AOI 是新兴起的一种新型测试技术，发展迅速，很多厂家都推出了 AOI 测试设备。其运用高速高精度视觉处理技术自动检测 PCB 板上各种不同帖装错误及焊接缺陷。PCB 板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板，并可提供在线检测方案，以提高生产效率及焊接质量。

通过使用 AOI 作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制。早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段，AOI 将减少修理成本，避免报废不可修理的电路板。

AOI 的工作方式与 SMT 当中 SPI 和印刷机中使用的视觉系统相同，通常使用设计规则检查（DRC）和模式识别。DRC 方法根据一些给定的规则检查电路图形，该方法能从算法上保证待测电路的正确性，且具有制作简单、算法逻辑简单、处理速度快、程序编辑量小、数据占用空间小等特点。图形识别方法是将存储的数字图像与实际图像进行比较，根据完整的印刷电路板或根据模型建立的检验文件进行检验，或根据计算机轴辅助设计中编制的检验程序进行检验。其准确性取决于所采用的发牌率和检验程序，一般与电子测试系统相同，但采集的数据量大，对数据的实时处理要求较高。模式识别方法利用实际设计数据代替 DRC 中已建立的设计原则，具有明显的优势。

AOI 系统组成是由相机、镜头、光源、计算机等通用器件集成的简单光学成像与处理系统。光源照明下利用相机直接成像，然后由计算机处理实现检测。这种简单系统的优点是成本低、集成容易、技术门槛相对不高，在制造过程中能够代替人工检测，满足多数场合的要求。根据成像方法的不同，AOI 又可分为三维（3D）AOI 和二维（2D）AOI，三维 AOI 主要用于物体外形几何参数的测量、零件分组、定位、识别、机器人引导等场合；二维 AOI 主要用于产品外观（色彩、缺陷等）检测、不同物体或外观分类、良疵品检测与分类等场合。但对于大幅面或复杂结构物体的视觉检测，由于受到视场和分辨率（或精度）的相互制约，或生产节拍对检测速度有特殊的要求，单相机组成的 AOI 系统有时难以胜任，因此可能需要有多个基本单元集成在一起，协同工作，共同完成高难度检测任务。即采取一种多传感器成像、高速分布式处理的 AOI 系统集成架构。

1.高速检测系统与 PCB 板帖装密度无关。

AOI 的高速检测系统不受 PCB 板帖装密度的影响，无论 PCB 板是细间距高密度还是低密度大尺寸，都能高效地进行检测。这一特点使得 AOI 在各种不同类型的 PCB 生产中都能发挥重要作用，提高了检测的适应性和灵活性。

2.快速便捷的编程系统，图形界面下运用帖装数据自动进行数据检测，运用元件数据库进行检测数据的快速编辑。

AOI 拥有快速便捷的编程系统，在图形界面下，可以利用帖装数据自动进行数据检测，同时通过元件数据库能够快速编辑检测数据。这大大提高了检测的效率和准确性，减少了人工干预和错误。

3.运用丰富的专用多功能检测算法和二元或灰度水平光学成像处理技术进行检测。

AOI 采用丰富的专用多功能检测算法，结合二元或灰度水平光学成像处理技术，能够对 PCB 板上的各种不同贴装错误及焊接缺陷进行精准检测。例如，算法统计原理、灰阶处理算法和图像色彩分析技术等多种算法的运用，提高了检测的可靠性和全面性。

4.根据被检测元件位置的瞬间变化进行检测窗口的自动化校正，达到高精度检测。

当被检测元件位置发生瞬间变化时，AOI 能够自动进行检测窗口的校正，从而实现高精度检测。这一特点确保了在复杂的生产环境中，仍然能够准确地检测出 PCB 板上的缺陷，提高了产品质量。

5.通过用墨水直接标记于 PCB 板上或在操作显示器上用图形错误表示来进行检测电的核对。

AOI 可以通过用墨水直接标记在 PCB 板上，或者在操作显示器上用图形错误表示的方式，进行检测电的核对。这种直观的显示方式，方便维修人员快速定位和修复缺陷，提高了生产效率。

