01005元件，它只有0.2×0.4mm 大小，0.004毫克重量，如此細(xì)小的元件在過爐后的返修幾乎是很難做到的。因此對組裝工藝帶來的挑戰(zhàn)主要有：1、SMT如何精準(zhǔn)的貼裝并且避免錯料；2、AOI如何能夠把01005貼裝的所有缺陷擋在爐前以避免爐后返修。目前，對于AOI檢測環(huán)節(jié)來說，最大的難度是如何更加精準(zhǔn)測量出01005元件貼裝偏差，因?yàn)榧词故强此浦挥蓄^發(fā)絲細(xì)的偏差也極有可能造成爐后的焊接缺陷。

 

　　01005的檢測對于AOI的精度要求：

 

　　01005元件焊盤的最小尺寸只有200μm，根據(jù)IPC國際電子組裝工藝標(biāo)準(zhǔn)的最低級（IPC-A-610D二級）：元件偏移超過焊盤的二分之一為不合格，這意味著01005元件最大偏移量不能超過100μm。那么如何準(zhǔn)確檢測出小到100μm的偏差，就是目前AOI制造商所面臨的最富挑戰(zhàn)性的問題。按照國際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，測量系統(tǒng)誤差需小于偏差的十分之一原則。也就是說AOI如要準(zhǔn)確測量到01005元件100μm的偏差，其設(shè)備整體檢測誤差范圍就必須小于10μm，而目前國內(nèi)外大多數(shù)廠商的AOI的整體檢測精度都很難達(dá)到這個級別。

 

　　AOI的檢測誤差的分布及原因分析：

 

　　下面我們就拿業(yè)內(nèi)普遍采用的相機(jī)+X/Y平臺（移動，停止再拍照）的運(yùn)動結(jié)構(gòu)來分析哪些因素會影響AOI的測量精度。

 

　　這里我們簡化一下：假設(shè)被檢測目標(biāo)PCB板上只有一個元件R1和一個Mark點(diǎn)F1，AOI以F1為原點(diǎn)檢測R1的坐標(biāo)實(shí)測值（X、Y），再與已知R1焊盤中心點(diǎn)坐標(biāo)相減得出偏差，如下圖所示：

　　檢測步驟是：

 

　　1、安裝在平臺橫梁上的相機(jī)移動到A位，使相機(jī)的中軸線對準(zhǔn)Mark點(diǎn)F1的中心。

 

　　2、然后平臺根據(jù)程序設(shè)定好的坐標(biāo)（X1、Y1）把相機(jī)移到B位（包括了元件R1的FOV中心點(diǎn)）并拍照。

 

　　3、AOI軟件根據(jù)拾取的整個FOV圖像，計(jì)算元件R1本體中心點(diǎn)離FOV的中心（即相機(jī)的中軸）的坐標(biāo)值（X2、Y2）。

 

　　4、計(jì)算出R1相對原點(diǎn)F1的坐標(biāo)實(shí)測值：X=X1+X2，Y=Y1+Y2，最后得出相對焊盤的偏差，如俯視圖所示：

　　從以上的圖解我們不難推出要準(zhǔn)確得出R1的偏差，關(guān)鍵是AOI能否精準(zhǔn)測量出R1相對于Mark點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)實(shí)測值。

 

　　而實(shí)測值的精度受到如下因素影響：

 

　　1、由A位移到B位直接受到X/Y平臺移動的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差影響，如果是絲桿平臺，由于其絲桿間隙所造成的隨機(jī)誤差最少也達(dá)20μm。

 

　　2、計(jì)算出X2、Y2值受到圖像畸變的影響，元件離FOV中心越遠(yuǎn)，相機(jī)鏡頭畸變越高，圖像的畸變也越大，計(jì)算出的坐標(biāo)值誤差越大。

 

　　3、X2、Y2值還受到R1元件中心的判定誤差的影響，這直接和相機(jī)拍攝的圖片的解析度相關(guān)。如果相機(jī)解析度越低，圖片越模糊，造成R1元件的本體邊界計(jì)算誤差大，最終計(jì)算出R1元件中心的位置誤差越大。

