基于图像的pcb板的断路短路检测技术研究
基于AOI技术的PCB常见质量缺陷检测

基于AOI技术的PCB常见质量缺陷检测一、AOI技术原理AOI技术利用光学原理和图像处理技术,通过自动化设备对PCB进行全面、高效的检测。
其工作原理如下:1. 图像采集:AOI设备利用高分辨率的摄像头对PCB表面进行快速高清的扫描,获取表面的图像信息。
2. 图像处理:通过图像处理算法,将采集的图像进行处理,提取出PCB的各种特征信息,比如焊点、元器件、线路等。
3. 缺陷检测:通过预设的检测算法,对提取出的特征信息进行比对,发现PCB表面的质量缺陷,比如焊点漏锡、虚焊、短路、错位等。
4. 报警和记录:一旦检测到质量缺陷,AOI设备会即时报警,并将缺陷信息记录下来,为后续的修复和改进提供参考。
二、AOI技术在PCB质量检测中的应用AOI技术在PCB质量检测中的应用已经非常广泛,主要体现在以下几个方面:1. 焊点检测:AOI设备能够对PCB表面的焊点进行全面检测,包括焊接不良、短路、漏锡、虚焊等质量缺陷,并能够快速准确地将缺陷点标记出来,为后续的修复工作提供参考。
2. 元器件检测:AOI设备可以对PCB表面的元器件进行识别和检测,包括元器件的位置、方向、标识等,发现元器件的错位、反向安装等问题。
3. 线路检测:AOI设备能够检测PCB表面的线路连接情况,发现线路断路、短路等问题,提高了PCB的整体稳定性和可靠性。
4. 其他检测:AOI技术还可以应用于PCB表面的防护层、印刷标识等方面的检测,确保整个PCB的质量达到标准要求。
基于AOI技术的PCB常见质量缺陷检测主要包括焊点缺陷、元器件缺陷和线路缺陷等几个方面。
1. 焊点缺陷检测焊点是PCB上最为关键的部分之一,良好的焊点对整个电子产品的性能和稳定性至关重要。
基于AOI技术的焊点缺陷检测主要包括以下几种情况:(1)虚焊:AOI设备能够检测出焊点与焊盘之间的连接是否良好,发现虚焊情况,并及时报警。
(2)漏锡:在焊点未完全覆盖焊盘的情况下,AOI设备能够快速准确地检测出漏锡情况,并指示操作员进行修复。
基于图像处理技术的PCB板缺陷检测系统设计

www�ele169�com | 25智能应用1 系统总体流程人工检测PCB 板缺陷,不仅消耗大量的时间,漏检误检率也高。
计算机视觉作为当今社会的热点,其原理是利用图像采集设备获取视觉信息并将其转换成数字信号,利用计算机实现对视觉信息的采集、传输、处理、分析以及显示的过程就被称为计算机视觉技术[1]。
如果用计算机视觉代替人眼,可以节省大量人工,加快检测效率,提高成功率。
MATLAB 具有语言简单、编程方便、计算准确率高等优点,并且具有强大的数字图像处理工具箱 [2]。
因此,系统采用MATLAB 进行开发,只要得到PCB 板的背板图,就能利用MATLAB 中的图像处理能力得到走线与焊点处的情况,并判断出走线与焊点是否出现缺陷。
该系统首先运用图像空间域平滑滤波算法作预处理操作,接着运用Hough 圆变换算法进行圆检测定位,然后运用聚类算法进行走线、焊点、背板的分割,再通过最大类间方差法对图像进行二值化处理,而后利用连通域处理算法进行检测,最后运用矩阵运算对图像进行处理。
系统主要流程图如图1所示。
2 PCB 板图像预处理通过摄像头采集到的图像,由于一些原因导致图像出现噪声,而高斯噪声是主要噪声源。
对于去噪效果的评价,常用的图像质量客观评价标准是PSNR(Peak Signal to Noise Ratio),即峰值信噪比。
原理是将处理后的图像与原图进行每一个像素点的逐一对比,计算比较两幅图像之间的像素点的误差值,得到处理后图像的误差值,并由这些误差最终确定失真图像的质量评分。
PSNR 的单位为dB(分贝),该分贝的值越大就代表失真越少、滤波质量越高、去噪效果越好。
对于正态分布的高斯噪声,常用的去噪办法是邻域均值滤波法。
分别采用3×3、7×7、11×11模板对图像进行均值滤波,得到的PSNR 分别为:27.32、25.00、23.3815,所以系统使用3×3模版的均值滤波对检测PCB 板进行预处理。
基于图像识别的印制电路板精密检测实验研究

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pcb 短路试验

pcb 短路试验
这些方法可以单独或组合使用,以确保PCB的质量和可靠性。在进行短路试验时,需要遵 循相应的安全操作规程,以防止电路板或测试设备受到损坏。
