基于AOI技术的PCB常见质量缺陷检测
pcb检验方法
pcb检验方法PCB（Printed Circuit Board）检验是保证电子产品质量的重要环节之一。
合理的检验方法能够有效地减少不良品的出现，提高产品的可靠性和稳定性。
本文将介绍几种常用的 PCB 检验方法，并对其原理和适用范围进行详细说明。
一、目视检查法目视检查法是最基本也是最常用的 PCB 检验方法之一。
通过人眼观察 PCB 上的元件、焊点和线路等，判断是否存在缺陷或错误。
这种方法简单易行，但受到人眼视力和经验的限制，容易出现漏检和误判的情况。
因此，在目视检查时要进行适当的训练和质量管控，以提高检验的准确性和可靠性。
二、X射线检查法X射线检查法是一种无损检测方法，通过照射 PCB 板上的元件和线路，利用 X射线的透射、散射和吸收等特性，观察和分析 PCB 内部的结构和连接状态。
这种方法可以检测到难以通过目视检查发现的缺陷，如焊点的冷焊、虚焊、裂纹等。
同时，X射线检查还可用于检测 PCB 板上的金属内层连接状态、多层板层间连接等。
但由于设备成本较高，操作复杂，需要专业人员进行操作和解读结果，因此在实际应用中较为有限。
三、自动光学检查法自动光学检查（AOI，Automated Optical Inspection）法是利用光学系统进行检验的一种方法。
通过高分辨率的摄像头和图像处理系统，对 PCB 表面的元件、焊点和线路进行拍照和分析，判断是否存在缺陷和错误。
自动光学检查法具有高效、准确的特点，可以快速检测出各种常见的缺陷，如错位、错极、短路、开路等。
同时，由于自动化程度高，可以大大减少人工操作和判断的误差，提高检验的一致性和可靠性。
四、电测试法电测试法是通过在 PCB 上施加电压或电流，测量相应的电信号来判断电路的连通性和正确性。
常用的电测试方法包括接触式测试和非接触式测试。
接触式测试利用测试针或探针与 PCB 上的测试点接触，进行电信号的测量和判断。
非接触式测试则是通过电磁感应或电容耦合等原理，对 PCB 上的电信号进行检测和分析。
pcb常见缺陷原因与措施
加强操作人员的安全意识教育， 确保生产过程中的安全和稳定。
04
PCB常见缺陷的检测方法与技 巧
目视检测法
直接观察PCB表面
通过肉眼或放大镜观察PCB表面是否存在裂纹、变形、气泡、污 渍等缺陷。
检查焊接质量
目视检测法可以用于检查焊接质量，如焊点大小、形状、光泽度等 是否符合要求。
识别元器件
目视检测法可以用于识别元器件的型号、规格、极性等是否正确。
焊盘腐蚀
使用合适的清洗剂清洗腐蚀的焊盘，然后用烘干机烘干。
阻焊层缺陷修复方法与技巧
阻焊层脱落
使用合适的涂料重新涂刷脱落的阻焊层，然后用烘干机烘 干。
阻焊层变色
使用合适的清洗剂清洗变色的阻焊层，然后用烘干机烘干 。
阻焊层起泡
检查阻焊层起泡原因，如果是由于涂层过厚导致，可以使 用砂纸打磨起泡区域，然后重新涂刷阻焊层，最后用烘干 机烘干。
生产设备问题
总结词
设备故障或误差
详细描述
PCB生产过程中使用的设备，如钻孔机、曝光机、蚀刻机等，如果出现故障或误 差，可能导致PCB出现孔径不准确、线路不清晰、蚀刻过度等缺陷。
生产工艺问题
总结词
工艺参数不当
详细描述
PCB生产过程中的各项工艺参数，如温度、压力、时间等，如果设置不当，可能导致PCB出现翘曲、起泡、氧化 等缺陷。
优化生产工艺和流程
对生产工艺和流程进行持续改 进，提高生产效率和产品质量 。
引入先进的生产技术和设备， 提高生产自动化程度。
优化生产布局和物流管理，减 少生产过程中的浪费和损失。
提高操作人员技能和素质
加强操作人员技能培训，提高操 作人员的技能水平和操作规范意
识。
建立激励机制，鼓励操作人员积 极参与技术革新和改进活动。
A0I
