MCM基板电路中的短路和断路的自动光学检测算法
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骨架化处理 骨架化处 理
特征提取
特征提取
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动控制单元控制线扫描相机对基板进行扫描,获取 图像。获取的图像传给图像处理单元进行处理,图 像 处理单元包 括硬 件的 FG PA图像 二值 化处 理 、开运
Op na dS o t r u tnM CM e n h r c ii Ci
Y AO Li i , - n ZHANG Yu x n
(h 5histt f E C, e igE sY nio 1 10 , hn ) T e4 t tue T B in at aj , 0 6 1 C ia n i oC j a
收稿 日期 :2 0 — 1 2 060—0 作者 简介 :姚立 新 ( 一) 1967 ,男 。河 南 通许 人 ,高级 工程 师 ,现 主要 从事 半 导体 设备 研制 及 管理 工作
匝衄
( 第13 ) 总 期 ⑧ 3
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专题报道 ・
Байду номын сангаас
摘 要:介 绍了M M C 基板 自 动光学检测算法。该算法包括二值化处理 ,数 学形 态学中的开运算和
闭运算、骨架化算法,以及特征提取和特征比对。 该算法能够l速准确地抽取 M M 夹 c 基板电路中的主 要特征 ,并且在有 效放 大短路和断路特征之后检测 出 陷。 缺
关键词:二值化处理;开运算;闭运算;骨架化算法
Ab t a t T i p p ri t d c sa l o i m ,n l d n r s o d s g e t t n o g , p n a d c o e sr c : h s a e r u e n ag r h i cu i g t e h l e m n a i f ma e o e n l s n o t h o i
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丑
电 子 工 业 毫 用 设 苗
・
专题 报道 ・
M M 基 板 电 路 中 的 短 路 和 断 路 C
的 自动 光 学 检 测 算 法
姚立新 云 张
( 中国电子科技集 团公 司第四十五研 究所 ,北京东燕郊 1 10 ) 6 1 0
g t h e e t. e e d f c s t
Ke wo d : h e h l e me tt n Op no eain Cls p rt n S eeo lo i m y r sT r s ods g na o ; e p rt ; o eo ea o ; k ltnag rt i o i h
l r a oi m nda u e i a rs f M i uta dma e e p na ds ot i ut l , e g t c rw o t n et e h a h t ma f u o MC cr i n k e rc c ice t n c , h t o n h r a h r
1 引 言
展, 布线密度越来越高,已达到微米级, 对检测的精 度提出很高的要求。 人工检测由于固有的缺点, 已经
A I( 动光学检测 )技术是当前电子组装生 不 能适应 当前 的检 测 需求 。当前 的检 测要 求 除 了对 O 自 产过程 中质量检 测 的主要手 段之 一 ,同时 AO 技 术 检测系统的光学系统 、机械 电子系统提出更高要求 I 的应用已经扩展到多种领域。 随着微组装技术的发 的 同时 ,对 检 测 软件 的算 法 也提 出 了新 的要 托
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电 字 工 业 专 用 设 苗
睇
在 Mc ( tC i d l)基 板 的 自动 光 M Mui hpMo ue 学 检测 中,对 于基板 中出现 的短路 和断 路缺 陷都 必
读取 图像
须检出。在 MC 基板中,线条 的宽度只有几十微 M 米 ,短路和断路部分的尺 寸有 可能更小 ,这就对 光 学 系统 和算法 提 出 了很 高的 要求 。本 文提 出了 ‘ 种基于图像阈值分割 以及数学形态学中腐蚀膨胀算 法和骨架化算法 的图像特征抽取方法,这种方法能
