机器视觉在PCB线路板综合检测的应用

在现代电子产品世界中，印刷电路板（以下简称PCB）是集成各种电子元器件的信息载体，在电子领域中有着广泛的应用，其质量直接影响到产品的性能，很难想象在一台电子设备中有不采用PCB的，在PCB制造过程中，PCB上的元器件安装普遍采用表面贴片安装技术。随着电子科技技术的发展和电子制造业的发展，电子产品趋于更轻、更小、更薄化。所以PCB的质量如何将对电子产品能否长期正常可靠工作带来非常大的影响。提高PCB的质量是电子产品制造厂商应引起足够重视的重要课题。

关于机器视觉技术在PCB线路板检测上面的应用

首先PCB缺陷检测包括两部分：焊点缺陷检测和元器件检测，传统的检测采用人工检测方法，容易漏检、检测速度慢、检测时间长、成本高，已经逐渐不能够满足生产需要。因此，设计一种高效精准搭载工业相机以取代人眼的机器视觉PCB检测系统，具有非常重要的现实意义。

机器视觉检测技术是建立在图像处理算法的基础上，通过数字图像处理与模式识别的方法来实现，与传统的人工检测技术相比，提高了缺陷检测的效率和准确度。

为了有助于PCB的制造厂商在生产工艺实施的早期阶段能够发现所产生的缺陷，目前越来越多的筛网印刷设备制造厂商在他们所制造的筛网印刷设备中综合了在线机器视觉技术。

首先，它们能够在印刷操作实施以后直接发现所存在的缺陷情况，在主要的制造成本被添加上PCB以前，可以让操作者能及时处理有关的问题。该步骤一般包含在电路板从印刷装置上移下来的时候、在清洗剂中清冼好了以后、以及在返修好了返回生产线的时候。

再者，因为在该阶段发现了有关的缺陷，所以可以预防有缺陷的电路板送达生产线的后端。于是预防了返修现象或者在有些场合所形成的废弃现象。

也许是最重要的：能够给操作者以及时的反馈，使之明了正在操作中的印刷工艺操作是否良好，进而可以有效地防止缺陷的产生。

为了能够在这一层面的工艺操作过程中提供有效的控制，配置在线视觉系统能够检测焊膏涂覆好了以后的PCB上焊盘的情况，以及相应的印刷模板缝隙是否存在堵塞或者拖尾现象。绝大多数情况下，对微细间距的元器件进行检测是为了优化检测时间和集中在容易产生问题的区域。为此，当消除了所可能产生的问题的时候，在检测方面所花费的这点时间还是值得的。

其次是焊膏的检测，具体可分为对PCB上焊膏的检测和对印刷模板上的焊膏检测二大类：

a. 对PCB的检测

主要检测印刷区域、印刷偏移和桥接现象。对印刷区域的检测是指在每个焊盘上面的焊膏面积。过量的焊膏可能会引发桥接现象的发生，而过小的焊膏也会引发焊接点不牢固的现象产生。对印刷偏移的检测是针对位于焊盘上的焊膏数量与规定的位置是否有不同。对桥接现象的检测是针对在相邻两个焊盘之间所施加的焊膏是否超过了规定的数量。这些多余的焊膏可能会引发电气短路现象。

b. 对印刷模板的检测

对印刷模板的检测主要为针对阻塞和拖尾现象的检测。对阻塞的检测是指检测在印刷模板上的孔中是否堆积了焊膏。如果孔被堵塞住了的话，那么在下一个印刷点上可能所施加的焊膏会显得太少。对拖尾的检测是指是否有过量的焊膏堆积在印刷模板的表面上。这些过量的焊膏可能会施加在电路板上不应导通的位置上面，从而引发电气连接问题。

在国外，机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业，其中大概40-50%都集中在半导体行业。具体如：PCB印刷电路：各类生产印刷电路板组装技术、设备；单、双面、多层线路板，覆铜板及所需的材料及辅料；辅助设施以及耗材、油墨、药水药剂、配件；电子封装技术与设备；丝网印刷设备及丝网周边材料等。

而在中国，视觉技术的应用开始于90年代，因为行业本身就属于新兴的领域，再加之机器视觉产品技术的普及不够，导致以上各行业的应用几乎空白。目前国内机器视觉大多为国外品牌。国内大多机器视觉公司基本上是靠代理国外各种机器视觉品牌起家，随着机器视觉的不断应用，公司规模慢慢做大，技术上已经逐渐成熟。