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PCB 线路板外观检查 AVI前沿技术

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点击次数:235 更新时间:2019年11月28日08:54:42 打印此页 关闭

印刷电路板外观检查系统(AVI)的研究与应用同在线检查系统AOI一样,涉及了许多前沿学科,如信号检查技术、图像处理、模式识别、人工智能、神经网络、小波分析及计算机实时处理与控制技术等。它们的工作原理大都一致,都是通过先对检查对象的参量进行获取或采集,然后根据相应的处理方法(算法)得到处理结果。最后,所得的处理结果通过一定的方式将这些参量体现在控制对象上。

 

现有的印刷电路板缺陷检查的方法有很多,大致可以分为两类:一是非参考法。它是检查PCB是否满足设计规则,主要是进行尺寸检查,即检查导体和焊盘等尺寸是否满足设计标准所需的坐标、宽度和间隙,任何与设计规则要求不符的均被认为是潜在的缺陷。它的优点是无需参考PCB,因而它无需对准,缺点是不能检查出满足设计尺寸的缺陷。比如PCB上多了孔或是少了孔,丢失某条导线等。二是参考比较法。它是将待测PCB与标准PCB逐点比较或者是把待检PCB上提取出的特征(颜色特征)与标准PCB上提取出的特征比较,任何差异均被认为是潜在的缺陷。参考比较法的优点是概念上直观,电路实现比较简单,缺点是要求待检PCB和标准PCB的空间位置的精确对准,否则检查的虚报警较多。

 

本文说的这种外观检查机采用的是比较法。在国外基于比较法的外观检查设备又可以大致分为两种算法,一是像素处理法,它是对标准PCB板的每一个像素进行模型建立,然后与待测板进行逐点比较。这种算法的优点是不同颜色之间的过渡区(过渡区,指的是不同颜色之间的衔接处)明显,对过渡区缺陷的检查效果好,缺点是逐点像素比较运算量大,内存处理大,对计算机的配置要求很高。二是区域处理法,它是对标准PCB板以不同颜色为特征信息进行分区处理,每一个分区包括了一种特征颜色的信息,不需要对每一个像素点都进行建模,而是对相同特征颜色进行区域性建模。这种算法的优点是能得到更多的特征信息,更全面地描述标准板,相比较更为准确,缺点是过渡区处理不明显,过渡区处的检查效果欠佳。

 

从上述两种算法的优缺点比较可以看出,最好的方法就是把它们结合在一起,过渡区采用像素处理法,其他区采用区域处理法,但实现这种算法比较困难。目前国外采用像素处理法最具代表性的是深圳中能引进韩国日本公司生产外观机。中能外观机的比较法中的区域处理法,此方法是通过图像采集系统对标准板进行图像采集及分析处理,建立标准信息(简称标准库),以标准板信息对待测板子信息进行比较判定待测板子缺陷信息。

 

在外观机的应用研究方面,主要是研究检查PCB板子的类型,检查板子缺陷的能力,以及该如何去建立好的标准库来检查不同类型和要求的外观缺陷。目前正业研发的WG21外观机能检查的PCB板按金属材料分主要有:铜板、金板、银板,OSP板。WG21能检查的外观缺陷主要包括异物、露铜、补油、划伤、镀金不良、字符错误、绿油不均、焊盘不均匀、残铜、漏印等。下面主要举例本外观机在试用中检查的部分缺陷。如图所示。

本文主要是关于基于机器视觉的印制电路外观检查机的设计和研究,为广大PCB生产厂商解决了PCB外观质量检查的一大难题,对提高产品质量,提升FQC效率,减少客户退货、索赔,提升企业美誉度等方面具有重要价值。

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