1. 直观检查:通过目视检查PCB上的导线和连接点,寻找是否有不应该存在的电路连接。 这种方法适用于简单的PCB,但对于复杂的多层PCB可能不够有效。
pcb 短路试验
2. 电阻测量:使用万用表或专用的测试设备,在PCB上进行电阻测量。通过测量不同连接 点之间的电阻值,可以判断是否存在短路。如果两个本不应该连接的导线之间的电阻接近于 零,那么可能存在短路问题。
pcb 短路试验
PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)短路试验是一种用于检测PCB上是否存在短 路问题的测试方法。在PCB制造过程中,可能会出现导线之间的短路,这会导致电路功能异 常或电路板损坏。因此,进行短路试验是确保PCB质量的重要步骤之一。
PCB短路试验通常使用以下பைடு நூலகம்法之一:
3. 短路探针:使用专用的短路探针,将探针分别接触到PCB上的不同连接点。如果两个本 不应该连接的导线之间存在短路,探针会发出警告信号(例如声音或光信号)。
4. 热成像检测:使用红外热成像仪对PCB进行扫描,检测是否存在异常的热点。短路通常 会导致电流异常,从而产生热量。通过热成像检测,可以发现潜在的短路问题。
基于图像处理的PCB自动检测系统的设计与研究

基于图像处理的PCB自动检测系统的设计与研究【摘要】研究一种高精度、大场景、快速实时的PCB缺陷自动光学检测系统,分别进行了硬件结构和软件系统的设计。
该系统主要由二维运动平台、电机控制模块、图像采集模块、图像处理模块、结果分析模块组成。
改进的步进电机驱动方式——细分驱动以及改进的图像识别算法保证了系统的准确率,一键式自动检测的设计提高了检测速度。
实验结果证明,该系统能快速并准确的检测出PCB上的缺陷,有一定的实用和开发价值。
【关键词】PCB;细分驱动;自动光学检测(AOI);图像识别电子产品的核心部分——印刷电路板(PCB),是集成各种电子元器件的信息载体,在各个领域得到了广泛的应用,是电子产品中不可缺少的部分。
PCB的质量成了电子产品能否长期、正常、可靠的工作的决定因素[1]。
随着科技的发展,PCB产品的高密度、高复杂度、高性能发展趋势不断挑战PCB板的质量检测问题。
传统PCB缺陷检测方式因接触受限、高成本、低效率等因素,己经逐渐不能满足现代检测需要,因此研究实现一种PCB缺陷的自动检测系统具有很大的学术意义和经济价值[2]。
国内外研究的PCB缺陷检测技术中,AOI (Automatic Optic Inspection自动光学检测)技术越来越受到重视,其中基于图像处理的检测方法也成为自动光学检测的主流。
本文通过图像处理技术研究了一种大视场、高精度、快速实时的PCB缺陷自动检测系统,设计了硬件结构和软件算法流程。
通过改进的电机驱动方式配合一键式自动检测软件的设计,大大提高了系统的检测速度,对结果分析模块的缺陷识别算法的改进提高了检测结果的准确性。
1.系统结构PCB缺陷自动检测系统主要由运动控制模块、图像采集模块、图像处理模块、结果分析模块组成。
系统工作过程如下:上位机控制步进电机运动,步进电机带动二维平台运动,将CCD摄像机传输到待检测PCB上方,对PCB进行大场景图像采集,采集的图像经过图像采集卡送到上位机,上位机软件对采集的图像进行拼接、图像预处理,对处理的图像进行准确定位并校准,通过图像分割、图像形态学处理等,最后进行模板匹配、图像识别,得出缺陷检测结果。
基于图像处理的PCB自动检测系统的设计与研究

步距 角 ,拍数 是指 完成一 个磁 场周 期性变 化 所 需脉冲 数或 导 电状 态 ,或指 电机 转过一 个 齿距 角所 需脉 冲数 。当步 进 电机的相 数确 定 时 ,拍数 也就 确定 。通过 增加 步进 电机 的齿
矩恒 定 。具 体 方法 是 使m 相 绕组 分 别通 以相 P C B 缺 陷 自动检 测 系统 的运动 控 制器 为 位 差 为 2 n/ m 而 幅值 大小 相 等 的正 弦 电流 , 自行设 计 的M C U 控 制板 ,核 心 芯片为 A T M E L 公 则 电流 合成 矢量 或磁 场矢 量就会 在空 间上 作 司 生 产 的 单 片机 A T 8 9 S 5 2 ,控 制板 通 过 R S 一 旋 转运 动 ,且合 成矢 量的 幅值保 持不 变 。如 2 3 2 串行 通 信接 口与 上位 机 进行 通 信 。通 过 给 四相 混合 式步进 电机 的 四相绕 组分 别通 以 操作 人机 交 互界 面对 控制板 发送 命令 ,控 制 相 位相 差 / 2 ,幅值 相等 的正弦 波 电流 ,则 板输 出控 制信 号 以及 各种频 率 的方波 信号 到 合 成 的 电流 矢量 如 图2 所示 。 步进 电机 驱动 板 , 以控 制步 进 电机 的转速 、 为 了尽 可 能 得 到 圆 形 的 合 成磁 场 ,使 方 向 以及 移动 距 离 。 步 距角 变化 均匀 ,各相 绕组 电流 参考信 号采
