1、第第 1 頁，共頁，共 22 頁頁AOI精簡精簡培訓教程培訓教程Prepared by：Haiou YanDate：May 6,2011第第 2 頁，共頁，共 22 頁頁課程提綱課程提綱一、一、AOIAOI設備外觀圖及主要規格參數設備外觀圖及主要規格參數二、二、三、三、AOIAOI檢測原理和檢測框參數設定檢測原理和檢測框參數設定四、四、AOIAOI程式製作流程程式製作流程五、五、第第 3 頁，共頁，共 22 頁頁一、一、AOIAOI設備外觀圖及主要規格參數設備外觀圖及主要規格參數項目項目規格規格/參數參數AOI設備型號設備型號TR7500相機規格相機規格高速高速 3CCD 彩色相機彩色相機(T
2、op)Monochrome CCD相機相機(Angle)光源系統型式光源系統型式交錯式交錯式RGB彩色彩色LED光源（多光源（多分區多角度控制）分區多角度控制）可測可測PCB基板尺寸基板尺寸50 X 50 510 X 460 mmX-Y Table解析精度解析精度1 m最大可測最大可測 PCB 重量重量3 Kg第第 4 頁，共頁，共 22 頁頁二、二、可使用的檢測位置：可使用的檢測位置：1）爐前，）爐前，2）爐後，）爐後，3）2D錫膏，錫膏，4）DIP段（插件及波峰焊後），段（插件及波峰焊後），5）紅膠製程）紅膠製程可檢測的不良項目：可檢測的不良項目：1）本體部分：缺件、偏位、旋轉、側立、立碑
3、、翻件、極反、錯料、破損、錯位等）本體部分：缺件、偏位、旋轉、側立、立碑、翻件、極反、錯料、破損、錯位等2）焊接部分：錫少、錫多、空焊（虛焊、假焊）、腳翹、腳歪、短路、溢膠等）焊接部分：錫少、錫多、空焊（虛焊、假焊）、腳翹、腳歪、短路、溢膠等3）2D錫膏部分：錫少、錫多、無錫、連錫、印刷偏移等。錫膏部分：錫少、錫多、無錫、連錫、印刷偏移等。4）DIP插件類：缺件、極反、錫少、錫多、錫洞、插件類：缺件、極反、錫少、錫多、錫洞、Pin腳未出、短路等腳未出、短路等5）金手指不良：缺損、刮痕、氧化、粘錫、粘異物等）金手指不良：缺損、刮痕、氧化、粘錫、粘異物等主要功能（部分）：主要功能（部分）：1）測試
4、數據與不良圖片自動收集與存檔）測試數據與不良圖片自動收集與存檔2）拼板測試能力：正正拼板、正反拼板、）拼板測試能力：正正拼板、正反拼板、0度和度和180度拼板、兩個不同的機種拼板度拼板、兩個不同的機種拼板3）雙面板程式自動切換測試能力、多個機种同時測試能力）雙面板程式自動切換測試能力、多個機种同時測試能力4）條碼讀取與記錄能力：一維、二維皆支持）條碼讀取與記錄能力：一維、二維皆支持5）SPC：測試數據收集與分析，能夠以：測試數據收集與分析，能夠以Excel直接輸出測試報表直接輸出測試報表6）ShopFlow連接功能連接功能第第 5 頁，共頁，共 22 頁頁三、三、AOIAOI檢測原理和檢測框參
5、數設定檢測原理和檢測框參數設定1 1、影像比對方法、影像比對方法 方法一方法一.幾何學特徵比對幾何學特徵比對 方法二方法二.標準化相關性比對標準化相關性比對2 2、灰階像數統計、灰階像數統計3 3、RGBRGB三色像數分佈統計以及其它三色像數分佈統計以及其它第第 6 頁，共頁，共 22 頁頁1 1、影像比對方法、影像比對方法 方法一方法一.幾何學特徵比對幾何學特徵比對 將影像的輪廓特徵值記憶，并作為比對的特徵。將影像的輪廓特徵值記憶，并作為比對的特徵。MissingMissing框即是使用此方框即是使用此方法作比對，而法作比對，而WarpWarp框也可以選擇使用本方法進行影像比對。采用此方法，
