[發明專利]一種基于區域分割的QFP元件位置誤差視覺檢測方法

無效

• 申請號: 201010145755.2
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101840572A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 朱燈林;毛磊;姜利;關文文;何鋼
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01B11/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于電子元器件表面貼裝工藝中的貼片機視覺系統使用的圖像處理領域，尤其是QFP(Quad?Flat?Package，四周扁平封裝)元件的位置誤差視覺檢測。

背景技術

現代電子技術的飛速發展，要求整機也朝著微型化、輕型化、高集成度和高可靠性的方向發展，即要求產品達到輕、薄、短、小、好、省的目的。在此背景下，表面貼裝技術應運而生，成為當今電子產品更新換代的技術，不論是日用消費類電子產品，還是應用在航空航天、通信工程等尖端科技電子產品，SMT(Surface?Mount?Technology，表面貼裝技術)中圖像處理的精確性、快速性對貼片機性能起決定性的作用。每一種封裝的檢測方法都不一樣，尤其是一些大型的封裝如QFP，BGA(Ball??Grid?Array，陣列錫球封裝)等，而細間距封裝檢測方法更是難點。傳統的SMT中采用機械對中方法來校正QFP位置。機械對中方法速度慢，嚴重影響了SMT生產線的加工效率；另外機械對中的精度差，易對電子元器件造成損壞。采用通用的視覺處理軟件對QFP的位置進行檢測時，由于受通用視覺處理軟件本身的限制，很難根據QFP元件的特點對其中的算法進行有針對性的改進從而使元件檢測的效率降低，系統復雜，靈活性較差，價格昂貴。

發明內容

本發明提出一種QFP元件位置誤差的視覺檢測方法，基于區域分割方法，針對QFP元件的特點提出了相關的圖象處理算法，能高速、精確、可靠地實現QFP元件的位置誤差實時檢測。

本發明采用的技術方案是：對相機獲得QFP元件圖像進行去噪處理和閾值分割，提取圖像的邊緣輪廓；確定QFP元件芯片引腳邊緣圖像中的四個極值特征點并劃分為四個引腳區域；獲取各引腳區域邊界點坐標，分別使用Hough變換檢測得到過特征點的四條分割直線，依據四條分割直線對引腳區域分割，引腳的方向分別和四條分割直線平行；沿著四條分割直線對相應區域定向膨脹后腐蝕，修復斷裂引腳，對修復的圖像進行輪廓提取，采用基于區域生長的連通區域標注算法標記各個引腳，提取邊緣象素點集中具有相同標記的象素點得到各個引腳的邊界坐標點集，對各引腳邊界坐標點集縱坐標和橫坐標分別求算術平均值得到各引腳形心坐標，檢測每個引腳形心坐標，通過統計標注的引腳數量判別芯片是否缺腳和是否有缺陷，若是，丟棄該元件進行下一個循環，若否，進入下一步。運用最小二乘法對各引腳形心坐標點集擬合得到四條直線，對這四條直線兩兩聯立求交點解得四個交點，根據四個交點求出芯片的中心點坐標，通過四條直線斜率可求出芯片轉角。

本發明的有益效果是：

1、能提供對QFP元件位置誤差的高速、精確、可靠的實時檢測。

2、為智能視覺貼片機的研制提供重要基礎，具有重要意義。

附圖說明

圖1為從相機獲得的QFP元件圖像。

圖2為圖1經圖像閾值分割后的QFP元件圖像。

圖3為圖2經輪廓提取獲得的QFP元件引腳斷裂現象圖。

圖4為圖3中芯片引腳邊緣圖像中的特征點及區域劃分圖。

圖5為圖4定向膨脹修復后芯片引腳邊緣圖像。

圖6為圖5定向膨脹修復后的芯片引腳邊緣輪廓圖。

圖7為圖6引腳中心點分布直線圖。

圖8為QFP元件檢測的流程圖。

具體實施方式

如圖1，從相機獲得QFP元件圖像，對該QFP元件圖像進行去噪處理和閾值分割得到如圖2所示的圖，再用內部點掏空方法進行圖像的邊緣輪廓提取得如圖3所示的圖像。

在圖3基礎上，確定芯片引腳邊緣圖像中的四個極值特征點及進行四個引腳區域劃分。如圖4，先檢測圖像的四個極值點，最上點W，最下點E，最左點S，最右點N，再根據QFP芯片的特點，將芯片粗略劃分為四個引腳區域：對于n×m個像素的QFP芯片圖像：上側引腳區域，縱坐標y取值范圍為[1，[n/4]]；下側引腳區域，縱坐標y取值范圍為[[3xn/4]，n]；左側引腳區域，橫坐標x取值范圍為[1，[m/4]]；右側引腳區域，橫坐標x取值范圍為[[3xm/4]，m]。其中，“[]”表示取整數。

對圖4進行隔行掃描獲取各引腳邊界點坐標，分別使用Hough變換對過特征點W、N、E、S的四條直線進行檢測，得到L_w、L_n、L_e、L_s四條分割直線，然后依據得到的四條直線對引腳區域精確分割，這四條直線將圖像劃分為東西南北四個區域。