1.定义运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同帖装错误及焊接缺陷.PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板,并可提供在线检测方案,以提高生产效率,及焊接质量。
2.主要特点（1）高速检测系统与PCB板帖装密度无关（2）快速便捷的编程系统- 图形界面下进行-运用帖装数据自动进行数据检测-运用元件数据库进行检测数据的快速编辑（3）运用丰富的专用多功能检测算法和二元或灰度水平光学成像处理技术进行检测（4）根据被检测元件位置的瞬间变化进行检测窗口的自动化校正，达到高精度检测（5）通过用墨水直接标记于PCB板上或在操作显示器上用图形错误表示来进行检测电的核对3．AOI 检查与人工检查的比较三、AOI 检查与人工检查的比较AOI与人工检测比较在AOI出现以前，是由操作员人工完成板子的检测。
这个工序包括许多名操作员在生产线的工位上用显微镜工作。
一般检测板子表层，是否有元器件缺陨，错贴或焊膏缺陷。
板子用象限定位法检测，每个工位检测板子的1/4。
虽然对于小板子来说，这种检测方法是容易实现的，随着板子尺寸增加到18*20''''，并有成千上万的元器件，这种检测方式不堪重负了。
检测要素是精确性和可靠性，而人工检测在做得最好的情况下也有其局限性人工检查 AOI检查pcb<18*20及千个pad以下人重要辅助检查时间正常正常持续性因人而异好可靠性因人而异较好准确性因人而异误点率高pcb<18*20及千个pad以上人重要辅助检查时间长短持续性差好可靠性差较好准确性因人而异误点率高1、实施目标:实施AOI有以下两类主要的目标：（1）最终品质(End quality)。
对产品走下生产线时的最终状态进行监控。
当生产问题非常清楚、产品混合度高、数量和速度为关键因素的时候，优先采用这个目标。
AOI通常放置在生产线最末端。
在这个位置，设备可以产生范围广泛的过程控制信息。
（2）过程跟踪(Process tracking)。
AOI在PCB检测中的有效应用方案
AOI在PCB检测过程中的有效应用方案------ 吴迎新摘要：本文通过分析不同类型AOI的优缺点，以及不同PCB加工工艺产生缺陷的差异，合理配置、应用AOI，以发挥AOI在PCB检测过程中的最大能效，降低成本，提高品质。
关键词：AOI PCB 自动光学检测设备 检测 有效应用1 前言随着PCB加工层次越来越高，对导线的完整性要求也越来越高，有效地控制废品率，提升产品质量，作为PCB的重要检测设备AOI（Automatic Optical Inspection ）自动光学检测设备是必不可少的。
由于AOI设备价格成本较高，如果不能根据不同PCB加工工艺的缺陷情况，根据不同AOI的优缺点，有效地配置AOI，利用AOI，无疑是一个巨大的浪费。
这就需要我们分析产品结构，加工工艺的优缺点，分析不同工艺缺陷的规律性，合理配置AOI，加强产品控制力度，提升AOI检测效果。
2 AOI检测原理简介2.1 AOI检测原理简介AOI（Automatic Optical Inspection ）自动光学检测设备在各个行业中都得到了较为广泛的使用，在PCB加工过程中，作为重要的检测设备，关键的品质保证工具也被广泛的运用。
应用于PCB检测的AOI 其原理是：利用各种光源通过光学镜片过滤后照射在待检PCB板上，然后反射光（激发光）通过各种过滤镜片，反射到接收器上，接收器根据光信号强弱产生相应电信号，经过一系列的信号转换后，设备区分出PCB板面图形状况，再与AOI本身寄存的PCB板面图形数据进行比对，有差异的位置就报出缺陷，最后通过检验员进行确认处理，以完成整个检测过程。