1.刷锡后贴片前：桥接、移位、无锡、锡不足。

在刷锡后贴片前这个阶段，AOI 主要检测的错误类型有桥接、移位、无锡和锡不足。桥接是指锡膏在不该连接的地方连接起来，可能会导致电路短路。移位是指元件在贴片过程中没有准确地放置在预定位置，可能会影响后续的焊接质量。无锡则是指某些区域没有涂上锡膏，这会导致焊接不牢固。锡不足是指锡膏的量不够，同样会影响焊接的质量。

2.贴片后回流焊前：移位，漏料、极性、歪斜、脚弯、错件。

贴片后回流焊前，AOI 检测到的错误类型包括移位、漏料、极性错误、歪斜、脚弯和错件。移位问题在这个阶段依然可能存在，因为在贴片过程中可能会出现元件位置的不准确。漏料是指元件在贴片过程中可能会有部分材料掉落，影响产品质量。极性错误是指元件的正负极安装错误，这会导致电路无法正常工作。歪斜是指元件没有垂直放置，可能会影响后续的焊接和电路性能。脚弯是指元件的引脚弯曲，可能会导致焊接不良。错件是指安装了错误的元件，这会直接导致产品功能异常。

3.回流焊或波峰焊后：少锡 / 多锡、无锡短接、锡球、漏料、极性、移位脚弯错件。

在回流焊或波峰焊后，AOI 主要检测少锡 / 多锡、无锡短接、锡球、漏料、极性错误、移位、脚弯和错件等问题。少锡或多锡会影响焊接的质量和可靠性。无锡短接可能会导致电路短路。锡球是在焊接过程中形成的小锡珠，可能会引起电路短路或其他问题。漏料问题在这个阶段也可能存在，需要及时检测和处理。极性错误、移位、脚弯和错件等问题在经过焊接过程后可能会更加明显，需要仔细检测以确保产品质量。

1. 锡膏印刷之后：AOI 放置在锡膏印刷之后，可减少 ICT 发现的缺陷数量，最直接地支持过程跟踪和特征化。这个位置能检测典型的印刷缺陷，如焊盘上焊锡不足、焊锡过多、焊锡对焊盘的重合不良以及焊盘之间的焊锡桥等问题。同时，能提供印刷偏移和焊锡量信息等定量过程控制数据，还会产生有关印刷焊锡的定性信息。

   
   

2. 回流焊前检查：在元件贴放在板上锡膏内之后和 PCB 送入回流炉之前，放置 AOI 设备可发现来自锡膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷。在此位置产生的定量过程控制信息，能为高速片机和密间距元件贴装设备校准提供信息，满足过程跟踪的目标。

   
   

3. 回流焊后检查：在 SMT 工艺过程的最后步骤进行检查，这是 AOI 更流行的选择。因为这个位置可发现全部的装配错误，提供高度的安全性，能够识别由锡膏印刷、元件贴装和回流过程引起的错误。

可通过减少编程时间、更大限度地减少误报、改善失效检查等方法进行优化设计，制定设计方针可简化检查并降低生产成本。具体而言，可以从以下几个方面实现优化设计：

一、减少编程时间

AOI 的编程时间可以通过一些方法来减少。例如，采用快速便捷的编程系统，在图形界面下利用帖装数据自动进行数据检测，同时通过元件数据库能够快速编辑检测数据。此外，基于 IPC-7350 标准的 PCB 布局被推荐为针对特殊测试的基准，在大量 PCB 布局上采用这种基准，可以减少编程时间。先探究每一种布局的检查效果，再有意地利用 PCB 错误布局，产生一些工艺中的缺陷，如立碑和引脚悬空等，从而更好地优化编程过程。

二、更大限度地减少误报

1. 为了更大限度地减少误报，可以采取以下措施：

   
   

2. 对 AOI 的操作员进行频繁的培训，强化他们对于 AOI 检测的判定能力，降低人为错误导致的误报。

   
   

3. 设置颜色变化的标准，使用带 3CCD 彩色相机和 3 色半球形 LED 阵列光源的 AOI 系统。采集的图像中不同颜色反映不同的焊料表面信息，像素灰度值的变化对应于倾斜焊料表面的变化趋势，减少因颜色变化引起的误报。

   
   

4. 引入 24 位彩色数据处理，并引入其他技术，如同轴照明，提高检测的准确性，减少误报。

   
   

5. AOI 检查窗口优化。定义任何给定组件或摄像机的可接受公差窗口，测试多个 “良好” 板以定义可接受范围，避免因公差设置不合理导致的误报。

   
   