I 一 遵 应 …………
…
…
…
…
…
…
一
频卡 的一 种类 型 。图像 采集 卡完 成 的主要 功 小 了一倍 ,实 现 了步距 角 的二 细分 。 有 自动化 、操作 简单 、速 度快 等优 点 。本 文 能是 把摄 像机 的连 续模 拟视频 信 号转 换成为 在 拍 数 一 定 的情 况 下 ,齿 数 越 多 ,步 结合 二 者于 一 体 ,使P C B 缺 陷 自动 检 测系 统 离散 的数 字量 。其 基本 原理 :从 摄像机 输 出 距 角就越 小 ,但 由于受制 作工 艺 的限制 齿数 更加优 秀 ,更加 实用 。 的各 种制 式 的视频 输 出信 号 ,经 过输入 选择 不 能做得 很多 , 因此步进 电机 的步 距角就 不 3 . 2缺 陷检 测 模 块 处 理 后 , 形 成 能 被 图像 采 集 卡 识 别 的 可 能很小 。改 变步进 电机 的拍 数也 可 以改变 当前 印刷 电路 板 缺 陷 检 测 方 法 主 要 分 视 频信 号 。 模拟 视频 信 号 经过 转 换 后 ,存 储 在 卡 上 的帧 缓存 存 储 器 内 , 由计算 机 C P U 通 过计 算机 总线 控 制 具体 的 图像 传 递 ,最 终 存 储 在 计 算机 的 内存 或 硬 盘 ,用 于 图像 为参考 比较 法 、非参考 比较 法和 混合 法三 大 类 ,参 考 比较法将 被测 图像 和参 考 图像进 行 特 征对 特征 的 比较 :非 参考 比较 法不 需要 任 何 的参 考 图像 ,只是根 据 先前设 计 的规则 标 处 理 。本设 计采 用 的 图像 采集 卡 型号 是 : 数和相 数 来减 小步距 角 ,步距 角减 小 的度 数 准 来判 断 出是否有 缺 陷 ,如果不 符合 标准 便 N V 7 0 0 4 一 N ,将C C D 摄 像 机模 拟 信 号转 化为 数 非常 有 限,很难 满足 生产 的要 求 。 认 为此 有缺 陷 :混合法 是参 考 比较法 和非 参 字 信 号传输 到 上位机 实 时显示 , 并能完 成 图 步 进 电机 细 分 驱 动 最 常 用 的方 法 是 电 考 比较 法综 合应用 。本 文主 要使 用参 考 比较 像 的抓 拍 功能 。 流矢量 恒 幅均 匀旋转 法 。 电流 矢量恒 幅均 匀 法 ,通 过 检  ̄ J i P C B 图像 与 标准 图像进 行 对 比 2 . 2 电机 运 动控 制 器 及 精 密 二 维运 动 旋转法 能够 使细 分后 的步 距角均 匀 ,输 出力 分 析 ,判断 该P C B 板是 否有缺 陷 j 。
pcb短路定位方法

pcb短路定位方法PCB短路定位方法在PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的制造和使用过程中,短路是一种常见的问题。
短路指的是电流在电路中意外地绕过了预期的路径,从而导致电路异常工作或损坏。
因此,对于PCB中的短路问题进行及时准确的定位非常重要。
本文将介绍几种常用的PCB短路定位方法。
一、目视检查法目视检查法是最直观、最简单的短路定位方法之一。
通过仔细观察PCB上的元件和焊接点,寻找可能存在的导线之间的短路情况。
这种方法适用于一些明显的焊接错误或元件损坏导致的短路情况。
但是,这种方法对于一些微小的短路或内层短路是无法发现的。
二、绝缘板法绝缘板法是一种简单有效的短路定位方法。
首先,将待测PCB放在绝缘板上,然后使用万用表或电阻计测量PCB上的正负极之间的电阻。
通过逐渐移动绝缘板的位置,可以定位到短路位置。
当绝缘板与PCB之间形成了一条电阻较大的屏蔽时,就可以判断出短路出现的区域。
三、短路电流法短路电流法是一种常用的短路定位方法。
首先,将待测PCB连接到电源上,然后接入限流电阻。
通过逐步增大电流值,当电流通过短路位置时,会产生异常的电压降。
通过测量这个异常的电压降,可以定位到短路位置。
四、热像仪法热像仪法是一种通过测量短路位置的温度变化来定位的方法。
短路会导致电流通过短路位置时产生热量。
利用热像仪可以快速扫描整个PCB表面,并检测到短路位置的温度异常。
通过观察热像仪的显示图像,可以准确地定位到短路位置。
