AOI 檢測儀在PCB 電路板的檢測與改進(jìn)措施

馮 嫦，劉慶倫，楊均保，李慶達(dá)，陳兆文

（中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院裝備智造學(xué)院，廣東中山 528436）

0 引言

AOI（Automatic Optic inspection，全自動光學(xué)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(yè)高精密和智能化的發(fā)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(shí)，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(shù)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(fèi)大量的時(shí)間，而且不夠精確。因此為了減輕工人負(fù)擔(dān)，提高產(chǎn)品品質(zhì)，在檢測產(chǎn)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(jīng)儀器檢查后，還剩30 張圖片存在疑問點(diǎn)，仍需要通過工人確認(rèn)是否有缺陷。對于30 張存在疑問點(diǎn)的圖片，工人也得花費(fèi)不少時(shí)間進(jìn)行判斷，而且“新工人”無法對圖片進(jìn)行有效的判斷，不僅造成工位上的工作困難，更嚴(yán)重的是客戶端對存在問題產(chǎn)品的抱怨。

2 PCB 電路板測試存在的原因分析

（1）疑點(diǎn)圖片檢測時(shí)間過短，達(dá)不到品質(zhì)要求。對于每一片PCB 存在疑問點(diǎn)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(shí)間進(jìn)行處理，才能做到產(chǎn)品質(zhì)量的保障。可按生產(chǎn)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(jìn)機(jī)器進(jìn)行檢測，此動作約占5 s，最終處理圖片的時(shí)間為25 s。也就是說初始數(shù)據(jù)必須小于25/1.5=16 張圖片才能達(dá)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(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，品質(zhì)也無法得到有效的保障。

（2）不同材料的供應(yīng)商，增大了檢測儀檢測難度。通過對1周內(nèi)AOI 檢測儀生成的數(shù)據(jù)分析，在大約15 000 張圖片中，有50%的圖片因?yàn)椴牧瞎?yīng)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(shù)據(jù)，導(dǎo)致圖片產(chǎn)生疑問點(diǎn)，如圖1 和圖2 所示僅僅改變顏色，而性能標(biāo)識270～16 V 清晰。有35%的圖片因?yàn)橥粋€供應(yīng)商在不同的日期生產(chǎn)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(lán)色的飽和度有點(diǎn)微弱的差異，在機(jī)臺鏡頭放大20 倍才容易觀察到此效果，實(shí)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(dá)到預(yù)定的精確值，處于在不良產(chǎn)品的臨界點(diǎn)；剩下的5%的圖片包括測試到的真實(shí)不良產(chǎn)品。

圖1 電容

圖2 硬盤接口

（3）基層工作人員職業(yè)素養(yǎng)較低和經(jīng)驗(yàn)較淺?；鶎庸ぷ魅藛T遇到困難時(shí)，例如圖片過多，技術(shù)員處理問題無法進(jìn)行有效的判斷，又害怕產(chǎn)能跟不上被上級責(zé)備，從而盲目工作，造成嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)隱患；對于新工人，每張圖片都是陌生的，尋找出含有真實(shí)問題的產(chǎn)品圖片在他腦海里應(yīng)該屬于一個概念值，做不到真正判斷產(chǎn)品的實(shí)際優(yōu)劣品質(zhì)。即使機(jī)器把存在問題的劣質(zhì)產(chǎn)品已經(jīng)篩選出來，而使用機(jī)器的人卻無法識別到產(chǎn)品的缺陷究竟在哪里，則這道工序?qū)⒑翢o意義?；鶎庸と怂刭|(zhì)普遍偏低，自覺性略差以及經(jīng)驗(yàn)較淺，為了讓自己更加輕松作業(yè)，可能存在不規(guī)范作業(yè)，例如不能針對圖片進(jìn)行有效判斷，直接把機(jī)器所提取的全部圖片默認(rèn)為良品，導(dǎo)致產(chǎn)品流至客戶端。因此導(dǎo)致此工位不僅沒起到保障品質(zhì)的作用，反而會使PCB 板存在極大損件的風(fēng)險(xiǎn)。

3 解決措施

（1）數(shù)據(jù)處理方法的改變。針對不同供應(yīng)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(jī)器就不會一直存在疑問點(diǎn)，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(hù)。

針對同一個供應(yīng)商不同日期生產(chǎn)的材料，存在顏色飽和度不同，從而讓機(jī)器產(chǎn)生誤區(qū)，對其判定為劣質(zhì)產(chǎn)品的問題?？梢酝ㄟ^驗(yàn)證出現(xiàn)缺陷時(shí)的數(shù)據(jù)大小“亮度”處于33～67，如圖3 所示；而不是采用確認(rèn)良品產(chǎn)品的數(shù)據(jù)大小“亮度”202～255，如圖4 所示，作為判定產(chǎn)品的依據(jù)。也就是說在判斷產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)，可以采取從反方向考慮問題，證實(shí)錯誤區(qū)域來推定出正確區(qū)域。可以把數(shù)據(jù)定義在大于缺陷數(shù)據(jù)的“亮度”處于95～255，這時(shí)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(shù)設(shè)置

（2）加強(qiáng)技術(shù)人員與基層工作人員的溝通。加強(qiáng)技術(shù)人員與基層工作人員的溝通，整理一套有針對性的培訓(xùn)資料，收集PCB電路板經(jīng)常出現(xiàn)問題點(diǎn)的幾個圖片進(jìn)行1 對1 講解，基層工作人員有了初步的認(rèn)識后進(jìn)行考核，不及格的要反復(fù)講解考核，以加強(qiáng)和提高基層工作人員的檢測技術(shù)水平，防止檢測儀篩查出來的問題產(chǎn)品，最終還是因?yàn)榛鶎庸ぷ魅藛T的素質(zhì)問題，流至客戶端。對于那些極少出現(xiàn)的問題圖片且沒出現(xiàn)在技術(shù)員的講解內(nèi)，教導(dǎo)基層工作人員把PCB 電路板擺放在統(tǒng)一指定位置，通過與技術(shù)員溝通，尋找講解并處理辦法。

圖4 缺件狀態(tài)參數(shù)設(shè)置

同時(shí)通過薪酬激勵手段提高加強(qiáng)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(chǎn)品的質(zhì)量。

（3）檢測到質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)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(chǎn)品，需要建立數(shù)據(jù)庫來尋找規(guī)律，再逐一排查，找到問題起因，尋求合理的解決方法。

4 結(jié)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(jù)每個存在的問題提出改進(jìn)的措施。通過檢測設(shè)備與人工配合，提升產(chǎn)品的質(zhì)量，保證客戶端的需求。