AOI 檢測儀在PCB 電路板的檢測與改進措施

馮 嫦，劉慶倫，楊均保，李慶達，陳兆文

（中山火炬職業技術學院裝備智造學院，廣東中山 528436）

0 引言

AOI（Automatic Optic inspection，全自動光學檢查儀）是具有高檢出率，高效的分辨率、測試速度的儀器。隨著電子行業高精密和智能化的發展，PCB 電路板上待檢測的元件越來越密，在PCB 電路板外觀檢查時，需要確定每一個小零件在電路板上的正確位置與方向，特別是在小于3 mm 且數量大于2000 個的小零件電路板上，單純的人工肉眼檢查，不僅浪費大量的時間，而且不夠精確。因此為了減輕工人負擔，提高產品品質，在檢測產品中需要采用AOI 檢測儀。

1 AOI 檢測儀PCB 電路板測試存在的問題

采用AOI 檢測儀檢測過程中，每一片組裝好的電路板經儀器檢查后，還剩30 張圖片存在疑問點，仍需要通過工人確認是否有缺陷。對于30 張存在疑問點的圖片，工人也得花費不少時間進行判斷，而且“新工人”無法對圖片進行有效的判斷，不僅造成工位上的工作困難，更嚴重的是客戶端對存在問題產品的抱怨。

2 PCB 電路板測試存在的原因分析

（1）疑點圖片檢測時間過短，達不到品質要求。對于每一片PCB 存在疑問點的30 張圖片，平均每張圖片工位上工人有效的判斷需要1.5 s，也就是說每一片PCB 板子疑問處理需要1.5×30=45 s 以上時間進行處理，才能做到產品質量的保障。可按生產線要求此工位只有30 秒CD/片，其中加上包括把PCB板子放在專用夾具，再送進機器進行檢測，此動作約占5 s，最終處理圖片的時間為25 s。也就是說初始數據必須小于25/1.5=16 張圖片才能達到有效判斷，而工位要處理的30 張圖片，剛好是兩倍，因此工人檢測判斷圖片時間遠遠不足，品質也無法得到有效的保障。

（2）不同材料的供應商，增大了檢測儀檢測難度。通過對1周內AOI 檢測儀生成的數據分析，在大約15 000 張圖片中，有50%的圖片因為材料供應商不同，造成外觀不同，但功能相同，而電腦無法識別到其需要的數據，導致圖片產生疑問點，如圖1 和圖2 所示僅僅改變顏色，而性能標識270～16 V 清晰。有35%的圖片因為同一個供應商在不同的日期生產的材料有顏色差異，而在人工視覺和性能上是毫無影響的，僅僅是藍色的飽和度有點微弱的差異，在機臺鏡頭放大20 倍才容易觀察到此效果，實際上對于小于5 mm 的小零件人工肉眼看不到差異的；有10%的圖片是工人手工加工無法達到預定的精確值，處于在不良產品的臨界點；剩下的5%的圖片包括測試到的真實不良產品。

圖1 電容

圖2 硬盤接口

（3）基層工作人員職業素養較低和經驗較淺。基層工作人員遇到困難時，例如圖片過多，技術員處理問題無法進行有效的判斷，又害怕產能跟不上被上級責備，從而盲目工作，造成嚴重的產品質量品質隱患；對于新工人，每張圖片都是陌生的，尋找出含有真實問題的產品圖片在他腦海里應該屬于一個概念值，做不到真正判斷產品的實際優劣品質。即使機器把存在問題的劣質產品已經篩選出來，而使用機器的人卻無法識別到產品的缺陷究竟在哪里，則這道工序將毫無意義。基層工人素質普遍偏低，自覺性略差以及經驗較淺，為了讓自己更加輕松作業，可能存在不規范作業，例如不能針對圖片進行有效判斷，直接把機器所提取的全部圖片默認為良品，導致產品流至客戶端。因此導致此工位不僅沒起到保障品質的作用，反而會使PCB 板存在極大損件的風險。

3 解決措施

（1）數據處理方法的改變。針對不同供應商提供每一種顏色材料，可以測試一直固有的性能字體270～16 V，邏輯清晰機器就不會一直存在疑問點，盡管字體也有大小之分，但相對于每一種材料顏色的變化曲線，前者更容易識別和維護。

針對同一個供應商不同日期生產的材料，存在顏色飽和度不同，從而讓機器產生誤區，對其判定為劣質產品的問題。可以通過驗證出現缺陷時的數據大小“亮度”處于33～67，如圖3 所示；而不是采用確認良品產品的數據大小“亮度”202～255，如圖4 所示，作為判定產品的依據。也就是說在判斷產品質量時，可以采取從反方向考慮問題，證實錯誤區域來推定出正確區域。可以把數據定義在大于缺陷數據的“亮度”處于95～255，這時所有存在缺陷的PCB 板子都會被檢測出來。

圖3 零件正常參數設置

（2）加強技術人員與基層工作人員的溝通。加強技術人員與基層工作人員的溝通，整理一套有針對性的培訓資料，收集PCB電路板經常出現問題點的幾個圖片進行1 對1 講解，基層工作人員有了初步的認識后進行考核，不及格的要反復講解考核，以加強和提高基層工作人員的檢測技術水平，防止檢測儀篩查出來的問題產品，最終還是因為基層工作人員的素質問題，流至客戶端。對于那些極少出現的問題圖片且沒出現在技術員的講解內，教導基層工作人員把PCB 電路板擺放在統一指定位置，通過與技術員溝通，尋找講解并處理辦法。

圖4 缺件狀態參數設置

同時通過薪酬激勵手段提高加強新員工對工作的積極性，使其更加專心工作，減少手工加工誤差值，提高產品的質量。

（3）檢測到質量不達標的產品需返回維修站維修；至于其他的不確定因素存在的問題產品，需要建立數據庫來尋找規律，再逐一排查，找到問題起因，尋求合理的解決方法。

4 結束語

針對使用AOI 檢測PCB 電路板后存在的問題展開分析，根據每個存在的問題提出改進的措施。通過檢測設備與人工配合，提升產品的質量，保證客戶端的需求。