TR7500-AOI检测原理说明.pdf

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TR7500 AOI 檢測原理介紹
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檢測框原理說明
本章介紹關於各檢測框原理細部說明，包含內容如下：
具位置定位能力的功能框 灰階像數統計 邊界測試 極性測試
影像測試 灰階投影定位
幾何特徵比
對
標準化
相關性比對
Missing
Warp
Method 1
Lead
Warp
Method2
Alignment
Void
Solder
Lead Void
Extra Blob
Pin Window
ROI Polarity Pair
* Warp
、
Alignment 僅具定位能力並無檢測效果，即當 Warp、Alignment 測試失敗時，不
會產生不良碼。
* 僅具定位能力的檢測框才能設定搜尋範圍。
一、影像比對方法分類：
影像比對方法並非直接使用標準影像與待測物影像做比對，而是將標準影像以比對
演算法解析後才與待測物影像比對，目前 TR7100EP 所使用到的方法如下三種。
方法一(Method 1)–幾何學特徵比對
將影像的輪廓特徵值記憶，並作為比對的特徵。[Missing]框即是使用此方法作比
對，而[Warp]框也可以選擇使用本方法進行影像比對。
Missing 與 Warp 均採用幾何學特徵比對，首先，程式會將取得的標準影像找出灰階
變異區域，以向量定義出境界線進而解析出輪廓特徵。如下：
　 　 搜尋具灰階變化區域 特徵輪廓做成
由於此方法只採用了影像『輪廓』的特徵，故轉化為特徵後的樣本只具有輪廓特性，
對於輪廓內部的灰階並沒有做比對。如下圖，兩樣本的本體中央灰階深淺不同，樣本 A
較亮、樣本 B 略暗，此兩著解析的特徵相同，故比對結果仍為 PASS。
樣本 A 樣本 B
1、由於本法採用輪廓特徵比對，故比較適合外型輪廓穩定且特徵顯著的元
件，若該元件外型易變動則不適用。例如，R0402 常會由於錫多而影響
本體電極端輪廓線，造成誤判。另外，若元件影像與背景的差異太小，
或太暗，過於模糊，由於特徵難以判定，故也不適用。
2、太小的元件，解析出的輪廓可能較不穩定，可能會有較多誤判，此時可
採用方法二，標準化相關性比對。
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方法二(Method 2)–標準化相關性比對
將影像灰階特徵記憶，並在待測影像之搜尋範圍內找尋最為相似的影像。[Lead]
框即是使用此方法作比對，而[Warp]框也可以選擇使用本方法進行影像比對。
Lead 與 Warp 使用方法二標準化相關性比對。該方法會將標準影像與待測影像作逐
點灰階比對，然後再透過演算法判定分數。
標準影像 待測物影像（PASS）
待測物影像（FAIL）
由於本法僅比較灰階分佈情況，與外型輪廓的顯著程度無關，故一般而言，灰階分
佈比例固定的元件適合用此法做比對。
1. IC PIN 腳常使用此法檢測。
2. 過於細小的零件，由於特徵不易解析，故可使用此法。
3. 以 Warp 來說，可採用方法一與方法二，一般而言，由於方法二不需解析影像輪廓特
徵，故可以獲得較高的比對分數，所以 Warp 常使用方法二。
方法三(Method 3)–投影特徵比對
將影像的灰階投影至兩軸後，以其投影的圖形作為比對的特徵。[Align]框即是使
用此方法作比對。
投影特徵比對目前僅用於 Alignment 框，Alignment 為一定位用框，由於本身不具
檢測功能，僅用於輔助其他檢測框定位，故當 Alignment 失敗的時候，並不會產生不良
警告，也不有任何不良點記錄產生。
如下圖所示，為一 IC Pin 腳的影像，投影特徵比對會統計 X、Y 方向的灰階值，並
記錄該灰階值的分佈情形，由於亮帶的灰階值較高為波峰處，暗帶則為波谷。透過 X、
Y 兩方向的比對達到定位目的。
此種定位法比較適合用於灰階分佈對比明顯處，或灰階呈現柵狀分佈的影像。
PCB 背景
Alignment