6、首框也可以選擇使用本方法進行影像比對。采用此方法，首先程式會將取得的標準影像找出灰階變異區域，以向量定義出邊界綫進而解析先程式會將取得的標準影像找出灰階變異區域，以向量定義出邊界綫進而解析出輪廓特徵。出輪廓特徵。第第 7 頁，共頁，共 22 頁頁特徴解析輪廓抽出以灰階變化定義特徵向量第第 8 頁，共頁，共 22 頁頁Similarity-待測影像與標準影像之相似度標準待測影像與標準影像之相似度標準ShiftX-待測元件之待測元件之X方向位移的容許程度方向位移的容許程度ShiftY-待測元件之待測元件之Y方向位移的容許程度方向位移的容許程度Rotation-待測元件之旋轉角度的容許程度待測元件之
7、旋轉角度的容許程度Level Difference-比較正中央比較正中央1010圖元區域的灰階平均值圖元區域的灰階平均值Polarity Check-勾選表示若元件旋轉勾選表示若元件旋轉180度會判定為缺陷度會判定為缺陷Level Check-勾選表示勾選表示Level Difference功能開啟功能開啟用來檢查零件之缺件、損件、偏移、立碑、極性。用來檢查零件之缺件、損件、偏移、立碑、極性。第第 9 頁，共頁，共 22 頁頁缺件缺件偏移偏移歪斜歪斜極性極性立碑立碑標準影像第第 10 頁，共頁，共 22 頁頁缺件缺件偏移偏移第第 11 頁，共頁，共 22 頁頁第第 12 頁，共頁，共 22 頁
8、頁方法二方法二.標準化相關性比對標準化相關性比對 將影像灰階特徵記憶，並在待測影像之搜尋範圍內找尋最為相似的影像。將影像灰階特徵記憶，並在待測影像之搜尋範圍內找尋最為相似的影像。LeadLead框即是使用此方法作比對，而框即是使用此方法作比對，而WarpWarp框也可以選擇使用本方法進行影像框也可以選擇使用本方法進行影像比對。比對。第第 13 頁，共頁，共 22 頁頁相似度門檻60樣本影像80904550FAILFAIL第第 14 頁，共頁，共 22 頁頁Similarity Similarity 待測影像與標準影像之相似度標準待測影像與標準影像之相似度標準Shift XShift X 待測元
9、件之待測元件之X X方向位移的容許程度方向位移的容許程度Shift YShift Y 待測元件之待測元件之Y Y方向位移的容許程度方向位移的容許程度Skew DifferenceSkew Difference 相鄰兩個相鄰兩個LeadLead框之間的高低差的容許程度框之間的高低差的容許程度Shift ModeShift Mode 若勾選本項目，表示以檢測框中心位置的偏移量取代若勾選本項目，表示以檢測框中心位置的偏移量取代X X及及Y Y方向方向 的偏移量參數。數值標示檢測框中心位置偏移量的容許程度。的偏移量參數。數值標示檢測框中心位置偏移量的容許程度。用來檢查用來檢查ICIC腳之缺件、偏移、腳
10、彎腳之缺件、偏移、腳彎 。第第 15 頁，共頁，共 22 頁頁画像画像FAIL第第 16 頁，共頁，共 22 頁頁2 2、灰階像數統計、灰階像數統計二值化處理二值化處理灰階從最暗的黑色（第 0階）到最亮的白色（第 255階）共分為 256階個層次。如下圖：今有影像的灰階畫素如下圖分佈：首先指定一灰階門檻值（Threshold），如 140 ，在此原則下，大於 140灰階的畫素都視為白色，小於 140為黑色。二值化後的情形如下：二值化後，灰階僅分為黑與白兩類，以下檢測框皆使用此二值化方式判別。第第 17 頁，共頁，共 22 頁頁正常爬錫正常爬錫空焊空焊 第第 18 頁，共頁，共 22 頁頁B/W
