貼片元件幾何尺寸精密測量系統(tǒng)的關鍵技術研究.pdf

1、測量技術是工業(yè)生產發(fā)展不可或缺的一部分。目前,貼片元件作為電子技術發(fā)展的必然產物,正朝著輕型化、微小型化、高可靠性的方向發(fā)展,它在高集成度的電路中扮演著非常重要的角色。然而其特征尺寸的檢測還停留在傳統(tǒng)的測量方法上,如使用游標卡尺、千分尺、工具顯微鏡等進行人工抽樣檢測,這些方法在測量的精度、效率、勞動強度、自動化程度等方面不具優(yōu)勢。機器視覺檢測可以高效、連續(xù)地檢測產品,該方法柔性好、精度高、速度快、自動化高,可以很好地滿足貼片元件的檢測要

2、求。
　　本文針對現有貼片元件尺寸測量的局限性,結合典型視覺系統(tǒng)的結構組成及其功能,利用虛擬儀器技術和數字圖像處理技術,完成了貼片元件幾何尺寸精密測量系統(tǒng)的研究,包括系統(tǒng)的總體結構設計、硬件配置及其選型分析、控制單元的實現、圖像處理方法對比分析、系統(tǒng)標定實驗等。總體上講,重點研究內容分三個部分。第一,設計了三維伺服移動平臺的機械結構,畫出了其二維平面圖和三維結構圖,分析選擇了照明光源、照明方式、鏡頭、相機等部件,構建了測量系統(tǒng)的硬

3、件平臺;第二,使用虛擬儀器LabVIEW完成了對三維伺服移動平臺的運動控制,解決了控制單元程序編寫和人機界面編輯等問題,并在此基礎上,實現了貼片元件的定位和相機的自動調焦技術;第三,分析了圖像采集的原理和工作流程,完成了貼片元件圖像采集的任務。闡述了圖像處理和分析的研究方法,對比分析選擇了相應的圖像處理算法,包括直方圖均衡化對圖像進行增強、中值濾波對圖像進行降噪處理、通過閾值分割對圖像進行二值化、使用Canny算法對圖像進行邊緣檢測以及

4、通過最小二乘法完成圖像邊緣的直線擬合。
　　論文最后采用傳統(tǒng)的標定方法對系統(tǒng)進行了標定實驗研究,求取了將像素量轉換為物理量的像素當量。并以0805貼片電阻為對象,使用游標卡尺和所構建的精密測量系統(tǒng)對其做了實驗研究,重復測量試驗10次。系統(tǒng)測得該型號貼片電阻的長、寬的平均值分別為2.0876mm和1.2753mm。實驗表明本系統(tǒng)具有較高的測量精度,測量值在其尺寸偏差范圍之內。將本系統(tǒng)的測量結果與游標卡尺的相比較,得出貼片長、寬的相對