自动光学检测（AOI）概述，使用相机自动扫描PCBA并检测故障收藏

印制电路板（PCB）是当今世界最重要的行业之一我们身边的电子产品无处不在，所以对于其制造效率的要求都在与日俱增什么是自动光学检测（AOI）？AOI是一种自动化视觉检测方法，主要用于测试印刷电路板组件（PCBA）中的缺陷。

AOI使用相机自动扫描PCBA并检测两种类型的故障：1、灾难性故障，例如缺少组件；2、质量故障，例如畸形的圆角或者倾斜的组件AOI在具有非常高的产量和非常低的组件可变性的生产环境中效果最佳，因为实施既耗时又复杂，并且必须针对特定的设计或零件配置进行设置。

什么时候应该使用自动光学检测(AOI)？自动光学检测是生产中PCBA检测的理想选择，放置在焊料回流焊之后AOI是一种生产技术，由于设置它所涉及的时间和费用，不适合产品开发或小批量生产（低于5000单位运行）。

AOI 的优缺点是什么？· 优点非接触式测试方法AOI可准确检测PCB上特定类别的编程缺陷（焊点不良和缺失部件）· 缺点AOI仅捕获PCB缺陷，而不捕获难以分类的故障模式（如胶水或密封缺陷）的缺陷缺陷检测功能不灵活，每个更改都必须编程。

AOI不会发现新的缺陷，只会检测预先编程的缺陷通常无法将新的缺陷识别远程编程到AOI系统中适用自动光学检测(AOI)的相机考虑标准· 高分辨率随着元件的微小化和PCBA的密集化，为准确检测问题并最大限度地减少“误报”，AOI系统能否清楚地“看到”微小细节变得至关重要。

现阶段，即使是入门型AOI系统也要包含一台至少500万像素的相机先进的系统更是拥有高达2000万像素分辨率的相机，以更好地对应当今PCBA的密度和复杂度2500万像素或更高分辨率的相机可以为有章可循的AOI系统提供其所需的高精度，更好地适应不断增长的密度。

同时为基于人工智能（AI）的系统提供更多的数据，将图像与训练集进行对比并得出更智能的结论此外，越来越多的AOI系统需要通过色彩信息来寻找并分析某些特定类型的缺陷，更高的分辨率可以避免在插值运算（debayering）过程中图像细节的损失。

· 高速尽管高像素有上述种种好处，如果影响到了系统的吞吐量，设计师是不会以此为代价去提高AOI系统分辨率的随着电路板越来越复杂，PCB制造商和组装商也知悉必须维持（或提高）产量，否则可能导致客户流失因此速度成为AOI系统成功的关键因素。

尽管高像素有上述种种好处，如果影响到了系统的吞吐量，设计师是不会以此为代价去提高AOI系统分辨率的随着电路板越来越复杂，PCB制造商和组装商也知悉必须维持（或提高）产量，否则可能导致客户流失因此速度成为AOI系统成功的关键因素。

· 高速接口为了同时实现目标速度与目标分辨率，相机需要做到如下两点：高速的传感器以及足够传输所有图像数据的接口例如，CoaXPress标准接口的最近版本(v2.0)支持高达12.5 Gbps/通道的传输速率，并且可以将四个并行通道配置为一个数据接口。

因此50 Gbps的带宽足以将2600万像素以及8-bit图像以高达150fps的速率从相机传输至处理器虽然并非所有的CoaXPress相机都支持“CXP-12”链路，但即使相机以6.25 Gpbs/通道（CXP-6）运行时，四通道接口也能保证25 Gbps的带宽，轻松实现高分辨率图像60-100 fps的目标。

· 最佳的快门方式在AOI系统中维持高吞吐量意味着电路板快速通过影像系统的视场，而系统需要捕捉每一个电路板的图像有两种快门类型的相机能以最佳方式处理这类应用一种是选择带有全局快门的相机这类相机同时对整个画面（每个像素）进行曝光。

这意味着只要有足够快的帧率和曝光设置（快门速度），即可“定格”快速移动的物体，最大程度的降低了模糊或失真的可能性，这与“卷帘快门”式相机形成了鲜明对比在通常情况下卷帘快门相机的每百万像素成本比全局快门相机更低，因此对设计团队更具吸引力。

但是卷帘快门的逐行式曝光将导致快速移动的物体呈现“果冻效应”，很多类型的缺陷检测无法接受这样的图像第二种选择是使用某些带有“全局重置”模式的卷帘快门相机，尽管像素行是逐行结束曝光，但所有像素行可以同时开始曝光。

在开始曝光时使用闪光灯定格运动，然后在剩余曝光期间内遮挡外部光线，卷帘快门相机便可以用于高速AOI但是该方式要求卷帘快门相机满足以下所有前提条件：高分辨率、高帧率以及高速接口，同时需要AOI系统能够控制视野内的环境光，例如“遮挡”输送PCB的传送带。

只有满足这些要求时才能考虑使用卷帘快门相机（本文来自于光虎光学内部培训资料，如有侵权，请联系删文）

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