[發明專利]一種基于機器視覺的點膠質量檢測方法

有效

• 申請號: 201310651263.4
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103644957A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 陳建魁;尹周平;郭熙乾;唐奕斐;梅爽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01G17/04
• 分類號: G01G17/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于電子封裝技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的點膠質量檢測方法。

背景技術

在電子封裝過程中，較多工況中需要將有機膠布施于基板后貼裝芯片，為了保證點膠和貼片的精度，視覺系統被廣泛的應用到點膠貼裝過程中，利用視覺匹配等技術來補償電機的移動。除了要滿足定位精度之外，布膠過程又要求具備高頻、高一致性的性能。如果點膠量過少，芯片貼在焊盤上可能會有貼不穩、脫落等問題，導致殘次品增多，膠量過多不僅會浪費膠水，而且膠水過多固化緩慢，貼裝的質量也會受影響。

目前現有的對膠滴的檢測方法有稱重法、三維重構法等。稱重是實驗中最常見的操作之一。當今的微量、半微量及分析天平(可讀性0.1ug～0.1mg)已非常完善。根據實際檢測膠滴的質量的數量級選用的天平的精度以滿足需求。微量膠滴的質量數量級在0.01mg，選用的分析天平的精度不低于1ug。但是現有的高精度天平不僅價格昂貴，而且對應的最大稱重量小于10g，不能直接用于膠滴的測量，另外，高精度天平的使用條件嚴苛。

三維重構是指由二維圖像來恢復物體的三維描述。它研究的是空間中的點、線、面的三維坐標跟二維圖像中相應的點、線、面的二維坐標的關系，通過三維重構可以實現對三維物體的形狀、位置等信息的定量分析。通過CCD相機拍攝的二維圖片來重建出物體的三維結構。這種方法比較靈活簡便、成本較低，但是容易受光源等因素影響。三峽大學陳從平博士利用單幅膠點灰度圖像的陰影來恢復膠點的三維信息(Shape?from?shading)方法重構膠滴三維模型，更多的膠滴三維模型重構的方法利用的是基于視差的雙相機雙目視覺的方法。這兩種方法理論上在理想的條件下可以比較準確地重構出膠滴的形狀，但是計算數據量比較大，實際效率較低，這在實際應用中極大的影響了效率。

發明內容

針對已有膠滴檢測方案效率低、費用昂貴、難以實現在線測量的缺點，本發明提出一種基于機器視覺的點膠質量檢測方法，檢測效率高，實時性好。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種基于機器視覺的點膠質量檢測的方法，其特征在于，利用通過獲得膠滴的二維圖像來判斷膠滴的點膠質量，其中包括提取復雜背景中提取膠滴的二維圖像；通過膠滴的二維圖像計算出膠滴的質量參數；通過質量模型來判斷膠滴的點膠質量以及多組膠滴的一致性。

其中，膠滴的點膠質量檢測包括以下步驟：

1)通過控制電機運動以及相機采圖，獲得點膠前焊盤的圖像A以及點膠后焊盤圖像B；

2)對上述獲得的圖像進行圖像處理：

(21)分別取出點膠前焊盤的圖像A以及點膠后焊盤圖像B一組，并進行解析；

(22)將點膠前焊盤的圖像A的每個像素點的像素值代入伽馬方程，進行一次伽馬校正，獲得背景伽馬校正圖像C；

(23)將點膠后的焊盤圖像B與所述伽馬校正圖像C做差分運算，獲得差分圖像D；

(24)求取差分圖像D的灰度直方圖，對所述灰度直方圖進行高斯濾波，并根據濾波后的直方圖的波谷來求取二值化閾值；

(25)利用上述二值化閾值對所述差分圖像D進行二值化處理，獲得二值化圖像E；

(26)對所述二值化圖像E進行圖像增強處理，包括平滑濾波以及開閉運算，獲得膠滴圖像F；

3)進行Blob拼接以及Blob分析：

(31)求取膠滴的連通域數，若為1，不執行拼接算法；

(32)若連通域數大于1，則對多連通域圖像進行圖像拼接算法，使其成為一個完整的連通域；

(33)對單連通域進行Blob分析算法，求取膠滴的點膠質量參數，包括膠滴面積、形狀因子以及中心偏差；

4)求取點膠質量并將該膠滴的點膠質量與閾值相比較，確定點膠質量是否合格；

式中，S為實際膠滴面積，S₀為理想膠滴圓面積，該面積由芯片尺寸決定，R₀為理想膠滴半徑，Δx，Δy為膠滴與焊盤中心X，Y方向的偏差；形狀因子SF：形狀因子表示一塊連通區域圓度，在周長相同的情況下，圓的面積是最大的，SF越接近于1，區域形狀越趨向于圓，其中