五、剪线法剪线法是一种比较激进的短路定位方法。
通过剪断PCB上的导线,逐步排除导致短路的元件或线路。
首先,通过目视检查或其他方法初步判断短路的区域,然后逐一剪断可能存在短路的导线。
通过剪线后短路消失或明显减弱的情况,可以逐步缩小短路位置的范围。
最终,可以通过剪断导致短路的具体导线来定位到短路位置。
六、信号追踪法信号追踪法是一种通过跟踪信号路径来定位短路的方法。
首先,选择一个已知正常的信号源,将信号输入到待测PCB上。
基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法

基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法随着现代电子技术的快速发展,印刷电路板的应用越来越广泛。
然而,印刷电路板的制作过程中,由于工艺和设备的限制,往往会出现一些缺陷。
这些缺陷不仅会影响印刷电路板的质量,还可能会引起电路故障,给用户带来不便。
因此,如何有效地检测印刷电路板的缺陷,成为了当前印刷电路板制作领域需要解决的重要问题之一。
数字图像处理技术是一种有效的解决方案。
它可以通过对印刷电路板图像的处理和分析,快速、准确地检测印刷电路板的缺陷。
本文将介绍一种基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法。
首先,我们需要获取印刷电路板的数字图像。
通常,这可以通过扫描或拍照的方式获取。
获取图像后,需要对其进行预处理。
预处理的目的是消除图像中的噪声和影响缺陷检测的因素。
预处理可包括以下几个步骤:1.灰度化:将彩色图像转换为灰度图像。
这样做的目的是便于后续处理。
2.图像增强:对灰度图像进行增强,可以使图像中的缺陷更加明显。
常用的增强方法有直方图均衡化、滤波和边缘增强等。
3.分割:将图像分割成不同的区域。
这样做的目的是便于对不同区域进行分析和处理。
常用的分割方法有阈值分割、区域生长法和边缘检测法等。
4.噪声滤波:用于去除图像中的噪声。
常用的滤波方法有中值滤波、高斯滤波和基于小波变换的滤波等。
处理完图像后,接下来进行缺陷检测。
缺陷检测需要针对不同的缺陷进行处理。
下面以印刷电路板中最常见的4种缺陷(断路、短路、孔误钻和焊盘虚焊)为例,介绍相应的检测方法。
1.断路检测断路是印刷电路板制作过程中常见的一种缺陷。
断路检测的主要方法是基于卷积神经网络(CNN)的图像分类。
这种方法需要大量的训练数据,即对包含断路和正常区域的图像进行标记和训练。
在实际检测中,对于图像中的每个点,通过CNN 对其进行分类,得到一个0或1的结果,表示该点是否存在断路。
2.短路检测短路和断路不同,短路是两条不同的电路线之间意外连接而导致的电阻降低。
短路检测的主要方法是基于图像分割和形状分析的方法。
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题目: 基于图像的pcb板的断路短路检测技术研究摘要印刷电路板(PCB)是集成各种电子元器件的信息载体,在各个领域得到了广泛的应用。
近年来随着印刷电路板生产复杂度和产量的提高,传统PCB缺陷检测方式因接触受限、高成本、低效率等因素,己经逐渐不能满足现代检测需要,因此研究实现一种PCB 缺陷的自动检测系统具有很大的现实意义和实用价值。
PCB缺陷检测技术中,自动光学检测技术越来越受到重视,其中图像检测法也将成为自动光学检测的主流。
本课题在分析国内外对AOI系统中图像识别软件研究成果的基础上,基于图像处理技术、模式识别技术和缺陷检测技术,提出了一种运用参考法和设计规则校验法处理彩色PCB图像进行缺陷检测的方案。
该系统主要由光照、CCD摄像机、图像采集卡及计算机图像处理软件组成。
其中图像处理软件部分作为本课题的核心,着重研究了其关键功能模块包括图像灰度化、图像滤波、图像锐化、图像识别几个部分算法的选择与设计,并在MATLAB7.0的环境下进行仿真。
运用现代成熟的数字图像处理技术,本文实现了PCB缺陷的软件检测方案。
在预处理模块中,结合PCB板的特点运用图像预处理手段,首先对彩色图像进行灰度化,其次运用图像滤波,最后通过图像锐化得到高质量的PCB图像。
在识别模块中结合电路板的短路、断路缺陷的特征,识别短路和断路故障。
提高了生产效率,降低了生产成本。
