自動機器視覺檢測在電子制造領域應用

 為了保證一條全自動的電子產品組裝生產線裝配出的產品的質量，檢測和監控幾乎分布在生產線的每一個工序中（表一）。如果向電子制造的上游看，在晶圓制造、器件封裝、甚至電子連接器等零配件產品的生產中，也都大量使用了機器視覺進行測量、檢測和控制。

 機器視覺的優勢是顯而易見的，與人眼相比，機器不僅不會疲勞，具有人所不具有的一致性和重復性，而且，機器可以看到（和使用）可見光以外的其它光源信息。比如，機器視覺可以利用紅外輻射檢測來替代各種取樣點檢測，用以測量和監控溫度，這溫度檢測非常重要，因為PCB組裝的密度越來越大，怎樣進行電路板上大型集成電路塊表面、以及器件和微型元件的溫差和溫度控制，已經成為一個棘手的問題。

 具有穿透性的X射線也是使用非可見光的例子。電路板組裝中的自動X光檢測（AXI），利用不同物質對X光的吸收率的不同，透視需要檢測的部位（比如BGA隱藏的焊點），發現橋接、缺焊等缺陷，并診斷和計算出焊球內空洞的大小，評估產品焊接的質量和可靠程度。在最新的用于線路板組裝的AXI系統中，如Feinfocus、Phoenix|Xray等公司的最新產品，不僅可以進行2維的透視檢測，通過樣品傾斜，"側視"的X光甚至可以給出3維的檢測信息。

 檢測速度和精確性也是機器視覺檢測具備的一個明顯優勢。然而，機器視覺檢測的速度和精確度在很長時間內，也曾經是制約自動機器視覺檢測在電子組裝領域廣泛使用的兩個主要因素。電子產品的高速度大批量的組裝流水線上，要求無論是自動光學檢測（AOI）還是AXI，都必須具有與組裝生產相匹配的速度，才能實現100％的在線檢測。機器視覺自動檢測的準確性，不僅影響檢測的質量，同時也影響檢測的速度，減少漏檢和誤檢，一直是電路板生產和組裝的制造商最為關注的問題，也是各大AOI供應商角逐的主要聚焦點。

 硬件（如采集板、攝像頭）和軟件（例如圖象處理和模式識別的算法）性能和速度的提高，近年來已經為AOI摘掉了漏檢和誤檢"惡名"，使AOI真正開始被制造商所接受。然而，提高速度和準確性仍將是AOI供應商競爭的焦點。光源的選擇、新的圖象識別技術、被檢對象三維信息的獲取和應用，成為Agilent、Omron等供應商的市場攻略。另外，檢測的速度和效率還表現在機器視覺檢測系統的易操作性和低成本維護，編程和程序維護的難易程度、人機操作交互界面掌握和使用的難易。

 除了提高速度和減少誤判以提高檢測制程本身的性能，自動機器視覺檢測也開始以一個成熟的工藝的角色，與其它設備、工藝、以及整條生產線進行了整合。

 錫膏印刷后的檢測也有檢測與印刷集成的趨勢。EKRA和DEK最近都有集成了視覺檢測能力的新產品推出，與印刷后添加一臺相應的AOI或傳統的激光檢測設備相比，集成的檢測和測量工具，不僅在功能上有所突破，同時也提高設備的性價比和檢測的可靠性。

 另外，閉環的貼裝生產線控制一直是PCB組裝夢寐以求的技術，全自動的機器視覺進行檢測和控制，加上制程調控軟件，與其它工藝進行數據反饋，可以及時的反映出設備和生產線的效能，找出生產線上的問題并加以糾正。

 越來越多的機器視覺檢測系統將出現在電子組裝生產線上，無論使用何種技術和硬件配置，制造商的應用是對供應商產品和技術的最終評估。
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