AOI 是新興起的一種新型測試技術，發展迅速，很多廠家都推出了 AOI 測試設備。其運用高速高精度視覺處理技術自動檢測 PCB 板上各種不同帖裝錯誤及焊接缺陷。PCB 板的范圍可從細間距高密度板到低密度大尺寸板，并可提供在線檢測方案，以提高生產效率及焊接質量。

通過使用 AOI 作為減少缺陷的工具，在裝配工藝過程的早期查找和消除錯誤，以實現良好的過程控制。早期發現缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段，AOI 將減少修理成本，避免報廢不可修理的電路板。

AOI 的工作方式與 SMT 當中 SPI 和印刷機中使用的視覺系統相同，通常使用設計規則檢查（DRC）和模式識別。DRC 方法根據一些給定的規則檢查電路圖形，該方法能從算法上保證待測電路的正確性，且具有制作簡單、算法邏輯簡單、處理速度快、程序編輯量小、數據占用空間小等特點。圖形識別方法是將存儲的數字圖像與實際圖像進行比較，根據完整的印刷電路板或根據模型建立的檢驗文件進行檢驗，或根據計算機軸輔助設計中編制的檢驗程序進行檢驗。其準確性取決于所采用的發牌率和檢驗程序，一般與電子測試系統相同，但采集的數據量大，對數據的實時處理要求較高。模式識別方法利用實際設計數據代替 DRC 中已建立的設計原則，具有明顯的優勢。

AOI 系統組成是由相機、鏡頭、光源、計算機等通用器件集成的簡單光學成像與處理系統。光源照明下利用相機直接成像，然后由計算機處理實現檢測。這種簡單系統的優點是成本低、集成容易、技術門檻相對不高，在制造過程中能夠代替人工檢測，滿足多數場合的要求。根據成像方法的不同，AOI 又可分為三維（3D）AOI 和二維（2D）AOI，三維 AOI 主要用于物體外形幾何參數的測量、零件分組、定位、識別、機器人引導等場合；二維 AOI 主要用于產品外觀（色彩、缺陷等）檢測、不同物體或外觀分類、良疵品檢測與分類等場合。但對于大幅面或復雜結構物體的視覺檢測，由于受到視場和分辨率（或精度）的相互制約，或生產節拍對檢測速度有特殊的要求，單相機組成的 AOI 系統有時難以勝任，因此可能需要有多個基本單元集成在一起，協同工作，共同完成高難度檢測任務。即采取一種多傳感器成像、高速分布式處理的 AOI 系統集成架構。

1.高速檢測系統與 PCB 板帖裝密度無關。

AOI 的高速檢測系統不受 PCB 板帖裝密度的影響，無論 PCB 板是細間距高密度還是低密度大尺寸，都能高效地進行檢測。這一特點使得 AOI 在各種不同類型的 PCB 生產中都能發揮重要作用，提高了檢測的適應性和靈活性。

2.快速便捷的編程系統，圖形界面下運用帖裝數據自動進行數據檢測，運用元件數據庫進行檢測數據的快速編輯。

AOI 擁有快速便捷的編程系統，在圖形界面下，可以利用帖裝數據自動進行數據檢測，同時通過元件數據庫能夠快速編輯檢測數據。這大大提高了檢測的效率和準確性，減少了人工干預和錯誤。

3.運用豐富的專用多功能檢測算法和二元或灰度水平光學成像處理技術進行檢測。

AOI 采用豐富的專用多功能檢測算法，結合二元或灰度水平光學成像處理技術，能夠對 PCB 板上的各種不同貼裝錯誤及焊接缺陷進行精準檢測。例如，算法統計原理、灰階處理算法和圖像色彩分析技術等多種算法的運用，提高了檢測的可靠性和全面性。

4.根據被檢測元件位置的瞬間變化進行檢測窗口的自動化校正，達到高精度檢測。

當被檢測元件位置發生瞬間變化時，AOI 能夠自動進行檢測窗口的校正，從而實現高精度檢測。這一特點確保了在復雜的生產環境中，仍然能夠準確地檢測出 PCB 板上的缺陷，提高了產品質量。

5.通過用墨水直接標記于 PCB 板上或在操作顯示器上用圖形錯誤表示來進行檢測電的核對。

AOI 可以通過用墨水直接標記在 PCB 板上，或者在操作顯示器上用圖形錯誤表示的方式，進行檢測電的核對。這種直觀的顯示方式，方便維修人員快速定位和修復缺陷，提高了生產效率。

