一、AOI 的检测原理
1、光線原理
AOI是利用數碼成像對比和亮度分佈對比來檢測貼片元件的。首先來談談光，沒有光線，AOI也無從談起。在日常生活中，我們談到光線都是相對的，在我們的腦海中並不會存在固定的印象，什麼樣的光線是多亮，但AOI不行，它必須規定什麼樣的光是多亮，所以它是靠數值來定光的。AOI的光從“0~255”，0表示“暗” ，255表示“亮”，數值每加1，光的亮度就亮一點，就像數碼彩顯調光一樣。當你把光線定為“128”，那麼它就顯現出一種固定的亮度，並不是隨機產生或者隨時變化的。
其次，在一定的光線條件下，AOI通過影像對比來實現檢測，何為影像對比？舉個例子，拿兩個人的照片來看，當這兩人是雙胞胎時，你會覺得他們長得是比較像的；當這兩人沒有任何血緣關係時，你會覺得他們長相沒有多少相似的地方。AOI正是通過照片對比去檢測現在物體的照片與以前儲存物體的照片的相似程度；而且它必須通過數值來反映，所以AOI中定義這個相似度值從“0~100”；“0”表示一點都不像，“100”表示一模一樣，數值每加1表示更加相像一點，類似于光線增加一點。
2、TR-7100 AOI對各種缺陷檢測的原理
a．缺件（側立、墓碑、錯件、極反）
在TR-7100程式中，我們通過元件本體的影像對比，通過用分數來限定其影像可變化的範圍。拿缺件來說，當檢測位置的元件不在了，它現在所拍到的照片與原來元件在時的照片對比，它的相似度會很低。為什麼呢？舉個例子，給你兩張照片，一張照片上有一張桌子和一個人，另一張照片上只有一張相同的桌子，問你這兩張照片像不像。當然你會說不像，一張照片少了一個人怎麼可能相像呢？所以，它們的相似度很低，也就是相似度數值低。其他缺陷也都是相似度數值達不到正常情況下的數值而被檢測出有問題的。
b．位移和歪斜
對於這兩種缺陷，TR-7100程式是通過在元件本體的參數設置中限制其搜索範圍和上下、左右以及角度方向可偏移的大小來檢測它們的。它是表示電腦憑藉已儲存的照片在一定的範圍裏去尋找和照片相似的影像，這個範圍就是我們需要設定的參數，如果電腦
在這個設定的範圍內找不到符合相似度分數的影像，那麼就能判斷出缺陷的存在。
光
光
錫 c．空焊（有些壓件也可由空焊測到）
空焊是利用光的反射原理來檢測焊點位置是否正常的。（右圖所示） ①、正常吃錫的情況，如圖左邊所示，正光從上方下來，遇到吃錫 斜面產生反射。由於沒有光再回到正面鏡頭，所以從正面看的話， PAD 元件 在電阻左邊靠近電阻的地方（斜面的區域）呈現黑色；反之，如右半部份，當電阻吃錫不上或根本就沒錫，那麼它將垂直反射回從正上方射下的光，在正面鏡頭下所呈現的就是一塊較亮的區域。
②、在TR-7100中，我們使用兩個參數來限定元件吃錫的區域是否良好。一個是光的
亮度，就是前面提到的光線，它的數值範圍是“0~255”；另一個是面積（單位：﹪），範圍是“1~100”。空焊參數的設置是這樣的，先定好兩個參數其中的一個，我們建議固定好亮度，因為在開始設置光源時，元件所在畫面的亮度就已確定，以後只要你不改變光源，相同位置的亮度是一定的，不隨時間變化。定好亮度值後，就可改變面積來控制空焊的檢測是緊還是松。例如，先定好亮度值為85，當發現空焊時空焊框中亮度超過85的面積達到了60%，那麼你可以設定它的面積值為60或60以下，一般為40~55。（空焊框就是加在元件焊接區域的檢測框） d．短路
TR-7100是利用Solder框框住PCB上的錫 Pad和與錫 Pad相焊接的元件部分， Solder框自動向左右或上下方向向外搜索幾個Pixel，在這範圍內如發現亮度超 過所設亮度值，則為短路。如以下圖一所示，這三個Solder框分別向框的左右兩側搜
索（如小箭頭1和2），當它們在幾個Pixel的範圍內找到亮度超過設定亮度時，就判排阻短路；反之正常。所以短路的參數只有一個，就是前面講到的光線，範圍是“0~255”。
SOLDER框 1 2 e．反白
焊接處 就是在元件本體上加一個空焊框，利用元件正面暗，反面白的特徵來檢測元件缺陷的一種方法。它使用的是空焊框，當然空焊參數像以前一樣設置，但參數應該比所加元件測空焊的空焊框參數要松。因為它在亮度相同的情況下，面積會達到元件空焊時的二倍。例如，對一個0603的電阻來說，它的空焊參數為（85、40）如圖中A所示二框，那麼它的反白空焊參數就應設為（85、80），如圖中B所示的框。
A．空焊框（測元件空焊） B．空焊框（測元件反白）
電阻 3、WARP的原理 PCB貼片後經過高溫REFLOW後，會不同程度地產生彎曲變形，原來CAD