o eai no t0 t a r h l g , k ltnm eh d d a n u e trsa dfau ec mp r. h p r t f h mai l o ma c mo p o o y s eeo to , r wigo t au e n . tr o a e T e f e
中 图分类号 ;T 2 6 N 0 文 献标识码 :A 文章编 号 :10 5 7 2 0 ) 2 0 3 — 4 0 4 4 0 (0 6 0 — 0 5 0
Al o t m f g r h o t m a i t a n p c in f r i Au o tcOp i l s e t o c I o
算 和 闭运算 、骨架 化处 理 ,以及在 主机 上进 行 的特 征 提 取 和 特 征 比对 处 理 。
丁
特征 比较
J
特征 比较
提取缺 陷坐标
图 2 图像 处 理 部 分 框 图
够 有效 抽取 出 MC 基 板 电路 的主 要特 征 ,并且 能 M 够 在 放 大 短 路和 断路 缺 陷之 后 , 检测 出缺 陷 。
腐 蚀 处 理 膨 胀 处 理
图像二值处理
图像校准
I
f 膨胀处理
腐蚀处理
2 MC 基板 自动光学检测系统 M
MM C 基板 自 动光学检测系统如图 l 所示。整个 系 统包括光 学照 明单元 ,运动控 制单 , C 摄像 单 己 CD 元和图像处理单元。CD C 摄像单元主要 由镜头和 C D C
MCM—D自动光学检测系统计算机软件的研究
MCM—D自动光学检测系统计算机软件的研究
何晓峰;王孟先;等
【期刊名称】《印制电路与贴装》
【年(卷),期】2001(000)006
【摘要】本文介绍了MCM-D自动光学检测系统研制过程中计算机软件的研究。
MCM-D基板线条精细,布线宽度高,介质层采用透明介质,上下层图形均可见,给自动检测带来很大困难。
软件着重研究了顶层图形分离、故障提取和识别技术以及对精密移动系统的控制。
【总页数】8页(P59-66)
【作者】何晓峰;王孟先;等
【作者单位】信息产业部43所;信息产业部43所
【正文语种】中文
【中图分类】TN41
【相关文献】
1.电子元件焊接质量的自动光学检测系统研究 [J], 欧阳高飞;邝泳聪;谢宏威;陈军
2.MCM基板电路中的短路和断路的自动光学检测算法 [J], 姚立新;张云
3.基于LED技术在自动光学检测AOI系统的研究应用 [J], 陈功;缪阿海
4.高速高精度印刷电路板表面贴装自动光学检测系统的研究 [J], 黄银花;李东波
5.基于自适应BP算法的CNC自动光学检测系统的研究与应用 [J], 石君
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基于改进ACS算法的SMT自动光学检测路径规划
基于改进ACS算法的SMT自动光学检测路径规划程良伦;赖宇锋【摘要】对采用表面安装技术的印刷电路板进行自动光学检测时,需要对检测路径进行合理规划,以在最短时间完成对PCB上所有检测窗的图像采集.针对该问题提出用ACS算法进行路径规划,并引入遗传机制,采用在每一次迭代前使蚂蚁智能继承上一代优秀巡回路径的策略,有效地实现算法求解效率和运行效率的平衡.实验结果表明,该算法有较快的收敛速度,并且解的质量优于其它路径规划算法,用于解决AOI 中的路径规划问题是行之有效的.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2010(027)009【总页数】4页(P128-130,183)【关键词】ACS;遗传;路径规划;AOI;SMT【作者】程良伦;赖宇锋【作者单位】广东工业大学自动化学院,广东,广州,510006;广东工业大学自动化学院,广东,广州,510006【正文语种】中文0 引言在采用表面贴装技术的印刷电路板自动光学检测中,根据检测的需要在 PCB上设定多个检测窗。
每个检测窗都包含待检测的元器件,并且检测窗的分布是不规律的。
由于受视野(FOV)的限制和测量精度的要求,不可能一次获得整个PCB的图像。
必须移动摄像机或电路板,通过多次数据采集来完成对整块板上贴片安装对象的检测。
另外,印刷电路板上还有一些没有贴片安装的位置是不需要进行图像采集和检测的。
