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高密度PCB检测难题:如何让AOI识别0.1mm间距的虚焊?

  • 发表时间:2025-06-11 17:11:47
  • 来源:本站
  • 人气:32

要让AOI识别0.1mm间距的虚焊,可从光学系统升级、算法优化、检测流程完善三方面着手:

  1. 光学系统升级

    • 高分辨率与多光源系统:0.1mm间距的微细线路要求AOI设备具备高分辨率成像能力,通常需达5μm/pixel甚至更高。同时结合多角度、多波段光源(如红光、蓝光、偏振光),以增强对不同材料(铜、树脂、干膜)的识别能力。

    • 动态自动对焦技术(DAF):用于处理板翘问题,通过实时调整Z轴高度确保图像清晰度一致,提升AOI有效识别率。

  2. 算法优化

    • 自适应阈值算法:根据局部图像特征动态调整缺陷识别标准,提升误报率控制。

    • AI深度学习模型:通过大规模缺陷图像训练模型,实现对异常形态(如氧化、局部开短路、断线)更准确识别。

    • 变形匹配技术:允许在一定范围内识别因压合或热应力导致的图像偏移,提高定位精度。

  3. 检测流程完善

    • 盲区类型分析:如阴影遮挡(元器件立体结构阻挡光线,BGA、QFN下方焊点/丝印不可见)、反光干扰(高反光材质反射光源,金属外壳、陶瓷电容表面过曝)、密集元件(间距小于AOI分辨率极限,0201封装电阻/电容密集排列)、多层板结构(内层埋孔/盲孔不可见,HDI板内层激光孔质量检测)、设计缺陷(对称引脚导致焊点反光相似,相邻元件焊点误判率高)等。

    • 识别技术:采用环形光+同轴光,环形光突出元件轮廓,同轴光穿透间隙,增强阴影区域对比度;使用可调波长光源,紫外光检测荧光丝印,红外光穿透散热片检测底层焊点;导入CAD数据构建PCB 3D模型,模拟AOI扫描路径,预判遮挡区域(如BGA下方);利用GAN网络修复过曝/阴影图像,还原被遮挡焊点形态;运用深度学习模型训练U-Net等网络预测盲区位置,精度可达95%以上;在Gerber文件中集成DFT(可检测性设计)规则,自动标注盲区并生成补测指令。

    • 补测方案:3D AOI扫描高分辨率设备覆盖顶层/底层,检测80%以上区域;X-ray检测针对BGA、内层埋孔,检测焊点空洞、裂纹等;激光扫描测量密集元件引脚共面性(如0201电容引脚高度差);红外热成像识别虚焊导致的温度异常(温差>2℃触发报警);旋转台/翻转夹具改变PCB角度,使遮挡引脚暴露(如旋转90°检测QFN侧边焊点);自动触发补测,在AOI程序中预设盲区坐标,联动X-ray设备扫描;坐标匹配将X-ray检测坐标与AOI图像坐标对齐,生成综合缺陷报告;趋势分析统计盲区缺陷类型(如BGA空洞率),反馈至工艺优化。

    • 多阶段检测流程:高密度PCB的生产通常分为多次压合与层间加工,AOI检测应覆盖各关键工序,如一次线路图形检测(Inner Layer AOI)。

    • 盲区识别与补测

      • 盲区类型分析:如阴影遮挡(元器件立体结构阻挡光线,BGA、QFN下方焊点/丝印不可见)、反光干扰(高反光材质反射光源,金属外壳、陶瓷电容表面过曝)、密集元件(间距小于AOI分辨率极限,0201封装电阻/电容密集排列)、多层板结构(内层埋孔/盲孔不可见,HDI板内层激光孔质量检测)、设计缺陷(对称引脚导致焊点反光相似,相邻元件焊点误判率高)等。

      • 识别技术:采用环形光+同轴光,环形光突出元件轮廓,同轴光穿透间隙,增强阴影区域对比度;使用可调波长光源,紫外光检测荧光丝印,红外光穿透散热片检测底层焊点;导入CAD数据构建PCB 3D模型,模拟AOI扫描路径,预判遮挡区域(如BGA下方);利用GAN网络修复过曝/阴影图像,还原被遮挡焊点形态;运用深度学习模型训练U-Net等网络预测盲区位置,精度可达95%以上;在Gerber文件中集成DFT(可检测性设计)规则,自动标注盲区并生成补测指令。

      • 补测方案:3D AOI扫描高分辨率设备覆盖顶层/底层,检测80%以上区域;X-ray检测针对BGA、内层埋孔,检测焊点空洞、裂纹等;激光扫描测量密集元件引脚共面性(如0201电容引脚高度差);红外热成像识别虚焊导致的温度异常(温差>2℃触发报警);旋转台/翻转夹具改变PCB角度,使遮挡引脚暴露(如旋转90°检测QFN侧边焊点);自动触发补测,在AOI程序中预设盲区坐标,联动X-ray设备扫描;坐标匹配将X-ray检测坐标与AOI图像坐标对齐,生成综合缺陷报告;趋势分析统计盲区缺陷类型(如BGA空洞率),反馈至工艺优化。