PCB產(chǎn)業(yè)智能檢測需求發(fā)酵 AOI辨識藉AI優(yōu)化成趨勢
自動光學(xué)檢測(AutomaTIc OpTIcal InspecTIon;AOI ) 是以非接觸的方式,運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù)擷取影像進(jìn)行分析,進(jìn)而判斷半成品是否存在瑕疵,為業(yè)界廣泛應(yīng)用的檢測手法。
由于部分產(chǎn)業(yè)如印刷電路板(PCB)在極高良率的要求下,AOI設(shè)備容易因敏感而出現(xiàn)過篩現(xiàn)象,因此產(chǎn)業(yè)在需要更智能化的檢測系統(tǒng)條件下,開始應(yīng)用AI技術(shù)來輔助AOI設(shè)備進(jìn)行后續(xù)篩檢的優(yōu)化。
AOI設(shè)備可部署于生產(chǎn)線的節(jié)點(diǎn)中間來檢查半成品,同時不影響產(chǎn)能,因此成為制程中比重甚高的必要投資。根據(jù)市場調(diào)查,目前AOI檢測應(yīng)用最廣泛的兩個領(lǐng)域分別為PCB和面板顯示產(chǎn)業(yè),兩者的占比分別為64%和15%。
以應(yīng)用最廣泛的PCB產(chǎn)業(yè)為例,AOI檢測系統(tǒng)流程主要系先利用光學(xué)儀器對待檢測的PCB板進(jìn)行掃描獲取圖象,然后系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫中的合格參數(shù)進(jìn)行比對,經(jīng)過計(jì)算機(jī)影像處理技術(shù)檢查出PCB上是否存在缺陷,可檢測的缺陷種類包括短路、多銅及少銅、斷路、缺口、毛刺、銅渣、缺件、偏斜等。
但業(yè)界指出,目前AOI檢測會面臨過度篩檢的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因一來是因PCB產(chǎn)業(yè)有高良率的要求,因此在AOI的參數(shù)上設(shè)定非常嚴(yán)格。二來則是因光學(xué)原理容易使AOI因光影干擾而敏感,因此只要有些微外在光影的影響,設(shè)備便會自動判讀為缺陷品。
經(jīng)業(yè)界統(tǒng)計(jì),當(dāng)PCB產(chǎn)業(yè)使用AOI設(shè)備進(jìn)行檢測時,過篩的機(jī)率高達(dá)70%,即NG產(chǎn)品中其實(shí)有70%的成品是合格的。因此目前產(chǎn)業(yè)的作法是采取人工進(jìn)行第二次篩選,將實(shí)際合格的PCB板再度送回產(chǎn)線,估一臺AOI檢測機(jī)常需配置4名人員進(jìn)行再篩。
為降低不必要的人力消耗并加快產(chǎn)線檢測速度,目前PCB產(chǎn)業(yè)正嘗試導(dǎo)入AI辨識模塊,利用視覺辨識技術(shù)輔助AOI檢測的后續(xù)優(yōu)化,以提高檢測設(shè)備的辨識正確率。PCB業(yè)者預(yù)估導(dǎo)入AI視覺辨識后,將可有效降低過篩機(jī)率至25%。而AOI檢測與AI辨識的差異,在于是否可針對未知瑕疵進(jìn)行識別。
智能機(jī)械推動辦公室副主任王維漢解釋,AOI設(shè)備的檢測原理系只能以設(shè)定好的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)進(jìn)行判斷,也就是邏輯性的思考,業(yè)者須先定義瑕疵的樣本,AOI再透過樣本進(jìn)行篩檢。而AI則是在經(jīng)由訓(xùn)練成熟后自行定義瑕疵范圍,可進(jìn)一步有效判別未知的瑕疵成像。
AI既可彌補(bǔ)AOI之缺失,但是否因此取代AOI設(shè)備的地位?王維漢對此則認(rèn)為,兩者的作用實(shí)際上是相輔相成。
初期AI的作用可作為AOI設(shè)備的輔助,因AI要達(dá)到極高的準(zhǔn)確率必須先經(jīng)由大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練與優(yōu)化,而AOI設(shè)備所搜集的瑕疵成像恰可做為AI模塊的前期訓(xùn)練,因此AI若初期就完全取代AOI設(shè)備,實(shí)際上在缺少數(shù)據(jù)訓(xùn)練的情形下,較難以達(dá)到準(zhǔn)確的判斷率。
王維漢建議業(yè)者將AI導(dǎo)入檢測流程不可抱持一步到位想法,而是采取漸進(jìn)式手段進(jìn)行,在AI模塊訓(xùn)練成熟后再行評估。以PCB產(chǎn)業(yè)的目前的做法為例,即是以AOI作為第一道檢測手續(xù),而AI則是取代后續(xù)的人工檢測部分,藉由智能檢測系統(tǒng)可加速生產(chǎn)線速度,并節(jié)省部分人力。
目前AOI設(shè)備利用AI輔助提高辨識正確率已逐漸成為一種新興手法。從市場面來看則是以PCB產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,而水五金產(chǎn)業(yè)可能也為另一潛在市場。
由于水五金產(chǎn)品因具多重曲面特性,在檢測上仍須仰賴大量人力,因此仍存在誤差及精準(zhǔn)度不足的問題,需藉由智能檢測系統(tǒng)輔助。因金屬零件容易反光,加上多重曲面立體呈現(xiàn),使得影像捕捉難度高,對于自動化檢測技術(shù)來說勢必是其必須要克服的一大考驗(yàn)。