标题: 应用电脑视觉技术于表面黏着元件印刷电路板之自动检测新系统设计及开发
A New Auto-Inspection System for SMD PCB by Vision Inspection Technique
作者: 彭光裕
Guang-Yu Peng
彭德保
Der-Baau Perng
工业工程与管理学系
关键字: 电脑视觉;表面黏着技术;瑕疵检测;印刷电路板;Computer Vision;SMT;PCB Inspection
公开日期: 1999
摘要: 在印刷电路板组装业中,虽然所应用表面黏着技术日益成熟,着装机的准确度也不断提升,然仍有许多瑕疵存在于制程当中,其中主要包括元件的缺件、歪斜、极性反、锡膏造成的短路等等现象。本研究主要针对片状电阻、片状电容、小型外引脚积体电路(SOP)、方形扁平封装积体电路(QFP)四类零件做瑕疵检测,并利用影像处理之相关系数法(Correlation Coefficient)、直方图法(Histogram)、正投影法(Projection)、型态处理法(Morphology)、颗粒处理法(Blob process)等方法的配合应用,开发合适的演算法并正确的找出零件的瑕疵现象。
不同的照明方式会密切的影响检测的方式与检测结果,本研究采用多层式的环状发光二极体阵列(LED Array)可根据不同的取像需要,变换不同层级照明取得适当的打光方式,因此本研究利用所开发的演算法,并搭配不同的照明以决定最适光源与演算法的组合。
在检测系统的实作部分,并结合实际需要,建构一个三层式的软体检测架构,分别为(1)标准元件资料的建立、(2)检测PCB资料的建立及(3)实际线上检测程式的应用,并可将检测之训练的程序模组化,简化训练程序。
The SMT Machine in PCB Assembly is moving up rapidly during the past decades. While many defects, such as component missing, misalignment, wrong polarity, and solder bridge, still hide in the working process. This paper devised and developed a new system by utilizing the image processing technique including Correlation Coefficient Algorithms, Histogram, Morphology, and Blob process to inspect the above defects automatically. The SMD components of resistors, chip capacitors, SOP and QFP are mainly focused.
A new lighting environment comprises three-layer of ring-like LED Array is also designed to provide appropriate light for grabbing the desired PCB image. Proper lighting environment for inspecting the defects of different components is discussed in this paper.
A three-tier inspection architecture is devised in this new system, which includes:
(1) Standard component library construction module;
(2) On-Board component setup module; and
(3) In-Line inspection module.
By using this architecture, we can simplify the procedure of training and inspection. Experimental results show that the proposed method is robust for SMT PCB inspection.
第一章 绪论 1
1.1研究背景与动机 1
1.2研究范围 3
1.3研究目的 4
1.4研究方法与架构 5
第二章 文献探讨 6
2.1检测系统架构 6
2.2光源系统 8
2.3 PCB零件的检测演算法 10
第三章 表面黏着技术探讨 14
3.1表面黏着技术介绍 14
3.2印刷电路板组装(PCBA)制程介绍 15
3.3零件种类及瑕疵说明 16
第四章 研究方法设计 19
4.1检测系统架构设计 19
4.1.1软体架构 19
4.1.2硬体架构 22
4.2检测方法 23
4.2.1基本影像处理 23
4.2.2缺件、歪斜的检测处理模型(以排阻为例) 27
4.2.3桥接(短路)检测处理模型 32
4.2.4极性反检测处理模型 36
4.3三层式检测架构 43
第五章 实验结果与验证 45
5.1实验设备 45
5.2实验环境 45
5.3系统实验结果 47
5.3.1缺件、歪斜检测 47
5.3.2桥接(短路)检测 51
5.3.3极性反检测 56
5.3.4各项检测实验结果之结论 65
第六章 结论与建议 66
6.1研究结论 66
6.2后续研究探讨建议 66
附录A-瑕疵样本图示 67
附录B-印刷电路板图示(以主机板为例) 68
附录C-线上检测输出结果 69
参考文献 72
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT880031025
http://hdl.handle.net/11536/65182
显示于类别:Thesis