进行设备自动自动对位按钮进行设备
30、自动 纠错扫描；纠错扫描；针对台面的稳定针对台面的稳定 性造成错位性造成错位 则需设备维修人则需设备维修人 员对台面进行员对台面进行 校准等校准等 。40AOI机在扫描过程中出现频繁错位机在扫描过程中出现频繁错位 光学错位光学错位：简单的分析是板面反光度不一致，每一档案号：简单的分析是板面反光度不一致，每一档案号进行扫描前都需要对位，对位不仅仅是使进行扫描前都需要对位，对位不仅仅是使CAM图像与实际图像与实际扫描影像进行吻合，同时扫描影像进行吻合，同时CCD镜头通过扫描各采光点进行镜头通过扫描各采光点进行灰度摄取，将结果通过数据转换以数据段的形式把铜面和灰度摄取，将结果通过数据转换以数据段的形
31、式把铜面和基材进行灰度临界区分，所以不同的采光点及不同的铜面基材进行灰度临界区分，所以不同的采光点及不同的铜面反光度都直接影响灰度临界值的变化，因此在扫描过程中反光度都直接影响灰度临界值的变化，因此在扫描过程中若出现板面反光强度不一致时，原有的灰度临界值无法识若出现板面反光强度不一致时，原有的灰度临界值无法识别区分铜面与基材从而出现光学错位，针对此类错位我们别区分铜面与基材从而出现光学错位，针对此类错位我们可以通过改变采光点，一般选择铜面与基材分布比例较均可以通过改变采光点，一般选择铜面与基材分布比例较均匀的区域进行采光，或者对反光有差异的板件进行区分筛匀的区域进行采光，或者对反光有差异的板件
32、进行区分筛选，分开检验选，分开检验。41网格类假缺陷的处理网格类假缺陷的处理1:前期针对网格板的检测时，通常采用的方法是前期针对网格板的检测时，通常采用的方法是对网格不检区进行逐个删除。现由于对网格不检区进行逐个删除。现由于AOI的版本的版本升级后，可以通过网格滤除来解决此问题，但在升级后，可以通过网格滤除来解决此问题，但在滤除过程中，网滤除过程中，网 格滤除时也有一定的注意事项格滤除时也有一定的注意事项2:可以在可以在MIN 的值中填上的值中填上0或此或此 类网格的最小值，在类网格的最小值，在MAX中填写中填写 此网格的最大值，可以得到滤除此网格的最大值，可以得到滤除 后的图像，白色代表你所
33、选的后的图像，白色代表你所选的 MIN-MAX之间的网格填充，蓝之间的网格填充，蓝 色代表你所需要网格外所扩充的色代表你所需要网格外所扩充的 大小，通常要求蓝色要覆盖住白大小，通常要求蓝色要覆盖住白 色区域，且整片网格都被相对应色区域，且整片网格都被相对应 的蓝色、白色覆盖，才起到整个的蓝色、白色覆盖，才起到整个 网格滤除的作用。同时也需注意网格滤除的作用。同时也需注意 不可以覆盖到网格周边的有效图不可以覆盖到网格周边的有效图 形。若相临网格间未被蓝色所完形。若相临网格间未被蓝色所完 全覆盖，在检测过程中可能会报全覆盖，在检测过程中可能会报 假缺陷。另外，网格重复滤除的假缺陷。另外，网格重复滤
34、除的 次数一般不多于两次，重复滤除次数一般不多于两次，重复滤除 会造成网格大片的假缺陷。会造成网格大片的假缺陷。42 出现报孔的假缺陷较多出现报孔的假缺陷较多 1:电板由于电镀过程中的某电板由于电镀过程中的某种原因，造成孔口发亮，导种原因，造成孔口发亮，导致检测过程中反光不均匀，致检测过程中反光不均匀，假缺陷增多假缺陷增多.2:当机器报一些大孔假点时，当机器报一些大孔假点时，我们可以在作图一样的把大我们可以在作图一样的把大 孔滤除，可以在孔滤除，可以在MIN 的值的值中填中填 上上0或此类孔的最小值，在或此类孔的最小值，在 MAX中填写此孔的最大值中填写此孔的最大值，在在DILATE中填上孔向
35、外延中填上孔向外延 伸的大小，但此处不能填入伸的大小，但此处不能填入 太大的数，一般不能大于太大的数，一般不能大于43出现报孔的假缺陷较多出现报孔的假缺陷较多 1：当报小孔时，我们一般看到的都是整板的报：当报小孔时，我们一般看到的都是整板的报孔或报但个单元的孔，孔或报但个单元的孔，2：这样发解决方法就是把对位点换到小孔比较：这样发解决方法就是把对位点换到小孔比较密集的地方，重新对位，在一种解决方法就是把密集的地方，重新对位，在一种解决方法就是把我们学习的地方，应我们学习的地方，应MIX然后我们把对位点换到然后我们把对位点换到机器顺着的两个对位点，然后重新扫描就机器顺着的两个对位点，然后重新扫描就OK44总结总结 对于这次培训，其实我们大家都知对于这次培训，其实我们大家都知道，只是我们都没有去摸索，没有道，只是我们都没有去摸索，没有那种创新，只要自己每天下班晚走那种创新，只要自己每天下班晚走一会，把自己今天遇到的难点，疑一会，把自己今天遇到的难点，疑问点，统统记下来，然后问我们的问点，统统记下来，然后问我们的领班和主任，我相信我们大家都会领班和主任，我相信我们大家都会有很大的进步！有很大的进步！45 拜拜 拜拜
