随着电子工业技术的不断发展,印刷电路板(PCB)正逐渐趋向于高密度化、小型化,这使得工艺过程中的缺陷数不断增加,因此必须对PCB生产环节进行缺陷检测。传统的检测手段如人工目检、电测试等已不能满足高效、准确、智能化的检测需求,为此,本文提出了基于光学成像原理的自动光学检测(AOI)方法。该方法能自动捕捉、识别PCB生产中的缺陷,并及时进行报警。该方法是一种非接触式检测,对元器件不会造成损伤,因此在PCB生产中得到了越来越广泛地应用。本文基于自动光学检测技术,设计了一种变倍成像系统以及与成像系统相配套的照明系统。其中,对成像系统设计,采用物像共轭原理,实现变倍需求,能对不同尺寸规格PCB进行成像。并且该成像系统可同时满足三种不同光源照明,适用于多个生产环节的检测需求；对照明系统设计,提出了基于正交试验法的照明系统设计方法,通过对影响照明均匀性的各个因素进行正交试验,从而寻找各个因素的最优值,并进行组合。试验证明,该设计方法能极大地提高照明系统的照度均匀性和光能利用率。最后,对实际设计中遇到的问题作了总结,对系统优化设计提出了一些改进方法。