11、 Threshold 判定黑與白分野的門檻值。判定黑與白分野的門檻值。Bright Ratio 則表示檢測框中白色所佔的比例。則表示檢測框中白色所佔的比例。TEST Method Bright 若檢測框中白色區域超出設定的比例則判定為瑕疵。若檢測框中白色區域超出設定的比例則判定為瑕疵。Dark 若檢測框中白色區域低於設定的比例則判定為瑕疵。若檢測框中白色區域低於設定的比例則判定為瑕疵。此檢測框是用來檢查元件的空焊、缺件、極性。利用灰階值此檢測框是用來檢查元件的空焊、缺件、極性。利用灰階值(0-255)(0-255)來設定門來設定門檻值及所佔比例來判斷是否通過檢測，且可以設定檢測框是要抓亮還是暗
12、。檻值及所佔比例來判斷是否通過檢測，且可以設定檢測框是要抓亮還是暗。第第 19 頁，共頁，共 22 頁頁Gray Level025514080Gray LevelB/W第第 20 頁，共頁，共 22 頁頁ABBright Ratio=第第 21 頁，共頁，共 22 頁頁測亮測亮測暗測暗Ex.Set Ratio=40(%)測試結果測試結果30 40PASSFAIL30 40PASSFAIL測試結果測試結果第第 22 頁，共頁，共 22 頁頁 測亮測亮 測暗測暗ThresholdBright Ratio越小越嚴越小越嚴ThresholdBright Ratio越大越嚴越大越嚴第第 23 頁，共頁，
13、共 22 頁頁此檢測框是用來檢查元件此檢測框是用來檢查元件ICIC腳的短路。腳的短路。Bridge Threshold 判定黑與白分野的門檻值判定黑與白分野的門檻值Bridge Range Ratio 檢查畫素的個數檢查畫素的個數Bridge Type 尋找垂直尋找垂直、水平方向或者兩個方向的短路水平方向或者兩個方向的短路第第 24 頁，共頁，共 22 頁頁短路短路第第 25 頁，共頁，共 22 頁頁可用來檢測表面刮傷，以及可用來檢測表面刮傷，以及ICIC翹腳翹腳 等。等。B/W Threshold 判定黑與白分野的灰階門檻值判定黑與白分野的灰階門檻值Threshold 選擇此項表示只判斷灰階
14、值大於門檻值的影像。選擇此項表示只判斷灰階值大於門檻值的影像。Threshold 選擇此項表示只判斷灰階值小於門檻值的影像。選擇此項表示只判斷灰階值小於門檻值的影像。Both 選擇此項表示系統會判斷灰階值大於或小於門檻值的影像。選擇此項表示系統會判斷灰階值大於或小於門檻值的影像。Defect Pixel Count 系統會將超出門檻值的畫素系統會將超出門檻值的畫素(pixel)標示出來，標示出來，並將其中相鄰的畫素視為同一群組。在左右的空格內各填入認為是並將其中相鄰的畫素視為同一群組。在左右的空格內各填入認為是缺點群組的最小值及最大值範圍。若填入數值為缺點群組的最小值及最大值範圍。若填入數值為
15、50 Defect Pixel Count 若抓出群組的長寬比大於所輸入的若抓出群組的長寬比大於所輸入的值的話才視為缺點。本功能可用在抓翹腳時影像出現白邊的長寬比。值的話才視為缺點。本功能可用在抓翹腳時影像出現白邊的長寬比。若輸入若輸入0表示此項目不檢測。表示此項目不檢測。第第 26 頁，共頁，共 22 頁頁可用來可用來DIPDIP錫洞等。錫洞等。Edge threshold 相臨相臨pixel之灰階差異門檻值。之灰階差異門檻值。Edge Pixel Count Tolerance 點數門檻值，檢測框範圍內合點數門檻值，檢測框範圍內合乎條件的點的總數大於這個值則顯示乎條件的點的總數大於這個值則
