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专利号: 2024101273828
申请人: 苏州符兹达电子科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-08-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:包括多面成像模块、图像预处理模块、多点数据采集模块、电路板综合缺陷分析模块以及质量监测模块;

所述多面成像模块用于利用成像设备对印刷电路板表面,覆铜层上的多组元件进行多面的正投影捕捉拍摄,获取元件布局图像,同时对印刷电路板内通过孔进行识别与定位,捕捉通过孔内壁涂覆层状态,获取涂覆层图像;

所述图像预处理模块用于对涂覆层图像和元件布局图像进行预处理,去除噪声与平滑图像,通过将涂覆层图像均匀分割成若干组方形检测区域,并对若干组方形检测区域做标记,在方形检测区域内设置若干组数据点,并依据图像增强技术改善图像的质量,生成印刷电路板状态数据图集;

所述多点数据采集模块用于对涂覆层图像和元件布局图像进行数据识别与监测,分别获取相关通过孔涂层状态数据信息和相关元件数据信息,并根据比色卡,识别元件引脚焊点温度是否合格;

所述电路板综合缺陷分析模块用于利用卷积神经网络学习技术,对相关通过孔涂层状态数据信息和相关元件数据信息进行特征提取,以获取通过孔内涂覆层的厚度差异因子Hcyz、坑洞数量Ktsz、边缘间距Byjj以及虚焊数量Xhsz,并经过深度机器学习计算,获取涂覆状态系数Tfxs和元件态势系数Yjxs,并将涂覆状态系数Tfxs和元件态势系数Yjxs相关联,拟合计算出缺陷评估指数Qxzs,所述缺陷评估指数Qxzs通过以下公式获取:式中,Dc表示为焊点直径差,Pjdc表示为偏移角度差,w1、w2、w3和w4分别表示为涂覆状态系数Tfxs、元件态势系数Yjxs、焊点直径差Dc和偏移角度差Pjdc的预设比例系数,P表示为第一修正常数;

所述质量监测模块用于预先设置评估阈值A,并将其与所述缺陷评估指数Qxzs进行对比分析,以综合判定印刷电路板的合格状态。

2.根据权利要求1所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述多面成像模块包括多面捕捉单元;

所述多面捕捉单元用于对覆铜层上的多组元件同时进行俯视与侧视的正投影拍摄,同时对通过孔内壁的涂覆层进行俯视与侧视的正投影拍摄,并对不同方向拍摄的元件布局图像和涂覆层图像做标记。

3.根据权利要求2所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述图像预处理模块包括处理单元和分割单元;

所述处理单元用于利用小波去噪技术,通过小波变换来分解若干个涂覆层图像和元件布局图像中的数据信息,并在小波域中去除噪声分量,并采用直方图均衡化来调整亮度,拉伸图像范围,调整图像的对比度;

所述分割单元用于将涂覆层图像分割成若干组方形检测区域,并分别标记为第一区域L1、第二区域L2、第三区域L3、...、第N区域Ln,并将若干组数据点以随机的方式分布至每个方形检测区域内。

4.根据权利要求3所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述多点数据采集模块包括卡色对比单元、表面采集单元和孔内采集单元;

所述卡色对比单元用于利用多面成像模块捕捉焊点处图像,将比色卡放置在焊点处图像中,确保比色卡的颜色与实际比色卡相对应,进行标定,同时识别焊点位置,在焊点周围提取颜色信息,利用比色卡标定的温度信息,将焊点的温度信息映射到焊点处图像上,将温度信息可视化到印刷电路板状态数据图集上,识别元件引脚焊点温度合格状态,以获取虚焊数量Xhsz;

所述表面采集单元用于利用元件布局图像,识别与检测印刷电路板表面相关元件数据信息,其中包括各类元件中引脚弯曲数量Yjws、元件间距Yjjz以及元件与印刷电路板边框之间的边缘间距Byjj;

所述孔内采集单元用于利用涂覆层图像,识别与检测印刷电路板内,通过孔内壁相关通过孔涂层状态数据信息,其中包括方形检测区域内的厚度均值Hjz、总区域均值Zqjz、厚度差异因子Hcyz、裂纹长度Lwcd、裂纹深度Lwsd、坑洞数量Ktsz、气泡密度Qpmd、坑洞面积Kdmj以及未涂覆面积Wgmj。

