[發明專利]全自動超聲波鋁絲壓焊機焊接質量檢測系統

有效

• 申請號: 201410273674.9
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104020222A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 洪喜;李維;盧佳;錢雨松;白虹;孫海波
• 申請（專利權）人: 長春光華微電子設備工程中心有限公司
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44;G01N29/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王淑秋

技術領域

本發明涉及一種用于全自動超聲波鋁絲壓焊設備的焊接質量在線檢測系統。

背景技術

目前的鋁絲壓焊設備大多只完成引線的焊接，對于焊點質量的檢測和判斷往往通過人工抽查的方式或者另外采購昂貴的檢測設備。人工抽查方式受外界面因素以及人工視覺的局限性和易疲勞性影響，這樣的檢測過程往往不可靠，耗時長；專業檢測設備采購成本高、占用生產場地且由于檢測過程往往帶有破壞性因此也大多只能采用抽檢的方式。隨著大規模集成電路封裝密度的進一步提高，檢測過程全自動化將是大勢所趨。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種能夠實現產品的在線監測，可靠性好、耗時短的全自動超聲波鋁絲壓焊機焊接質量檢測系統。

為了解決上述問題，本發明的全自動超聲波鋁絲壓焊機焊接質量檢測系統包括：

存儲模塊：用于存儲焊區圖像模板，引線長度設定值L_m，焊區區域引線面積設定值S、絲尾長度設定值L_w、絲頭超出允許值L_t；

CCD圖像傳感器接口模塊：用于接收CCD相機采集的當前檢測目標圖像；

圖像處理模塊：將采集的當前檢測目標圖像進行濾波與二值化處理，引線長度設定值L_m作為確定搜索區域的約束條件；若二值化后所得整個視場內的引線長度大于長度設定值L_m，則將引線長度與引線絲頭下方焊區模板高度之和作為搜索區域的高，將圖像寬作為搜索區域的寬確定搜索區域；將圖像送入焊區區域分離模塊；若整個視場內的引線長度小于長度設定值L_m，則沒有符合條件的搜索區域，輸出不合格標志；

焊區區域分離模塊：將搜索區域內的原始圖像作為待匹配圖像，與存儲模塊的焊區模板進行匹配，從而得到焊區區域；

焊區區域二值化處理模塊；用于對焊區區域圖像進行二值化處理；

漏焊檢測模塊：針對二值化處理后的焊區區域進行漏焊檢測；通過圖像形態處理得到焊區區域內整個引線輪廓；將引線與區域背景分離并計算焊區區域內的引線面積，若引線面積計算值小于等于引線面積設定值S，則確定漏焊，輸出一個不合格標志位；若引線面積計算值大于焊線面積設定值S，則進入圖像形態處理模塊；

圖像形態處理模塊：對搜索區域進行圖像形態處理得到完整引線路徑，并進一步得到焊點、絲尾和絲頭；將包括焊點、絲尾和絲頭的引線路徑覆蓋區域作為潛在區域；

潛在區域分割模塊：根據焊區區域的信息對潛在區域進行分割，得到以焊區區域的輪廓線為分割基準的各分割區域；

檢測分析模塊：對經過區域分割的潛在區域的圖像邊緣進行邊緣平滑與提取，得到3個大的分塊區域，即絲尾區域、焊點區域和絲頭區域；然后將絲尾區域、焊點區域和絲頭區域與預先設定的檢測標準相比較，若絲尾區域長度小于設定值L_w、焊點區域超出焊區區域的輪廓線、或者絲頭區域部分超出焊區區域并大于設定的允許值L_t則輸出一個不合格標志位；否則輸出一個合格標志位。

所述存儲模塊還存儲有焊點區域中心位置偏差閾值σ；檢測分析模塊同時判斷焊點區域中心位置與焊區區域中心位置偏差是否大于閾值σ，若是則輸出一個不合格標志位。

本發明根據形狀與紋理特征提取出焊區區域；對焊區區域圖像進行二值化處理；通過開閉操作以及腐蝕與交、補、差運算等圖像形態處理得到包括焊線與焊點在內的整個引線輪廓；針對引線輪廓與焊區邊緣的相對位置關系進行分析對比，分析是否漏焊；分析是否斷線；分析焊點絲頭是否超過焊區邊緣；分析鍵合中心位置是否超出允許范圍。一旦有檢驗不合格項，則檢測程序發送給工控機一個不合格標志位，工控機查詢到此標志位后控制標記手電機進行標記動作。如經檢測未發現上述問題，則檢測程序發送給工控機一個檢測合格標志位，工控機控制后續工作繼續進行。本發明克服了人工抽檢可靠性低、耗時長、檢測結論以點帶面的弊端，極大的縮短了生產周期，提高了生產效率，將生產與檢驗集成化，對所有產品進行質量監測，實現了高可靠性、高速度的鍵合生產。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1為全自動超聲波鋁絲壓焊機焊接質量檢測設備的結構示意圖。

圖2為本發明的全自動超聲波鋁絲壓焊機焊接質量檢測系統結構框圖。

圖3為搜索區域二值化圖像。

圖4為經區域分割后的搜索區域二值化圖像，也是一種焊接不合格情形的圖像。

圖5、圖6分別為另外焊接不合格的二種情形圖像。