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章明

自動化光學檢測（AutomatedOpticalInspection,AOI)是結合光學感測系統、訊號處系統及分析軟體三者而成，其技術應用十分廣泛，諸如宇宙探測、生物醫學、工業生產、機械視覺、多媒體技術等。同時近電子產業技術突飛猛進，許多產品被客戶端要求必須做到百分之百的全檢，如IC、PCB、LCD、BGA、通訊等等，因此自動化光學檢測設備的發展便日益重要。
然而目前設備多來自進口，不僅價格昂貴，線上維護及保養更不易。國內少廠商雖已開始致於密測系統之發展，但技術仍被國外的一些主要廠商所掌握，不僅使用者因此必須花較多的費用購買外，維護更新不易；再者由於技術門檻較高，相對國內的技術人才不足，設備製造商進入市場也相對地困難。
電路板業者藉由AOI檢查技術進行製程中的底片檢查、鑽針檢查、孔位檢查、線路檢查、盲孔檢查、凸塊檢查、外觀檢查等等。然面對電路板的線路尺寸的不斷縮小仍有部份高階產品仍面對檢驗困難的困擾。
有鑒於此，協會在過去幾年一直與國內多所大學合作推廣電路板相關技術的學分班，經過多年的努力，已看得到成果。今年協會更委託工研院機械所進行電路板智能自動化技術調查，AOI技術即為調查結果中所亟需推動的一環。PCB學院本著產學合作的理念，不斷搭建產學交流的橋樑，本書即結合中原大學機械系與工研院量測技術發展中心等專家進行撰寫，讓教授群的專業研究能夠藉由本書與業界分享，相信定能對國內自動化精密檢測產業技術發展有實質貢獻。
感謝會友們對協會的支持，未來協會仍會一本「技術共享」的初衷，除持續邀請業界專家共同出版專業書籍外，更將多方創造產學交流的機會，讓學界與業界的研究能量能夠互相分享，縮減學用落差的缺口，共同提升產業的國際競爭力。

第一章緒論
1.1 自動化光學檢測的發展背景
1.2 產業製程應用自動化光學檢測的需求
1.3 自動化光學檢測系統的組成
1.4 自動化光學檢測的技術發展
第二章干涉與繞射
2.1 干涉
2.2 繞射
第三章光學元件與系統
3.1 影像擷取系統
3.2 光源
3.3 光學編碼器
第四章傳動用電機
4.1 步進馬達
4.2 伺服馬達
4.3 線性馬達
第五章數位影像處理
5.1 數位影像的模型與格式
5.2 基本灰階及二值影像處理
5.3 數位影像強化與復原
5.4 數位影像分析與辨識
5.5 數位影像轉換
第六章影像辨識方法
6.1 特徵抽取
6.2 分類方法
第七章三維量測技術
7.1 雷射光點與光束掃描量測
7.2 結構光法與投射條紋法
7.3 雙鏡頭立體視覺量測
7.4 白光顯微干涉儀
7.5 光學同調掃描技術
7.6 差分干涉對比顯微技術
第八章應用實例
8.1 AOI 技術在電路板組裝製程之應用
8.2 雙穩態膽固醇液晶顯示器之瑕疵檢測
8.3 高通量顯微影像資訊系統
8.4 以低同調光源執行透明材質全域形貌量測
8.5 差分干涉形貌量測
8.6 三維積體電路製程檢測技術
8.7 植基於 GPU 與 CPU 之自動化光學檢測

教育部自民國一百年開始推動「產業先進設備人才培育計畫」，由於開發本土化教材為其中一項計畫指標，預期各資源中心於四年計畫期間各撰寫五本教科書，使中文專業教科書籍撰寫成為本計畫重點工作之一。 鑒於近年來高科技產業技術的日益創新，產品與製程的複雜性有別於以往的傳統產業，製程上逐漸趨向間距更細與元件尺寸更小的新製程，檢測的空間解析度進展到人眼無法辨識的細微程度，且任何一個製程中只要有微小的缺陷產生，都有可能導致最後整個模組或成品的失效，同時也因產線上自動化生產技術的成熟運作，製程或產品的檢測速度、解析度與準確度的要求更高，於是新一代的光學檢測系統結合了數位影像擷取、顯微影像模組、自動化機械與軟體工程的應用，整合為一種高速、高解析度的自動化光學檢測系統，開始廣泛應用於各個產業，稱為自動化光學檢測，英文則簡稱為AOI(Automated Optical Inspection)，本書即以此為題，結合中原大學機械系與工研院量測技術發展中心數位同仁及二位業界專家等專業人士進行撰寫，並由台灣印刷電路板協會協助出刊，期盼對國內自動化精密檢測產業人才培育工作能有實質貢獻。 本書內容共計分為八章，第一章為緒論，簡單介紹自動化光學檢測技術的發展與未來趨勢，第二章介紹光學量測技術會使用到的理論基礎，第三章介紹各種基本光學影像元件與系統，第四章介紹光學量測系統的傳動元件，第五章與第六章介紹影像處理技術及其應用，第七章介紹三維量測技術，第八章則以一些實際範例介紹如何應用上述技術開發特定用途的自動化光學檢測系統。由於坊間已有多本精密量測與逆向工程的書籍問世，內容多少會有一些重覆之處，但本書係針對建構自動化光學檢測系統的整體概念進行撰述，也以一些實例說明如何開發相關的設備，相對而言更具自動化光學檢測領域的廣度與深度，期盼讀者透過本書及與其他相近系列書籍的融會貫通，即能對自動化光學檢測技術與系統的建立有實務概念，為國內精密檢測產業培育人才。 本書編者均為國內從事光學檢測工作多年的研究人員，相關內容均在各自的實驗室有實作成果或已有實際研發產品，但本書之編纂校勘則多於公畢課餘之暇完成，疏漏之處自不能免，尚祈學界與業界先進賢達海涵並不吝指正，期使本書於再版時能更充實完善。

自動化光學檢測(AOI)