5.根据权利要求4所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述电路板综合缺陷分析模块包括通过孔区域分析单元和覆铜层元件分析单元;

所述通过孔区域分析单元包括层厚分布子单元、缺陷子单元和排查子单元;

所述层厚分布子单元用于根据方形检测区域内的厚度均值Hjz与总区域均值Zqjz进行分析,以获取厚度差异因子Hcyz,所述厚度差异因子Hcyz通过以下公式获取:式中,N表示为分割的方形检测区域数量。

6.根据权利要求5所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述缺陷子单元用于通过所述厚度差异因子Hcyz与所述坑洞数量Ktsz相关联,并经无量纲处理后,获取涂覆状态系数Tfxs,所述涂覆状态系数Tfxs通过以下公式获取:式中,Lwcd表示为裂纹长度,Lwsd表示为裂纹深度,Kdmj表示为坑洞面积,Wgmj表示为未涂覆面积,Qpmd表示为气泡密度,h、c、s、k和q分别表示为厚度差异因子Hcyz、裂纹长度Lwcd、裂纹深度Lwsd、坑洞数量Ktsz和气泡密度Qpmd的预设比例系数,j表示为坑洞面积Kdmj和未涂覆面积Wgmj之和的预设比例系数,C表示为第二修正常数。

7.根据权利要求5所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述排查子单元用于预先设置标准阈值V,并将所述涂覆状态系数Tfxs与所述标准阈值V进行对比分析,以判定当前通过孔内壁的涂覆层是否影响层间的电气连接;

若所述涂覆状态系数Tfxs大于或等于所述标准阈值V时,即Tfxs≥V时,表示为当前通过孔内壁的涂覆层影响到层间的电气连接,此时需进行返工处理;

若所述涂覆状态系数Tfxs小于所述标准阈值V时,即Tfxs<V时,表示为当前通过孔内壁的涂覆层未影响到层间的电气连接。

8.根据权利要求5所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述覆铜层元件分析单元用于通过将所述边缘间距Byjj与所述虚焊数量Xhsz相关联,并经无量纲处理后,获取元件态势系数Yjxs,所述元件态势系数Yjxs通过以下公式获取:式中,Yjjz表示为元件间距,Yjws表示为引脚弯曲数量,a1、a2、a3和a4分别表示为边缘间距Byjj、虚焊数量Xhsz、元件间距Yjjz和引脚弯曲数量Yjws的预设比例系数。

9.根据权利要求1所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:所述质量监测模块通过所述缺陷评估指数Qxzs与所述评估阈值A进行对比分析,以综合判定印刷电路板的合格状态;

若所述缺陷评估指数Qxzs≥所述评估阈值A时,表示为当前印刷电路板处于不合格状态,此时将针对检测到的缺陷,引入人工检查,进行局部修复和替换不合格的元件,审查制造过程,找出导致缺陷的根本原因;

若所述缺陷评估指数Qxzs<所述评估阈值A时,表示为当前印刷电路板处于合格状态,此时将继续当前印刷电路板的生产,同时继续进行实时监测,确保生产过程中不出现质量问题。

10.一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测方法,包括上述权利要求1~9任一一项所述的一种应用图像处理技术的电路板缺陷检测系统,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、首先利用成像设备对印刷电路板表面,对多组元件和通过孔内壁进行多面的正投影捕捉拍摄,分别获取元件布局图像和获取涂覆层图像;

步骤二、其次对涂覆层图像和元件布局图像进行预处理,去除噪声与平滑图像,通过将涂覆层图像均匀分割成若干组方形检测区域,在方形检测区域内设置若干组数据点,并依据图像增强技术改善图像的质量,生成印刷电路板状态数据图集;

步骤三、接着对涂覆层图像和元件布局图像进行数据识别与监测,分别获取相关通过孔涂层状态数据信息和相关元件数据信息,并根据比色卡,识别元件引脚焊点温度是否合格;

步骤四、此外利用卷积神经网络学习技术,对相关通过孔涂层状态数据信息和相关元件数据信息进行特征提取,并经过深度机器学习计算,获取涂覆状态系数Tfxs、元件态势系数Yjxs和缺陷评估指数Qxzs;

步骤五、最后预先设置评估阈值A,并将其与所述缺陷评估指数Qxzs进行对比分析,以综合判定印刷电路板的合格状态。