自動機器視覺檢測在電子制造領域大顯身手

任何通過人來完成的檢測過程?都適合于用機器視覺技術來代替。而與機器相比，因為人有情緒，會疲勞，”把人用作機器是不可靠的，因此才會有自動光學檢測在電子制造領域的應用出現。”MVP亞太區總經理楊壬和表示。近年來，由于電子組裝的小型化，生產的復雜程度增加，生產率卻不斷提升，加上各種新型元器件的廣泛使用，使得電路板裝配和電子產品組裝生產線上，僅僅使用人眼進行檢測操作已經不能保證生產線的質量和效率，日新月異的機器視覺技術，正在代替人進行全自動的產品檢測、工藝驗證，甚至實現生產工藝的自動控制。
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。
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。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。例如創科公司近來開發的集AXI和AOI于一身機器視覺檢測系統，就希望以將AOI與AXI集成到一臺設備，以提供最大的缺陷檢測覆蓋率。?CKVision除了有自己的成熟的AOI系列產品外，最近開發出的EPV內嵌式AOI技術，將檢驗植入組裝工藝設備中（例如環球儀器的貼片機），解決裝配者所關心的外圍成本、占地面積和投資回報率等問題。針對越來越高密度、微型化的電子組裝，這種內嵌式的視覺檢測，將打破運用廣泛的自動檢測的技術瓶頸，大大的提高電子組裝的直通率。
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。
當然，除了AOI、AXI等集成的機器視覺檢測設備的進展引人矚目以外，”DIY類型”的機器視覺產品未必不是制造商的可行的選擇。CKVision通過配置機器視覺和圖象處理的硬件部分，并提供相應的可供進行二次開發的軟件平臺，使制造商的工程師可以針對自己的產品，較容易的進行視覺識別軟件開發，為一般的生產線提供較為靈活和價格相對便宜的機器視覺檢測系統，比如檢測電子裝配中連接器的引腳間距、數目，以及進行條形碼的驗證和標簽的檢測等；利用機器視覺辨識條形碼或矩陣碼，可以優化庫存，及時發現生產線上的錯誤并提高直通率，對每個線路板進入和離開每個流程時進行跟蹤，為生產線產量的優化和有效的缺陷分析提供足夠的數據。