2.2 AOI检测流程解析如图1）示AOI检测流程基本分五步完成：资料处理、母板资料学习、板件扫描、影像处理、逻辑比对、缺陷处理，其各个步骤的目的如下：1、资料处理：在AOI的检测过程中，为了保证加工出的板面图形与设计图行的一致性，避免批量性问题漏检，常采用CAM/CAD作参考对比图形进行检测。
aoi检测实施方案
aoi检测实施方案AOI检测实施方案一、概述AOI（Automated Optical Inspection）即自动光学检测，是一种利用光学设备对印刷电路板（PCB）、表面贴装技术（SMT）和集成电路等进行自动化检测的技术。
AOI检测技术的应用可以大大提高产品的质量和生产效率，因此在电子制造行业得到了广泛的应用。
二、AOI检测的作用1. 检测缺陷：AOI可以对PCB、SMT和集成电路进行高精度的检测，能够有效地发现焊接缺陷、元件缺失、极性错误等问题。
2. 提高生产效率：相比手工检测，AOI检测可以大大提高生产效率，减少人力成本，同时也可以减少因人为因素导致的误差。
3. 数据分析：AOI检测设备可以收集大量的检测数据，通过数据分析可以及时发现生产过程中的问题，并进行改进和优化。
三、AOI检测实施方案1. 设备选型：首先需要根据生产需求和产品特点选择适合的AOI检测设备，包括台式和线体两种形式。
同时需要考虑设备的检测精度、速度、稳定性以及软件功能等方面的要求。
2. 设备布局：根据生产线的布局和工艺流程，合理安排AOI检测设备的位置，确保检测过程不会影响生产效率，同时方便数据的收集和分析。
3. 员工培训：对操作人员进行专业的培训，使其熟练掌握AOI检测设备的操作方法和维护技巧，提高设备的利用率和稳定性。
4. 检测标准制定：根据产品的特点和客户的要求，制定详细的检测标准和流程，确保AOI检测可以有效地发现产品中的缺陷和问题。
5. 数据分析和改进：定期对AOI检测数据进行分析，及时发现生产过程中的问题，并采取改进措施，不断提高产品质量和生产效率。
四、AOI检测的优势1. 高精度：AOI检测设备可以实现对微小缺陷的检测，大大提高了产品的质量和可靠性。
2. 高效率：相比传统的手工检测，AOI检测可以大大提高生产效率，减少人力成本。
3. 数据分析：AOI检测设备可以实现对大量数据的收集和分析，为生产过程的改进提供了有力的支持。
AOI检测原理
4） 回流炉后的红胶检测：该位置的检测，主要的针对红胶板的检测，能够有效的检测红胶的 OK 与否，降
低其通过波峰焊后的缺陷，能够有效的降低其人工目检成本和维修成本。 5） 波峰炉后：该位置主要是针对波峰焊检测，其中包括元器件的检测和插件的检测，该位置检测是整个波 峰焊工艺中品质检测和控制的有效补充。
AO法。芦苇功AOI 的检测算法包括图像统计原理、 灰阶处理算法和图 像色彩分析技术。
图像统计原理，是 芦苇功AOI 常用的一种有效的检测算法，几乎所有的检测都可用到 该算法，该算法 就是利用 OK 样本的累计学习和色彩比对来进行检测和判断。
灰阶处理算法，是指亮度分析和统计算法，该算法包括最大值算法、最小值算法、亮 度跨度算法、均值 算法和亮度抽取算法。
AOI检测原理
AOI，主要原理有光学原理和图像处理技术（检测原理）。光学原理包括光学的 反射原理和光学成像原理，光学原理是 AOI 检测的基本原理。图像处理技术，是分 析检测的关键技术。检测算法则直接影响缺陷的检测能力。光学原理，主要为光线 的反射原理，如下图：
光学从左边入射，通过水平镜面后，进行等角度的反射，从右边反射。当光学反射到镜头内时， 则在相机内成像，否则不成像。
图像色彩分析技术，就是指分析和处理图像的颜色，主要是通过图像的色彩分布和色 彩特征来进行检测 和判断，主要包括色彩抽取算法，波峰焊插件算法、红胶分析算法、 孔洞分析算法等。
• • • • • • • • • • • • •
1） 锡膏印刷后：在印刷机印刷锡膏后，能检测印刷过程中的缺陷，通过对印刷锡膏的检测，避免 PCBA 生
