PCB图像采集系统研究背景意义及国内外现状

1、PCB图像采集系统研究背景意义及国内外现状1研究背景2 AOI系统的研究和国内现状3研究意义1研究背景印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB仅称为印刷线路板或印制电路板。 印刷电路板是各种电子产品的主要部件，有“电子产品之母”之称，它是任何电 子设备及产品均需配备的，其性能的好坏在很大程度上影响到电子产品的质量。 几乎每一种电子设备都离不开 PCB小到电子手表、计算器，大到航空航天、军 用武器系统等，都包含各式各样，大小各异的 PCEKo近年来，随着生产工艺的 不断提高，PCBE在向超薄型、小元件、高密度、细间距方向快速发展。这种趋 势必然给质量检测工作带来了很多挑战

2、和困难。因此PCB故障的检测已经成为PCB®造过程中的一个核心问题，是电子产品制造厂商非常关注的问题。在生产 线上，厂家为保证PCBfe的质量，就得要求100%的合格率，对所有的部件、子 过程和成品都是如此。在过去靠人工对其进行检测的过程中， 存在以下几个不可 避免的缺点：(1)容易漏检。由于是人眼检测，眼睛容易疲劳，会造成故障不能被发现的 问题。并且人工检测主观性大，判断标准不统一，使检测质量变得不稳定。(2)检测速度慢，检测时间长。比如对于图形复杂的印刷电路板，人工很难 实现快速高效的检测，因此人工检测不能满足高速的生产效率。(3)随着技术的发展，设备的成本降低，人工费用增加，仍

3、然由人工进行产 品质量控制，将难于实现优质高效，而且还会增加生产成本。(4)在信息技术如此发达的今天人工检测有不可克服的劣势，例如：对检测 结果实时地保存和远距离传输，对原始图像的保存和远距离传输等。(5)有些在线检测系统是接触式检测，需要与产品进行接触测量，因此，有 可能会损伤产品。因此，人工检测的精确性和可靠性大打折扣，传统意义上的检测方法不再能 适应现代电路板检测的要求。如果漏检的有错误的电路板进入下一道工序，随着每一项工艺步骤的增加，到最终经过贴装阶段后，仍然会被检测出来是有故障的， 那时，制造厂商与其花费大量的人力和成本来检测、返修这块电路板，还不如选择丢弃这块已经追加成本的电路板，

4、 这样就造成了浪费。止匕外，电路板作为电子 工业中最基础和最活跃的产业之一， 发展迅速，并且随着半导体和制造技术的日 益发展，印刷电路板也朝着高密度、多层数、高性能等方向发展，其复杂的程度 印制电路板是应用于电子产品中的重要器件，随着电子工业的发展，电子线路的集成化成都不断提高，布线越来越密，对印制板加工质量的检测已经成为生产的 基础，对印制板质量检测最初是由人工来完成的，人工检查劳动强度大，劳动效率低，于是用设备代替人进行质量检查的技术在 PC劭口工业中发展起来，并进入 实用化阶段。已经达到肉眼难以分辨的地步。 因此，单靠人工检测已无法适应现 代印刷电路板生产的需要，必须研制出一套高性能的自

5、动检测设备取代。研究 PC瞅陷检测技术的意义在于，它用自动检测代替人工检测的方式，在PCB!行后续加工前及时发现错误，降低返修率，达到提高生产效率和产品质量、 降低成 本的目的。这不仅具有很好的经济价值，更是促进电子工业发展的关键。自动光学检测系统(Automatic optical inspect,简称AOI)是一种新型的PCB 质量检测技术，它通过计算机视觉系统将印制板成品的表面图像信息送入计 算机，运用图像处理和模式识别技术，对表面图像进行处理、分析并将其与标准 图像进行比较，从而对印制板加工的表面质量问题进行检查，AOI技术是一种新型的检测技术，是PC助口工业中更高的质量控制手段，在多

6、面板的生产的质量检 测中显得日益重要。本文主要的任务是完成AOI系统的预研，主要是完成 AOI系统中采集印制板成品的表面图像信息。 采集图像是通过线阵CCDS像采集卡来 完成的2 AOI系统的研究和国内现状AOI(光电自动检测系统)综合运用了电子学、光电探测、图像处理和计算机 技术，是精密测试技术领域内最具有发展潜力的新技术。将机器视觉引入到工业检测中，实现对物体(产品或零件)三维维尺寸或位置的快速测量，具有非接触、 速度快、柔性好等突出优点，在现代制造业中有着重要的应用前景。光学自动检测系统(Automatic Optical Inspection System ,简称 AOI)的核心是一套

7、 CCD 摄像系统、交流伺服控制工作台及图像处理系统， 在进行检测时，首先将需要检 测的印制板电路置于AOI系统的工作台上，经过定位，调出需要检测产品的检测 程序，工作台将线路板送到镜头下面，镜头捕捉到线路板的图像后，处理器将会 在工作台移动至先一个位置时候对捕捉到的图像分析处理，通过对图像进行处 理，获得较高的检测速度。当前国内的PCE&产厂家在生产线上仍大量采用功能测试和人工目视检查, 这远远跟不上PCB制造技术的步伐。AOI能较好地承担PCEft产中的质量控制任 务。证1目前国内市场上常见的AOI系统仍是国外品牌的天下，如英国DiagnoSYS 公司的VisionPoint 型、

8、美国Teradyne公司的5500型和Angilent公司的5DX睛 x射线）型等。这些国外的AOI产品，由于采用了多摄像头技术，因此对于很多 平常难以检测到的缺陷都可以发现，功能十分强大。但是，它们都有一个弱点： 价格昂贵。由于进口设备价格昂贵，给国内印制电路板厂家带来了巨大的经济压 力，而且这些设备往往不适合国内操作人员的习惯，在使用过程中不能充分利用其功能，造成了资源的极大浪费。目前虽然国内也研制和生产了一些自动化光学 检测系统，但国内对印刷电路板自动检测系统的研究仍处于起步阶段，从事这方断研究的科研院所也不多。而且因为受到各种因素的影响，对于印刷电路板缺陷 自动视觉检测系统的研究仍然停

9、留在一个相对初期的水平。正因为国外的印刷电路板自动检测系统价格太贵，而国内还没有研制出真正意义上的印刷电路板自动 光学检测设备，所以国内绝大部分电路板生产厂家还是采用人工检测或者电测试 等方法进行检测。枪测手段的落后，导致目前国内多层板的产品合格率仅为50 60%。为此，现在各印制电路板厂家都迫切需要采用先进技术的检测设备，以改变目前PCB佥测的落后局面。就国家而言，国内急需仃自主知识产权的、性能 优越、价格较低的PCB佥测系统，与国外著名公司进行竞争。3研究意义通过对PCB缺陷检测方法、检测现状以及PCB佥测软件的应用情况分析，作 者认为PC瞅陷检测在长期的生产应用过程中，建直起了各具特色的检测产品设 计和检测技术等资源，而充分发挥这些资源的优辨和作用的重要途径之一是开发 功能强大、性价比更高的自动光学检测系统，从而提高PCB佥测的整体技术水平 和市场竞争能力。首先，国内对印刷电路板的