印刷电路板制造中的自动光学检测对于确保高质量、无缺陷的产品、降低成本、提高产量以及提升整体流程效率和可靠性至关重要。

什么是自动光学检测？

自动光学检测是一种视觉质量控制方法，用于检测印刷电路板制造和组装操作中的故障。自动光学检测的主要组件是一个捕捉图像的 CCD 摄像系统。这些图像通过图像处理卡和计算机软件系统使用算法进行处理，并与标准图像进行比较，以识别缺陷并生成报告。

这种方法用于电路板检测，识别表面缺陷，如污点、划痕、开路和短路。它还能检查元件的存在和正确排列，以及是否存在任何缺失或位置错误的元件。

想象一下，一个不知疲倦的检查员，拥有超乎常人的视觉，每秒扫描成千上万个组件。这不是科幻小说；这就是自动光学检测的强大功能。

自动光学检测如何工作？

结合了照明、机器视觉相机、高清成像和先进的处理软件。

视觉检测照明

适当的照明对自动光学检测系统有效检测部件至关重要，因为它需要清晰的可视性来验证各种部件和特征。传统的检测机器使用不同的光源，如白炽灯、荧光灯、红外线灯（UR）和紫外线灯，而现代系统则采用 LED 来照明。这些 LED（包括可定制照明模块中的红光、白光、绿光和蓝光）可提供均匀一致的照明。

照明角度也是实现最佳检测的关键。在电路板组装加工过程中，较高的元件可能会阻碍光线照射到较矮的元件上，而且某些功能需要较低的照明角度。因此，自动光学检测系统应集成多个角度的光源，以确保全面有效的照明覆盖。

机器视觉摄像头

在自动光学检测设备中，相机捕捉产品图像，并使用专门的处理软件对图像进行评估。现代设备使用各种不同的摄像头，从扩展图形阵列 (XGA) 到具有数百万像素的高分辨率传感器。最新型号甚至可以达到每秒 100 帧（fps），显示了系统在快速生成大型数据集方面的效率。

关键要素：

• 光学系统分辨率： 光学系统的分辨率对于确定设备可识别的细节水平至关重要。检测速度、精度、电路板上最小元件的尺寸、相机传感器的规格、镜头以及与电路板的距离等因素都会对系统的分辨率产生重大影响。
• 视场角（FOV）： 视场角由相机传感器的分辨率决定，代表单个图像所覆盖的电路板区域。视场越宽，扫描电路板的图像数量越少，帧频越低，而视场越窄，帧频越高。

自动光学检测的优缺点

优点

精确度和准确性

高功率摄像头和先进的系统可捕捉人眼可能忽略的微小瑕疵，确保每块电路板都具有一流的质量。

高速检测

这些自动化技术加快了检测速度，比人工检测更快地发现缺陷，从而节省了大量时间。因此，工作流程变得更加有效，生产也得以加速。

始终如一的可靠性

自动光学检测消除了疲劳。与人工检查员不同，它可以不知疲倦地扫描印刷电路板上的缺陷，确保质量始终如一。

详细的文档

系统通常会生成完整的检测结果报告，这对质量控制至关重要。这种 "可追溯性 "可保持稳定的质量，并有助于消除未来的问题。

复杂检测能力

检测机可以识别复杂的元件，例如具有细间距零件和复杂电路的元件。人工检测人员可能难以充分检测这些部件。

缺点

初始投资成本

这是购买和实施技术所需的初始投资。

高昂的成本会推动大规模销售的需求，对小型制造商构成障碍。

误报和漏检

即使是最好的自动光学检测也会漏掉一些缺陷（漏检）或标记良品（误报）。 制造商需要随时更新，以尽量减少这些错误。

无法完全取代人工判断

在检测中，人类经验在诸如焊点质量这样的问题上仍然是必要的。

自动光学检测的应用

广泛应用于电子制造领域，包括 PCB、SMT 和焊接质量检测。

产品检测在很大程度上依赖于将规范或既定标准输入系统。这些标准在整个检测过程中被用作参考或 "黄金标准"。这是通过两种方法实现的：

黄金板方法：自动光学检测机器通过关键阶段扫描高质量产品，为今后的生产建立黄金标准。

基于算法的编程：自动光学检测系统可通过基于算法的编程为产品创建轮廓，将产品数据和规格直接纳入其操作中。

总之，自动光学检测是一种流行而简单的印刷电路板检测方法，由于电子行业的迅速崛起，这种方法的需求量很大，确保了电路板质量不受影响。