光电转化器可以分为CCD(chargeCouplingdiode)和CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)两种。因为制作工艺与设计不同,CCD与CMOS传感器工作原理主要表现为数字电荷传送的方式的不同,工作原理如下图所示,CCD采用硅基半导体加工工艺,并设置了垂直和水平移位寄存器,电极所产生的电场推动电荷链接方式传输到中间模数转换器。这样的结构与设计很难集成很多的感光单元,制造成本高且功耗大;而CMOS采用无机半导体加工工艺,每像素设计了额外的电子电路,每个像素都可以被定位,而无需CCD中那样的电荷移位设计,对图像信息的读取速度远远高于CCD芯片,因光晕和拖尾等过度曝光而产生的非自然现象的发生频率要低得多,价格和功耗比CCD光电转化器也低,但其缺点是半导体工艺制作的像素单元缺陷多,灵敏度会有一些问题,同时,为每个像素电子电路提供所需的额外空间不会作为光敏区域。芯片表面上的光敏区域部分(定义为填充因子)小于CCD芯片。从理论上讲,这个原因导致可以收集的图像信息光子数会有所减少,所以,CMOS光电转化元件一般需要搭配高亮度光源,噪音也比较大。 AOI的光学图像系通常CCD线阵相机、聚集镜头、卤素或LED灯光源及图像采集卡等组成。广东智能AOI测试
AOI检测设备又名AOI光学自动检测设备现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测工具和过程质量控制工具,因此,如何从众多的AOI品牌中选择和使用适合自已要求的AOI光学自动检测设备,已成为广大电子制造工作者十分关心的问题。AOI检测设备原理:当自动检测时,AOI检测设备机器通过高清CCD摄像头自动扫描PCBA产品,采集图像,测试的检测点与数据库中的合格的参数进行比较,经过图像处理,检查出目标产品上的缺陷,并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来,供维修人员修整和SMT工程人员改善工艺。AOI检测设备的大致流程是相同的,多是通过图形识别法。即将AOI系统中存储的标准数字化图像与实际检测到的图像进行比较,从而获得检测结果。新一代AOI品牌在线AOI光学检测是一种连接网络来对产品进行检测的一种方式,这种检测模式解决需要将产品进行送检的麻烦。
AOI就是自动光学辨识系统,是英文(AutoOpticalInspection)的缩写,国内叫做自动光学检测仪,现在已经普遍应用在电子行业的电路板组装生产线的外观检查并取代以往的人工目检。AOI自动光学检测设备的基本原理是利用影像技术来比对待测物与标准影像是否有过大的差异来判断待测物有否符合标准,所以AOI的好坏基本上也取决于其对影像的解析度、成像能力与影像辨析技术。早期时候AOI自动光学检测设备大多被拿来检测IC(积体电路)封装后的表面印刷是否有缺陷,随着技术的演进,现在则被拿来用在SMT组装线上检测电路板上的零件焊锡组装后的品质状况,或是检查锡膏印刷后有否符合标准。
图像采集阶段(光学扫描和数据收集)AOI的图像采集系统主要包括光电转化摄影系统,照明系统和控制系统三个部分。因为摄影得到的图像被用于与模板做对比,所以获取的图像信息准确性对于检测结果非常重要,可以想象一下,如果图像采集器看不清楚或看不到被检测物体的特征点,那么也就无法谈到准确的检出。下面我们对光电转化摄影系统,照明系统和控制系统三个部分逐一分析介绍。首先,光电转化摄影系统指的是光电二极管器件和与之搭配的成像系统。是获得图像的”眼睛”,原理都是光电二极管接受到被检测物体反射的光线,光能转化产生电荷,转化后的电荷被光电传感器中的电子元件收集,传输形成电压模拟信号。二极管吸收光线强度不同时生成的模拟电压大小不同,依次输出模拟电压值被转化为数字灰阶0-255值,灰阶值反映了物体反射光的强弱,进而实现识别不同被检测物体的目的。 无需设置参数:1.采用智能算法、自动框图比例高;2.无需抽色、无需调饱和度、色相、无需调容忍度、阈值。
AOI系统集成技术牵涉到关键器件、系统设计、整机集成、软件开发等。AOI系统中必不可少的关键器件有图像传感器(相机)、镜头、光源、采集与预处理卡、计算机(工控机、服务器)等。图像传感器常用的是各种型号的CMOS/CCD相机,图像传感器、镜头、光源三者组合构成了大多数自动光学检测系统中感知单元,器件的选择与配置需要根据检测要求进行合计设计与选型。光源的选择(颜色、波长、功率、照明方式等)除了分辨与增强特征外,还需考虑图像传感器对光源光谱的灵敏度范围。镜头的选择需要考虑视场角、景深、分辨率等光学参数,镜头的光学分辨率要和图像传感器的空间分辨率匹配才能达到比较好的性价比。一般情况下,镜头的光学分辨率略高于图像传感器的空间分辨率为宜,尽可能采用黑白相机成像,提高成像分辨能力。图像传感器(相机)采用面阵或线阵需根据具体情况而定,选型时需要考虑的因素有成像视场、空间分辨率、小曝光时间、帧率、数据带宽等。 自动光学检测机的速度是人类所不能奇迹的,较宽的光谱响应范围使得其可以实现人眼所不能看到的红外测量。江苏自动AOI检测仪
AOI一般可以发现大部分缺陷,存在少量的漏检问题,不过主要影响其可靠性的还是误检问题。广东智能AOI测试
照明光源按照波长分类可以分为可见波长光源,特殊波长光源。可见波长光源也就是一般现代工业AOI检测设备中较常用的红绿蓝LED光源。特殊波长光源一般是指红外或紫外波长光源,一些特殊材料在可见光范围内吸收差别不大,灰阶变化不明显时可以考虑采用特殊波长光源,比如说利用紫外光能量高可以激发荧光材料的原理,检测具有荧光发光特性物质微残留时紫外光源就是一种比较有效的手段,因材料成分与红外光谱有对应关系的原理,红外光源对不具有发光性质的有机化合物残留缺陷检出就有很大的作用,甚至可以实现成分分析。特殊光源中,利用偏振光与物体相互作用后偏振态的变化,利用光学干涉原理的白光干涉(whitelightinterferometry)在特定缺陷检测中的得到了应用,例如通过相干光的干涉图案计算出对应的相位差和光程差,可以测量出被测物体与参考物体之间的差异,且分辨率与精度为可以达到亚波长。 广东智能AOI测试
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