PCBA行業應用(三)|Basler 3D-AOI解決方案，精準檢測電路板制造缺陷

因為3D自動光學檢測(3D-AOI)技術可以提供真實的體積高度信息，所以能夠檢測出電路板上表面貼裝技術(SMT)組件是否存在質量問題，經常應用于回流焊接前或焊接后的階段。將2D-AOI和3D-AOI技術結合使用，是確保檢測出所有可見缺陷特征的最佳方法。

01 3D-AOI系統的視覺配置

將帶有四個側置式投射器或四個側置式相機的正交(垂直)頂視圖相機分別用于前、后、左和右視角，適用于測量真實體積高度的多角度相機系統。從多個角度使用彩色光源還可以提高3D-AOI系統的成像質量。

常見的檢測領域包括：包裝共面性、導線起翹、缺失和存在性檢查、廣告牌和異物碎片。

02 3D-AOI的應用領域

在印刷電路板的制造過程中，其中一個關鍵步驟就是檢測和糾正任何存在的制造缺陷。AOI使您能夠檢測和監控印刷電路板的生產質量，并在流程中的任何戰略關鍵點糾正發現的問題。

表面貼裝器件

檢測組件是否存在貼裝質量問題，包括：組件主體偏移、短路、反向錯誤、部件有誤、缺失部件等。

為AOI機器提供視覺能力

識別由焊劑印刷、組件安裝和回流焊接引起的缺陷。

測量

提供組裝PCB和其他電子設備的實際高度和體積測量值。

03 常見的光學檢測應用的痛點

1、挑戰

隨著組件尺寸變小，焊接密度變高，需要使用更高分辨率和幀速率的檢測設備才能滿足生產要求。

要實現更高的成像質量，通常要使用搭載大型芯片的相機并配合大卡口鏡頭，從而推高成本。

由于AOI檢測需要較高的穩定性，在選擇和集成合適的產品時具有挑戰性，并非所有產品都兼容，所以使得以上的挑戰更加嚴峻。

2、原因

在現有CXP-6帶寬的限制下，平衡高分辨率和高幀速率難度較大。

AOI檢測對故障的精確檢測具有很高的穩定性要求。

市面上1:1相機芯片的選擇較少。

通常的做法是通過不同的供應商采購產品以降低成本。

3、解決方案

百萬像素級相機，可以更好地平衡高分辨率和高幀速率。

長寬比為1:1，可實現更高的視場精度。

C-mount/F-mount鏡頭能提供更多選擇，以獲得更出色的性價比。

易于集成的專有接口卡。

有多種可靠、適配的配件可供選擇，具有出色的性價比。

4、適用方案配件

選擇合適的系統分辨率，是在選擇AOI系統時要考慮的關鍵參數之一。這通常就涉及就要確定在檢測焊劑體積時所需的檢測速度和精度，以及在PCB上最小組件的尺寸。

AOI檢測系統在特定的成像分辨率下，視場的大小由相機芯片的分辨率決定。較大的視場(FOV)意味著掃描印刷電路板所需的圖像數量較少，但較高像素的相機則需要花費更多的時間來采集每個圖像。雖然像素較低的相機視場較小，但在采集新圖像幀時，它需要的時間要短得多，可產生更高的幀速率，使用動態成像技術即可覆蓋較大的印刷電路板區域，無需在靜止狀態下拍攝每一幀圖像。

最重要的是，在選擇AOI系統時需要平衡這些關鍵參數，以充分滿足應用需求。

適用相機：

2100萬像素相機

幀速率為200 fps以上

2500萬像素相機

幀速率為150 fps以上

boA4096-180cm/cc

分辨率1200萬像素

比例4：3

幀速率180fps

2 × CXP 2.0接口

不包含接口卡

適用采集卡

Basler CXP-12接口卡1C/2C/4C

嚴格質量測試的接口卡

可在主機PC中實現

可靠的圖像采集和處理功能

1、2、4通道

板載前端GPIO接口

PCIe × 8 (G3)

由Pylon驅動

PoCXP

適用配件

（來源：Basler計算機視覺）