AOI系統主要是由相機、鏡頭、處理系統、光學元件、機械設備等通用器件集成的簡單光學成像與處理系統。系統主要是由相機、鏡頭、處理系統、光學元件、機械設備等通用器件集成的簡單光學成像與處理系統。在檢測過程中,為了保障檢測的靈敏度、處理速度,并且盡量避免二次污染,AOI設備需要配備DSP、GPU和FPGA等硬件處理模塊,采用高速數據處理技術,并且具備一定的補償技術。
AOI系統產業鏈示意圖

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目前AOI檢測設備應用最廣泛的兩個領域分別為印刷電路板和面板顯示行業,兩者的占比分別為64%和15%,其它的應用領域包括半導體,太陽能電池,醫療等占比較低,我們根據AOI檢測設備的兩大主要應用領域的發展趨勢來分析和測算AOI設備的行業競爭格局和市場容量。
AOI系統下游主要包括PCB、FPD、半導體等應用板塊。其中,PCB-AOI占比最大,FPD-AOI和半導體AOI占比緊隨其后。
2017年PCB和FPDAOI的比例都有不同程度的上升,PCB、FPD和半導體行業中AOI設備應用占比分別為63.9%、15.6%和13.7%。
2017年AOI分類別的市場規模比例

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2014-2021年中國AOI市場規模及預測

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Mura缺陷檢測與補償為AOI檢測提供市場。Mura在平板顯示行業中指像素矩陣表面可見的顯示不完美。Mura產生的主要原因就是視覺上對于感受到的光源有不同的頻率響應而感覺到顏色的差異。過去,面板廠商大多采用人眼檢測的方法,但該方法誤差率大且效率低下,采用機器視覺進行自動檢測在面板分辨率逐年提升后成為常態,其中AOI光學檢測更有助于提升檢測準確率。
Mura缺陷檢測流程圖

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AOI檢測設備市場在國內處于剛起步階段,目前市場上只有20%—30%的SMT生產線裝配了AOI檢測設備,而國際領先電子制造企業的SMT生產線基本都配置了AOI檢測設備。國內目前配備了AOI檢測設備的電子制造企業絕多數也只在爐后配備一臺進行全檢,而按照國際經驗,每條生產線至少要配置三臺AOI檢測設備放置在生產線不同測試工位,包括錫焊后檢驗,貼片后檢驗以及回流焊后整體檢驗。因此隨著行業的發展及AOI檢測設備自身具備的優勢,未來AOI檢測設備的裝備率會越來越高。
AOI檢測設備便可以通過光學CCD照相的方法將亮度信號抽取出來,獲取所述待補償面板中各像素單元的亮度值,通過調整像素單元的灰階值或電壓實現光學補償。
前國外的大型AOI公司,如康代、網屏、奧寶和歐姆龍公司已經發展非常成熟,可以提供各類型PCB的AOI檢測系統,包括標準的PCB檢測,觸控面板檢測,3D打印噴墨技術檢測,HDI檢測,FCB檢測以及IC封裝基板檢測,而且提供全流程線解決方案,包括波峰焊后檢測,貼片后檢測,印刷后檢測,回流爐后檢測,插件后檢測,綁定后檢測等。
AOI改變了PCB行業,它使PCB制造商極大的提高了良品率。檢測系統是智能制造過程的最后一步,也是重要一環,對于控制產品質量起到決定性作用。以消費電子行業為例,電子產品良率一直是電子代工行業利潤率一直處于較低水平的重要掣肘之一,而自動檢測設備是提升電子產品良率的有效解決途徑。目前先進的自動檢測設備可以完全實現替代人工并且檢測精度更高,在數秒內即可完成規定的檢測步驟得出結果,大大提升了檢測的效率。規模化生產使PCB制造商降低了成本,而良品率的提高,則進一步降低了使用PCB廠商的成本,進而導致PCB板價錢的下降,而PCB板價錢的下降又極大的促進了全球電子和電腦工業的發展,消費電子和電腦因而迅速普及。
AOI重點應用行業,FPD領域:FPD—AOI的主要應用于以下檢測:Mura缺陷檢測,ColorFilter缺陷檢測,色度、厚膜、光學密度檢測,PI檢測,LC液晶檢測。檢測工序遍布LCD、OLED以及TouchPanel產品等平板顯示器件的生產環節,主要利用光學信號對其結構和外觀做出檢測并輔助其他功能性檢測。主要目的有三:(1)避免不良品流入下道工序;(2)改善制程工藝和流程;(3)對不良品進行解析,提升良率。
在彩色濾光片的生產工藝環節上,AOI設備主要用于黑框(BM)、RGB彩色膜、銦錫氧化物薄膜(ITO)、MVA、PS和INS等制程中,目前由田的CF—AOI設備實現了8.5代線(2200mm*2500mm)的應用;在薄膜晶體管的生產工藝上,AOI設備主要用于配向膜檢測,偏光片貼附檢測,點亮檢測(點、線、Mura)以及外觀檢測上。
高清、超高清晰度和零缺陷電視機和移動設備的需求,要求平板顯示器制造商開發更復雜的面板設計,并實施更嚴格的生產過程控制。液晶顯示器和OLED顯示器的檢測,由于某些導體和絕緣體所使用的透明材料、多層結構和高密度特性以及潛在缺陷的精細性質,對技術提出了截然不同的挑戰。
傳統人工肉眼翻查缺陷檢測方式主觀性大,誤檢、漏檢率高。基于數字圖像處理的AOI檢測設備具有精度高、速度快、無接觸的優點,能夠克服人工檢測的弊端,在顯示器缺陷檢測行業有良好的應用前景,從前道的ITO玻璃檢測、背光模組檢測,到Cell貼合、LCD模組的COG設備、對位貼合、切割機、飛針探測設備等,都離不開AOI相關設備;同時LCD和OLED的檢測、測試和維修過程也必須與LCD設備的高生產速度相匹配,這一要求使得LECD和OLED制造商在新型顯示器需要高精度識別設備,將會拉動對AOI的需求。LCD和OLED易受各種缺陷的影響,其中許多是由于生產中使用的沉積、光刻和蝕刻工藝所致。
在生產過程中檢測和修復這些缺陷使制造商能夠改進對其生產過程的監視,避免成本進一步昂貴的材料并大幅度提高其產量。
相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國自動光學檢測(AOI)行業市場現狀分析及發展前景預測報告》
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