印制電路板瑕疵視頻檢測系統的研究

摘 要：隨著我國社會經濟的迅速發展，我國的通信、計算機等產業也飛速發展，從而推進了印制電路板行業的快速發展，印制電路板的瑕疵視頻檢測也成為了保證電路板質量的重中之重。本文將對我國印制電路板瑕疵視頻檢測的現狀和發展、印制電路板瑕疵視頻檢測系統的硬件平臺設計以及印制電路板瑕疵識別圖像處理算法進行研究。

關鍵詞：印制電路板；瑕疵視頻；監測；研究

中圖分類號：TN41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

印制電路板是電子行業的基礎產業，伴隨著半導體設計和制造技術的不斷發展，印制電路板也向著更好的方向發展，在發展過程中，印制電路板也面臨更多的挑戰，其中質量問題就是一個重點，并且得到了很高的關注度。

一、我國印制電路板瑕疵視頻檢測的現狀和發展

相對于國外對于印制電路板瑕疵檢測技術的研究，我國起步是比較晚的，國外早在20世紀70年代就已經設計出了檢測系統產品，我國在90年代中期才剛剛起步，而且理論上存在多種瑕疵的檢測方法，但是在工業實踐過程中還沒有使用。我國臺灣地區存在許多研究機構對這方面進行研究，其中就包含印制電路板的檢測等等多個方向，但是在印制電路板基板的檢測上進展并不明顯。

鑒于我國印制電路板起步晚以及在研究突破較少的現狀，并且我國目前許多印制電路板生產廠家還是以人工檢測為主要方式，例如用放大鏡進行檢測的方法等。加之印制電路板是一個規模相對比較大的生產行業，人工檢測的辦法并不能夠滿足需求，因此，導致錯誤率就會相對較高，需要不斷進行新技術和新設備的開發。由于我國技術的不斷發展，電子產品的發展方向也有了相應的改變，這主要是由于當前高密度、高精度的電路板已經無法繼續利用傳統的檢測方法來完成檢測工作。

未來光電傳感器等技術的成熟，將會用于電路板瑕疵視頻檢測，這也將推進電路板瑕疵視頻檢測的智能化。人工檢測的缺陷和局限性不能夠適應未來的發展趨勢，機器通過傳感器對整塊印制電路板采集圖像，然后將系統中設置好的焊點參數進行對比，檢測出哪里有缺陷，并且標記出來，這樣就完成了自動檢測[1]。

二、印制電路板瑕疵檢測系統的硬件平臺設計

印制電路板瑕疵檢測系統采用嵌入式系統，從硬件的性能上來說，能夠增加系統的速度。視頻檢測就是數字圖像處理，系統平臺包括圖像采集設備、系統控制等等，作為核心的嵌入式處理器是決定瑕疵是否被檢測出來以及系統性能的重點。相對于計算機內部的處理器不同的是，嵌入式處理器一般都是應用在特殊領域中的微型處理器，因此，嵌入式處理器只能夠在特定的印制電路板上才能夠使用，這樣也可以減少系統的耗能。嵌入式處理器在功能上有很大的優勢，為了滿足其正常工作的條件，對環境要求也是比較高的[2]。

圖像輸出模塊主要是采集印制電路板圖像信息以便于檢測，近年來由于電子產品發展方向的變化，普通的圖像傳感器的分辨率達不到對印制電路板清晰成像的要求。面對這樣的情況，CCD攝像機出現在人們的視野中，CCD攝像機能夠獲取更多、更加詳細的圖像信息，因此，憑借自身的優點，在電子檢測行業得到了廣泛的應用，在使用的過程中，我們發現了CCD攝像機雖然能夠清晰的記錄圖像信息，但是其范圍卻相對較小，采集大視野的圖像信息是比較困難的，面對這兩種情況，就要采用分開采集的辦法，然后再進行重疊部分人工操作來達到目的。

嵌入式技術的發展，豐富了嵌入式系統的硬件，于是嵌入式操作系統誕生了并且得到了廣泛的應用，特別是在國防系統和工業控制等領域都有一定的貢獻。例如：嵌入式操作系統中的Linux操作系統是一個比較優秀的操作系統，具有很明顯的內核穩定、功能強大等特點，因此Linux的這些優點十分適合嵌入式使用[3]。

三、印制電路板瑕疵識別圖像處理算法

印制電路板瑕疵圖像的處理算法目前主要用圖像二值化算法、概率識別模式概念以及連通區域標記算法這三個方法，圖像二值化算法的主要思路就是根據圖像顏色在RGB顏色空間的位置進行合理的分類，將系統當中印制電路板圖像和采集印制電路板圖像進行的導體識別，這就是說對圖像進行二值化；概率識別模式在電路板瑕疵檢測中是比較常用的一種算法，而且通過與其他瑕疵識別算法相結合，能夠達到很好的檢測效果，它的基本思想就是通過不斷觀察，識別概率逐漸增長的過程，然后當識別概率超過某一數值時，最終辨別該物體；連通區域標記算法主要針對的瑕疵是印制電路板短路和斷路，連通區域標記算法要與概率識別模式相結合，就能夠避免印制電路板的這兩個問題的發生，通過兩個階段對圖像進行采集和檢測，標記出所有連通區，為了滿足嵌入式應用的發展，在算法的處理上要降低時間復雜度[4]。

四、結束語

根據上文所述，要想優化印制電路板瑕疵視頻檢測，主要的技術就是圖像處理和概率識別，在圖像的采集上，要提高光照，獲取高質量圖像，這樣對于識別就會有很大的幫助，為瑕疵識別打下基礎，從而推動印制電路板行業的發展。

參考文獻：

[1]馮少彤，聶守平，王鳴.一種改進的二值圖像像素標記算法[J].南京師范大學學報（工程技術版），2010（04）：10-11.

[2]向健勇，趙小明，孫勃.一種圖像分割的快速目標描述方法[J].紅外技術，2013（05）：456-458.

[3]戚其豐，林偉強，梁耀國.基于視覺的高速高精度貼片機系統的程序實現[J].計算機集成制造系統-CIMS，2009（17）：89-91.

[4]劉廣智，李建勛，敬忠良.一種圖像分割的目標描述方法及實現[J].系統工程與電子技術，2011（11）：23-25.

[5]張修軍，郭霞，金心宇.帶標記矯正的二值圖象連通域像素標記算法[J].中國圖象圖形學報，2009（06）：163-169.