产在贴片前产生缺陷，降低了 PCBA 板的维修成本。 2） 回流焊前：该位置应该是贴片后、回流焊前，该位置能够检测锡膏和贴片的好坏，防止 PCBA 在回流焊 前产生缺陷，降低了 PCBA 板的维修成本。 3） 回流焊后：该位置是最典型的位置，不可或缺。采用该位置检测的最大好处在于所有制程中存在的不良 能够在这一阶段检出，因此不会有缺陷流到最终客户处。
自动光学检查(AOI)ppt课件
所有的晶片元件(01005) 及最小至0.3mm fine pitch 3D 4M digital Camera
Directional Flash9
三、核心的构造
AOI的基本构造：
由视觉系统、机械系统、软件系统三个主要部分组成。
1. 视觉系统主 要是执行图像 采集功能；
这些数据也是软数据， 一般很难从公司获取
应有此功能， 否则影响测试精度
价格因素不是最重要的， 但却是必要的
一般周边地区应有代理公司并配备5名-10名技术工程师
20
关注该设备已有的用户， 特别是行业内的用户
参考文献
1. SMT质量检测中的AOI技术及应用 王凡,姜建国,申洁琳 《现代电子技术》2011年5月1日第34卷第9期
2. 机械系统是 执行将所检物 体传送到指定 的检测点；
3. 软件系统是 将所采集的图 像进行分析和 处理。
10
三、核心的构造
1. 视觉系统
CCD摄像机实现光信号转换到电信号，
相 被摄物体的图像经过光学镜头聚焦至 机 CCD 芯片上，CCD 根据光的强弱积
累相应比例的电荷，各个像素积累的 电荷在视频时序的控制下，逐点外移， 经滤波、放大处理后，形成视频信号 输出。
自动光学检查（AOI）
2012.4.15
1
AOI (自动光学检查)
自动光学检测（AOI， Automatic Optical Inspection）是指通 过光学成像的方法获 得被测对象的图像， 经过特定处理算法处 理及分析，与标准模 板图像进行比较，获 得被测对象缺陷的一 种检测方法。
2
CONTENTS
不影响性能， 生产线设备布置需要了解该参数
AOI检测机及检测方法
AOI检测机及检测方法AOI（自动光学检测）是一种非接触式检测技术，用于检测印刷电路板（PCB）上的焊盘、元件、线路等问题。
AOI检测机在电子制造业中广泛应用，可提高生产效率和产品质量。
本文将介绍AOI检测机的原理和方法，以及其在电子制造行业的应用。
一、AOI检测机原理AOI检测机通过搭载一定数量的摄像头和光源，配合图像处理算法，对电路板进行快速而准确的检测。
其原理如下：1. 图像采集：AOI检测机通过摄像头对PCB进行全面扫描，将图像信息转化为电子信号。
2. 图像处理：检测机将采集到的图像信号传输给计算机，并应用图像处理算法进行特征提取、边缘检测、图像识别等处理。
3. 缺陷识别：通过与预设的标准进行比对，AOI检测机能够准确识别焊盘缺陷、元件误装等问题。
4. 异常判别：AOI检测机根据预设的判别标准，对检测到的异常进行分类和判定，如短路、断路、翻转等。
5. 报告生成：AOI检测机可生成检测报告，提供有关缺陷位置、缺陷类型和数量等详细信息，以便后续处理。
二、AOI检测机方法AOI检测机主要采用以下方法来实现对电路板的检测：1. 外观检测：AOI检测机能够检测焊盘的缺失、损坏、氧化、短路等问题，以及元件的位置偏移、误装、缺陷等。
2. 高精度定位：通过像素级别的图像处理算法，AOI检测机能够精确定位焊盘和元件的位置，以及线路的走向。
3. 缺陷检测：AOI检测机可针对常见的电路板缺陷，如误焊、漏焊、短路等，进行智能化检测和判定。
4. 通信检测：AOI检测机可以通过通信接口与上位系统进行数据传输，实现实时监控和远程配置。
5. 大数据分析：AOI检测机可将检测结果和数据与其他生产数据进行关联分析，为制造商提供数据决策支持。
