引言
現(xiàn)在，若不使用機(jī)器視覺，則無法生產(chǎn)半導(dǎo)體。事實(shí)上，機(jī)器視覺是一種使能技術(shù)，其已使實(shí)現(xiàn)當(dāng)今集成電路所需的密度成為可能，并使這類電路的生產(chǎn)能夠符合成本效益。電子材料、活動(dòng)組件、IC封裝、無源元件和成品電子設(shè)備的供應(yīng)商均采用機(jī)器視覺促進(jìn)高質(zhì)量生產(chǎn)以及降低成本。
作為二維和三維機(jī)器視覺基礎(chǔ)的技術(shù)在電子裝配應(yīng)用中正變得更強(qiáng)大、更實(shí)用�，F(xiàn)在，視覺系統(tǒng)可提供更高的分辨率、更快的速度和更佳的色彩屬性。由于LED技術(shù)的發(fā)展，光源變得更強(qiáng)大，這使得生產(chǎn)線上的多方向和連續(xù)性光源更具成本效益。
視覺系統(tǒng)產(chǎn)品具有功能強(qiáng)大的視覺工具，經(jīng)過擁有廣泛應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的專業(yè)人員部署，電子生產(chǎn)工程師能夠滿足苛刻的生產(chǎn)和包裝要求，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全。
電子行業(yè)中的檢驗(yàn)挑戰(zhàn)
表面貼裝元件（SMD）的尺寸縮小到只有幾毫米或者更微小，如晶體管、電容器、電阻器和其它組件，以在印刷電路板PCB）上實(shí)現(xiàn)更大的密度和功能。尺寸減少與功能增加相結(jié)合極大地改進(jìn)了電子設(shè)備的性能，但也導(dǎo)致幾乎無法以符合成本效益的生產(chǎn)速度進(jìn)行人工裝配或檢驗(yàn)。
多年來，在元件布局之前的PCB翹曲檢驗(yàn)、SMD拾取、放置和貼裝驗(yàn)證以及焊接驗(yàn)證應(yīng)用中，機(jī)器視覺一直是一種極為重要的工具。通過采用二維和三維解決方案，機(jī)器視覺定位托盤上的PCB，引導(dǎo)高速拾放機(jī)器人至單個(gè)SMD元件進(jìn)行拾取，將機(jī)器人手臂引導(dǎo)回PCB以放置SMD，最后，驗(yàn)證焊接連接，以確認(rèn)每根SMD引線是否穿過PCB或者經(jīng)過安裝孔。
若沒有機(jī)器視覺的速度和精度作為機(jī)器人引導(dǎo)機(jī)制，現(xiàn)代PCB的組裝將不可能實(shí)現(xiàn)。此外，由于電路板上元件的密度，采用人工方法將完全無法進(jìn)行焊接驗(yàn)證。機(jī)器視覺不僅可驗(yàn)證連接，而且在出現(xiàn)焊接開裂、回流不足或者其它工藝特征的情況下，當(dāng)制造工程師需要在問題裝配線上排除故障時(shí)，其可提供缺陷反饋。
隨著無源SMD和活動(dòng)微處理器組件的尺寸不斷縮小，高速生產(chǎn)線上可能錯(cuò)誤放置或顛倒的元件只能通過機(jī)器視覺技術(shù)提供的自動(dòng)檢測(cè)例程確定。在SMD元件的例子中，機(jī)器視覺允許電子產(chǎn)品制造商在采取額外的附加價(jià)值步驟之前正確地放置或驗(yàn)證元件，從而減少返工和提高產(chǎn)量。
從歷史上看，激光掃描設(shè)備被用于驗(yàn)證每個(gè)SMD以及微處理器引線（在其與PCB連接的位置）上的微型焊接連接。雖然這種方法允許制造商自動(dòng)檢驗(yàn)元件之間越來越小的間距，但激光掃描速度緩慢且價(jià)格昂貴。新的三維機(jī)器視覺技術(shù)允許批量分析焊膏和球等，以在采取額外的附加價(jià)值步驟之前驗(yàn)證電氣連接。
鑒于新的政府法規(guī)的頒布，如《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》（RoHS指令），禁止鉛等有毒金屬在電子產(chǎn)品元件制造中的使用已經(jīng)變得更加重要。雖然這樣做對(duì)環(huán)境更安全，但采用錫和其他金屬替代焊接材料將給電子產(chǎn)品制造商帶來眾多新的挑戰(zhàn)，如須晶須以及缺口和裂縫等更常見的問題。所有這些條件均要求仔細(xì)控制回流焊接工藝，以防止短路和不良連接。只有通過仔細(xì)監(jiān)測(cè)和使用實(shí)時(shí)機(jī)器視覺檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，制造工程師才有希望保持對(duì)他們焊接工藝的控制。
產(chǎn)品可追溯性/供應(yīng)鏈管理
為了保證產(chǎn)品安全和高效召回，生產(chǎn)商必須能夠快速識(shí)別和定位供應(yīng)鏈中可能對(duì)消費(fèi)者構(gòu)成危害的潛在故障元件。