16、顯示Fail。第第 27 頁，共頁，共 22 頁頁3 3、RGBRGB三色像數分佈統計以及其它方法三色像數分佈統計以及其它方法Color Window 用來檢測用來檢測RGB在特定範圍或在特定範圍或條件下所佔的比重，可用來條件下所佔的比重，可用來檢測灰階差異不明顯但某一檢測灰階差異不明顯但某一RBG顏色差異大的位置，例顏色差異大的位置，例如銅箔。將如銅箔。將RGB當成空間中當成空間中的的XYZ軸，當設定軸，當設定RGB的的High-Low後可再彩色空間中後可再彩色空間中畫出一長方體，當測試點的畫出一長方體，當測試點的RGB落在這長方體中即為我落在這長方體中即為我們要檢測之值，另外可設定們要檢測
17、之值，另外可設定Ratio值的值的Under(void 的的dark)或或Over(void 的的bright)來檢測不良。來檢測不良。第第 28 頁，共頁，共 22 頁頁(1)RGB 上下限設定上下限設定(2)設定超過或低於標準比例值，面積小於設定超過或低於標準比例值，面積小於Under Ratio或大於或大於Over Ratio則則Fail。(3)設定設定RGB值關係式值關係式(大於、小於大於、小於)(4)除了設定關係式，還可以設定兩者的差值除了設定關係式，還可以設定兩者的差值(5)可顯示檢測框之可顯示檢測框之RGB分布分布(下頁下頁)第第 29 頁，共頁，共 22 頁頁(6)可直接輸入可
18、直接輸入RGB上下限或用滑鼠拖曳上下上下限或用滑鼠拖曳上下限限(7)Color window影像影像(8)將設定好的值存入將設定好的值存入pass level(確認確認apply是否勾選是否勾選)(9)關閉該視窗關閉該視窗第第 30 頁，共頁，共 22 頁頁Polarity Pair是兩個為一組的檢測框，需調整其位置位於灰階值有差距的位置上。在檢測時若發現是兩個為一組的檢測框，需調整其位置位於灰階值有差距的位置上。在檢測時若發現原本兩個檢測框的灰階值相反時則可以檢測出元件極反。原本兩個檢測框的灰階值相反時則可以檢測出元件極反。第第 31 頁，共頁，共 22 頁頁【色差比對法色差比對法(Colo
19、r Check Method)】TR7500之上方攝影機之上方攝影機(Top-View)是採用是採用3個個CCD感光感應器感光感應器(Sensor)之之攝影機，因此在針對各檢測框之影像，配合攝影機，因此在針對各檢測框之影像，配合RGB三原色的擷取及權重設三原色的擷取及權重設定，能呈現出一般黑白攝影機所無法呈現之色差大的影像。針對上方攝定，能呈現出一般黑白攝影機所無法呈現之色差大的影像。針對上方攝影機所做的各式檢測框，能有較佳的影像對比之品質，造成黑白對比反影機所做的各式檢測框，能有較佳的影像對比之品質，造成黑白對比反差較大而易於檢測出元件缺陷，在此稱為差較大而易於檢測出元件缺陷，在此稱為CCM
20、色差比對法色差比對法(Color Check Method)。第第 32 頁，共頁，共 22 頁頁Chip類為例，左圖為黑白攝影機之影像，右圖為彩色攝影機經類為例，左圖為黑白攝影機之影像，右圖為彩色攝影機經過過RGB Weighting所取得之影像。所取得之影像。第第 33 頁，共頁，共 22 頁頁SOP類為例，左圖為黑白攝影機之影像，右圖為彩色攝影機經過類為例，左圖為黑白攝影機之影像，右圖為彩色攝影機經過RGB Weighting所取得之影像。所取得之影像。第第 34 頁，共頁，共 22 頁頁上述兩個說明，經由黑白攝影機之影像所擷取的灰階影像，在上述兩個說明，經由黑白攝影機之影像所擷取的灰階
