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 　　AOI 全稱自動光學(xué)檢測，是一種基于光學(xué)原理利用機器視覺替代人工目檢的檢測技術(shù)。AOI設(shè)備主要應(yīng)用于 PCB、FPD、半導(dǎo)體、光伏、汽車電子等行業(yè)的工業(yè)檢測。

　　AOI 檢測基本原理

　　AOI 技術(shù)總體上是利用機器視覺模仿人工檢測的過程，其基本原理與人工檢測相似。

　　AOI 以人工光源代替自然光，以光學(xué)透鏡代替人眼晶狀體，以 CCD、CMOS 等元件進行圖像采集代替視網(wǎng)膜，最后經(jīng)過算法處理將分析后的圖像與之前采集的標(biāo)準(zhǔn)圖像進行對比，利用圖像對比+模式分析的方法代替人腦的分析過程得到檢測結(jié)果。

　　AOI 系統(tǒng)主要由圖像采集系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，硬件設(shè)備主要分為六個部分：光源、相機、電腦主機、絲桿、馬達和機體。其中光源是決定檢測能力的重要因素，工業(yè)相機是實現(xiàn)完全國產(chǎn)化的主要瓶頸。除了硬件之外，還需要配套的算法。

　　AOI檢測市場

　　相關(guān)市調(diào)機構(gòu)預(yù)計Cell段檢測設(shè)備空間是Module段的10-15倍；在OLED領(lǐng)域，一條OLED線所需AOI設(shè)備約為LCD線的1.5-2倍，檢測設(shè)備單價平均增加20-30%。

　　全球 AOI 行業(yè)產(chǎn)值分布

　　目前顯示面板及觸摸屏生產(chǎn)線檢測員⼯約占整體⽣產(chǎn)線人員的30-40%，是未來提升生產(chǎn)自動化的主要領(lǐng)域。

　　一臺在線AOI設(shè)備可以代替4-5人的工作量，每月開機25天，開機23小時，基本無間斷。而SMT領(lǐng)域AOI單價僅10-20萬，相當(dāng)于1-1.5個熟練工人的全年工資。

　　AOI 設(shè)備的上游主要包括光學(xué)元件供應(yīng)商和機械元件、運動系統(tǒng)提供商，其中機械設(shè)備與其他技術(shù)的通用性較高，一般廠商均可提供；

　　光學(xué)元件根據(jù)設(shè)備需求精密度要求不同，但除了高端設(shè)備對工業(yè)相機要求較高以外總體可選擇的采購商較多；上游供應(yīng)不會對設(shè)備商構(gòu)成制約因素。

　　下游主要包括 PCB、FPD、半導(dǎo)體和其他行業(yè)。

　　AOI  設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈

　　AOI  設(shè)備在 SMT 產(chǎn)線中的位臵通常為印刷后、貼片后 （爐前） 和回流焊后） （爐后），其中印刷后是檢測的重要位臵，數(shù)據(jù)顯示 60%-70%缺陷出現(xiàn)在印刷環(huán)節(jié)，在印刷后若能及時發(fā)現(xiàn)焊膏缺陷，只需洗板重新印刷即能重新獲得良品，維修成本最低；

　　貼片后的位臵可視情況選擇是否放臵，若能在回流焊前及時發(fā)現(xiàn)缺陷維修成本尚低，到回流焊后則不僅成本較高，還很有可能導(dǎo)致整個 PCB 報廢，因此未來將對貼片后的檢測也將更加重視；

　　回流焊后作為產(chǎn)品流出前的最后檢測是 AOI 最流行的位臵，可有效提高產(chǎn)品良率。根據(jù) 2000 年的銷售數(shù)據(jù)，20.8%的 AOI 應(yīng)用于印刷后，21.3%用于貼片后，57.9%用于回流焊后，也基本印證了這種分配屬于市場認可的主流方案。

　　除了 SMT 檢測，AOI 設(shè)備在 PCB 行業(yè)還可以用于 DIP 檢測、外觀檢測等。其中 DIP 檢測與 SMT 類似，最關(guān)鍵的放臵位臵是波峰焊后的檢測；外觀檢測可針對包括 HDI、柔性板在內(nèi)的電路板。

　　對于 PCB 行業(yè)而言，從工藝、成本和客戶需求幾個角度來看對于AOI 設(shè)備的需求都呈現(xiàn)上升趨勢：

　　1、從技術(shù)工藝的角度看，PCB 微型化導(dǎo)致人工目檢無法滿足要求，利用機器檢測是大趨勢；

　　2、從生產(chǎn)成本的角度看， 產(chǎn)品 ASP  不斷下降而人工成本卻不斷上升，優(yōu)化生產(chǎn)流程對成本進行精細化控制是廠商在激烈競爭中生存的法門，引進自動化檢測設(shè)備是必要的選擇；

