PCB工艺基础-AOI培训教材.ppt

* * * 三、AOI的主要设备及工作原理 3. AOI设备的工作流程： 三、AOI的主要设备及工作原理 3. AOI设备的工作流程： 四、AOI关键技术之光学成像系统 光学照明 四、AOI关键技术之光学成像系统 透镜 光源：激光、卤素灯、LED 四、AOI关键技术之光学成像系统 透镜 菲尼尔透镜的一侧有等距的齿纹，通过这些齿纹，可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用。 四、AOI关键技术之光学成像系统 菲尼尔透镜 菲尼尔透镜的工作原理 透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。 四、AOI关键技术之光学成像系统 光学成像CCD CCD(ChargepCoupledpDevice)， CCD是电荷藕合器件图像传感器, 它由一种高感光度的半导体材料制成，把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。 四、AOI关键技术之光学成像系统 CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位，像素是指CCD上感光元件的数量，是衡量CCD好坏的一个重要指标。 四、AOI关键技术之光学成像系统 四、AOI关键技术之光学成像系统 CCD工作的关键指标： 分辨率（Resolution）：又称解像度，指镜头清晰分辨被摄景物纤维细节的能力，制约镜头分辨率的原因是光的衍射现象，即衍射光斑（爱里斑）； 视场：能够在显示器上看到的物体上的部分； 景深：成像系统能够保持聚焦清晰的最近和最远的距离之差； 工作距离：观察物体时，镜头最后一面透镜顶点到被观察物体的距离。 入光量控制 CCD入光量的大小与CCD镜头孔径及光圈大小有关，镜头孔径与光圈大小的关系是： 焦距越小，景深越大；畸变越大渐晕现象越严重，使像差边缘的照度降低 光圈越大，图像亮度越高；景深越小；分辨率越高； 像场中心较边缘分辨率高，像场中心较边缘光场照度高。 四、AOI关键技术之光学成像系统 光圈的作用 光圈是用来控制镜头进光量的大小，在光学上称作孔径光阑。 对于不同的镜头而言，光阑的位置不同，焦距不同，入射瞳直径也不相同，用孔径来描述镜头的通光能力，无法实现不同镜头的比较。所以一般采用相对孔径的方法来表示，即相对孔径 = [ 镜头焦距 ] / [ 入射瞳直径 ] = 光圈系数（f/d）。 四、AOI关键技术之光学成像系统 在成像系统中，对光圈的调节是很重要的，它可以控制进光量，调节曝光；同时，减小光圈能够提高系统的景深，并提高成像的质量。 四、AOI关键技术之光学成像系统 直射光（R光） 散射光（D光) 直射光使用灯型号为EJM， 散热光使用灯型号为EJV； 若其中有灯泡坏掉时仍在扫描，此时CCD 会看不清楚板面图形，有存在真缺陷漏测的风险。 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 图像分割-阀值设置 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 阀值的设置对影像的影响 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 归一化算法（影像处理卡进行模数转换） 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 类比 数位化 Binary CCD 类比 EIC 类比转数位 资料线路 数位化 ( Gray level ) 影像处理卡 数位转换二进位资料线路 二进位影像 ( 0 或 1 ) 归一化算法（影像处理卡进行模数转换） 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 DRC量测法（形态学算法） DRC法（Design rule check）即设计规则检查法，是按照一些给定的规则检测图形。如以所有连线应以PAD点为端点，所有引线宽度、间隔不小于某一规定值等规则检测PCB电路图形,早期的形态学便是其中常用的方法之一。 DRC方法具有可以从算法上保证被检验的图形的正确性，相应的AOI系统制造容易，算法逻辑容易实现高速处理，程序编辑量小，数据占用空间小等特点。 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 DRC量测法规则 五、AOI关键技术之逻辑算法系统 形态学算法 形态学即为骨架记忆法，它的工作原理主要是沿铜面的四周向铜面的中心, 一次剥离一个像素直到剩下一个像素或一条像素的线宽( a pixesize line )为止。 下图是基于该方法的PCB内层检测图像，在提取PCB上铜线的数字图像后，根据其线和线之间的形态来判断其是否为短路