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2018-03-01 自動化 光學檢測技術
579 期
Author 作者
范光照／臺大機械系名譽教授，臺灣精密工程學會常務理事， 臺灣自動化光學檢測設備聯盟第一任副會長。
隨著高科技競爭越趨激烈，產品與科技的生命週期縮短是必然的趨勢。當廠商面臨既有科技越發成熟、新科技快速交替的威脅時，唯有不斷推陳出新、才能在激烈競爭中謀求立足之地。
自1990年來，因高科技新興產業如半導體、印刷電路板、平面顯示器、微奈米機電、光電、能源、精密機械等的興起，帶動許多3C、新能源與智慧產品問市，如手機、手提電腦、平板電視機、太陽能面板、智慧車等。這些新興產品的市場需求龐大，所有內部零組件的生產速度已非傳統人為檢測的方式能夠勝任，任何零組件的瑕疵都會造成產品功能不良，因此不論產量有多大、都要求要做到100%的全檢。自動化光學檢測（Automated Optical Inspection, AOI）設備的產業隨上述各新興產業的需求興起，早期 AOI 設備都來自進口，其價格昂貴卻又不得不買。
在經濟部及學研單位的推動下，臺灣產商於2000年開始意識到AOI 設備自製的重要性，也逐漸投入研發。不過，新興產業的製程技術永遠快於檢測技術，除國內必須加快AOI 快速化、精密化、智慧化的關鍵技術研發，人力的需求也不斷增加，而人才培育的速度及機構仍然不足，故目前亟需加速產學合作創新研發的腳步。
AOI 設備的產業時代顯然已經來臨， 臺灣目前發展現況與未來方向如下： 第一，AOI 使用廠商如國內的台積 電、友達、欣興電子等，目前尚屬離線式抽檢，不影響線上製程。雖說新興產業少不了它，但價格昂貴、絕大部分來自進口，以及維護更新不易等是目前的缺點。第二，AOI 生產廠商 如國內的德律科技、盟立自動化、致 茂科技等，需進入光– 機 – 電 – 資訊整合技術門檻，產品量少樣多且附加價值高，但人才取得不易。其三為 AOI 的法人研究單位如工研院、金屬 中心等，需要跨領域整合開發關鍵技術，選擇市場導向的研究主題。最後則是如各大學的AOI 學術單位需具有影像處理研發與培育人才的能力，並推動產學合作以了解實務問題。
自動化光學檢測的範圍
廣義的AOI設備為結合光學感測系統、訊號處理系統與分析軟體，及自動化系統，如：太空計畫的宇宙探測、生物醫學的X射線斷層掃瞄、機器人、無 人駕駛汽車、指紋比對、字形辨認（筆跡）、人像比對、文件識別、工業生產的品質檢測、數位博物館的典藏文物、虛擬實景等皆為此類設備的應用面，而狹義的AOI 設備為目前急需於工業上使用的檢測設備，如表一。
自動化光學檢測的通用技術
自動化光學檢測包含5項通用技術， 分別為光源系統、影像擷取、運動台、影像處理及影像判讀，除了這些必備的基本技術，其延伸於不同產業的需求技術可製造出各種自動化光學檢測設備。以下先對通用技術作些介紹：
光源系統
一個好的影像檢測系統，往往依賴良好的光源選擇及打光方式，光源不僅只是整合於影像檢測系統過程中一開始所需具備的基本元件，更重要的是要能正確且適當的架設實際可行的光源系統，除可大幅度提昇檢測成功率，亦能節省大部分的影像處理過程，減少系統開發整合所必須額外付出的軟硬體花費，增加系統檢測的速度。無論檢測項目為何，如何使欲檢測的物體特徵能自其他無關緊要的背影中突顯出來，是光源系統設計的基本原則，也因此光源的架設方式相當重要。……【更多內容請閱讀科學月刊第579期】