关键词:缺陷检测;图像处理;图像滤波;图像识别Title Detection of Short Circuit and Open Circuit of PCB Based on Image AbstractPrinted Circuit Board (PCB) is an information carrier integrating various electronic components. It has been applied in different fields widely.With the higher complexity and output of Printed Circuit Board manufacture in recent years, the traditional methods of PCB defect inspection can not meet demands of inspection gradually because of restricted contact, high cost or low efficiency.Therefore, the study of automatic defect inspection system is meaningful in the PCB production today. Automatic optical inspection (AOI) technology is more and more important, in which the image detection will become mainstream of automatic optical inspection in PCB defect inspection technology.Image recognition software on the basis of research results in AOI system is analyzed in the system. Then, the scheme of PCB color images treatment and PCB defect inspection was proposed, in which a reference method and design rule method is used. It is based on image processing, pattern recognition and defect detection.The inspection system is composed of several parts, including light, CCD cameras, capture cards and computer image processing software systems. As the core of this thesis, the design and implementation algorithm of functional modules is the key of image processing. Functional modules is composed of image pre-processing as image graying, image filter, sharpening, and image recognition. These algorithms are simulated in MATLAB7.0.The software detection program of PCB defect is implemented using modern sophisticated digital image processing technology in this paper. In the preprocessing module, image preprocessing methods is used combining the characteristics of PCB board.In order to get high-quality PCB image, first, the color image is grayed, then the gray image is filtered, and finally, the image is sharpened. In the module of image recognition, short circuit and open circuit is recognized