使用机器视觉进行PCB光板视觉检测技术的研究分析

　　1. 问题的提出

　　随着科学技术的不断发展，电子产品趋于更轻、更薄、更短、更小，也使得 PCB 制造技术朝更高密度发展，从而使得 PCB 的尺寸增大、层数增多；同时，电路板本身也变得越来越小、越来越复杂。由于这些原因，生产及更换它们的成本也越来越高。所以，需要相应的质量控制手段，使每一层上的线路都能够在上一层铺设之前被检查，排除或修复大部分缺陷。

　　PCB 光板缺陷产生的原因是多方面的，生产过程中的每个工序都可能产生缺陷。PCB 光板缺陷首先产生在胶片的质量上。在胶片制作过程中，如果显影液配制不当、曝光时间过长或温度过高，则胶片的反差不好；当显影液中杂质过多或温度过低时会产生沙眼，从而使胶片出现斑点；显影时间过长或反射光角度不对则会引起线条有灰雾。在布线时更会产生多种缺陷。曝光时间长短、光源强弱，显影液配制的浓度等，对线条的粗细及精度会产生直接的影响。曝光过量会造成显影困难，甚至无法对细线显影；反之，线条边缘将会不平滑，产生缺损、毛刺。

　　总而言之，PCB 光板上容易产生的几种最影响 PCB 功能的缺陷是短路、断路、缺损、毛刺。除此之外，线路间的保留间隙、导线宽度和其它类似的实际限制，都会影响电路速度、信号强弱、耗电大小与噪声敏感程度等电气传输性能，所以导线或间隙过窄也都被认为是缺陷。

　　本课题不考虑导线宽度及线路间隔缺陷之类的测量型缺陷，针对 PCB 光板生产过程中可能出现的短路、断路、缺损、毛刺几种主要几何型缺陷进行分析和识别，以便及时将其送去返修。

　　2. 检测系统工作原理

　　本文所描述的 PCB 光板视觉检测系统，将运用图像处及图像识别的方法对 PCB 光板缺陷进行检测。设计的 PCB 光板视觉检测系统基于 PC 架构，主要由照明系统、图像采集系统、运动控制系统以及图像处理系统组成。系统总体结构如图 2-1 所示。系统原理如下：由照明系统、图像采集系统和运动控制系统获取图像，把采集到的PCB 图像信号传送给 PC 机，在 PC 机上进行图像处理与识别，完成缺陷检测任务，检测结果在监视器上显示，并送给报警单元及执行单元执行相应动作。