雖然由于微型化和自動(dòng)化裝配實(shí)現(xiàn)了成本節(jié)省，面對(duì)日益增加的功能，電子產(chǎn)品的價(jià)格一直保持相對(duì)穩(wěn)定，但制造商在他們的整個(gè)生產(chǎn)車間必須具有可視性，以保持利潤率。這意味著，在額外的勞動(dòng)和精力花費(fèi)在缺陷產(chǎn)品上之前，必須成功執(zhí)行每個(gè)制造節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品檢驗(yàn)和自動(dòng)化裝配流程的閉環(huán)控制。
同時(shí)，制造商面臨更大的監(jiān)管負(fù)擔(dān)，需要跟蹤他們的產(chǎn)品，驗(yàn)證環(huán)境合規(guī)性，同時(shí)需要限制因來自二級(jí)供應(yīng)商的缺陷組件造成的產(chǎn)品召回。在這些情況下，機(jī)器視覺產(chǎn)品跟蹤處于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的最前沿，在整個(gè)制造流程中跟蹤產(chǎn)品，向管理層提供他們需要優(yōu)化生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)保護(hù)他們的公司免受資金風(fēng)險(xiǎn)。
機(jī)器視覺產(chǎn)品用于電子元件制造
機(jī)器視覺產(chǎn)品用于電子元件制造
視覺傳感器 是一種一體化解決方案， 具有內(nèi)置相機(jī)、處理器、光源、光學(xué)元件以及能夠以高達(dá)6 0 0 0 個(gè)元件/ 分鐘的速度進(jìn)行檢 測(cè)和檢驗(yàn)的輸入/輸出。對(duì)于電子產(chǎn)品制造商， 視覺傳感器能夠檢查生產(chǎn)線上的元件方位。這些傳感器可在不同的位置和尺寸條件下提供可靠的讀取。通過消除位置調(diào)整的需求和最大限度地減少復(fù)位， 有助于減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間和維持高速生產(chǎn)。
視覺系統(tǒng) 具有無以倫比的元件檢測(cè)、識(shí)別和引導(dǎo)功能。這些獨(dú)立的工業(yè)級(jí)視覺系統(tǒng)與高級(jí)視覺工具庫結(jié)合使用， 具有高速圖像采集和處理能力。多種型號(hào)選擇， 包括線掃描和彩色系統(tǒng)，可滿足所有價(jià)格和性能要求。
視覺軟件 將高級(jí)編程的功能和適應(yīng)性與圖形編程環(huán)境的簡單性結(jié)合在一起。無論您使用何種相機(jī)、圖像采集卡和其它外圍設(shè)備， 功能強(qiáng)大、經(jīng)過廣泛驗(yàn)證的視覺工具庫允許全面的硬件獨(dú)立性。V i s i o n P r o ? 是那些需要大量與現(xiàn)有P C 和人機(jī)界面（ HMI ） 硬件集成的相機(jī)或應(yīng)用的系統(tǒng)集成商、OEM制造商和高級(jí)視覺用戶的理想選擇。
康耐視工具幫助電子產(chǎn)品行業(yè)提高質(zhì)量
檢驗(yàn)
機(jī)器視覺檢驗(yàn)裝配誤差、表面缺陷、損壞元件和缺失特征。視覺工具識(shí)別物品和特征的方向、形狀和位置。
引導(dǎo)
視覺軟件引導(dǎo)自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人設(shè)備。經(jīng)過廣泛驗(yàn)證的視覺工具為高精度裝配操作和其它制造流程校準(zhǔn)元件。
計(jì)量/測(cè)量
視覺工具計(jì)量元件以檢查關(guān)鍵尺寸，并為揀選和分類流程測(cè)量產(chǎn)品元件。
OCR/OCV
功能強(qiáng)大的算法可讀取和驗(yàn)證直接標(biāo)記在元件以及印刷在標(biāo)簽上的字母數(shù)字字符。
存在/缺失
康耐視視覺設(shè)備檢測(cè)高速生產(chǎn)線上的簡單特征和物品的存在性或缺失性，以提供基本的通過/未通過結(jié)果。
代碼讀取
專業(yè)化工具讀取緩慢移動(dòng)或高速生產(chǎn)線上難以讀取的一維條形碼或者二維數(shù)據(jù)矩陣碼。
VisionPro幫助縮短應(yīng)用開發(fā)時(shí)間和降低生命周期成本
公司：ASYS Automatisierungssysteme GmbH公司，德國多恩施塔特市
挑戰(zhàn)：在其榮獲獎(jiǎng)項(xiàng)的INSIGNUM2000激光標(biāo)記系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)全面的元件可追溯性。
所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品：VisionPro軟件