6. 实现并应用高误报率自动检测，及时发现和纠正误报问题。

三、改善失效检查

改善失效检查可以从以下几个方面入手：

1. 确定设计规划。PCB 设计考虑对 AOI 测试的影响，两个元件的安全距离 G≥1.2H。充分考虑拼板设计时板变形弯曲的影响，按单个 PCBA 产品进行记录数据，有利于分析失效原因。

   
   

2. 在 AOI 测试程序或者测试步骤加入管控，以防止 AOI 漏测试步骤，确保全面的失效检查。

   
   

3. 自动将产品数据直接从 AOI 系统传输到信息系统，方便对失效数据进行分析和处理，提高失效检查的效率。

通过以上方法，可以实现 AOI 的优化设计，简化检查过程，降低生产成本，提高产品质量和生产效率。

在 PCB 布局中，器件到 PCB 的边缘应该至少留有 3mm 的工艺边。这一要求主要是出于以下几个方面的考虑：

首先，工艺边的设置有助于在生产过程中确保电路板的尺寸和形状的准确性。例如，在 SMT 贴片加工中，工艺边可以为贴片机轨道提供夹持空间，避免太靠近轨道边的元器件在吸嘴吸取元器件并贴装到 PCB 板上时发生撞件现象，从而确保生产的顺利进行。同时，在波峰焊过程中，工艺边也能防止安装在边缘部分的元器件与夹持爪碰撞，以及边缘导线和夹持爪之间粘连。

其次，工艺边的预留可以提高 PCB 板的可加工性和组装精度。对于一些特殊形状的 PCB 板，通过巧妙地设置工艺边，可以简化拼板方式，降低生产成本。而且，在去除工艺边时，保证工艺边平整至关重要，尤其是对于组装要求极高的 PCB 板，任何不平整的毛边都可能导致安装孔位偏移，给后续组装带来极大的麻烦。

此外，不同的 PCB 规范和设计准则对工艺边的要求也有所不同。一般来说，工艺边通常需要 3 - 10mm 的宽度，以 5mm 最为常见。在设计工艺边时，需要注意工艺边内不能排布贴片或机插元器件，手插元器件的实体不能落在上、下工艺边上方 3mm 高度内的空间中，不能落在左、右工艺边上方 2mm 高度内的空间中。工艺边内的导电铜箔要求尽量宽，小于 0.4mm 的线条需要加强绝缘和耐磨损处理，最边上的线条不小于 0.8mm。工艺边与 PCB 可用邮票孔或者 V 形槽连接，一般选用 V 形槽。工艺边上不应有焊盘、通孔。面积大于 80mm² 的单板要求 PCB 自身有一对相互平行的工艺边，并且工艺边上下空间无元件实体进入。

综上所述，为了确保 PCB 板的生产质量和组装精度，器件到 PCB 的边缘应该至少留有 3mm 的工艺边。这样可以有效地提高生产效率，降低生产成本，同时保证产品的可靠性和稳定性。

AOI（自动光学检测）在检测电路板时，具有不同程度的检测能力，可以检测出多种类型的缺点。

错件：如果零件形状明显不同或者有表面印刷，AOI 可以通过图像对比检测出来。但对于外观无明显差异且无表面印刷的小尺寸元件，如 0402 尺寸以下的电阻及电容，则难以检出。

极性反：当零件本身有标示极性的符号或者外观形状存在差异时，AOI 能够判断元件的极性是否安装正确。否则，检测难度较大。

脚翘和脚变形：严重的脚翘可以通过光线反射的明暗不同被 AOI 检测到，严重的脚变形也可以被识别。但轻微的脚翘和脚变形较难判断，其检测效果通常取决于参数调整的严格程度以及工程师或操作员的经验值。

锡桥：一般情况下，位于电路板表面的锡桥容易被 AOI 检查出来。然而，如果锡桥藏在零件底下，如某些连接器本体底部的锡桥，AOI 则无法检测到。

少锡：当锡膏量严重不足时，AOI 可以轻易判断。但当锡膏印刷量存在误差时，需要收集一定数量的产品进行判断和研究。

假焊：由于假焊的外表通常很难看出焊接情况，即使可以利用外观形状来判断，其差异也非常小。把参数调得太严容易误判，因此需要经过一段时间的调校才能得出更佳参数，检测难度较大。