21、影像，在焊鍚點上會因表面外形及打光角度，其所反應出的影像大多為焊鍚點上會因表面外形及打光角度，其所反應出的影像大多為黑白不均勻的焊鍚影像，這種影像對比的品質，對於使用檢測黑白不均勻的焊鍚影像，這種影像對比的品質，對於使用檢測框套入焊鍚點上會產生許多不可預期的誤判發生；經由彩色攝框套入焊鍚點上會產生許多不可預期的誤判發生；經由彩色攝影機經過影機經過RGB Weighting轉換所取得之灰階影像，其所反應出轉換所取得之灰階影像，其所反應出的影像為亮暗分明、對比強烈，對於使用檢測框套入做檢測較的影像為亮暗分明、對比強烈，對於使用檢測框套入做檢測較能有穩定而收斂的效果。能有穩定而收斂的效果。第第 35
22、 頁，共頁，共 22 頁頁四、四、AOIAOI程式製作流程程式製作流程第第 36 頁，共頁，共 22 頁頁第第 37 頁，共頁，共 22 頁頁五、五、第第 38 頁，共頁，共 22 頁頁第第 39 頁，共頁，共 22 頁頁第第 40 頁，共頁，共 22 頁頁第第 41 頁，共頁，共 22 頁頁第第 42 頁，共頁，共 22 頁頁第第 43 頁，共頁，共 22 頁頁第第 44 頁，共頁，共 22 頁頁第第 45 頁，共頁，共 22 頁頁第第 46 頁，共頁，共 22 頁頁第第 47 頁，共頁，共 22 頁頁第第 48 頁，共頁，共 22 頁頁第第 49 頁，共頁，共 22 頁頁第第 50 頁，共
23、頁，共 22 頁頁第第 51 頁，共頁，共 22 頁頁第第 52 頁，共頁，共 22 頁頁測試概況報表測試概況報表可查看內容：可查看內容：1）產線線別）產線線別2）機種名稱）機種名稱3）測試總數）測試總數4）測試日期）測試日期5）工單號）工單號6）良率）良率7）不良率）不良率8）誤測率）誤測率第第 53 頁，共頁，共 22 頁頁AOI測試日報表測試日報表可查看內容：可查看內容：1）產線線別）產線線別2）機種名稱）機種名稱3）測試總數）測試總數4）測試日期）測試日期5）不良率不良率6）PPY狀況狀況7）FPY狀況狀況8）不良元件明細）不良元件明細9）誤測元件明細）誤測元件明細第第 54 頁，共頁
24、，共 22 頁頁PPY報表報表可查看內容：可查看內容：1）良率、誤測、）良率、誤測、不良、不良、Pass率的率的PPY狀況狀況2）每小時、每天、）每小時、每天、或每周的或每周的PPY狀狀況況3）各種不良所占）各種不良所占的比列狀況的比列狀況第第 55 頁，共頁，共 22 頁頁Top10 排行榜排行榜可查看內容：可查看內容：1）不良次數最）不良次數最多的元件之多的元件之Top排行及數量排行及數量2）誤測次數最）誤測次數最多的元件之多的元件之Top排行及數量排行及數量3）各種不良分）各種不良分別所占的別所占的PPM不不良率良率4）不良或誤測）不良或誤測元件中具體是哪元件中具體是哪種不良或誤測現種不
25、良或誤測現象的次數最多象的次數最多第第 56 頁，共頁，共 22 頁頁柏拉圖分析報表柏拉圖分析報表可查看內容：可查看內容：1）各種不良現象所）各種不良現象所對應的不良元件位置對應的不良元件位置及不良次數明細及不良次數明細2）各種誤測現象所各種誤測現象所對應的誤測元件位置對應的誤測元件位置及誤測次數明細及誤測次數明細3）不良或誤測之柏）不良或誤測之柏拉圖分佈狀況拉圖分佈狀況第第 57 頁，共頁，共 22 頁頁貼片機不良報表貼片機不良報表可查看內容：可查看內容：1）不良元件所對應）不良元件所對應的貼片機、或的貼片機、或Table、或吸嘴、或或吸嘴、或Feeder的的具體位置具體位置2）不良現象及發
