PCB的AOI设备使用明场还是暗场

PCB AOI 设备并非只用明场或暗场，而是明场 + 暗场 + 背光 / 同轴光组合是主流方案，不同照明各司其职、互补覆盖缺陷。

一、明场照明（Bright Field）

原理：高角度（45°–90°）直射，反射光进入相机，亮背景、暗缺陷。
PCB AOI 用途：
- 检测线路开路 / 短路、焊盘缺失、字符 / 丝印、镀层脱落、大面积污渍。
- 平面区域、高反光表面（如铜箔、焊盘）的宏观缺陷。
典型光源：同轴光、环形高角度光。

二、暗场照明（Dark Field）

原理：低角度（0°–45°）掠射，仅缺陷散射光被捕捉，暗背景、亮缺陷。
PCB AOI 用途：
- 检测微小划痕、毛刺、颗粒、锡珠、桥接、焊盘边缘异常、表面凸起 / 凹陷。
- 突出立体边缘与细微纹理，弥补明场对低对比度微缺陷的盲区。
典型光源：环形低角度光、条形侧光。

三、主流组合方案（PCB AOI 标配）

现代 PCB AOI（尤其 SMT 焊点 / 线路检测）普遍采用多色 + 多角度混合照明：

高角度明场（红 / 白光）：看焊点顶部、线路完整性。
低角度暗场（绿 / 蓝光）：看焊点侧壁、润湿角、锡珠 / 桥接、划痕。
同轴光：抑制反光、看清平面细节。
背光：检测通孔、轮廓、缺孔。

四、快速选型参考

表格

检测目标	优先照明	辅助照明
线路 / 焊盘完整性	明场	同轴光
焊点形状 / 体积	明场 + 低角度暗场	RGB 环形光
划痕 / 锡珠 / 毛刺	暗场	侧光
通孔 / 轮廓	背光	明场

明场照明（Bright Field）

光线垂直 / 高角度照射 → 反射回镜头

优点

画面均匀、亮度高

适合看大面积、平面区域。
对平面缺陷非常清晰

断线、缺口、少铜、多铜、露铜、字符、丝印。
图像稳定、算法好处理

背景干净，不容易受杂光干扰。
对高反光表面友好

铜面、焊盘、镀金区域都能拍清楚。

缺点

对微小凸起 / 凹陷不敏感

划痕、毛刺、针孔、微坑几乎看不见。
边缘、立体结构表现差

焊点润湿角、锡珠、桥接、线边毛刺很难检出。
容易反光过曝

亮面区域容易一片白，丢失细节。

暗场照明（Dark Field）

低角度 / 侧光照射 → 只有缺陷 / 边缘反光进镜头

优点

微缺陷超级敏感

划痕、凹坑、针孔、毛刺、颗粒、锡珠一照就亮。
立体结构、边缘极强

焊点轮廓、润湿角、线边、阻焊凸起非常突出。
抑制大面积反光

平面铜面变暗，缺陷反而更明显。

缺点

画面整体偏暗

亮度不如明场。
平面缺陷看不清

断线、少铜、大面积缺失很难检测。
容易受脏污、粉尘干扰

一点点灰尘都会被放大，容易误报。
图像对比度高但信息少

不适合做尺寸、面积类测量。

最简单记忆口诀

明场 = 看平面、看整体、看线路
暗场 = 看瑕疵、看边缘、看立体

工程结论（最关键）

PCB AOI 从来不是二选一，必须明场 + 暗场一起用。

明场负责线路、焊盘、大面积缺陷
暗场负责划痕、毛刺、锡珠、桥接、外观微缺陷

PCB AOI 照明选型速查表

表格

检测对象	推荐照明	不推荐	核心目的
线路开路 / 短路	明场、同轴光	暗场	看平面、均匀、测线宽线距
焊盘缺失 / 露铜	明场	暗场	大面积缺陷清晰
丝印 / 字符	明场	暗场	对比度好、易识别
阻焊凸起 / 针孔	暗场	明场	微缺陷高亮
表面划痕 / 凹坑	暗场	明场	侧光强化纹理
毛刺 / 尖角 / 颗粒	暗场	明场	边缘突出
锡珠 / 桥接	暗场	纯明场	微小异物极易检出
焊点轮廓 / 润湿角	暗场 + 明场	单一明场	立体 + 平面兼顾
通孔 / 孔偏	背光	明 / 暗场	轮廓清晰

