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線路板外觀機(jī)外觀檢查方法
印刷電路板外觀檢查系統(tǒng)(AVI)的研究與應(yīng)用同在線檢查系統(tǒng)AOI一樣,涉及了許多前沿學(xué)科,如信號檢查技術(shù)、圖像處理、模式識別、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析及計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理與控制技術(shù)等。它們的工作原理大都一致,都是通過先對檢查對象的參量進(jìn)行獲取或采集,然后根據(jù)相應(yīng)的處理方法(算法)得到處理結(jié)果。后,所得的處理結(jié)果通過一定的方式將這些參量體現(xiàn)在控制對象上。
現(xiàn)有的印刷電路板缺陷檢查的方法有很多,大致可以分為兩類:一是非參考法。它是檢查PCB是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)則,主要是進(jìn)行尺寸檢查,即檢查導(dǎo)體和焊盤等尺寸是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所需的坐標(biāo)、寬度和間隙,任何與設(shè)計(jì)規(guī)則要求不符的均被認(rèn)為是潛在的缺陷。它的優(yōu)點(diǎn)是無需參考PCB,因而它無需對準(zhǔn),缺點(diǎn)是不能檢查出滿足設(shè)計(jì)尺寸的缺陷。比如PCB上多了孔或是少了孔,丟失某條導(dǎo)線等。二是參考比較法。它是將待測PCB與標(biāo)準(zhǔn)PCB逐點(diǎn)比較或者是把待檢PCB上提取出的特征(顏色特征)與標(biāo)準(zhǔn)PCB上提取出的特征比較,任何差異均被認(rèn)為是潛在的缺陷。參考比較法的優(yōu)點(diǎn)是概念上直觀,電路實(shí)現(xiàn)比較簡單,缺點(diǎn)是要求待檢PCB和標(biāo)準(zhǔn)PCB的空間位置的**對準(zhǔn),否則檢查的虛報(bào)警較多。
本文說的這種外觀檢查機(jī)采用的是比較法。在國外基于比較法的外觀檢查設(shè)備又可以大致分為兩種算法,一是像素處理法,它是對標(biāo)準(zhǔn)PCB板的每一個(gè)像素進(jìn)行模型建立,然后與待測板進(jìn)行逐點(diǎn)比較。這種算法的優(yōu)點(diǎn)是不同顏色之間的過渡區(qū)(過渡區(qū),指的是不同顏色之間的銜接處)明顯,對過渡區(qū)缺陷的檢查效果好,缺點(diǎn)是逐點(diǎn)像素比較運(yùn)算量大,內(nèi)存處理大,對計(jì)算機(jī)的配置要求很高。二是區(qū)域處理法,它是對標(biāo)準(zhǔn)PCB板以不同顏色為特征信息進(jìn)行分區(qū)處理,每一個(gè)分區(qū)包括了一種特征顏色的信息,不需要對每一個(gè)像素點(diǎn)都進(jìn)行建模,而是對相同特征顏色進(jìn)行區(qū)域性建模。這種算法的優(yōu)點(diǎn)是能得到更多的特征信息,更**地描述標(biāo)準(zhǔn)板,相比較更為準(zhǔn)確,缺點(diǎn)是過渡區(qū)處理不明顯,過渡區(qū)處的檢查效果欠佳。
從上述兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)比較可以看出,好的方法就是把它們結(jié)合在一起,過渡區(qū)采用像素處理法,其他區(qū)采用區(qū)域處理法,但實(shí)現(xiàn)這種算法比較困難。目前國外采用像素處理法具代表性的是日本公司生產(chǎn)的FP系列外觀機(jī),采用區(qū)域處理法具代表性的是另一款日本SHIRAL公司生產(chǎn)的外觀機(jī)。本司研發(fā)的外觀機(jī)采用比較法中的區(qū)域處理法,此方法是通過圖像采集系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行圖像采集及分析處理,建立標(biāo)準(zhǔn)信息(簡稱標(biāo)準(zhǔn)庫),以標(biāo)準(zhǔn)板信息對待測板子信息進(jìn)行比較判定待測板子缺陷信息。
在外觀機(jī)的應(yīng)用研究方面,主要是研究檢查PCB板子的類型,檢查板子缺陷的能力,以及該如何去建立好的標(biāo)準(zhǔn)庫來檢查不同類型和要求的外觀缺陷。目前正業(yè)研發(fā)的WG21外觀機(jī)能檢查的PCB板按金屬材料分主要有:銅板、金板、銀板,OSP板。WG21能檢查的外觀缺陷主要包括異物、露銅、補(bǔ)油、劃傷、鍍金**、字符錯(cuò)誤、綠油不均、焊盤不均勻、殘銅、漏印等。下面主要舉例本外觀機(jī)在試用中檢查的部分缺陷。如圖所示。