1.刷錫后貼片前：橋接、移位、無錫、錫不足。

在刷錫后貼片前這個階段，AOI 主要檢測的錯誤類型有橋接、移位、無錫和錫不足。橋接是指錫膏在不該連接的地方連接起來，可能會導致電路短路。移位是指元件在貼片過程中沒有準確地放置在預定位置，可能會影響后續的焊接質量。無錫則是指某些區域沒有涂上錫膏，這會導致焊接不牢固。錫不足是指錫膏的量不夠，同樣會影響焊接的質量。

2.貼片后回流焊前：移位，漏料、極性、歪斜、腳彎、錯件。

貼片后回流焊前，AOI 檢測到的錯誤類型包括移位、漏料、極性錯誤、歪斜、腳彎和錯件。移位問題在這個階段依然可能存在，因為在貼片過程中可能會出現元件位置的不準確。漏料是指元件在貼片過程中可能會有部分材料掉落，影響產品質量。極性錯誤是指元件的正負極安裝錯誤，這會導致電路無法正常工作。歪斜是指元件沒有垂直放置，可能會影響后續的焊接和電路性能。腳彎是指元件的引腳彎曲，可能會導致焊接不良。錯件是指安裝了錯誤的元件，這會直接導致產品功能異常。

3.回流焊或波峰焊后：少錫 / 多錫、無錫短接、錫球、漏料、極性、移位腳彎錯件。

在回流焊或波峰焊后，AOI 主要檢測少錫 / 多錫、無錫短接、錫球、漏料、極性錯誤、移位、腳彎和錯件等問題。少錫或多錫會影響焊接的質量和可靠性。無錫短接可能會導致電路短路。錫球是在焊接過程中形成的小錫珠，可能會引起電路短路或其他問題。漏料問題在這個階段也可能存在，需要及時檢測和處理。極性錯誤、移位、腳彎和錯件等問題在經過焊接過程后可能會更加明顯，需要仔細檢測以確保產品質量。

1. 錫膏印刷之后：AOI 放置在錫膏印刷之后，可減少 ICT 發現的缺陷數量，最直接地支持過程跟蹤和特征化。這個位置能檢測典型的印刷缺陷，如焊盤上焊錫不足、焊錫過多、焊錫對焊盤的重合不良以及焊盤之間的焊錫橋等問題。同時，能提供印刷偏移和焊錫量信息等定量過程控制數據，還會產生有關印刷焊錫的定性信息。

   
   

2. 回流焊前檢查：在元件貼放在板上錫膏內之后和 PCB 送入回流爐之前，放置 AOI 設備可發現來自錫膏印刷以及機器貼放的大多數缺陷。在此位置產生的定量過程控制信息，能為高速片機和密間距元件貼裝設備校準提供信息，滿足過程跟蹤的目標。

   
   

3. 回流焊后檢查：在 SMT 工藝過程的最后步驟進行檢查，這是 AOI 更流行的選擇。因為這個位置可發現全部的裝配錯誤，提供高度的安全性，能夠識別由錫膏印刷、元件貼裝和回流過程引起的錯誤。

可通過減少編程時間、更大限度地減少誤報、改善失效檢查等方法進行優化設計，制定設計方針可簡化檢查并降低生產成本。具體而言，可以從以下幾個方面實現優化設計：

一、減少編程時間

AOI 的編程時間可以通過一些方法來減少。例如，采用快速便捷的編程系統，在圖形界面下利用帖裝數據自動進行數據檢測，同時通過元件數據庫能夠快速編輯檢測數據。此外，基于 IPC-7350 標準的 PCB 布局被推薦為針對特殊測試的基準，在大量 PCB 布局上采用這種基準，可以減少編程時間。先探究每一種布局的檢查效果，再有意地利用 PCB 錯誤布局，產生一些工藝中的缺陷，如立碑和引腳懸空等，從而更好地優化編程過程。

二、更大限度地減少誤報

1. 為了更大限度地減少誤報，可以采取以下措施：

   
   

2. 對 AOI 的操作員進行頻繁的培訓，強化他們對于 AOI 檢測的判定能力，降低人為錯誤導致的誤報。

   
   

3. 設置顏色變化的標準，使用帶 3CCD 彩色相機和 3 色半球形 LED 陣列光源的 AOI 系統。采集的圖像中不同顏色反映不同的焊料表面信息，像素灰度值的變化對應于傾斜焊料表面的變化趨勢，減少因顏色變化引起的誤報。

   
   

4. 引入 24 位彩色數據處理，并引入其他技術，如同軸照明，提高檢測的準確性，減少誤報。

   
   

5. AOI 檢查窗口優化。定義任何給定組件或攝像機的可接受公差窗口，測試多個 “良好” 板以定義可接受范圍，避免因公差設置不合理導致的誤報。

   
   

