印刷电路板表面组件自动化检验

文章摘要： 图八. IC放置错位之影像 2.3 样板建立与检验流程 为了判断待检影像是否存在瑕疵，首先需要建立标准样板数据，以作为检验的标准。在检验时，即可取得欲测影像与标准样板比较，来决定是否有异常的现线。PCB组件中建立标准样板步骤如下：1. 撷取影像，并予以噪声消除。2. 利用相关系数于特定区域内找寻两个定位点，并计算出差距量予以旋转修正影像。3. 针对欲检测区域进行反复投射，将IC组件上的商标与字符分隔出来。4. 写入各区块影像至硬盘中，并记录相关位置与大小资料。建立完标准样板数据后，即可对印刷电路板之IC组件进行检验工作。PCB组件中检验步骤说明：1. 撷取影像，并

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图八. IC放置错位之影像

        2.3 样板建立与检验流程

        为了判断待检影像是否存在瑕疵，首先需要建立标准样板数据，以作为检验的标准。在检验时，即可取得欲测影像与标准样板比较，来决定是否有异常的现线。

PCB组件中建立标准样板步骤如下：

1. 撷取影像，并予以噪声消除。
2. 利用相关系数于特定区域内找寻两个定位点，并计算出差距量予以旋转修正影像。
3. 针对欲检测区域进行反复投射，将IC组件上的商标与字符分隔出来。
4. 写入各区块影像至硬盘中，并记录相关位置与大小资料。

建立完标准样板数据后，即可对印刷电路板之IC组件进行检验工作。PCB组件中检验步骤说明：

1. 撷取影像，并予以噪声消除。
2. 利用相关系数于特定区域内找寻两个定位点，并计算出差距量予以旋转修正影像。
3. 依据系统训练的数据，针对应该有数据区域撷取影像。
4. 进行影像前处理运算。
5. 将系统设定之样板影像与待测影像，先行缩放至相同大小后，接着进行相关系数的运算。
6. 对运算所得之相关系数进行判断，判断是否存在瑕疵，法则如下：
a. 大于0.9通过检验，表示无瑕疵。
b. 介于0.9至0.7先进行进行断字检验，如仍无法判定则继续进行其他瑕疵检验。
c. 介于0.3至0.7先进行印刷不良，如仍无法判定则继续进行其他缺陷检验。
d. 介于0.1至0.3之间先进行印字错误检验，如仍无法判定则继续进行其他缺陷检验。
e. 小于或等于0.1 则进行缺字检验。如仍无法判定则继续进行定位错误检验。

       3. 实验与结果分析

         本文中测试的各项硬设备的功能和规格说明如下：

1. 彩色固态摄影机：Mintron OS-50D。
2. 图像处理卡：Matrox公司制造的Meteor 影像处理卡。
3. 个人计算机：IBM 兼容的个人计算机，中央处理器INTEL Pentium III 550，易失存储器192MB，显示卡为 SIS6326，最大分辨率 1024 X 768。
4. 光源照明： 以一白光环形灯于待测组件上方打光。
5. 程序语言： Borland C++ Builder 5.0， 并利用Matrox公司提供之MIL 函式库5.12 版。
6. 实验环境： 本研究之硬设备为将彩色固态摄影机架设于一垂直操作台上，待测物放于固定平台上，CCD 距离台面15 公分，镜头离台面11公分。

         我们为了解此一检验方法的效果，拟定了一套检验过程。连续取像检验20 个芯片影像进行结果分析。由实验所得的结果，我们发现利用相关系数作为判断依据与分类准则是一个不错的方法。由于待测影像均为小影像，故运算并不会太过缓慢。加上大部分的组件都是完好的，故以相关系数作判断分类，可以有效减少判断所需次数。我们可以由图九与图十中看到系统可以将有瑕疵的区域突显出来，并将各个区域影像的相关系数显示，如我们所预期，断字的相关系数落于0.7 至0.9 中。而缺字也因为没有物体于区域影像中，故相关系数运算得到其值为0，也符合了我们当初的检验设定值。

图九. (a)断字初步判断影像输出;(b)断字影像之相关系数数据

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