資料中元件的座標位置已不是實際元件的座標位置，需要用一個參數來補回所偏移 的距離，這個參數就是WARP。所以WARP在選擇時就要選那些在PCB上位置基 本變化不大的物體，比如PCB上的鑽孔、錫PAD等。舉例說明，如下圖所示，圖 A為未變形板，圖B為變形後的板，假設PCB向上延長了幾個mm，那麼圖A中 的孔和排阻都相應的向上有一段偏移，但二個Solder框是不會移動的，它是按照板未變
形的情況下所作的，如果沒有一個參數來補償排阻向上移動的距離，Solder框還是在原來的地方。所以我們使用WARP來補這一點點的距離給Solder框，讓它也向上移動一段距離，與排阻移動的距離一樣，那麼它又可以準確地檢測排阻的短路了。通常情況下，我們會選取三個孔作WARP的最初影像，三個孔偏多少，二個Solder框也偏多少，這樣Solder框與排阻之間就沒有相對移動了。WARP也是通過影像對比，和檢測缺件一樣，所以它
有相似度的參數；另外還有一個RANGE參數，這是規定電腦在X、Y方向上的搜索範圍。
WARP框
SOLDER框
圖A 圖B
二、AOI判定的标准
不良项目 检测原理 类型 PASS标准 FALL标准 亮度大于135、面积小于35 注解 应用光的反射原理，光的亮度范围0-255，面积范围0-100 CHIP灯光亮度135，面积参数35 类 空焊 黑抓白 IC类 黑白灰谐值为135，面积参数黑白灰谐值大于135，面积小于35 35 CHIP相似度55-65， 偏移量相似度低于55、角度大于12、偏移应用光的反射原理，光的亮偏移 影像灰谐对比 类 X-Y0.19-0.27mm，角度9-12 量大于0.27mm 度范围0-255，面积范围0-100,偏移量范围0-0.6mm. IC类 相似度10-20，偏移量相似度不低于10、偏移量大于X-Y0.21-0.6mm，角度8-12度 0.6mm、角度大于12度 CHIP相似度55-65， 相似度不低于55 “0”表示一點都不像，“100”表示一模一樣 缺件 影像特征对比 类 IC类 相似度55-65 相似度低于55 CHIP黑白灰谐值135，面积参数35 黑白灰谐值大于135、面积小于35 应用光的反射原理，光的亮少锡 黑抓白 类 IC类 黑白灰谐值135，面积参数35 黑白灰谐值大于135、面积小于35 CHIP黑白灰谐值90-120 短路 黑白灰谐类 值 IC类 黑白灰谐值90-120 小于90或大于120 小于90或大于120 度范围0-255，面积范围0-100 应用光的反射原理，光的亮度范围0-255 翘脚 影像灰谐对比 “100”IC类 相似度10-20，黑白灰谐值120，相似度低于25、黑白灰谐值低于0”表示一點都不像，面积参数20 120、面积小于20 表示一模一樣光的亮度范围0-255，面积范围0-100 0”表示一點都不像，IC类相似度45-55，偏移量1.5mm相似度低于55、偏移大于1.5以上、极反 影像特征及极以上，角度8-12度，搜索范围在搜索范围20 pixels内找不到文字“100”表示一模一樣。偏移对比 性元20 pixels. 件 面 量范围0-2mm,搜索范围0-20pixels. 度范围0-255，面积范围0-100 CHIP黑白灰谐值100，面积参数60 黑白灰谐值大于100、面积小于60 应用光的反射原理，光的亮反贴 黑抓白 类
三、AOI检验日报表
PCB 总数Cmodel Station FPY%(By pcba) FPY DPPM(By parts) 程式名 工作站 AOI良率 AOI良率DPPM DPMO（不良零件/FPY (DPMO) Item 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 零件总数） Defect Symptom 缺件MS 極反PL 位移SH 翹腳OP Day Shift -- (2004/09/08 12:00:00~2004/09/08 23:59:00) NG PCB Total PCB 108 False PCB NG Parts Total Parts Item 1 2 3 4 5 6 7 8 273564 Location L2_1 C188_1 L2_1 Q6_1 R13_1 R9_1 L2_1 Q6_1 False Parts Defect Symptom 位移SH 缺件MS 缺件MS 缺件MS 缺件MS 缺件MS 極反PL 翹腳OP Top/False Point(Day) Item 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Location Q6_1 R9_3 FB5_2 R3_1 