摄像机的移动或电路板的移动作用都是一样的,我们统一称为检测窗的移动。
因此,为了提高整体的检测速度,检测窗的移动路径必须进行合理的规划,以在最短的时间内完成检测。
对于上述的问题,文献[1]通过改进遗传算法,并结合 TSP求解方法来做 SMT检测路径规划,但收敛较慢且最优解质量不高。
文献[2]中采用蚁群算法确定检测路径,并通过与K-均值算法、模拟退火算法和遗传算法的比较,证明蚁群算法在该问题上的有效性;但只是提出了方案,没有对具体的算法实现作讨论。
另外,近年来一些文献讨论了蚁群算法、神经网络、自适应遗传算法等在移动机器人路径规划上的应用[3-5],但无法直接解决AOI中的路径规划问题。
短路计算步骤
短路计算步骤一、短路计算的基本概念短路计算呢,就是要算出电路中短路时的各种电气量啦。
这就像是给电路做一个特殊的体检,看看在短路这种不正常的情况下,电流啊、电压啊这些指标会变成啥样。
这对我们设计电路、保护电气设备可重要啦。
要是不做短路计算,就好比你开车不看仪表盘,那多危险呀。
二、短路计算前的准备1. 收集电路信息我们得知道电路里都有啥元件呀,像电阻、电感、电容这些。
还得清楚电源的情况,是直流电源还是交流电源呢?电源的电压、频率这些参数都得掌握。
这就像你要做一道菜,得先知道食材和调料都有啥吧。
2. 确定电路结构是串联电路、并联电路还是更复杂的混联电路呢?不同的结构计算方法可不一样哦。
这就好比你要走迷宫,得先知道迷宫的布局才能找到出口呀。
三、短路计算的步骤1. 简化电路把那些对短路电流计算影响不大的元件先简化掉。
比如说,在某些情况下,小电阻或者小电感如果相比其他元件的影响很小,就可以暂时忽略。
这就像整理房间,先把那些小杂物先放到一边,这样房间看起来就更清爽,计算起来也更方便啦。
2. 选择合适的计算方法如果是简单的电路,我们可以用欧姆定律之类的基本定律来计算。
要是复杂的电路呢,可能就得用对称分量法之类的高级方法啦。
这就像过河,水浅的地方你可以直接趟过去,水深的地方就得找船或者桥啦。
3. 计算短路电流根据选择的方法,把相关的数据代入公式里计算。
这里一定要小心,数据可不能弄错啦,就像做数学题,一个数字错了,答案可就全错了。
4. 计算短路电压知道了短路电流,再根据电路的其他参数来计算短路电压。
这两个量可是相互关联的呢,就像一对好伙伴,一个变了,另一个也会跟着变。
5. 校验计算结果算完之后,要检查一下结果是否合理。
比如说,短路电流的值是不是在合理的范围内,短路电压是不是符合电路的特性。
这就像做完作业要检查一样,可不能稀里糊涂就交上去啦。
四、短路计算的实际意义短路计算可不光是纸上谈兵哦。
它在实际的电气工程里用处可大了。
光学自动检测系统在PCB板缺陷检测中的应用
光学自动检测系统在PCB板缺陷检测中的应用1 引言自动光学检测是印刷电路板生产线上的一种基于机器视觉的缺陷检测方式。
由于印刷电路板生产过程中会产生很多的缺陷,为保证生产的质量,印刷电路板的多个生产步骤中必须加入质量检测。
光学自动检测系统就是其中一种优秀的质量检测方法。
本文针对PCB制造过程中的缺陷,论述了一种自动光学检测系统。
第一部分描述了检测系统的背景,第二部分阐述了该系统的优缺点,第三部分介绍了该系统的各个组成部分,包括光学采集模块、运动控制模块、图像处理模块和数据处理模块,第四部分叙述了检测系统的算法。
第五部分对检测系统进行了总结。
2 检测系统的优缺点2.1 优点(1)提高了焊接点缺陷检测效率、缺陷定位效率。
(2)代替部分人工作业,降低成本。
(3)检测记录可自动存储、查看。
(4)自动筛选不合格品,提高准确率。
2.2 缺点(1)存在一定比例的漏测或误报警,还需要在后续的工序中增加功能检测。
(2)只能检测外观缺陷。
(3)无法对BGA等不可见焊点进行检测。
3 检测系统的组成部分系统硬件如图1所示:图1 AOI实物图3.1 光学采集模块主要由光源和相机组成,将PCB板焊接转换成图像进行处理。
3.2 运动控制模块主要由电机和控制部分组成,主要负责PCB板的入检、定位、出检等运动控制。
3.3 图像处理模块主要负责将收集的PCB板元件、焊点的图像通过识别算法,判断焊接质量。
3.4 数据处理模块对检测的数据进行保存存储,以便随时调阅、分析。
4 算法4.1 色彩数量化算法彩色PCB图像包含了丰富的信息。
若直接进行二值化,由于铜板上的不少部分因为色彩的微小波动而导致二值化结果出现了许多类似于欠腐蚀的缺陷,造成误检。
