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印刷线路板精细测验中的图像识别技能

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  随着信息产业和电子技术的发展,PCB(PrintedCircuit Board)线路

印刷线路板精细测验中的图画识别技
  0 导言


  跟着信息产业和电子技能的开展,PCB(PrintedCircuit Board)线路板的制作技能得到了开展。传统光学显微镜目测法因为其本身缺点已不能适用于PCB板的精细检测。依据图画识别的精细检测是现代丈量技能的开展方向。该办法运用光学投影把测验方针成像于CCD摄像机芯片,芯片经过感光把测验方针转化为数字视频信号,剖析数字图画得出方针的几许尺度。因为测验均由核算机完成,扫除人为搅扰,提高了测验精度。故在构建依据图画识别的印制线路板精细测验体系的基础上,研讨亚像素边际定位算法,开发印制线路板精细测验软件,经过印制线路板测验验证了体系的测验精度。


  1 精细测验体系的构建


 依据图画识别的印制线路板精细丈量体系组成如图1。该体系可完成测验标定、主动调焦、大方针丈量、测验报表成果判别和输出、测验图画保存等功能。体系作业原理:首先应进行测验体系的标定作业,即依据规范模板对体系的测验精度进行纠正;其次,依据丈量方针的具体要求来调理光学镜头的焦距和与水平作业台的作业间隔,依据测验精度要求调理镜头焦距以确认适宜的测验倍率和精度;最终,可经过调理水平作业台来完成测验方针全部位的精细测验,特别适用于测验大方针方针。





  2 亚像素边际定位算法的研讨


  在确保印制线路板图画收集质量的条件下,依据图画识别的印制线路板精细检测体系的检测精度首要取决于各丈量特征概括的提取精度。近年来开展的多种亚像素边际检测算法可打破CCD摄像机物理分辨率的约束,使图画的边际定位精度到达亚像素等级,极大提高了图画的检测精度。其间灰度矩边际检测办法具有核算简略、无需插值和迭代运算等长处,有较高的实用价值,其基本原理是经过假定实践图画中的实践边际散布与抱负阶跃边际模型的灰度矩不变性,来确认实践边际的方位。





  如图2,设I(x,y)为实践图画在归一化边际范畴D内各像素点的灰度值;(x0,y0)为单位圆中像素点的灰度重心坐标;S为边际邻域D内灰度值为h1像素点所占的面积;p1和p2别离表明灰度值为h1和h2的像素点在邻域D内所占的份额。上述方针区域前三阶灰度矩能够表明为:





  3 精细测验软件的开发


  在构建印制线路板的光学精细检测体系和研讨亚像素边际定位算法之后,对印制线路板精细检测软件进行研制,其构架如图3。





  4 精细测验的实验研讨


  为了验证依据图画识别印制线路板精细检测的测验精度,实验研讨在印制线路板精细检测仪上进行,其首要测验元件如表1。测验方针为PCB内层板,测验内容包含线宽、线距离、孔径和焊盘中心偏差等。实验时,运用规范模板对测验体系标定,后对线路板测验,得出测验体系的测验精度。





  实验前,须对测验体系进行标定,即运用规范模板对测验的像素数值进行纠正,然后取得指定测验倍率和测验单位下的规范测验数值。





  图4为印制线路板精细测验软件界面及线宽测验控件,测验线宽时只需将测验控件拖动到待测方位,线宽两边会主动显现边际信息,点击丈量按钮后测验成果会主动标示在测验图画上(图中标示到微米单位)。


  实验测验倍率为4倍、单位为μm、视界为6mm×4mm,对图4b中的导线宽度进行丈量,测验成果如图5。经剖析,该导线实践宽度为L0=286.2μm,测验数值为最大宽度Lmax=286.8μm,最小宽度Lmin=285.8μm,则丈量体系的差错为:





  将图画识别技能应用于印制线路板的精细丈量,实验成果表明该体系具有较高的测验精度(0.6μm),可满意印制线路板的高精度丈量。

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