如何对线路板缺陷实现精准检测是产品质量保障
发布时间:2019-01-11 11:09

  柔性线路板产品分类方法很多,按照FPC贴合层数可分为:单面板、双面板、多层板以及软硬结合板。FPC作为一种常见线路板类型,其市场占有率随着电子产品向微型化、轻便化发展不断上升。但FPC在加工、上料、贴装等生产过程中可能出现断路、短路、线宽不符等瑕疵。鉴于此,本文主要分析柔性印刷线路板缺陷检测方法。

  (1)组装密度高,减少了零部件之间的连线)质量轻,厚度薄,可以有效降低产品重量,方便携带;

  FPC具有可靠性好,散热性强,安装方便,综合成本低等优点,为电子产品高集成化与高性能化提供便利。

  FPC产品分类方法很多,按照FPC贴合层数可分为:单面板、双面板、多层板以及软硬结合板。

  现有的FPC缺陷检测算法多衍生于PCB检测算法,但受本身独特性限制,FPC板缺陷精度要求更高,检测样板尺寸更大,样板成像易变形,使得针对PCB板的缺陷检测算法不能直接套用FPC板的检测算法,需要根据FPC板实际线路特征制定与之适宜的检测算法。

  中国计量学院针对传统模板匹配算法的速度慢、准确率低等问题,提出将FPC板线路缺陷分为全局缺陷和局部缺陷两类,采用八连通域面积法结合直方图匹配方式捕获图像全局缺陷,在此基础上利用投影匹配及相关系数法识别图像中的局部缺陷。该方法较传统检测算法更快,更为准确,但相关的缺陷类别的分类还不够细致。

  针对全局范围内的模板匹配问题,考虑局部范围模板匹配方法实施FPC缺陷检测。考虑基于轮廓的模板匹配方法中,模板应具备显着的轮廓特性,FPC上的常规线路虽走向规则,但无显着形状特征,而且,常规线路在整幅图像均有分布,大幅面的模板匹配时间过慢,不利于线路检测。

  异形线路属于FPC上的不规则形状,一般包括LED灯、S型圆等;由于与外设形状相关,其布线一般与待检FPC的样式结构有关。针对这类线路,考虑模板匹配方式实施检测:首先通过模板匹配法粗步定位出各个异形线路在整块FPC上的位姿,获取异形线路轮廓;再基于形态学理论进行缺陷检测。有关异形线路的检测流程见下图。

  (1)加载注册模板相关数据信息,包括注册模板区域范围、注册模板轮廓信息等。

  (2)利用注册模板携带的区域信息,定位模板搜索空间,基于归一化互相关系数(NCC)度量原则,在搜索图像中搜索模板实例。

  (3)裁剪异形区域。异形区域的尺寸通过求取形状模板实例的最小外接矩形获得,因为形状模板为矩形区域,故通过最小外接矩形获取的区域即为匹配上的异形区域。任意的模板匹配无法使两幅图像在空间上完全对齐,存在一个容许范围内的匹配。FPC板局部范围内的形变可以忽略,在限定空间上进行形状模板匹配由于空间范围缩小,形状模板匹配精度提高,整体匹配误差约为1/5线个像素)范围,其在缺陷判定可容许范围。

  (4)考虑形状匹配的精度误差,在标准模板图像与异形区域图像直接求差之前,先通过小尺寸结构元素对异形区域进行腐蚀操作,去除边界差影影响。当图像存在缺陷时,此尺寸下的腐蚀操作无法完全腐蚀掉缺陷线路,故不影响最终判定结果。

  (5)模板图像与异形区域进行区域差集运算,获取二者的差值区域。当无缺陷时,差值为0;有缺陷时,区域差集返回不为0 的二值图像;

  (7)计算各个连通域区域面积,以最大缺陷块的几何尺寸中心作为异形区域中心,输出缺陷信息。

  (1)由于FPC成像变形,基于全局范围的模板匹配线路出现错位,无法正确定位图像上的瑕疵信息。

  (2)基于局部范围的模板匹配,首先裁剪出FPC板上相对常规线路而言具有显着形状特征的线路区域,以其作为模板来源;在搜索图像上对应模板区域附近进行实例检测,压缩搜索空间;再基于形态学理论检测线路缺陷信息。

  总之,线路板作为电子电路最基本的组成部分,极大的影响着整个电子产品的质量。因此,如何对线路板缺陷实现精准检测是产品质量保障的重要环节,而国内多数企业普遍依赖人工目测进行FPC缺陷检测,成本高、效率低,且由于没有相对规范的质检标准,工作人员因主观意识或视觉疲劳等原因易发生漏检和误检;部分企业引进的国外优秀检测设备,受设备价格、技术支持、售后服务等局限,很难适应现代工艺的低成本、大批量生产需求。因此,研制出一套快速高效的FPC 缺陷自动检测系统满足国内市场需求已迫在眉睫。

购买咨询电话
400-100-2205