若将彩色图像直接转化为灰度图像,则转化后的灰度图像丢失了色彩信息,最直接的问题就是造成原本人眼可以区分的字符与铜板在灰度图像中变得难以区分。
因此,对于彩色PCB图像进行简单的二值化或者灰度转化是不可行的,需要对彩色图像进行图像预处理,比如彩色图像色彩数量化、彩色图像平滑、彩色图像分割、彩色图像去噪等。
自动光学检测系统(AOI)的原理及应用
自动光学检测系统(AOI)的原理及应用随着集成电路的迅猛发展及特殊电子元器件的不断出新,从而促使PCB技术发生相应的转变。
由于PCB产品也向着高密度、超薄型、细间距,小元件的方向发展,这样导致线路板上的元器件组装密度要求提高,PCB板上的线宽、间距、焊盘越来越细,现已经达到微米级,相应板的层数也越来越多。
因而传统的人工目视检测和在线飞针检测(ICT),已经不能适用当今制造技术发展的需要,自动光学检测系统(AOI)就迅速发展起来,并已经逐步替代传统的人工检测和在线飞针检测(ICT)。
由于AOI在线检测的检测效率和准确率及检测精度远高于人工检测,现在许多大型的PCB生产厂家都使用AOI设备进行PCB在线检测,用于监视和保证生产过程的品质。
现代AOI不仅用于PCB制造行业中,并扩展到SMT封装线、MCM基片组装线、玻璃模板、胶片模板的制造,多层陶瓷的封装,Wafer封装等半导体行业等领域。
现在国际上比较有名的AOI生产厂家有以色列的Orbotech、Camtek,日本的Sony等.1.PCB中常见缺陷及AOI的检测作用PCB的制造过程中,内外层主要缺陷有短路、断路、缺口、突起、针孔、残铜、线宽不足、间距不足、图形丢失、漏钻孔、孔尺寸不符、孔破等。
AOI 系统的作用就是检测PCB在生产过程中有可能出现的上述不良缺陷,通过控制并及时调整工艺,从而提高产品的品质与生产产能。
通常AOI 系统检测系统用在内外层生产的关键工序控制点上,防止大批批量的报废。
AOI的系统通常有运动工作平台、电气控制、CCD成像系统、图像软件处理系统等四大模块组成。
3.AOI的系统工作原理AOI的工作原理简单的说,就是标准图像与实际板层图像进行比较对比。
核心就是CCD摄像系统抓取图片,然而通过图像处理卡与计算机处理软件系统等系列的算法处理后,与标准图像进行对比,发现缺陷,并生产文件,等待操作者确认或送检修站检修。
工作原理如下图一4.AOI的系统技术模块AOI系统是集精密机械、自动控制、光学图像处理、软件系统等多学科的自动化设备。
PCB自动光学检测技术-2019年精选文档
PCB自动光学检测技术一、PCB检测技术发展历程在PCB的生产工艺流程中,蚀刻是重要环节之一,即用化学药剂腐蚀掉设计线路以外多余的铜。
该工艺流程中,药剂量、温度、流速和腐蚀时间等因素直接影响生产的质量,控制不好将会产生诸如短路、开路、线宽缺损、残留铜和针孔等缺陷。
PCB通常用目视、电测试和AOI方法检测。
20世纪70年代以前,PCB检测主要依靠人眼加放大镜,检测速度慢,漏检率高,同时,还会导致检验人员视力下降,影响人体健康。
电测试的原理是根据PCB线路图的计算机数据设计一副针床夹具和相应的网点测试程序。
测试时,探针压在PCB表面的待测点,然后通电测试每个网点的通断,并报告存在的短路和断路缺陷。
其局限在于○1只能检测短路和断路两种缺陷,缺口、针孔和残留铜等其他缺陷都无法检测。
○2针床夹具的成本过高,小批量生产不合适。
电测试受到PCB向高密度、小型化方向发展的限制。
随着线路板的密度不断增大,电测试需不断增加测试接点数,导致测试编程和针床夹具成本上升,开发测试程序和夹具通常需要数星期乃至一个多月时间,同时将导致电测试出错和重测次数增多。
对电测试构成挑战的还有不断减少的引脚距离。
因此,电测试已不能满足未来线路板的测试要求。
二、PCB自动光学测试技术(2)自动光学检测的工作原理AOI是检测PCB表面图形品质(如表面缺陷、断路和短路)的设备,用于生产过程中半成品品质检测,是高精密单层印制板,尤其是多层印制板加工的关键技术。
测试系统集光学、精密机械、识别诊断算法和计算机技术于一体,功能或激光自动扫描PCB,采集图像后送与计算机处理,再与数据库中的标准数据比较,查出PCB上缺陷,用显示器或自动标识系统显示或标识缺陷,供维修人员修理。
2.PCB自动光学检测图像处理技术(3)图像采集获取图像是AOI的关键,所获取图像的质量好坏直接影响最终的检测效果。