三、AOI检测机在电子制造业的应用AOI检测机在电子制造业中得到了广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 提高产品质量：AOI检测机能够快速、准确地检测电路板上的缺陷和问题，提高产品质量和可靠性。
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基于AOI技术的PCB常见质量缺陷检测
摘 要：印制电路板简称PCB，作为电子元器件的支撑
体和电子元器件电气连接的载体，是重要的电子部件，由于
它采用的是电子印刷术制作的，所以被称为印制电路板。AOI
全称自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的
常见缺陷进行检测的设备。基于AOI的PCB质量检测指的是
AOI机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点
与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出
PCB的缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷标示出来，供
维修人员修整。实践表明，这种方法操作性强、可行性强。
关键词：AOI；PCB；质量检测
引言
PCB作为连接电子元器件的载体，是电子器件重要的组
成部分。中国的PCB产业一直保持在全球领先地位，到2015
年，中国的PCB总产值已经占全球PCB总产值的48%，跃居
全球第一。
就此看来，印刷电路板产品的生产技术和生产质量对
PCB的发展起着决定性作用。就PCB的生产技术来说，采用
SMT表面贴装技术，已满足客户对PCB的各项要求。然而对
于生产质量来说，由于印刷电路板采用大规模生产，在生产
过程中必然会出现各种各样的质量问题。有资料显示，在印
刷电路板的制造工艺流程中，钻孔花费的时间精力最多，然
而因钻孔出现的问题也最多。随着电子产品日趋微型化、精
密化，PCB的设计和生产也日趋小型化、精密化，向着小孔
径、窄线距、多层数方向发展，这使得PCB质量检测技术变
得必不可少。PCB质量检测中，孔的质量检测变为重中之重。
就印制电路板传统的质量检测方法来说，主要包括人工
目检法、孔数检测机和孔位检测机等，由于检测不准确、工
作量大、检测效率低等缺点，渐渐的跟不上PCB发展的速度，
甚至严重滞后了PCB的发展，渐渐被淘汰。目前大多数企业
采用AOI检测仪对PCB进行检测，该方法已经被国际所认可，
可行性强。
1 PCB常见质量问题
1.1 PCB孔缺陷
PCB生产加工过程中，会出现各种各样的孔缺陷，有些
是不可避免的：加工零件的机械精度不够、加工过程中出现
累积误差等导致的孔缺陷，而有些缺陷是可以避免的：加工
粗糙、加工过程中工序不对、设计时没考虑加工因素等导致
的孔缺陷。其中主要的孔缺陷包括：孔位偏移、孔径失真、
孔壁粗糙、毛刺等。
（1）孔位偏移：孔位偏移一方面可能是人为因素，在
小孔定位时，没有准确定位。另外一方面可能是钻头原因，
钻头松动、钻孔程序不对以及操作人员对钻头使用不熟练等
都会造成孔位偏移。（2）孔径失真：孔径失真的主要原因是
钻头，钻头使用不规范、钻头选择不恰当以及钻头在钻孔过
程中的进刀速率和转速等都会影响孔径的精度。（3）孔壁粗
糙：孔壁粗糙的主要原因是钻头的磨损、印刷电路板材料选
择不合适以及钻孔过程中的进刀速率和转速配合不恰当等
会导致孔壁粗糙。（4）毛刺：毛刺的主要原因是钻孔过程中
的进刀速率和转速配合不恰当、钻头的磨损程度以及材料选
择不合适等会使印制板产生毛刺。
1.2 PCB板缺陷
PCB质量检测过程中可能印刷电路板的板会出现问题，
