机器视觉在电子制造业中的应用

按照通常的划分方法，芯片在进行1级封装前的制造、检测和封装过程为半导体制造业，之后为电子制造业。机器视觉在电子制造行业的应用更加广泛，小到电容、连接器等元器件，大到手机键盘、PC主板、硬盘，在电子制造产业链条的各个环节，几乎都能看到机器视觉系统的身影。 
    机器视觉四大主要功能：检测、定位（引导）、测量、读码都有很多实际的应用案例。其中最突出的就是SMT贴片上的机器视觉应用及AOI/AXI设备。首先，SMT在贴片过程中就会用到机器视觉及视觉定位系统的高精度、多功能SMT贴片机技术。它通过视觉识别系统对不同元件进行视觉识别，能高速、高精度贴装微小片状元件、精细IC元件或异形元件。采用了视觉识别、定位技术的贴片机具有自动化水平高，操作方便，运行平稳等特点。贴装精度、识别元件范围、贴装速度等能符合电子行业高速、高质量、零次品率的制造要求。SMT贴片技术目前在国内已经有自主知识产权的产品，如日东电子生产的SMT贴片机在电子组装设备市场上已经叫响，而日东与知名机器视觉企业 — 汉王视觉在机器视觉软件算法于SMT上的应用的合作开发也进行的如火如荼。 
    近些年，随着电路图形的细线化等因素，SMT组装质量检测与控制代替以往人工目视的AOI（自动光学检测）的技术迅速发展起来。AOI是机器视觉技术与自控技术、精密机械技术综合的检测装备，AOI一般由工作台、电气控制系统、CCD摄像系统、图像处理系统四大部分构成。 
    其中：CCD摄像系统、图像处理系统是由机器视觉技术人员专门完成的。SMT当中AOI具有PCB板检测、焊膏印刷检测、器件检测、焊后检测等功能。PCB板、焊后检测一般是非实时性检测，焊膏印刷和器件检测则是与印刷机、贴片机相配套在一起进行的高速实时的检测。国外的AOI知名厂商很多，如Agilent、Orbotech等，最近，国内也出现了众多民族AOI品牌，其中最知名的就是Aleader，他们是将机器视觉技术能很好的应用在AOI上为数不多的国内厂商之一。AXI（自动X射线检测）与AOI在技术上的最主要的区别是：一个是X射线作为光源，另一个则更多使用可见光；另外，AOI一般检测外部特征，AXI则通过X射线能检测到一般可见光看不到位置的瑕疵并具有其它一些AOI无法完成的技术优势。国内企业在AXI上也有突破，在Nepcon2008华南展上，国产AXI已经相继推出。 
    在电子制造业，机器视觉应用广泛的另一领域就是连接器检测。世界知名的连接器厂商如Molex、Tyco等的生产线上都有大量的机器视觉检测系统在运行。其中，Molex更有自己一个独立的自动化部门，专门根据客户要求及连接器各种技术变化情况，自行研发制造机器视觉检测设备， 该部门从检测需求到设备研发完毕，上线研发周期均很短，从而能保证Molex的连接器可以随时根据客户的要求而有相对应的质检措施并能保证零瑕疵出厂。 
    连接器制造流程主要分为冲压、电镀、注塑、装配四个主要工艺流程，在四个流程当中，每个环节都对连接器产品尺寸和质量要求极为严格。比如Nokia对Molex生产的连接器要求为零次品率，即要求Molex提供给Nokia手机使用的连接器要求为100%都是合格品。而连接器大都体积非常小、精度高、制作工艺繁复、产品数量巨大、生产线运行高速。如电镀环节速度非常快，最快可达到10米/分钟。这就要求必须使用机器视觉技术对所有的生产产品在相应环节过程中进行测量和检测，及时剔除不合格产品。