解決方案：直接印刷在產(chǎn)品上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)即使在大批量生產(chǎn)環(huán)境中仍可實(shí)現(xiàn)全面的元件可追溯性，激光標(biāo)記技術(shù)的使用確保此流程中出現(xiàn)極低的錯(cuò)誤率。為促進(jìn)此流程而安裝的硬件的性能和靈活性完全取決于所使用的圖像處理軟件的質(zhì)量和功能。
實(shí)現(xiàn)的好處：康耐視Vi s ionPro視覺軟件快速、準(zhǔn)確且功強(qiáng)大。通過集成VisionPro軟件，INSIGNUM2000榮獲了NPI大獎(jiǎng)。INSIGNUM2000激光器現(xiàn)在在15秒內(nèi)可讀取多達(dá)20個(gè)代碼，包括處理代碼。
公司：ASYS Automatisierungssysteme GmbH公司，德國多恩施塔特市
挑戰(zhàn)：在其榮獲獎(jiǎng)項(xiàng)的INSIGNUM2000激光標(biāo)記系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)全面的元件可追溯性。
所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品：VisionPro軟件
解決方案：直接印刷在產(chǎn)品上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)即使在大批量生產(chǎn)環(huán)境中仍可實(shí)現(xiàn)全面的元件可追溯性，激光標(biāo)記技術(shù)的使用確保此流程中出現(xiàn)極低的錯(cuò)誤率。為促進(jìn)此流程而安裝的硬件的性能和靈活性完全取決于所使用的圖像處理軟件的質(zhì)量和功能。
實(shí)現(xiàn)的好處：康耐視Vi s ionPro視覺軟件快速、準(zhǔn)確且功強(qiáng)大。通過集成VisionPro軟件，INSIGNUM2000榮獲了NPI大獎(jiǎng)。INSIGNUM2000激光器現(xiàn)在在15秒內(nèi)可讀取多達(dá)20個(gè)代碼，包括處理代碼。
In-Sight為過熱溫度控制器提供快速檢測(cè)
公司： Bangze設(shè)備公司，中國
挑戰(zhàn)：在近300℃（572°F）的溫度環(huán)境和短路間距僅1mm左右（0.04英寸）的條件下進(jìn)行熱保護(hù)短路檢驗(yàn)。所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品：In-Sight? 視覺系統(tǒng)
解決方案：將視覺系統(tǒng)安裝在一個(gè)非常狹窄的隔熱空間，使用In-Sight Explorer軟件中找到的邊線工具發(fā)現(xiàn)雙金屬片邊線。最后，使用測(cè)量工具測(cè)量兩條線之間的直接距離。
實(shí)現(xiàn)的好處：系統(tǒng)收到檢驗(yàn)信號(hào)后，In-Sight系統(tǒng)將進(jìn)行10個(gè)熱保護(hù)測(cè)量，精度為±0.04mm，并在10毫秒內(nèi)發(fā)送信號(hào)，從而為Bangze設(shè)備提供理想的生產(chǎn)制造條件。
In-Sight為PCB上的激光代碼提供光學(xué)控制
公司：Rommel GmbH公司，德國埃英根
挑戰(zhàn)：采用激光數(shù)據(jù)矩陣代碼確保PCB電路板實(shí)現(xiàn)無缺陷生產(chǎn)。
所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品：In-Sight視覺系統(tǒng)
解決方案：Rommel GmbH公司采用創(chuàng)新型激光掃描頭，其具有移動(dòng)偏轉(zhuǎn)鏡、CO2激光器和In-Sight視覺系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)精度目標(biāo)。
實(shí)質(zhì)功效：智能且全面的In-Sight 視覺系統(tǒng)幫助Rommel公司完美地執(zhí)行所需的激光標(biāo)記任務(wù)。所采集到的圖像和數(shù)據(jù)可采用In-Sight Explorer軟件和行之有效的廣泛視覺工具庫輕松處理。此外，系統(tǒng)堅(jiān)固耐用的壓鑄鋁和不銹鋼外殼使智能視覺系統(tǒng)能夠非常有效地抵御高振動(dòng)應(yīng)力，保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)作不受灰塵和碎屑干擾。