主要是指板弯板翘，其原因主要包括：印刷板的板材选择不
当、生产流程异常、重工控制不良、运输或存放过程不当等。
2 基于AOI的PCB质量检测原理介绍
基于AOI的PCB的质量检测设备主要由AOI检测仪和印
制电路板两部分组成，系统结构主要包括操作系统、照明系
统、图像处理系统和数据处理系统等系统，不同系统之间相
互联系，相互影响，构成整个系统框架，如图1所示。
其中CIS是接触式图像传感器，它和图像采集卡构成系
统框架中的图像采集系统，计算机和显示及打印机构成系统
的数据处理系统，PCB移动平台和传送皮带作为系统中的运
动控制系统，以及受测物体共同组成PCB通过AOI质量检测
系统的系统框架。
图1所示的系统框架和箭头指向就能清楚明了的说明系
统的工作原理：第一步将受测体即PCB印制电路板放置到
PCB移动平台上，由移动平台通过传送皮带将其送到接触式
图像传感器的正下方。第二步是让LED照明系统照射PCB，
形成图像，由接触式图像传感器来获取，并传至图像采集卡。
最后一步是将图像采集卡采集的图像传送到计算机上，计算
机把采集到的图像进行处理后，和利用计算机仿真建模后所
采集的图像进行比较，进而判断生产出的印制电路板是否合
格。
AOI自动光学检测仪：AOI自动光学检测仪是基于光学
衍射原理开发的光学检测仪器。通常，光在传播过程中，遇
到障碍物或小孔（小孔线度约等于光波长时），光将偏离直
线传播的途径而绕到障碍物后面的阴影区进行传播的现象。
光波遇到障碍物后或多或少的都会偏离几何光学中直线传
播定律，在光孔线度远大于光的波长时，衍射现象很不明显，
近似于直线传播。当光孔线度逐渐变小，衍射现象明显，在
远处会出现明暗相间的衍射条纹。到差不多光波长时，衍射
范围会充满整个障碍物后面，衍射现象会渐渐变为散射现象。
所以在用AOI检测PCB质量中，主要是通过LED照明系统产
生与PCB孔径差不多的光波波长透过印制电路板表面，光通
过小孔会产生明显的光学衍射现象的衍射条纹，然后通过计
算机对衍射图像中衍射条纹的明暗、粗细、以及颜色变化进
行分析，和利用计算机仿真建模的PCB出的衍射图像进行比
较，然后反过来判断，PCB孔的合格率，是否存在孔壁不均
匀，不优化等缺陷。这种方法因为是与计算机仿真建模后的
标准衍射图形进行比较，可行性强。
3 结束语
文章主要基于AOI对PCB进行质量检测，由于PCB孔多
且密，同时由于PCB越来越向微型化、精密化方向发展，所
以PCB孔的质量就必须要得到保障，然而PCB的质量问题很
大一部分难以解决的主要是关于PCB孔的质量问题，所以文
章主要是利用AOI检测技术针对于PCB孔的检测。通过对AOI
自动光学检测仪的根本原理进行解释，同时对AOI对PCB板
检测过程的介绍，我们认识到AOI质量检测的可行性强，可
信度高，它可以利用光学的衍射原理，得到不同的孔缺陷会
使得光波在光传播过程中发生路径的变化，使得衍射出来的
图像和由计算机建模仿真后得到的衍射图像进行比较分析，
得出PCB孔是否会存在孔缺陷，以及孔缺陷的类型。给有关
人员关于PCB的质量检测提出了真实有效的检测方法，并论
证了它的合理性。
参考文献
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测试与测量技术，2004（112）：25-28.
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22（5）：34-40.
[3]陈志云.印刷电路板检测系统的研究与应用[D].重庆：
重庆大学，2006.
[4]徐胜海.印刷电路板在线自动视觉检测系统的分析研
究[D].合肥：合肥工业大学，2011.
[5]谢佳豪.基于计算机视觉的印刷电路板自动检测系统
的研究[D].西安：西安理工大学，2013.