印刷電路板SMT組件彩色檢測系統(tǒng)

本研究針對SMT 組件的缺陷有效結(jié)合數(shù)種算法，以發(fā)展準確快速的印刷電路板SMT 檢測系統(tǒng)為目標。在實時檢測中，最重要的不外是檢測時間和準確性，而這兩點又往往相互沖突，為了有更佳的準確性，則需發(fā)展更有效的算法。本文即針對這點嘗試改以簡單運算，但同時能粹取出具有代表性特征的方法取代復(fù)雜的算法運算。首先在待測影像方面，本研究是以彩色影像做為輸入，并分析在彩色影像中各色頻于瑕疵檢測時，所能達到之表現(xiàn)，再擷取出該色頻之影像加以分析。圖像處理方面，本研究采用了區(qū)間式的二值化方法，去掉不需要的背景。另外輔以中值濾波器、開合、閉合等運算減低噪聲。分析方面，以本研究以倒傳遞類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析影像中的區(qū)域形態(tài)、數(shù)量、面積等外觀及輪廓上的特征，來做初步的判斷且減少前處理的手序以達到快速檢測、分析的目的。最后本研究并整合上述理論技術(shù)建構(gòu)成一印刷電路板SMT組件檢測系統(tǒng)，處理電阻、電容及IC 等組件的瑕疵。

關(guān)鍵詞：印刷電路板，SMT，彩色影像，瑕疵檢測

1. 研究動機與目的

在臺灣印刷電路板是僅次于半導(dǎo)體業(yè)的高科技產(chǎn)業(yè)[1]，此類產(chǎn)業(yè)所伴隨的往往就是復(fù)雜且精密的制程。為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量，品管是不可或缺的。在高科技產(chǎn)業(yè)中常用的AOI(Automatic Optical Inspection)機臺設(shè)備動輒千萬或百萬的資金，且多仰賴以色列、日本或美國的進口，日后的維修也相當(dāng)?shù)牟槐恪Ｒ虼?，近年來國?nèi)對于AOI 機臺和檢測技術(shù)方面的研發(fā)相當(dāng)活躍，希望能自行成功開發(fā)出可靠的AOI 機臺，以降低生產(chǎn)、采購成本，相關(guān)的技術(shù)也不需制肘于國外。

由于印刷電路板的功能需求提升與制造裝配、組裝技術(shù)不斷成長，電路板上組件的數(shù)量及密度也大幅的提高。為了確保生產(chǎn)的質(zhì)量，以往以肉眼檢查的情況已經(jīng)不能符合現(xiàn)代精密印刷電路板的需求。因此，目前印刷電路板制造廠商多以自動化視覺設(shè)備對印刷電路板做檢測，再搭配人力對不良品做最后確認。

一般的非接觸式的自動檢測方法可分為[2]：
1. 自動光學(xué)檢測(Automatic optical inspection)
2. X 光影像(X-ray imaging)
3. 超音波影像(Ultrasonic imaging)
4. 雷射影像(Thermal imaging)

在印刷電路板制造上使用到的視覺檢測系統(tǒng)可分為[3]：
1. Mask Pattern Inspection machines
2. PCB Pattern Inspection machines
3. Mounted SMD visual inspection machines
4. Soldering Inspection machines
5. Assembled PCB visual inspection machines

本文著重于印刷電路板SMT 組件的檢測，目的在于建立一套能夠?qū)嶋H應(yīng)用于印刷電路板SMT組件的系統(tǒng)。

本文第二段將介紹印刷電路板SMT 組件瑕疵分類，第三段說明本研究所使用的瑕疵檢測方法，第四段則介紹本研究所發(fā)展的瑕疵檢測系統(tǒng)與使用的硬設(shè)備，并用擷取實際電路板樣本影像來驗證，最后提出未來更進一步的發(fā)展方向與結(jié)論。