by analyzing the character of two defects.The system have high production efficiency and low production costs.Keywords: Defect inspection; Image processing;Image Filtering; Image recognition目次1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内外现状和发展趋势 (2)1.3 课题研究的目的和意义 (3)1.4 本课题主要研究的内容 (4)2 检测总体方案的设计 (6)2.1 图像检测结构 (6)2.2 图像采集单元 (6)2.3 图像处理单元 (7)2.4 采集到的图像 (7)3 PCB图像的预处理 (9)3.1 MATLAB软件简介 (9)3.2 彩色图像灰度化 (10)3.3 PCB图像的滤波 (11)3.4 PCB图像的锐化 (14)4 PCB图像的缺陷检测 (19)4.1 PCB的主要缺陷 (19)4.2 PCB缺陷检测方法 (19)4.3 图像对比 (20)4.4 短路断路的检测 (20)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论1.1 课题研究的背景近几年来,随着通信、计算机、消费电子等产业的发展,印刷电路板(PCB)行业也迅速的发展起来了。
印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)又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,它是任何电子设备和产品都需要配备的,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PCB板。
印刷电路板(PCB)作为电子工业中最基础和最活跃的产业之一,发展迅速,并且随着半导体设计和制造技术的日益发展,印刷电路板也朝着超薄型、高密度、多层数、高性能等方向发展。
目前,印刷电路板的设计、加工水平己达到0.2~0.3mm(孔径),0.15-0.12mm(线条宽度和间距),层数已经达到46层(富士公司)甚至更多,可以说印刷电路板的高技术和高复杂性已经达到一个相当高的水平。
但在取得高速发展的同时,PCB行业也面临着巨大的挑战,那就是PCB的质量问题。
目前的印刷电路板的质量情况不容乐观。
因为印刷电路板品质的好坏,取决于印制电路板上每根线条、每个孔品质的好坏,而一块板上数以千计的线条和孔中任意一个发生过细、过粗、残缺、针孔、粘连、断开、错位等质量问题,都会影响最终产品质量,或导致产生废品。
电路板的层数越多,问题越突出,造成的废品率越高。
所以在生产过程中,如何提高中间过程产品的品质,如何减少废品率,如何提高印刷电路板的质量是各个电路板生产厂家一直不懈追求的目标。
由于电路板在生产过程中受到许多不确定因素的影响,如原材料、设备稳定性、温度、环境以及人为的错误操作等,造成缺陷是很难避免的,出现的故障基本都是线路错误,主要可分为:短路、断路、毛刺、缺损几类。
如果不及时地将这些质量问题检查出来,势必会在PCB板调试和使用的过程中留下隐患,造成更大的损失,所以必须实施严格的中间检测。
目前,印刷电路板的在线检测已成为PCB板生产厂家和企业的共识,但真正实现在线检测难度很大,现有的PCB检测手段已经不能适应当今PCB 的发展趋势了。
因此,一种高效、高速、高精度的印刷电路板缺陷自动检测设备已成为PCB行业的迫切需要。
1.2 国内外现状和发展趋势目前,PCB板缺陷的检测方法主要有接触式和非接触式两种,在PCB发展的早期,接触式检测发挥了重要作用,而现在非接触式则成了PCB板缺陷检测的主要方法和手段。
接触式检测主要有两种形式:针床式检测和飞针式检测。
针床式检测主要适用于大批量中、低密度电路板的检测,检测速度较快。
比如制造缺陷分析仪使用一个针床,接着便可以诊断输出。
然而针床式检测也存在很多缺陷:针对不同的电路板需要制作不同的模板,制作和调试的周期长、成本高,因此不适合低产量原型样机的测试。
飞针式检测是专门针对小批量、多品种生产的测试系统,使用来回移动的探针对整块的电路板进行测试。
飞针式检测具有许多优点:设定、编程和测试简单灵活;能快速地转换测试和反馈过程错误;很方便检测具有细微间距引脚的电路板;精度、稳定性、可靠性高;无须专门开发夹具,降低检测成本;简化功能测试。