AOI(自动光学检测)通过相机+光源采集图像,判断焊点、器件是否存在缺陷(少锡、虚焊、立碑、桥连等),是保障PCBA良率的“标准工序”,而随着产品小型化与密度提升,2D/3D AOI联动工艺优化平台(例如结合SPI的数据闭环)越来越普及,用来降低误报、提升一次直通率与追溯性,而70% 以上的焊接问题常源自“印刷环节”(SPI阶段)参数不稳,所以如果能把前端把好关,后端AOI压力就会小很多。
原理:把生产图像与“黄金样本/模板”做像素级比对,超差即判NG。
优点:上手快、编程简单、速度快。
缺点:对光照、角度、反光非常敏感;版型切换频繁时模板维护成本高。
小贴士:如果产品批量大、变更少,图像比对能快速上线;但一旦多品种混流,就要警惕误报增加。
原理:提取几何/纹理/灰度/颜色等“特征”,与特征库规则匹配,判断是否缺陷。
优点:适应性强,能覆盖多类缺陷(少锡、偏移、桥连等)。
缺点:依赖规则/特征库,遇到“新型/罕见”缺陷需要不断维护更新。
原理:用大量真实样本训练模型,让系统“自学”区分OK/NG与缺陷类型。
优点:对复杂纹理和反光更鲁棒;可显著降低误报、减少人工复判;利于跨机台、跨产线的标准化。
缺点:前期样本采集与标注投入高;需要与MES/工艺持续打通做闭环优化。行业报告与厂商公开资料显示,AI分类能明显降低AOI误报与人工复判负担。
小贴士:别一上来就追求“全栈AI”。先把“误报最多的Top 3缺陷”用AI做二次筛选,ROI 往往更快。
立碑效应(Tombstoning):多见于小尺寸片阻、电容;常因焊盘尺寸/间距不当、回流温差与表面张力不平衡导致,一端被“立起”。AOI需要关注器件姿态与焊端润湿形态。
桥连(Solder Bridging):相邻焊点被多余焊料连成“桥”,易短路。2D/3D AOI关注“体积+高度+连通性”,AI能辅助减少“假阳性”。
小贴士:立碑、桥连很多时候是“上游设计/印刷”问题。把SPI数据回传给印刷段做参数修正,比单纯调AOI阈值更有效。
产品谱系与换线频率:
少品种大批量:图像比对或规则特征即可。
多品种小批量/频繁换线:推荐“特征识别 + 局部AI二次判别”。
缺陷分布:
如果误报主要集中在外观类/反光复杂区域,AI二次筛选通常收益大。
具备3D量测与跨设备数据平台的工厂,更容易做工艺前馈/反馈控制,持续降误报、提直通。
人力与ROI:
若复判人力压力大,可优先部署“AI降点/降假”模块,行业公开案例显示可显著减少人工复判与假点。
小贴士:评估别只看“识别率”,还要看误报率(False Call)和逃逸率(Escape/漏检),以及**一次直通率(FPY)**的实测变化。
前馈控制:SPI发现印刷偏差→实时修正钢网擦拭/刮刀压力/贴装偏移。
后馈优化:AOI缺陷热区回溯到SPI/贴装参数,减少重复性缺陷。
跨线统计与追溯:统一平台看不同机台、不同工单的质量表现,缩短处置闭环。公开资料显示,这类平台化方案是业界减少误报、提升良率的关键抓手。
小贴士:落地前先做为期2–4周的小试,用相同工单对比“上线前后”的误报、直通率与返修时长,确保收益真实可复用。
《我们如何用AI深度学习AOI帮客户把“误报点”砍掉一大半》
作者:张工(际诺斯电子SMT工艺工程师)“去年,一个汽车电子客户找上门:A线AOI误报点太多,复判员人手不够,还偶有‘漏检’流到下工序。我们做了三步:
1)数据摸底:统计近3个月的NG类型和Top 20热点区域;
2)AI二次筛选:在原AOI后端接入AI分类,只盯三类‘假点高发’缺陷做模型;
3)闭环优化:把AOI结果回写到SPI与贴装段,联动修正印刷与贴装参数。
上线两周后,人工复判工作量明显下降;一个月后,‘假阳性’显著减少、一次直通率稳步提升。这个做法与业内公开案例的思路一致——先把误报降下来,再谈更大范围的AI替代。”
小贴士:开始别追“全量缺陷全覆盖”,聚焦Top缺陷,滚动加库、滚动训练,成本更可控,效果更稳。
方案特点:
“多算法融合”:图像比对+特征识别+AI深度学习组合,按产线与缺陷特性灵活启用;
“数据闭环”:与SPI、MES对接,形成前馈/后馈的工艺优化回路;
“可落地”:先从“AI降误报”切入,最快见效,逐步扩展到全线标准化。以上做法与行业公开最佳实践一致:用AI减少AOI误报与复判负担,配合平台化数据分析提升FPY。
小贴士:若你已拥有3D SPI或已有跨设备数据平台,部署难度会更小、见效更快。
AI降低AOI误报/人工复判:Cogiscan公开案例(“可将误报与人工复判降至约60%”),及工业AI误报问题研究(Siemens等)
AOI关键技术综述/传统方法局限:国内研究综述PDF(模板匹配/规则方法易致误报、漏报)
AOI↔SPI↔数据平台闭环:Koh Young KSMART/相关报导(跨平台统计过程控制、工艺优化)
缺陷机理与检测要点:立碑(JLCPCB、LCSC),桥连(ALLPCB)
厂商AI能力与白皮书:Koh Young、OMRON、MIRTEC公开资料(AI分类、减少误报、标准化流程)
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