R9_1 Q6_3 R13_3 U3_4 R9_1 U1_2 U3_2 U16_1 Defect Symptom 缺件MS 缺件MS 缺件MS 缺件MS 缺件MS 缺件MS 空悍NS 缺件MS 空悍NS 空悍NS 空悍NS 位移SH QT'Y 9 7 4 3 3 2 2 2 1 1 1 1 8 Defect Rate% 22 False Rate% 8 NG PPM 42 False Rate% QT'Y 1 1 1 1 1 1 1 1 7.41 20.37 Total PCB 29.24 0.015 Total Parts NG% Item 12.5 12.5 Item 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 NG% 21.43 16.67 9.52 7.14 7.14 4.76 4.76 4.76 2.38 2.38 2.38 2.38 Location Location PPY (DPMO) QT'Y 5 1 1 1 Date Type PPY%(By pcba) PPY DPPM(By parts) 日期 Total PCB AOI Total Parts 量 NG PCB 不良PCB 总数量 不良零件数 Defect Rate% NG PPM(By Parts) 不良率 不良率 零件总数量 NG Parts 个 确认良率 EA 确认良率 Rate% NG% 4.63 0.93 0.93 0.93 62.5 12.5 12.5 12.5 Night Shift -- (2004/09/09 00:00:00~2004/09/09 11:59:00) NG PCB 0 False PCB NG Parts 0 False Parts Defect Symptom 0 Defect Rate% 0 False Rate% 0 NG PPM 0 False Rate% QT'Y NG% 0 0 0 0 Top/False Point(Day) Defect Symptom QT'Y NG%
四、程式制作相关标准 1.
CHIP类
灯光:全部打55(十五线57) 0402 ≧0603 相似度 ≧65 ≧55 角度 8 8 RANGE 12 15 SHIFT 0.25 0.25 VOID (130,30) (130,30) 反白参数统一为(80,70). VOID框不能做太小,电容不要在零件中间做其它检测框. 部分零件如果误判较多,可单独改变参数.
2.
排阻类
灯光打法和参数的设定与CHIP类一样. Void(110,30) 这两个框相切 Void(120,20) Void(80,70) 3.
IC类
TOP面的Lead与LeadVoid框,还有侧面的solder框不要做太大.灯光的打法有两种:一种是只打TOP光,另一种是均匀光灭掉Lead相对的一面
参数:相似度20±10,偏移0.25,角度8~10,RANGE(8,8), 7201---针对翘脚 VOID(80,25)
PIN(2000,40)
SOLDER
TOP面7201边上的LEAD-VOID最好UNTEST
4.
电解电容
本体框尽量包住两只脚,参数设定:相似度50,角度8~10, 偏移0.45±0.05,VOID(120,50);灯光:只打TOP光,亮度90±10
极性的检测最好使用VOID或PIN框.
VOID(100,20)
PIN(100;2000,30)
需新建一
DUMMY
5.BGA
只需做缺件和极反及偏移.偏移最好在侧面做
这是FRONT面,灯光打法为: FRONT面为0,其他全打255
6.1101虚焊
VOID(40±5,40±5)
7.7407---针对翘脚
三个VOID框(90,40)依实际情况修改
灯光可设定120的同轴反向光
8.二极管 侧面做MISS框,参数:相似度50,偏移0.25,角度8,TOP面做VOID框
VOID(150,10)
9.其他
这是在FRONT面制作的
五.AOI误判率的管控标准
1. 目的：针对不同机种个别零件误判率较高，特制定以下标准。
2. 管控范围：相同机种相同零件误判每四小时超过3片，调整程式设备参数调整无法改善之零件。 3. 作业内容： (1)AOI技术员每四小时确认一次误判统计,同一位置误判超过3pcs做程式参数调整.
(2)针对上述误判率较高的零件，程式设备参数调整无法改善将此零件Untrain，炉 SOP增加此零件检验项目，炉后目检针对此零件做检验。
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