視覺系統(tǒng)減少M(fèi)EM亞微米級(jí)公差檢驗(yàn)的時(shí)間達(dá)90%
公司：DWFritz自動(dòng)化公司，美國
挑戰(zhàn)：微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）定位在塑料外殼中時(shí)需要保持亞微米級(jí)的公差，以便將模具上的機(jī)械部件與外殼上的接口組件對(duì)齊。
所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品： VisionPro 軟件
解決方案：一個(gè)MEMS元件檢驗(yàn)工具采用了兩臺(tái)康耐視相機(jī)和一個(gè)康耐視圖像采集卡，在九個(gè)生產(chǎn)步驟中執(zhí)行500次以上測(cè)量，周期時(shí)間不超多30秒/步驟。
實(shí)質(zhì)功效：精密檢驗(yàn)機(jī)器在九個(gè)生產(chǎn)步驟中以120個(gè)元件/小時(shí)的速度執(zhí)行了500多次測(cè)量，從而在只有一名操作員的條件下實(shí)現(xiàn)100%的檢驗(yàn)。當(dāng)拆卸和更換元件時(shí)，運(yùn)動(dòng)夾具提供優(yōu)于0.2微米的可重復(fù)性。檢驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量同一元件上的較大和較小特征，并將高倍率和低倍率相機(jī)之間的測(cè)量聯(lián)系起來�？的鸵曄鄼C(jī)和圖像采集卡提供所需的高水平分辨率，以確保在每個(gè)單元上實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)公差檢測(cè)。
簡易的視覺系統(tǒng)幫助連接器制造商實(shí)現(xiàn)零缺陷生產(chǎn)
公司：JST, 美國
挑戰(zhàn)： 實(shí)施測(cè)量元件精度達(dá)0.1mm的視覺系統(tǒng)，以便足夠迅速地調(diào)整機(jī)器參數(shù)，以避免缺陷。
所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品：In-Sight 視覺系統(tǒng)
解決方案：In-Sight視覺系統(tǒng)在模塊化包裝中提供全面的解決方案，無需任何額外的硬件或其它設(shè)備。高分辨率、快速的圖像采集時(shí)間和易于使用的視覺工具使其成為了完美選擇。
實(shí)質(zhì)功效：部署機(jī)器視覺后，不合格產(chǎn)品的數(shù)量在此期間已減少至百萬分之零（ppm），遠(yuǎn)低于極其嚴(yán)苛的六西格瑪質(zhì)量基準(zhǔn)3.4 ppm。
在較大表面積上實(shí)現(xiàn)高精度檢驗(yàn)
公司：Meder公司，中國上海
挑戰(zhàn)：以高精度檢驗(yàn)印刷電路板（PCB）
所部署的機(jī)器視覺產(chǎn)品：In-Sight視覺系統(tǒng)
解決方案：一種機(jī)械移動(dòng)策略創(chuàng)建了XY-方向二維平臺(tái)，包括In-Sight視覺系統(tǒng)以及三組光源，用于執(zhí)行檢驗(yàn)。
實(shí)質(zhì)功效：所使用的方法確保了高精度，并保證可以檢驗(yàn)到較大面積的PCB。這是機(jī)器視覺行業(yè)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)顯著技術(shù)進(jìn)步。
機(jī)器視覺讓供應(yīng)鏈管理變得更輕松
電子產(chǎn)品制造過程中采用的可追溯性系統(tǒng)越佳、越
精確，則能夠越快地識(shí)別和解決問題。下面是機(jī)器
視覺幫助管理供應(yīng)鏈的四種方式：
1. 改進(jìn)在制品的管理
2. 減少庫存
3. 優(yōu)化生產(chǎn)工具的可用性和使用
4. 最大限度地減少不合格產(chǎn)品的配送總結(jié)
隨著電容器和其它無源元件的測(cè)量尺寸精確至微米以及半導(dǎo)體的關(guān)鍵測(cè)量尺寸為納米，自動(dòng)化機(jī)器視覺提供了唯一符合成本效益的半導(dǎo)體元件和電子裝配質(zhì)量檢查方式。當(dāng)與直接自動(dòng)化信號(hào)測(cè)試結(jié)合使用時(shí)，機(jī)器視覺讓制造商能夠控制電子制造過程中的每個(gè)步驟——從來件檢驗(yàn)到裝配、包裝和運(yùn)輸。
此外，機(jī)器視覺能夠讀取元件上二維數(shù)據(jù)代碼以及JEDEC托盤信號(hào)的能力，為OEM制造商提供了查看和管理他們整個(gè)供應(yīng)鏈的能力，從而促進(jìn)了精益化、利潤驅(qū)動(dòng)型電子企業(yè)的發(fā)展，以滿足當(dāng)今快速變化市場(chǎng)的需求。
