AOI自动光学检测机测试技术

1、AOI自动光学检测机测试技术前言当印刷电路板的价格以每年六到八个百分点的速度持续滑落，产品的生产良率就成为维持产业竞争力的要素。要获得高的良品率需要有良好的制造控制能力，而要获得良好的制程控制，似乎就必须要在各个制程中执行良好的检测管制，如：钻孔、影像转移、最终金属处理等等。同时所有检测的结果都应该要回馈作为制程改善的依据，检测工作在制造工程中的重要性呈现与日俱增的态势。电路板制造业者目前比较注意的主要检验领域有：l  A0I内层及各种表面检查l  AOI孔/微孔的检查l  （最终）电气测试l  阻抗控制测试l  应力应变测试新的产业技术地图与

2、规范逐年更新，虽然新的非新触式电气测试技术并没有完全成熟，但是它们并没有就此消失。而这些新兴的技术还在持续推向市场，只是采用的方式是潜在渐进的。检查与电气测试在电子产业中逐步发展，人们意识到这些所谓的无附加价值程序，实际上对于制程控制与良率改善会有实质的帮助。换言之用在检查上的每一块钱，都有可能帮助业者在别的地方省下更多钱。至于影响效果的决定者，来自于如何安排投资的钱应该放在那一种正确的选择上，在成本效益方面的问题，则是比较后面应该要研究的课题。过去产业那种不需要生产检查的日子已经相当遥远了，因为产品需求的增加（高频、埋入式组件、高密度结构、细线路），检测设备的规格必然会将它们纳入，以确认产品

3、有良好表现同时提供更佳的产品服务与最终良品率。而产品的后段客户，也会依据良品率来判定进货可能存在的质量风险，潜在的问题时常出现在比较低良品率的产品上。这些是业者在不断制造技术的过程中，必然要注意到的课题。1、 什么是AOI测试技术AOI是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展较为迅速，目前很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，并将采集到的图像数据与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。实施目标：实施AOI有以下两类主要的目标： 1.1、最终品质(End qual

4、ity)对产品走下生产线时的最终状态进行监控。当生产问题非常清楚、产品混合度高、数量和速度为关键因素的时候，优先采用这个目标。AOI通常放置在生产线上的中端。在这个位置，设备可以产生范围广泛的过程控制信息。1.2、过程跟踪(Process tracking)。使用检查设备来监视生产过程。典型地是详细的缺陷分类。当产品可靠性很重要、低混合度的大批量制造时，制造商优先采用这个目标。通过检测，在线监控具体生产状况，并为生产工艺的调整提供必要的依据。2、利用AOI检验电路板2.1、一般性的观察制程内的电路板检查，可以节省大量因为制造缺陷所产生的报废成本。AOI是唯一可以用来进行事前影像检查检知缺陷的工

5、具，这样可以让电路板制作成本最小化并极大化其良品率。AOI可以侦测到其它方法所无法侦测的缺点模式。这样不仅只是可以节省人工成本，同时可以标示较高密度电路板的缺点，特别是一些人眼睛无法侦测到的缺点。自动光学检测系统经过改善，提升了系统的速度并降低了误判率，在多数的应用中AOI比电气测试方法更常被应用在内层板的检验上，至于外层与最终产品方面则比较常使用电气测试来检验。对于内部有通孔设计与低密度结构的电格板应用，也会采用电气测试方法来验证其结构，但是使用AOI进行检测可以抓出更多的缺陷。治具的高价格仍然是影响内层板采用电气测试的最大阻力，比较高层次的多层板则会用在细线路的测试验证上，尽管在高密度的内

6、层产品方面可以预言有其微量的成长空间，治具的数量、密度，整体而言还是主要的治具成本障碍。简单的多层板设计具有大的间距结构，比较容易有效进行电气测试，但是这样的设计相对比较少。视觉检查相对于电气测试更广泛的被接受，同时也可以避免额外的测试治具成本耗用。而高层数的多层板需要使用比较薄的内层核心板，其大面积的强度问题也是使用电气测试的障碍，这些都相对提升了AOI光学检查的重要性。2.2、目视、AOI检验与电气测试电路板的获利能力与产出良率有直接的关系，所有的制造商都尝试从各方面提升其良率，这在多层板的制作方面更是如此。制作多层电路板时，在制程中间进行检查有助于提升良率，如果在最终产品上发现内层板的缺

7、点，这种产品是无法弥补必须要报废的。如果电路板无法修补，所有投注在这片电路板上的成本都会付诸流水，这当然就会造成获利能力的损伤。传统目视检查曾经是最好的内层板检查法，利用有良好视力的人员在压合前进行内层板表面检查相当普遍。如果发现有缺陷出现，检查人时常会进行修补。但是当电路板的密度提升，这让目视检查的难度提高，此时增加放大影像的设计就有助于发现缺陷，但是会使得目视检查变得更慢也更不精确。有几种方法可以帮助人工检查的程序，这包括了电气测试与AOI检查两种方法都可以提升良率。电气测试需要客制化的治具，同时必需要进行个别料号的的治具制作，而且每一片内层板都需要治具。各个治具的花费可能都需要花费数万元

8、，依据需要测试的点数、人工成本、制作时间而有差异 。电气测试可以侦测短路断路，这方面的缺陷有可能是利用人工目视所无法侦测的。电气测试的缺点是，它无法判定适当的线路图形状况。这些线路图形的外观可能是线路或断路，是以蚀刻制程制作在基材上的，但是并没有办法符合实际的设计需求。特定的制程或材料会导致这样的问题发生，而未连接与突出、缩减的铜面也无法以电气测试侦测，因此电气测试时常视目视检查所取代。AOI检查已经成为内层板制作的必备设备，因为人工的目视检查无法稳定完成这样的任务。经过多年的努力，不论在硬体与软体上都让电路板业者可以安心的选用这种AOI解决方案。检验的标准与方法，可以依据设计准则来进行比对与

9、调整，使用者可以依据需要进行形状的定义与尺寸的调整。速度、精度、周边配备，会依据设备价位的不同而有差异，每年设备都会在价格功能比上有明显成长。但到目前为止AOI仍然无法进行电气特性推估（如：电阻值推测），也无法进行通孔的检查，当然更无法检查面次间的连接状况。AOI时常产生许多实际上表面并没有缺陷的误判讯号，例如：微量的导体变化、颜色、表面型态等。这些现象依据规则判定可能认定是缺陷，但是经过人的判定却不是真正的缺陷。这些现象限制，使得业者必需要增加确认的程序来完成检查。2.3、AOI（Auto Optical Inspection）的规则概述AOI目前仍然没有办法提供完整的缺点辨认能力，因此目前的做法是将缺点产品抓出，并经过再一次的人工辨认确认将可修补的部分完成修补，并将无法修补或不值得修补的产品报废。AOI提供三个主要的功能各为：影像撷取、影像分析、缺点位置标示。这些作业可以是手动或自动的，一般的扫描作业都可以在短时间内利用光学机构与软件的架构完成。AOI一般都具有统计辅助的系统，它会将主要的缺点项目记录在数据资料中，一方面可以作为确认工作站的基础资料，另一方面也可以经过整理作为制程改进的参考依据。因为到目前为止都没有完美无失误的AOI系统出现，因此所有出现缺点讯号的电路板都必须要再经过作