I2MTC-IEEE国际使用仪器和测量技术会议维多利亚范库弗峰北美.DOCVIP

I2MTC-IEEE国际使用仪器和测量技术会议 维多利亚，范库弗峰[北美]，加拿大，5月12-15号，2008 基于模式分类的印刷电路板制造业中的微型钻孔的自动光学检测 Guifang Duan1 Yen-wei Chen2 Takeshi Sakekawa3 1工程科学研究生学院，Ritsumeikan大学 5258577,Kusatsu,Japan,Email:gr042046@se.ritsumei.ac.jp 2信息科学工程学院，Ritsumeikan大学 5258577，Kusatsu,Japan,Email:chen@is.risumei.ac.jp 3技术发展部，Remixpoint 1070051，东京，日本，Eamil:sukegawa@remixpoint.co.jp 摘要：随着印刷电路板（PCB）制造工业的扩大，微型钻孔的自动光学检测（AOI）越来越重要。与传统的人工检查方法相比，AOI节约时间，客观，不需要接触板。在这篇论文中，一种模式分类方法被提议用到PCB制造工业中微型钻孔的自动光学检测中，在这种方法中，三种不同特征的钻孔块刀片被提取用来分类。为了不受夹钳的约束——夹钳是用来保证钻孔块刀片的准确位置以保证摄影取得好的效果，同时也为了减少AOI系统的成本，一种图像登记方法被用来排列钻孔块刀片，这也使得特征提取更简单。估评结果显示这种方法对于微型钻孔块的自动光学检测效果很好。它实时，提供更详细的计算结果，对摄像装置的需求更低。 关键词——自动光学检测（AOI），图像登记，特征提取，分类。 前言 在工业制造中靠制造工具的检查达到100%的质量过关是一件很不容易的事情。随着制造工业中印刷电路板（PCB）的快速扩大，怎样去有效地精确地检查PCB制造业过程中的钻孔块成为PCB质量控制的一项重要任务，因为制造业工具对产品质量有很大的影响。 自从逐渐增大的电路密度带来持续的钻孔块的微型化，对钻孔块的检查就面临的巨大的挑战。面对直径只有十分之一或百分之一个毫米的微型钻孔块，很明显不能通过人的视觉检查达到要求。一个解决方法是质量控制工作借助测微计和显微镜完成。这种人工检查消耗时间，带有主观性，代价昂贵[1]。因此这种方法绝不会取得满意的效果的。这个难题的破晓是采用计算机视觉技术的自动光学检测方（AOI）法。AOI把检测者从单调乏味的相关工作中解脱出来。相对于手工检测，它节省时间，客观性强，不需接触板[1][2]。然而PCB制造业中对钻孔的传统A0I检测方法多数是和模板匹配[3]。这些方法的缺点是不屈性，对噪音敏感。 作为选择，我们可以选择另一种基于边缘探测的方法[4]。首先，钻孔变被提取，接着提取的排列和曲线作为评估钻孔环境的条件。这种方法做了一个假设，假设钻孔的边缘总是包含着直线段和圆形的狐，就像图1（a）中所示。但是在PCB制造业的过程中，由于钻头磨损，许多形式下刀刃的边界都是不成形的，所以刀刃的边界变成了不规则的曲线，就像图1（b）中所示的一样，那样的情况很难用直线和曲线衡量做适合的检查。所以这种方法只是适合检查还没使用过的新产品。对于图1(b)中的情况，它无能为力。另外，钻头检查的目标不只是检查它是否是损坏的，还包过它的使用清醒的细节，例如，生命周期阶段。在钻子的使用周期中，大体上有6个重要的情形，它们列在表1中。 针对上面提到的问题，我们发展了一种模式分类AOI方法。事实上，有很多钻头刀片特征改变的规定，比如长度，宽度和变形。所以我们打算用这些改变的规定检查钻头。在这篇文章中，钻头刀片的三个特征，长度，宽度和形状变形的顺序区域被用在检查中。我们将在后面的部分讨论怎样提取这些特征。为了使夹钳工具下的板不受约束——夹钳是用来保证钻孔刀片的准确位置以便于摄像，一种图像登记措施被用来排列钻头刀片，这也使得特征提取更简单。被提到的的方法的另一个优势是对于钻头刀片的摄像装备的需求要低一些。通过放大大约30倍的倍率，它能得到很高的精确度。所以用我们提到的方法，我们不需要夹钳工具和高精度的照相设备用来检查钻头。硬件装备很大的降低后AOI系统的成本能大大的减少。试验结果显示它在微型钻头检测中效果很好。 论文下面的部分组织如下。在第2段介绍钻孔刀片图片的处理之后，我们讨论了图像登记算法和怎样提取特征及分类。第3段包过了一个试验的评价。最后，第4段中，我们对论文进行了总结。 2. 方法 整个检查的步骤如图2所示。首先，输入的钻孔刀片图像被排列成目标图像。接着它的三个特征被提取。最后通过三个特征确定可用情形而检查。 图像登记 在许多的检查系统中，有一个专门的夹钳用来固定钻头。它的作用是保证钻头刀片在图像中的位置，比如垂直和水平方位。在我们的方法中，这种功能通过软件来自动的实现。因此它能够减少检查系统的成本。我们用一种刚性的图片登记