PCB线路检验用AOI原理介绍

11/11线路检验用AOI原理介绍何为AOI?二、AOI的测试逻辑三、AOI的测试过程何为AOI？AOI—AutomaticOpticalInspection自动光学检验机早期的PCB板，线路简单，用目视法就能进行检测；随着科技的发展，PCB板趋于小体积、多层和密集细线路，使目测法受到严重挑战，于是有了AOI的出现，目的在于借光学设备检测取代传统目视方法。按光学系统分类，AOI有两类﹕激光光（Laser）和卤素灯（CCD）其原理和优缺点如下表所示﹕种类Laser光卤素灯原理利用带能量的Laser光照射板子，基材受能量激发而释放出荧光（金属无此作用），再透过Filter过滤不同波长之光源，以区分基材或金属。在卤素灯照射下，由于金属的放射光比基板的放射光强，再通过接收器收集并订出界线判断强弱，即可区分出金属与基材。优点对基材表面缺陷，Laser型侦测力较强由于金属受光照后有强烈反光，故对金属表面侦测力高缺点对金属表面缺点侦测能力差对基材上的缺点侦测力差两者示意图如下﹕螢光強弱底片铜线路螢光強弱訊號截取線反射光強弱訊號截取線訊號截取線反射光強弱訊號截取線AOI的测试逻辑在上述两种系统中，接收到基材发射的荧光或金属反射光的像素，将被计算机判断为1，否则判为0，于是计算机就获取了图象。获得影像后，如何判定缺点呢？靠两个逻辑来判断:1.REFERENCE、2.DESIGNRULE名称DESIGNRULEREFERENCE概念将设定之规格与板子上的对象进行对比与板子的影像进行对比优点可测出板子是否违反程序所设定的规则少了或是多了的问题缺点不能检测板子上多了或是少了的问题对板子上的对象是否符合规格无法判断因此，最佳测试是两大逻辑并用例如﹕线路的最小宽度为3mil，最大为5mil，如果此时线宽只有2mil，则是靠DESIGNRULE所设定之参数判为缺点。但若要测出少了一个孔或是多了一条线路则必须靠REFERENCERULE.图例如下﹕少了一個孔，靠REFERENCE可判為缺點由DESIGNRULE規範成為缺點5mil3mil2mil少了一個孔，靠REFERENCE可判為缺點由DESIGNRULE規範成為缺點5mil3mil2mil在相同的测试原则下又可分出两种测试方法﹕PIXELTOPIXEL（像素对像素）将图形分解为一个一个的小方格，再判定其为0（白）或为1(黑)，由此组成图形。再将记忆之标准图象与被测物体之图象，一格一格的比较找出不同点。像素大小对测试各方面的影响如下表﹕像素大小大小近似于低倍显微镜高倍显微镜检测PCB速度高速低速灵敏度和精确度低高侦测力弱强假缺点少多用PIXELTOPIXEL比较法，要花较多内存存储图象REFERENCE,而且每个PIXEL都进行比较，将花去大量的时间，且假性缺点高。功能学在此定义了两个名词，通过比较这两个特性是多或少了来判定是否有缺点存在。JUNCTION:两个导体的连接点OPENEND:一个延伸的导体不能继续延伸的端点。此种检测方法是先记忆无缺点板有多少个JUNCTION和OPEN-END,记入REFERENCE中，然后再将获得的图形中的JUNCTION和OPENEND与之对比，无论是多或少了都是有缺点。比起第一种方法来，只须记忆少数点，所花内存少，对比时间少，假缺点也少。举例说明﹕OPENENDOPENENDOPENENDOPENEND断路，多出两个OPENEND.OPENENDOPENEND丢失了一个PAD,则多出一个OPENEND,少一个JUNCTIONAOI的测试过程﹕现以ORBOTECH公司的PC-1400系列AOI为例，进一步介绍AOI是如何进行缺点侦测的。LIGHTPC-1400系列AOI属于CCD型，在光学部分使用卤素灯。两组光源﹕直射光（REFRECTIVE）、散射光(DIFFUSIVE)图例如下﹕ REFRECTIVEDIFFUSIVE直射光(REFLECTIVE)光强﹕0123456 铜面缺点侦测力弱强铜面假缺点少多底板缺点侦测力强弱底板假缺点多少散射光（DIFFUSIVE）光强﹕0123456 铜面缺点侦测力弱强铜面假缺点少多底板缺点侦测力强弱底板假缺点多少2、FOCUS(对焦)首先利用对焦条自动调好高度，再根据板厚参数值将镜头升高3、CALIBRATION(校正)经两组光照射后，接收器将反射回来的不同波长的光波（基材和铜面）收集起来。为了对此两者进行区分，选取板子某一处的反射光作为标准去进行比较，比此强的为铜面，弱的则为基板，于是形成了大概的影像。線路位置灰階 線路位置灰階 选密集线路区中庸区稀疏线路区凹陷侦测强弱铜面假缺点多少短路（渗透）弱强底板假缺点少多如选密集线路区，铜面多因而反光强，标准的强度也一定很高，所以稍微有一点凹陷，反光强度不够，就会被判断出来。而对于较细小的短路、渗透因为铜面积少，反射光达不到标准强度，因而对此类缺点不易被侦测出来。稀疏线路区则正好相反。所以一般选中庸区作校正。4、EXPOSURE得到粗略的影像后，由于介于铜面和基板间的物质较多，计算机将作一个强化处理，把处于中间的物质作一个区分，使象铜的物质与铜更接近，象基板的物质与基板更接近。5、THRESHOLD(信号截取线)经过上面步骤之后，计算机自动生成一个直方图列。选择某一灰阶作为基准，对铜面和基板进行判定。LNMHLH凹陷侦测力弱强铜面假缺点少多短路(渗透)侦测强弱底板假缺点多少经