 

　　下圖總結(jié)出普通絲桿平臺AOI在檢測元件時誤差是由哪些部位產(chǎn)生：

　　1，相機(jī)隨平臺運(yùn)動時，絲桿間隙造成的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。

 

　　2，普通相機(jī)的解析度太低導(dǎo)致影像模糊不清，使目標(biāo)物體的中心點(diǎn)的判定產(chǎn)生誤差。

 

　　3，鏡頭的畸變直接造成影像的畸變，使實(shí)測的目標(biāo)物體距相機(jī)視場中心產(chǎn)生誤差。

 

　?。ㄈ鐖D3中所標(biāo)1、2、3號位所示）

 

　　目前普通的AOI大都采用的絲桿X/Y平臺誤差至少在20μm以上，在加上相機(jī)和鏡頭的誤差，其AOI的整體誤差要超過50μm。

 

　　凌志銳科技如何提高AOI的檢測精度以應(yīng)對01005微型元件組裝的挑戰(zhàn)：

 

　　凌志銳科技經(jīng)過多年的潛心研究，認(rèn)真分析AOI在檢測元件過程中誤差產(chǎn)生的具體部位和原因，率先掌握以下業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和部件的運(yùn)用，把每一個環(huán)節(jié)的誤差逐一降至最低：

 

　　（1）采用重復(fù)精度達(dá)1微米的直線電機(jī)平臺

 

　　L2000系列自動光學(xué)檢測機(jī)是目前國內(nèi)業(yè)界率先采用直線電機(jī)平臺的AOI，其重復(fù)精度達(dá)到1個微米，與業(yè)內(nèi)普遍采用絲桿伺服電機(jī)驅(qū)動平臺相比，精度提高近20倍。

 

　　（2）超低的影像畸變率

 

　　凌志銳AOI影像系統(tǒng)一律采用德國知名品牌的工業(yè)相機(jī)及鏡頭，影像物理畸變率<0.01%,業(yè)內(nèi)最低，再通過自主研發(fā)的高精度的軟件補(bǔ)償技術(shù)把影像畸變率降至0.005%以下。

 

　　（3）亞像素（sub-pixel）技術(shù)的運(yùn)用

 

　　經(jīng)過亞像素技術(shù)處理后的影像，其檢測的清晰和細(xì)膩程度有了顯著的改善，這樣也會極大地提升檢測能力。也就是說凌志銳AOI軟件通過亞像素技術(shù)可以把影像最小像素點(diǎn)尺寸（Pixel size）進(jìn)行再分割到4μm，使影像更加清晰細(xì)膩，同時也使凌志銳AOI可以在不降低像素點(diǎn)尺寸和不犧牲檢測速度的情況下，檢測更加細(xì)小的元器件，從而使元件尺寸的測量精度提高數(shù)倍。

 

　?。?）微米級的定位算法

 

　　凌志銳AOI軟件中獨(dú)特的定位算法使測量到元件偏差值均以微米單位輸出并且偏差的限定值（閥值）也以微米為單位，也就是說凌志銳AOI可以把元件的偏差限定在微米級。

 

　　實(shí)際的檢測效果如何呢？我們拿普通絲桿平臺AOI和L2000針對同一01005元件30次重復(fù)檢測進(jìn)行對比，如圖所示：

　　以上圖表可以看出四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用，凌志銳L2000的整體檢測誤差縮小到10微米以內(nèi)，重復(fù)性參數(shù)Gage R&R最小可達(dá)5%，這樣的參數(shù)指標(biāo)完全能夠滿足業(yè)內(nèi)最精密的元件01005的檢測。憑借高精度的檢測能力，優(yōu)異的重復(fù)性和穩(wěn)定性以及成熟的算法，L2000在高精密度電路板的檢測中表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)異。尤其是針對有01005元件的智能手機(jī)電路板的檢測，在確保超高的檢出率的情況下其誤判率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于業(yè)內(nèi)同類型的AOI，直通率可達(dá)90%以上。