因为3D自动光学检测(3D-AOI)技术可以提供真实的体积高度信息,所以能够检测出电路板上表面贴装技术(SMT)组件是否存在质量问题,经常应用于回流焊接前或焊接后的阶段。将2D-AOI和3D-AOI技术结合使用,是确保检测出所有可见缺陷特征的最佳方法。
1 3D-AOI系统的视觉配置
将带有四个侧置式投射器或四个侧置式相机的正交(垂直)顶视图相机分别用于前、后、左和右视角,适用于测量真实体积高度的多角度相机系统。从多个角度使用彩色光源还可以提高3D-AOI系统的成像质量。
常见的检测领域包括:包装共面性、导线起翘、缺失和存在性检查、广告牌和异物碎片。
2 3D-AOI的应用领域
在印刷电路板的制造过程中,其中一个关键步骤就是检测和纠正任何存在的制造缺陷。AOI使您能够检测和监控印刷电路板的生产质量,并在流程中的任何战略关键点纠正发现的问题。
● 表面贴装器件
检测组件是否存在贴装质量问题,包括:组件主体偏移、短路、反向错误、部件有误、缺失部件等。
● 为AOI机器提供视觉能力
识别由焊剂印刷、组件安装和回流焊接引起的缺陷。
● 测量
提供组装PCB和其他电子设备的实际高度和体积测量值。
3 常见的光学检测应用的痛点
01 挑战
● 随着组件尺寸变小,焊接密度变高,需要使用更高分辨率和帧速率的检测设备才能满足生产要求。
● 要实现更高的成像质量,通常要使用搭载大型芯片的相机并配合大卡口镜头,从而推高成本。
● 由于AOI检测需要较高的稳定性,在选择和集成合适的产品时具有挑战性,并非所有产品都兼容,所以使得以上的挑战更加严峻。
02 原因
● 在现有CXP-6带宽的限制下,平衡高分辨率和高帧速率难度较大。
● AOI检测对故障的精确检测具有很高的稳定性要求。
● 市面上1:1相机芯片的选择较少。
● 通常的做法是通过不同的供应商采购产品以降低成本。
03 解决方案
● 百万像素级相机,可以更好地平衡高分辨率和高帧速率。
● 长宽比为1:1,可实现更高的视场精度。
● C-mount/F-mount镜头能提供更多选择,以获得更出色的性价比。
● 易于集成的专有接口卡。
● 有多种可靠、适配的配件可供选择,具有出色的性价比。
4 适用方案配件
选择合适的系统分辨率,是在选择AOI系统时要考虑的关键参数之一。这通常就涉及就要确定在检测焊剂体积时所需的检测速度和精度,以及在PCB上最小组件的尺寸。
AOI检测系统在特定的成像分辨率下,视场的大小由相机芯片的分辨率决定。较大的视场(FOV)意味着扫描印刷电路板所需的图像数量较少,但较高像素的相机则需要花费更多的时间来采集每个图像。虽然像素较低的相机视场较小,但在采集新图像帧时,它需要的时间要短得多,可产生更高的帧速率,使用动态成像技术即可覆盖较大的印刷电路板区域,无需在静止状态下拍摄每一帧图像。
最重要的是,在选择AOI系统时需要平衡这些关键参数,以充分满足应用需求。
■ 1、2、4通道
■ 板载前端GPIO接口
■ PCIe × 8 (G3)
■ 由Pylon驱动
■ PoCXP