6. 實現并應用高誤報率自動檢測，及時發現和糾正誤報問題。

三、改善失效檢查

改善失效檢查可以從以下幾個方面入手：

1. 確定設計規劃。PCB 設計考慮對 AOI 測試的影響，兩個元件的安全距離 G≥1.2H。充分考慮拼板設計時板變形彎曲的影響，按單個 PCBA 產品進行記錄數據，有利于分析失效原因。

   
   

2. 在 AOI 測試程序或者測試步驟加入管控，以防止 AOI 漏測試步驟，確保全面的失效檢查。

   
   

3. 自動將產品數據直接從 AOI 系統傳輸到信息系統，方便對失效數據進行分析和處理，提高失效檢查的效率。

通過以上方法，可以實現 AOI 的優化設計，簡化檢查過程，降低生產成本，提高產品質量和生產效率。

在 PCB 布局中，器件到 PCB 的邊緣應該至少留有 3mm 的工藝邊。這一要求主要是出于以下幾個方面的考慮：

首先，工藝邊的設置有助于在生產過程中確保電路板的尺寸和形狀的準確性。例如，在 SMT 貼片加工中，工藝邊可以為貼片機軌道提供夾持空間，避免太靠近軌道邊的元器件在吸嘴吸取元器件并貼裝到 PCB 板上時發生撞件現象，從而確保生產的順利進行。同時，在波峰焊過程中，工藝邊也能防止安裝在邊緣部分的元器件與夾持爪碰撞，以及邊緣導線和夾持爪之間粘連。

其次，工藝邊的預留可以提高 PCB 板的可加工性和組裝精度。對于一些特殊形狀的 PCB 板，通過巧妙地設置工藝邊，可以簡化拼板方式，降低生產成本。而且，在去除工藝邊時，保證工藝邊平整至關重要，尤其是對于組裝要求極高的 PCB 板，任何不平整的毛邊都可能導致安裝孔位偏移，給后續組裝帶來極大的麻煩。

此外，不同的 PCB 規范和設計準則對工藝邊的要求也有所不同。一般來說，工藝邊通常需要 3 - 10mm 的寬度，以 5mm 最為常見。在設計工藝邊時，需要注意工藝邊內不能排布貼片或機插元器件，手插元器件的實體不能落在上、下工藝邊上方 3mm 高度內的空間中，不能落在左、右工藝邊上方 2mm 高度內的空間中。工藝邊內的導電銅箔要求盡量寬，小于 0.4mm 的線條需要加強絕緣和耐磨損處理，最邊上的線條不小于 0.8mm。工藝邊與 PCB 可用郵票孔或者 V 形槽連接，一般選用 V 形槽。工藝邊上不應有焊盤、通孔。面積大于 80mm2 的單板要求 PCB 自身有一對相互平行的工藝邊，并且工藝邊上下空間無元件實體進入。

綜上所述，為了確保 PCB 板的生產質量和組裝精度，器件到 PCB 的邊緣應該至少留有 3mm 的工藝邊。這樣可以有效地提高生產效率，降低生產成本，同時保證產品的可靠性和穩定性。

AOI（自動光學檢測）在檢測電路板時，具有不同程度的檢測能力，可以檢測出多種類型的缺點。

錯件：如果零件形狀明顯不同或者有表面印刷，AOI 可以通過圖像對比檢測出來。但對于外觀無明顯差異且無表面印刷的小尺寸元件，如 0402 尺寸以下的電阻及電容，則難以檢出。

極性反：當零件本身有標示極性的符號或者外觀形狀存在差異時，AOI 能夠判斷元件的極性是否安裝正確。否則，檢測難度較大。

腳翹和腳變形：嚴重的腳翹可以通過光線反射的明暗不同被 AOI 檢測到，嚴重的腳變形也可以被識別。但輕微的腳翹和腳變形較難判斷，其檢測效果通常取決于參數調整的嚴格程度以及工程師或操作員的經驗值。

錫橋：一般情況下，位于電路板表面的錫橋容易被 AOI 檢查出來。然而，如果錫橋藏在零件底下，如某些連接器本體底部的錫橋，AOI 則無法檢測到。

少錫：當錫膏量嚴重不足時，AOI 可以輕易判斷。但當錫膏印刷量存在誤差時，需要收集一定數量的產品進行判斷和研究。

假焊：由于假焊的外表通常很難看出焊接情況，即使可以利用外觀形狀來判斷，其差異也非常小。把參數調得太嚴容易誤判，因此需要經過一段時間的調校才能得出更佳參數，檢測難度較大。