26、生不良現象及發生的次數、百分比或的次數、百分比或PPM等等3）通過此報表可快）通過此報表可快速知道哪個速知道哪個Table、或哪個吸嘴、或哪個或哪個吸嘴、或哪個Feeder出了問題，以出了問題，以便及時調整貼片機台便及時調整貼片機台第第 58 頁，共頁，共 22 頁頁偏移量偏移量Cpk分析報表分析報表可查看內容：可查看內容：1）按板子分析之元）按板子分析之元件偏移量件偏移量Cpk狀況狀況2）按元件分析之元按元件分析之元件偏移量件偏移量Cpk狀況狀況3）按封裝規格分析）按封裝規格分析之元件偏移量之元件偏移量Cpk狀狀況。況。4）通過此報表可分）通過此報表可分析貼片機的打件位置析貼片機的打件位置是
27、否理想。是否理想。第第 59 頁，共頁，共 22 頁頁不良趨勢及管制圖不良趨勢及管制圖可查看內容：可查看內容：1）不良率或不良）不良率或不良PPM或平均不良元件或平均不良元件數數的趨勢圖。可按時的趨勢圖。可按時間段或板數間隔來查間段或板數間隔來查看。看。2）不良率的管制上）不良率的管制上下限。可查看監控到下限。可查看監控到產品的良率是否在允產品的良率是否在允許的管制範圍內，以許的管制範圍內，以及良率的趨勢（往差及良率的趨勢（往差的方式變還是往好的的方式變還是往好的方向變）。方向變）。第第 60 頁，共頁，共 22 頁頁功能説明：功能説明：X-Y偏移量雷達圖偏移量雷達圖 1、可直觀地查看到整塊板
28、子全部、可直觀地查看到整塊板子全部元件的元件的X-Y偏移量狀況，是向偏移量狀況，是向“0點點(即貼片中心位置即貼片中心位置)”)”靠攏，還是靠攏，還是往上、或往下、或往左、或往右偏往上、或往下、或往左、或往右偏移等，都可以直觀地看到。以便快移等，都可以直觀地看到。以便快速調整貼片機的元器件坐標參數。速調整貼片機的元器件坐標參數。2、可按單片大板、可按單片大板(By Board)、或、或單個類型單個類型(By Type)、或單個元件或單個元件(By Cmodel)，以及時間段來做具，以及時間段來做具體分析。體分析。3、能夠提供貼片機的、能夠提供貼片機的 Placer ID、Table/Gantr
29、y(貼片頭貼片頭)、Nozzle(吸嘴吸嘴)、Feeder(進料機進料機)等等具體的信息，這樣可以快速有效地具體的信息，這樣可以快速有效地找到出問題的貼片機位置（貼片頭、找到出問題的貼片機位置（貼片頭、吸嘴或吸嘴或Feeder等）並進行調整等）並進行調整4、能夠以、能夠以Excel格式直接輸出報表格式直接輸出報表貼片機信息貼片機信息顯示顯示欄位欄位第第 61 頁，共頁，共 22 頁頁1）具備豐富的）具備豐富的SFC數據内容（文本文檔格式，數據内容（文本文檔格式，*.txt）。2）内容包括：）内容包括：PCB條碼、機种名稱、檢測日期與時間、工單號、不良元件條碼、機种名稱、檢測日期與時間、工單號、不良元件數量、不良元件位置、不良元件封裝類型或料號、不良現象、不良代碼等數量、不良元件位置、不良元件封裝類型或料號、不良現象、不良代碼等3）通過）通過ShopFlow系統實時監控系統實時監控AOI測試狀況，能夠及早發現生産問題，以測試狀況，能夠及早發現生産問題，以便及時採取預防與改善措施。便及時採取預防與改善措施。第第 62 頁，共頁，共 22 頁頁Thanks！
