基于輪廓對(duì)比的PCB裸板缺陷檢測(cè)算法研究.pdf

1、印刷電路板 (PCB)是各種電子元器件的載體，在電子通信等許多領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及工藝水平的不斷提高，電子產(chǎn)品趨于更輕、更薄、更小，PCB朝著高密度、小元件、細(xì)間距、層數(shù)更多的方向發(fā)展，這使得PCB的質(zhì)量檢驗(yàn)工作越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法容易漏檢、檢測(cè)速度慢、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，己經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要，如何更有效的實(shí)現(xiàn)PCB的自動(dòng)缺陷檢測(cè)，成為半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域一個(gè)熱門問(wèn)題。
　　 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)(AO

2、I)則作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)越來(lái)越多的被應(yīng)用于PCB的缺陷檢測(cè)。AOI是一種機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，集電子學(xué)、光電探測(cè)、圖像處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身，是精密測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最具有發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)。
　　 圖像處理軟件是AOI最重要的核心組成部分，而軟件的核心則主要是檢測(cè)算法。近年來(lái)出現(xiàn)的諸多PCB圖像缺陷檢測(cè)算法大致可分為3類：參考比較法、非參考校驗(yàn)法以及混合算法。其中，參考比較法是目前所普遍采用的，但現(xiàn)有的參考法大都是基于內(nèi)容的對(duì)比，這種方

3、式的檢測(cè)精度通常只能達(dá)到像素級(jí)的；此外，由于需要在配準(zhǔn)后對(duì)圖像進(jìn)行逐點(diǎn)重采樣，因而是比較耗時(shí)的，當(dāng)檢測(cè)圖像分辨率較高尺度較大時(shí)，所需的處理時(shí)間將非常長(zhǎng)；再者，其缺陷分析的方式不夠直觀，某些特定種類的缺陷分析起來(lái)比較困難。
　　 本論文針對(duì)PCB裸板缺陷在線高精度檢測(cè)的需求，結(jié)合由高性能線陣掃描相機(jī)獲取到的PCB裸板圖像所具有的高分辨率以及高對(duì)比度等特點(diǎn)，研究并提出一種新的基于輪廓對(duì)比的圖像缺陷檢測(cè)算法?；谳喞獙?duì)比的圖像缺陷檢測(cè)

4、算法屬于參考算法，其所具體包含的內(nèi)容有圖像分割與區(qū)域標(biāo)記、輪廓提取、輪廓亞像素校正、輪廓配準(zhǔn)以及缺陷檢測(cè)與分析。本論文在這幾個(gè)方面作了逐一分析并提出了相應(yīng)的解決方案，并在以下幾個(gè)方面具有創(chuàng)新：
　　 (1)提出了一種基于游程連通分析的區(qū)域標(biāo)記算法，只需一次掃描便可實(shí)現(xiàn)連通區(qū)域的快速標(biāo)記及目標(biāo)區(qū)域特征的快速提取。
　　 (2)提出了一種基于游程連通分析的輪廓提取算法，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外輪廓以及內(nèi)外輪廓深度包含關(guān)系的快速提取。<

5、br>　　 (3)提出了一種基于輪廓點(diǎn)法向角特征的圖像配準(zhǔn)算法，實(shí)現(xiàn)了參考圖像與缺陷圖像輪廓之間的精確配準(zhǔn)。
　　 (4)提出了基于輪廓對(duì)比的缺陷檢測(cè)原理，采用輪廓對(duì)比的方式實(shí)現(xiàn)了各種常見(jiàn)的PCB裸板缺陷識(shí)別與檢測(cè)。
　　 基于輪廓對(duì)比的檢測(cè)方式與基于內(nèi)容對(duì)比的檢測(cè)方式相比有如下優(yōu)點(diǎn)：首先，由于輪廓數(shù)據(jù)相對(duì)較少，因而可以大大壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，其次是精度高，通過(guò)提取亞像素級(jí)的輪廓進(jìn)行比對(duì)分析可將檢測(cè)精度提高到亞像素級(jí)