基于机器视觉的表面贴装芯片引脚检测的研究

摘要

近年来，随着微电子行业的迅速发展，表面贴装装备的需求量越来越大。虽然国外有了相关的成熟产品，但是很少有相关的公开技术；这方面国内的研究起步较晚，对表面贴装装备的需求也主要依赖进口。随着对装备性能指标要求的不断提高，机器视觉检测技术在其中发挥着越来越重要的作用。本文针对表面贴装中关键的视觉检测技术展开研究工作，介绍了视觉检测系统的组成和工作原理，结合表面贴装芯片引脚检测的技术要求，研制了表面贴装芯片引脚视觉检测实验系统，实现了对表面贴装芯片引脚的数目、尺寸、间距和高度差的智能化检测。 在计算机视觉检测系统中，除相机外，光源和镜头是影响图像质量最为关键的硬件设备。在本系统中，选用红色LED面光源和畸变小的工业自动化镜头组成图像采集系统进行图像的采集，能够获取清晰准确的图像，为后续图像处理和计算提供良好的基础。 针对本测量实验系统的特点，论文提出了一种简单的标定方法。采用自己设计的标定块，根据小孔成像模型，只标定图像物面分辨率，通过和商用视觉软件HexSight中标定方法的比较得出，本文标定方法的结果是可靠的。 论文采用多种边缘检测算子对表面贴装芯片引脚图像进行边缘提取，通过比较和分析各算子的处理结果，证明Canny边缘检测算子是比较适合于引脚图像处理的边缘检测算子。利用Canny算子检测提取图像的边缘，然后利用轮廓提取技术得到引脚图像的轮廓，并采用多直线段对轮廓进行表示，该方法通过设置合适的规范化最大误差，能很好的重建图像的轮廓。 论文阐述了传统的基于灰度相关的模板匹配的不足，提出利用轮廓2-D矩对引脚进行识别，通过引脚识别的结果表明，该方法计算速度快，效果好，能达到视觉在线检测的要求。 论文详细介绍了表面贴装引脚检测项目的实现方法，对实验系统进行了稳定性和重复性实验测试，并定性分析了影响系统误差的各种因素。实验结果表明，整个测量系统工作可靠，使用方便，测量快速，能很好的满足表面贴装芯片引脚检测的要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章引脚视觉测量系统的设计及系统标定

第三章芯片引脚的边缘检测与轮廓提取

第四章芯片引脚的识别与定位

第五章检测的实现与结果分析

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

独创性声明

致谢