基于机器视觉的BGA植球后缺陷检测技术的研究.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2016年第3期基于机器视觉的BGA植球后缺陷检测技术的研究+刘劲松1’2，高扬1，邱进军1(1上海理工大学机械工程学院，上海200093；2上海微松工业自动化有限公司，上海201114)摘要：为了对BGA植球后的缺陷进行检测，运用了机器视觉的检测方法，利用图像处理技术对原始图像进行灰度化、二值化和噪声抑制，将焊球和背景基板图像进行有效的分离，突出了焊球的边缘信息，再运用圆的Hough变换对焊球边缘进行拟合，计算出每个焊

2、球的圆心位置和直径，最终通过粗检测和精检测有效地分别识别出了焊球的各种可能缺陷，提高了检测效率和正确率。试验证明该方法是行之有效的方案。关键词：球栅阵列(BGA)；机器视觉；图像处理；圆Hough变换；缺陷检测中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)03—_0115--04DOI：10．16731／i．cnki．1671—3133．2016．03．024ResearchondefectsinspectionofBGAaftermountingbasedonmachinevisi

3、onLiuJinson91”，GaoYan91，QiuJinjunl(1SchoolofMechanicalEngineering，UnivemityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2ShanghaiMicsonIndustrialAutomationCo．Ltd．，Shanghai201114，China)Abstract：ThisstudyistoinspectdefectsofBallGridArray(BGA)aftermoun

4、tingbyapplyingmachinevisiontechnology．Theimageprocessingtechnologyisusedtotransformtheoriginalimagetograyscaleandbinaryimage，andtosuppressnoise．Thepur-poseistoseparatetheballsandbaseplateeffectiv由SOtheedgesofbailsCanbehighlighted．ThencircleHoughtransformisuse

5、dtomatchtheedgesSOthateachball’Scenterpositionanddiametercanbecalculated．AtlastbytwostepsofmugSdetectionandprecisedetection．allkindsofdefectsofballscanbeidentifiedeffectively．Efficiencyandaccuracyfireimproved．Experimentre—sdtsprovethatthismethodisworkable．Key

6、words：BallGridArray(BGA)；machinevision；imageprocessing；circleHoughtransform；defectsinspection0引言在BGA植球机上进行焊球与基板之间的连接的工艺称为植球工艺，作为BGA封装工艺中的关键工艺技术，其直接影响到器件性能及可靠性⋯，所以有必要对植球后的焊球进行缺陷检测。BGA基板植球工艺中焊球缺陷检测的难点在于焊球的直径小、数量多、间距小、位置精度要求高及检测速度要求快等，人眼和普通的接触式测量无法满足需求。机器视觉已经成功地

7、应用于工业检测领域，大幅度提高了产品的质量和可靠性，保证了生产的速度口J。国外的机器视觉技术在BGA封装上的应用已比较成熟。国内的机器视觉系统大都是从日本、美国等发达国家进口的口j。但是昂贵的进口价格和机器视觉核心技术的+上海市科委重点支撑基础研究项目(12510502500)缺乏，严重制约了我国电子和半导体行业的竞争力⋯；因此研究一套在BGA植球机上进行焊球缺陷检测的处理系统是十分必要的吲。本文通过对采集到的经过植球后基板图像进行处理，研究了测量焊球的直径、圆心位置和检测识别焊球缺陷的方法。1BGA焊球的典型缺

8、陷BGA植球机采用真空植球方式，焊球被铺放在与基板结构和尺寸对应的模具上，由真空吸头一次性吸取焊球阵列并放置到已经印刷过助焊剂的基板上。植球过程完成后，由于一次性植球的数目较多、焊球的尺寸较小，所以这个过程可能导致出现焊球缺失、冗余、位置错误、粘连和变形等缺陷∞o。这些缺陷如果不能及时地发现，在回流焊后对产品的功能和使用“52016年第3期现代制造工程(ModemManu