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1、第26卷第6期无损检测Vol.26No.62004年6月NDTJune2004仪器方法印制电路板的自动光学检测李汉国,何 星阎晓娜(上海交通大学电子信息学院,上海 200030)(上海大学理学院,上海 200436)摘 要:印制电路板(PCB)表面的图形品质的检测方法随着PCB的发展而逐渐发展。介绍目前应用于PCB制造过程中半成品品质检测的自动光学检测方法(AOI),包括图像的获取,应用于图像分析与处理的数学形态学方法,并简要介绍PCB及AOI的发展趋势。关键词:光学检测;印制电路板;数学形态学;算法中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:
2、100026656(2004)0620307203AUTOMATICOPTICALINSPECTIONOFPRINTEDCIRCUITBOARDSLIHan2guo,HEXing(InstituteofElectronicsandInformation,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)YANXiao2na(InstituteofScience,ShanghaiUniversity,Shanghai200436,China)Abstract:Thetestingtechniqueforthequalit
3、yofprintedcircuitboard(PCB)patternisdevelopingwiththeprogressofPCB.Theautomaticopticalinspection(AOI)methodforonlineexaminationofPCBwasintroduced,includingimageacquisitionandthemorphologicalanalysisandalgorithmforimageprocessing.Furthermore,thedevelopmenttrendofPCBandAOIaredis2cussed.
4、Keywords:Automaticopticalinspection;Printedcircuitboard;Mathematicalmorphology;Algorithm 印制电路板(PCB)是电子产品中非常关键的配件,是电子工业的基础。随着电子组装向更高密度、更小尺寸、更复杂的PCB混合技术的纵深发展,仅依靠人眼检测印制电路板的质量无法满足品质要求。为提高产品质量,减少进入下步工序的有缺陷电路板的数量,对PCB检测中的关键设备———自动光学检测(AOI)系统的需求也越来越大。1 印制电路板的检测方法图1PCB常见缺陷在PCB的生产工艺流程中,蚀刻是重要环
5、节之加放大镜,检测速度慢,漏检率高,同时,还会导致检一,即用化学药剂腐蚀掉设计线路以外多余的铜。验人员视力下降,影响人体健康。该工艺流程中,药剂量、温度、流速和腐蚀时间等因电测试的原理是根据PCB线路图的计算机数素直接影响生产的质量,控制不好将会产生诸如短据设计一副针床夹具和相应的网点测试程序。测试路、开路、线宽缺损、残留铜和针孔等缺陷(图1)。时,探针压在PCB表面的待测点,然后通电测试每PCB通常用目视、电测试和AOI方法检测。个网点的通断,并报告存在的短路和断路缺陷。其20世纪70年代以前,PCB检测主要依靠人眼局限在于①只能检测短路和断路两种缺陷,缺口、针
6、孔和残留铜等其它缺陷都无法检测。②针床夹收稿日期:2002210222具的成本过高,小批量生产不合适。·307·©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.李汉国等:印制电路板的自动光学检测电测试受到PCB向高密度、小型化方向发展的限制。随着线路板的密度不断增大,电测试需不断增加测试接点数,导致测试编程和针床夹具成本上升,开发测试程序和夹具通常需要数星期乃至一个多月时间,同时将导致电测试出错和重测次数增多。对电测试构成挑战的还有不断减小的引脚距离。因此,电测试已不能满足未来线路板的测
7、试要求。2 自动光学检测的工作原理及主要特点图3 图像的转换AOI是检测PCB表面图形品质(如表面缺陷、断较以发现PCB上存在的缺陷。常用的分析方法有路和短路)的设备,用于生产过程中半成品品质检两种。其中矢量分析法是一种图形位置搜索技术,测,是高精密单层印制板,尤其是多层印制板加工的八支射线沿着垂直、水平和对角线由中心往外计算,关键技术。测试系统集光学、精密机械、识别诊断算在影像图上找出主要特征并将其分离出来,然后对法和计算机技术于一体,功能组成模块见图2。检这些特征进行测量,包括形状、尺寸、角度和坐标。测时,机器通过电荷耦合器件(CCD)或激光自动扫由于该方法方
8、向性很强,