从使用的图像采集器件来看,目前AOI分为两类,一类是使用高精度线扫描CCD成像;另一类是利用激光作为光源,用光电倍增管(PMT)作为光电转换器件来获取图像。
PCB检测系统中短路和断路的检测识别
PCB检测系统中短路和断路的检测识别作者:龚陈林来源:《电脑知识与技术》2012年第07期摘要:该文系统研究了PCB电路板部分缺陷的图像处理和识别检测手段,并利用NI公司的LABVIEW软件和IMAQ VISION图像处理软件进行了实验仿真。
该论文针对PCB电路板图像的特点,研究了短路与断路检测,提出了利用Sobel边缘检测算子提取图像边缘、利用双峰法进行阈值分割,并结合VISION进行了图像比较和粒子分析,最终得出结果。
该论文采用NI公司的LABVIEW软件和IMAQ VISION图像处理包进行整个系统的软件部分设计,实现了图像采集和短路与断路检测,并提供了分析结果。
关键词:PCB;图像处理;视觉检测中图分类号:TP277文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)07-1648-06当今世界科技发展日新月异,电子产业的发展直接制约着国民经济的腾飞与否,而PCB 电路板制作工艺的提高对促进电子产业的发展至关重要,能否有效精确地检测PCB电路板的缺陷一直都是电子行业的研究热点。
国外的印刷电路板自动检测技术一直领先于国内,国内的很多厂家不得不采用昂贵的外国技术,虽然近年国内的印刷电路板自动检测技术发展迅速,但大都没有取得令人非常满意的结果。
加入研究这一领域的热潮,赶超外国的先进技技水平,打断外国垄断技术,对于发展国民经济具有十分重要的意义。
1 PCB检测系统的硬件设计1.1 PCB检测系统的硬件组成框图虽然本文所做的工作主要是软件方面,但对于硬件系统的设计也是至关重要的,它对于建立有效的计算机视觉识别检测系统,起着决定性作用。
因此,必须在综合考虑系统性价比和系统性能的基础上,设计出合理的硬件系统[9]。
PCB检测系统的硬件组成框图如图1所示:图1 PCB检测系统硬件组成框图1.2系统的硬件组成系统的硬件组成[10]主要包括:计算机主机、CCD摄像机、图像采集卡、照明系统及相关的设备。
2 PCB电路板缺陷检测识别PCB电路板在电子工业中的应用越来越广泛,如何降低电路板的故障率、提高电路板的质量直接影响到整个产业的发展。
可实现短路检测的控制电路及其短路检测方法[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010144231.5(22)申请日 2020.03.04(71)申请人 珠海格力电器股份有限公司地址 519070 广东省珠海市前山金鸡西路六号(72)发明人 杨帆 王烨 杨智雄 (74)专利代理机构 北京市隆安律师事务所11323代理人 廉振保(51)Int.Cl.G01R 31/52(2020.01)G01R 1/30(2006.01)(54)发明名称可实现短路检测的控制电路及其短路检测方法(57)摘要本发明公开一种可实现短路检测的控制电路及其短路检测方法。
其中,该电路包括:依次连接的信号输入端、控制器、第一电阻、第一开关;第一开关的第三极通过第二电阻接参考地,其与第二电阻之间的线路通过第三电阻连接信号输出端,还包括:检测器,其第一输入端连接至所述第一电阻与所述控制器之间,输入第一电压,第二输入端连接第一开关的第三极、第二电阻、以及第三电阻的公共连接点,输入第二电压,其输出端连接控制器。
通过本发明,能够通过纯硬件结构检测控制电路的输出端是否短路,无需使用芯片,对电压信号持续时间和电压值要求降低,并且节约了成本。
权利要求书2页 说明书9页 附图3页CN 111220929 A 2020.06.02C N 111220929A1.一种控制电路,包括:依次连接的信号输入端、控制器、第一电阻、第一开关;所述第一开关的第一极通过第一电阻连接控制器,第二极通过第四电阻连接第一电压源,第三极通过第二电阻接参考地,所述第三极与第二电阻之间的线路通过第三电阻连接信号输出端,其特征在于,所述电路还包括:检测器,其第一输入端连接至所述第一电阻与所述控制器之间,输入第一电压,其第二输入端连接所述第一开关的第三极、所述第二电阻、以及所述第三电阻的公共连接点,输入第二电压,其输出端连接所述控制器,用于根据第一输入端和第二输入端输入的电压输出高电平信号或低电平信号,使控制器输出短路信号或者正常工作信号。