　　3、從客戶需求的角度看，各種終端產(chǎn)品的復(fù)雜度不斷提升，對穩(wěn)定性要求也越來越高，AOI 可以有效檢測翹腳、虛焊等缺陷，增強產(chǎn)品可靠性， 引入 AOI  設(shè)備是廠商爭取客戶訂單的重要砝碼。

　　FPD領(lǐng)域常見檢測設(shè)備類別

　　面板

　　面板制造可分為 Array 、Cell 、Module  三道工序，三道工序均需要引入 AOI  檢測設(shè)備 ，且每一制程要求的檢測項目各不相同，需 根據(jù)應(yīng)用場景 對設(shè)備進行針對性的開發(fā)。

　　可應(yīng)用自動檢測的對象包括基板玻璃、CF、CG、LCM 等，其中 Array 和 Cell 制程的市場空間是 Module的十幾倍。不同制程之間對于設(shè)備的技術(shù)要求具備一定差異性，每家提供面板檢測設(shè)備的廠商在三個制程的市場占有率各不相同。

　　目前 Array 制程檢測設(shè)備市場主要被日企壟斷，Cell制程則由日、韓、臺灣的企業(yè)占據(jù)，我國檢測設(shè)備廠商正嘗試依托 Module 制程的技術(shù)積累逐步打入 Array 和 Cell 制程市場。

　　OLED  對于 AOI  設(shè)備需求高于普通 LCD  產(chǎn)線LCD 與 OLED 對于 AOI 設(shè)備提出了不同的要求，由于發(fā)光原理不同，OLED  無需濾光片，因此相對 對 LCD  不需要 CF AOI 檢測設(shè)備 ，但 OLED 需要專門的Mura 檢測設(shè)備。LCD 的Mura主要出現(xiàn)在 CF，而 OLED 由于工藝不同會產(chǎn)生蒸鍍混色，各類 Mura 缺陷相對更加嚴重。

　　對于 Mura 缺陷的判定往往有一定主觀性，AOI 設(shè)備一方面可以有助于檢測缺陷， 更重要的是通過 AOI  檢測獲取亮度信號后，可以根據(jù)檢測到的 Mura  進行光學(xué)補償消除缺陷，也就是Demura  技術(shù)。

　　該技術(shù)的主要難點主要有兩個：

　　1、如何快速、準(zhǔn)確地識別各類 Mura 缺陷；

　　2、如何盡量提高補償速度以減少產(chǎn)能損失。

　　目前三星和 LG 的 OLED Demura 技術(shù)相對領(lǐng)先，由于 OLED 生產(chǎn)難度更高良率偏低， 引入該技術(shù)后可以有效提高 OLED  產(chǎn)線良率，隨著 OLED 的普及以及對良率的要求越來越高，具備 Demura 功能的 AOI 設(shè)備必將受到市場的歡迎。

　　資料顯示條 一條 OLED  產(chǎn)線需要的 AOI  設(shè)是 備大約是 LCD 的 的 3  倍。

　　玻璃

　　玻璃的 AOI 設(shè)備、檢測宏觀缺陷的 BM AOI 設(shè)備和 Film AOI等。 根據(jù) OFweek  預(yù)測，觸摸屏行業(yè) AOI  設(shè)備需求量 CG  領(lǐng)域約 1600  臺/套、TP  領(lǐng)域 2000  臺/套、模組及整機線 4000  臺/套，全產(chǎn)業(yè)合計將超過 8000  臺/套。

　　半導(dǎo)體

　　AOI  設(shè)備在半導(dǎo)體領(lǐng)域主要應(yīng)用于晶圓的外觀檢測、bumping  檢測、IC  封裝檢測和對標(biāo)記或 或 logo  的檢測，在半導(dǎo)體制造業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

　　近年來隨著 IC 封裝技術(shù)逐漸由平面向 3D 發(fā)展，如 3D 堆疊封裝、Fan-out晶圓級封裝、SoC、SiP 等技術(shù)對于自動檢測設(shè)備的需求大大提升，未來可能還需要引入利用 X 光進行透視檢測的 AXI 設(shè)備。

　　IC 封裝缺陷檢測示意圖

IC  零件表面標(biāo)記缺陷檢測示意圖