[實用新型]印制電路板缺陷的X光檢測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720048239.1
• 申請日: 2007-02-05
• 公開（公告）號: CN201034949Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 黃茜;張寧
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學廣州市海立信息技術有限公司
• 主分類號: G01N23/18
• 分類號: G01N23/18;G01R31/304
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及已組裝好的印制電路板(PCBA)缺陷的檢測技術，具體涉及印制電路板缺陷的X光檢測裝置。

背景技術

隨著電子技術的飛速發(fā)展，封裝的小型化和組裝的高密度化以及各種新型封裝技術的不斷涌現(xiàn)，對電子組裝質(zhì)量的要求也越來越高。于是對檢查的方法和技術提出了更高的要求。目前在電子組裝測試領域中使用的測試技術種類繁多，常用的有人工目檢(MVI)、在線測試(ICT)、自動光學測試(AOI)、自動X射線測試(AXI)、功能測試(FT)等。這些檢測方式都有自己各自的優(yōu)點和不足之處。

不同測試技術特點不同。

人工目檢(MVI)是一種用肉眼檢查的方法。其檢測范圍有限，只能檢查器件漏裝、方向極性、型號正誤、橋連以及部分虛焊。由于人工目檢易受人的主客觀因素的影響，具有很高的不穩(wěn)定性。在處理細間距芯片時人工目檢更加困難，特別是當BGA器件大量采用時，對其焊接質(zhì)量的檢查，人工目檢幾乎無能為力。

飛針測試是一種機器檢查方式。它是以兩根探針對器件加電的方法來實現(xiàn)檢測的，能夠檢測器件失效、元件性能不良等缺陷。這種測試方式對插裝PCB和貼裝器件密度不高的PCB比較適用。但是器件的小型化和產(chǎn)品的高密度化使這種檢測方式明顯表現(xiàn)出不足，對小尺寸器件由于焊點的面積較小探針已無法準確連接。特別是高密度的消費類電子產(chǎn)品如手機，探針會無法接觸到焊點。此外其對采用并聯(lián)電容，電阻等電連接方式的PCB也不能準確測量。所以隨著產(chǎn)品的高密度化和器件的小型化，飛針測試在實際檢測工作中的使用量也越來越少。

ICT針床測試是一種廣泛使用的測試技術。其優(yōu)點是測試速度快，適合于單一品種大批量的產(chǎn)品。但是隨著產(chǎn)品品種的豐富和組裝密度的提高以及新產(chǎn)品開發(fā)周期的縮短，其局限性也越實用新型顯。其缺點主要表現(xiàn)為以下幾方面：需要專門設計測試點和測試模具，制造周期長，價格貴，編程時間長；器件小型化也導致測試困難和測試不準確；PCB進行設計更改后，原測試模具將無法使用。

自動光學檢測(AOI)是近幾年興起的一種檢測方法。它是通過CCD照相的方式獲得器件或PCB表面可見部分的圖像，然后經(jīng)過計算機的處理和分析比較來判斷缺陷和故障。其優(yōu)點是檢測速度快，編程時間較短，可以放置于生產(chǎn)線中的不同位置，便于及時發(fā)現(xiàn)故障和缺陷，使生產(chǎn)、檢測合二為一。可縮短發(fā)現(xiàn)故障和缺陷時間，及時找出故障和缺陷的成因。因此它是目前采用得比較多的一種檢測手段。但AOI系統(tǒng)也存在不足，如不能檢測電路錯誤，同時對不可見的焊點內(nèi)部情況的檢測也無能為力。

現(xiàn)有技術在印制電路板的檢測技術存在下述不足：無法對不可見焊點，如球柵陣列封裝BGA等進行檢測，使一些肉眼無法看到的物理缺陷給印制電路板帶來質(zhì)量隱患；無法利用圖像處理和識別技術對印制電路板板上大量的連線和焊點進行快速識別，以進行定性、定量分析，提高檢測速度和質(zhì)量控制的可靠性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種具備圖像智能分析的印制電路板缺陷的X光檢測裝置。

本實用新型的印制電路板缺陷的X光檢測裝置包括可轉(zhuǎn)動的X光機、PLC控制器、圖像采集卡和PC智能系統(tǒng)；X光機與置于PC機內(nèi)的圖像采集卡電連接；PLC控制器與PC智能系統(tǒng)電連接且能夠在線通信；PLC控制器與X光機電連接，控制X光機的轉(zhuǎn)動；

所述PC智能系統(tǒng)包括存儲器、圖像處理模塊、控制模塊、通信模塊；所述存儲器內(nèi)存有印制電路板可能出現(xiàn)的缺陷圖像分類及數(shù)字特征庫；現(xiàn)場采集的印制電路板內(nèi)部缺陷的X光機的模擬圖像信號由圖像采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，所述數(shù)字圖像由圖像處理模塊實時提取特征，并與存儲器內(nèi)參考圖像的特征進行模式匹配，從而識別缺陷類型和缺陷大小；

當PC智能系統(tǒng)的控制模塊發(fā)現(xiàn)一個或者多個X光圖像未覆蓋到檢測對象的全部面積時，則通過PC智能系統(tǒng)通信模塊告知PLC控制器控制X光機的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)X光機與檢測對象印制電路板之間相對位置的調(diào)整，直到X光圖像覆蓋到檢測對象的全部面積。

所述圖像處理模塊包括零交叉點邊緣封閉性判斷模塊、顯著度計算模塊、拉普拉斯和高斯(LoG)處理模塊、閾值判別模塊；交叉點邊緣封閉性判斷模塊確定出印制電路板內(nèi)部缺陷的X光圖像的強邊緣后，由顯著度計算模塊計算各由零交叉點形成的封閉輪廓的強邊緣點數(shù)與其總點數(shù)之比，同時拉普拉斯和高斯處理模塊產(chǎn)生封閉邊緣并進行快速區(qū)域填充；閾值判別模塊隨后判別各封閉輪廓象素點的顯著度，確定所提取輪廓是否屬于目標邊緣。