PCBA行业应用（一） | Basler助力2D自动光学检测，兼顾精准与效益

供稿：宝视纳视觉技术（北京）有限公司

关键词：宝视纳,PCB,机器视觉
摘要：检测和质量控制对于PCBA生产制造至关重要。借助此过程，在通过各个特别的状态测试时可大大降低PCB存在缺陷的几率，减少不必要的PCB瑕疵品，提高一次合格率(FPY)，同时节省时间和成本。

检测和质量控制对于PCBA生产制造至关重要。借助此过程，在通过各个特别的状态测试时可大大降低PCB存在缺陷的几率，减少不必要的PCB瑕疵品，提高一次合格率(FPY)，同时节省时间和成本。

自动光学检测(AOI)使用光学组件来采集详细的图像，并通过复杂的检测算法进行分析。这种方法可用于检查PCB是否存在缺陷，确保完全组装完毕后的电子元件功能正常。2D AOI通常用于PCB检测，因为它可以在兼顾可靠性的情况下节省成本。

2D-AOI系统的视觉配置

将正交（垂直）顶视图相机与多角度彩色光源相结合，可提高成像质量，是2D-AOI系统最常见的配置。额外添加四个侧置相机(前、后、左、右)，就能构建可用于体积高度测量的多角度相机系统。虽然该系统的精确度不如真正的3D检测技术，但可以检查对高度较敏感设备的共面性。

常见的检测领域包括：组件缺失/错误、移位、歪斜、偏极、焊剂不足、焊剂过量以及焊剂接合。

2D AOI的应用领域

在印刷电路板的制造过程中，其中一个关键步骤就是检测和纠正任何存在的制造缺陷。AOI使您能够检测和监控印刷电路板的生产质量，并在流程中的任何战略关键点纠正发现的问题。

表面贴装器件

检测回流焊接工艺或回流焊接后表面贴装器件是否存在错误和未对齐的情况。

为AOI机器提供视觉能力

识别由焊剂印刷、组件安装和回流焊接引起的缺陷。

代码读取

识别和读取表面贴装器件和裸板上不同类型的条码或QR二维码。

常见的光学检测应用的痛点

01挑战

● 随着组件尺寸越来越小，焊接密度变高，需要使用更高分辨率和帧速率的检测设备才能满足生产要求。

● 要实现更高的成像质量，通常要使用搭载大型芯片的相机并配合大卡口镜头，从而推高成本。

● 由于AOI检测需要较高的稳定性，在选择和集成合适的产品时具有挑战性，并非所有产品都兼容，所以使得以上的挑战更加严峻。

02原因

● 在现有GigE/USB 3.0带宽的限制下，平衡高分辨率和高帧速率难度较大。

● AOI检测对故障的精确检测具有很高的稳定性要求。

● 通常的做法是通过不同的供应商采购产品以降低成本。

03解决方案

● 百万像素级相机，可以更好地平衡高分辨率和高帧速率。

● C-mount镜头经济实惠，性价比更高。

● 可轻松集成兼容的接口卡。

● 有多种可靠、适配的配件可供选择，具有出色的性价比。

4适用方案配件

选择合适的系统分辨率是在选择AOI系统时要考虑的关键参数之一。这通常就涉及到要确定在检测焊剂体积时所需的检测速度和精度，以及在PCB上最小组件的尺寸。

AOI检测系统在特定的成像分辨率下，视场的大小由相机芯片的分辨率决定。较大的视场(FOV)意味着扫描印刷电路板所需的图像数量较少，但较高像素的相机也需要花费更多的时间来采集每个图像。虽然像素较低的相机视场较小，但在采集新图像帧时，它需要的时间要短得多，可产生更高的帧速率，使用动态成像技术即可覆盖较大的印刷电路板区域，无需在静止状态下拍摄每一帧图像。

最重要的是，在选择AOI系统时需要平衡这些关键参数，以充分满足应用需求。

适用相机