一句话快速判断

想看 “平的、整的、大的” → 明场
想看 “小的、尖的、凸的、裂的” → 暗场
PCB AOI 必须：明场 + 暗场 + 背光组合

同轴光（Coaxial Light）

1. 是什么？

光线沿着镜头光轴方向照射
镜头和光源同一条轴线
中间有半透半反镜分光

简单理解：

光从正上方直直打下来，反射也直直回镜头。

2. 同轴光 = 特殊的明场

它是强明场，不是暗场。

3. 同轴光的优点

完全消除阴影

拍平面最干净。
抑制高反光区域过曝

铜面、镀金、焊盘、铝面不会一片白。
平面缺陷非常清晰

断线、缺口、少铜、多铜、线宽线距。
测量精度高

适合尺寸测量。

4. 同轴光的缺点

完全看不到立体、边缘、划痕

划痕、毛刺、针孔、凹凸几乎看不见。
对高度差不敏感

焊点形状、锡珠、桥接都不行。
只能拍 “平面”

一有高度就废。

5. AOI 里什么时候用同轴光？

内层 / 外层线路 AOI
焊盘完整性
线宽线距测量
高反光铜面、镀金面检测
丝印、字符、条码

绝对不适合：

划痕
毛刺
针孔
锡珠、桥接
焊点外观

6. 极简总结（现场秒记）

明场：看大面积平面
同轴光：超强明场，专门对付高反光平面
暗场：看划痕、毛刺、边缘、立体
PCB AOI 标配：同轴光 + 暗场 + 背光

结构原理示意图

这张图清晰展示了外置同轴光（左）的核心：LED 侧发光，经 45° 半透半反镜反射后沿镜头光轴垂直照射物体；反射光再穿过半透半反镜进入镜头。右侧是内置同轴光的远心镜头结构。

同轴光源实物

机器视觉同轴光源实物

应用效果对比参考

同轴光：高反光的 PCB 铜面、镀金焊盘画面均匀，无阴影，平面线路缺陷清晰；
非同轴 / 暗场：适合立体缺陷，但高反光面易过曝或细节丢失。

机器视觉同轴光源（LED + 半透半反镜）

核心一句话：用 45° 半透半反镜，把侧面 LED 光折成垂直同轴光，专治高反光平面检测（PCB 铜面、金属、玻璃）。

一、核心结构（一眼看懂）

1. 三大关键部件

LED 发光单元：侧面阵列式 LED，提供高亮度、均匀照明（常用白光 / 红光）。
漫射板：把 LED 点光转为均匀面光，避免局部过曝。
半透半反分光镜（核心）：45° 倾斜，反射照明光、透射成像光。
遮光罩：隔绝环境杂光，提升对比度。

2. 光路原理（3 步走）

LED 发光：侧面 LED→漫射板→均匀光→射向 45° 分光镜。
分光反射：分光镜反射（约 80%）光线，折 90°→垂直同轴照向被测物。
成像透射：
- 平面 / 镜面：反射光原路返回→被分光镜反射回光源→相机拍不到（抑制过曝）。
- 缺陷 / 凹凸：漫反射→透射分光镜→进入相机→缺陷高亮 / 凹陷变暗。

二、半透半反镜（分光镜）关键参数

1. 核心指标

分光比（R:T）：常用80:20（80% 反射照明，20% 透射成像），平衡亮度与成像。
角度：严格45°，保证光轴与镜头完全同轴。
镀膜：宽带增透 / 增反膜，适配可见光（400–700nm），减少光损。
平整度：高平面度（λ/10 级），避免成像畸变。

2. 材质

光学玻璃（BK7）：耐用、热稳定，适合工业场景。
光学塑料：轻、成本低，适合小尺寸、低功率应用。

三、同轴光（LED + 分光镜）优缺点（工程版）

✅ 优点

彻底抑制镜面反光：PCB 铜面、镀金焊盘、金属、玻璃无过曝。
垂直无阴影：平面成像均匀，适合线宽 / 线距、尺寸测量。
缺陷对比度极强：划痕、凹坑、针孔、刻印边缘清晰突出。
LED 优势：寿命长（数万小时）、响应快、发热低、可频闪。

❌ 缺点

立体 / 边缘不敏感：焊点、锡珠、毛刺、高度差几乎看不见。
光效率低：约 80% 光被反射回光源，需更高功率 LED。
安装要求高：分光镜角度、镜头同轴度必须精准。
景深小：仅适合纯平面检测。

四、PCB AOI 应用场景（必看）

1. 必用同轴光

内层 / 外层线路：开路、短路、线宽 / 线距、少铜 / 多铜。
焊盘完整性：缺失、露铜、氧化。
高反光表面：铜面、镀金、沉金、银浆面。
丝印 / 字符 / 条码：反光材质上的识别。

2. 绝对不用

划痕、毛刺、针孔、锡珠、桥接（用暗场）。
焊点外观、润湿角、立体缺陷（用暗场 + 明场）。

五、选型 / 调试要点（现场直接用）

分光比：优先80:20；高反光用90:10，低反光用70:30。
LED 波长：PCB 铜面 / 金属用白光 / 红光；玻璃用白光。
亮度：平面均匀无过曝，缺陷清晰即可，避免过亮。
安装：镜头光轴与分光镜中心严格对齐，45° 角无偏差。
组合方案：PCB AOI 标配 = 同轴光（平面）+ 暗场（微缺陷）+ 背光（通孔）。

六、一句话速记

同轴光 = LED+45° 半透半反镜 = 垂直无阴影 + 抑制反光 + 平面缺陷强；暗场管立体 / 划痕，同轴管平面 / 线路。

分光镜 = Beam splitter
你说的半透半反镜，在机器视觉 / 光学里标准英文就是：

Beam Splitter

在 ** 同轴光源（Coaxial Light）** 里：

那个 45° 放置、一半反射、一半透射的镜片
中文：分光镜 / 半透半反镜
英文：Beam Splitter

简单对应

同轴光 = Coaxial Light
LED 光源 = LED Light Source
分光镜 = Beam Splitter
半透半反 = partially reflective & partially transmissive

所以你在看设备图纸、进口 AOI、视觉配件时：

看到 Beam Splitter → 就是你理解的分光镜 / 半透半反镜。

1. 明场照明的本质

光线垂直 / 接近垂直照射 → 镜面反射光直接进入镜头

→ 这就叫明场（Bright Field）

2. 同轴光是什么？

光线完全沿着镜头光轴垂直照射 → 反射光原路返回镜头

→ 完全符合明场的定义。

结论（非常重要）

同轴光 = 明场
它是最强形式的明场
它不是暗场，也不是介于两者之间

简单帮你归类（现场永不搞混）

明场照明
- 高角度环形光
- 同轴光
- 顶光
  
  → 全都属于明场
暗场照明
- 低角度环形光
- 侧光
- 0°～30° 掠射光
  
  → 全都属于暗场

AOI 照明终极口诀（极简版）

明场看平面，暗场看边缘
同轴是明场，专治高反光
暗场侧着照，划痕毛刺跑不掉
线路用同轴，焊点明暗要组合
背光看通孔，轮廓最清楚

一句话终极总结

明场 = 平面，暗场 = 瑕疵，同轴 = 最强明场，AOI = 明暗同开。

AOI 光学部件中英对照速记表

一、核心光源（最常用）

明场照明 —— Bright Field Lighting
暗场照明 —— Dark Field Lighting
同轴光 —— Coaxial Light
环形光源 —— Ring Light
条形光源 —— Bar Light / Line Light
背光 / 底光 —— Back Light
多角度组合光 —— Multi-angle Lighting
RGB 三色光 —— RGB Light

二、光学核心零件

分光镜 / 半透半反镜 —— Beam Splitter
镜头 —— Lens
远心镜头 —— Telecentric Lens
工业相机 —— Industrial Camera
漫射板 —— Diffuser Plate
滤光片 —— Filter
偏振片 / 偏光片 —— Polarizer

三、光路与结构

光轴 —— Optical Axis
照明角度 —— Illumination Angle
高角度 —— High Angle
低角度 —— Low Angle
反射光 —— Reflected Light
透射光 —— Transmitted Light
视场 —— FOV (Field of View)
景深 —— DOF (Depth of Field)

四、AOI 功能相关

检测 —— Inspection
缺陷 —— Defect
误报 —— False Call
漏检 —— Missing
分辨率 —— Resolution
对比度 —— Contrast
曝光 —— Exposure
增益 —— Gain

五、一句速记

同轴光 = Coaxial Light

分光镜 = Beam Splitter

明场 = Bright Field

暗场 = Dark Field

posted @ 2026-03-04 15:38 多多和羊羊阅读(0) 评论(0) 收藏举报

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