锡膏三维在线检测中相位测量轮廓术的研究
发布时间：2020-12-20 01:57
随着微电子技术的不断发展,电子元器件的体积越来越小,印刷电路板的集成度越来越高,在印刷电路板生产过程中表面贴片安装技术逐渐替代传统的插孔安装技术。表面贴片安装技术的第一道工序是印刷锡膏,锡膏的印刷质量直接影响印刷电路板的质量。通过对印刷锡膏的在线检测,一方面可以将检测到印刷锡膏有瑕疵的电路板及时进行返修,降低印刷电路板的生产成本;另一方面可以将分析得到的印刷锡膏出现瑕疵的原因反馈到锡膏印刷工序,优化和锡膏印刷质量相关的工艺参数,进而提高印刷锡膏的质量。锡膏印刷的厚度是判断锡膏印刷质量的重要指标之一,锡膏厚度的检测目前主要采用机器视觉中的三维检测技术,而三维检测中主要采用相位测量轮廓术。相位测量轮廓术主要包括正弦光栅投影、相位展开、相位-高度标定和三维重建等技术,其中相位展开是最关键的环节,直接关系到三维在线检测的速度和精度。首先介绍了相位测量轮廓术的原理,然后分别对行列逐点法、枝切法、质量图导向法和最小二乘法等常用相位展开算法的基本原理及其抗噪声效果进行了分析;针对印刷电路板的通孔区域会造成相位展开过程中误差传播的问题,对上述四种相位展开算法在通孔区域的抗噪声能力和消耗的时间进行了实验...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SMT生产线流程示意图
位测量轮廓术原理及锡膏在线检测流程相位测量轮廓术原理相位测量轮廓术（PMP）的基本原理：如图 2.1（a）所示，投影仪将固定周期的栅条纹投影到 PCB 板轮廓上，同时摄像机采集投影到 PCB 板轮廓上的正弦光栅纹图；正弦光栅条纹受到 PCB 板轮廓的调制而发生形变，如图 2.1（b）所示，PC廓上不同高度的地方，正弦光栅的形变量不一样，PCB 板轮廓上各像素点的高度包含在变形的正弦光栅条纹图的相位中，计算出 PCB 板轮廓上每个像素点正弦纹图像的相位，并且找到相位和 PCB 板轮廓上各像素点的高度之间的转换关系以得到 PCB 板轮廓的高度数据[38]。
基于相位测量轮廓术的测量方式对 PCB 板上的锡膏进行三维重建的基本过程如图2.2 所示，CCD 相机分别分别采集投影仪向锡膏轮廓表面投射的 4 幅相移间隔为 π / 2的正弦光栅投影图，利用式（2.6）计算得到包裹相位，再通过相位展开算法对包裹相位进行去包裹处理，得到展开相位，利用展开相位和高度之间的相互转换关系式，得到 PCB板上的锡膏的三维点云数据，用 OpenGL 处理点云数据，对 PCB 板上的锡膏进行三维重建。图 2.2 锡膏三维重建流程图Fig.2.2 Flow chart of 3D reconstruction of solder paste2.2 锡膏三维在线检测流程锡膏三维在线检测主要的主要流程为：通过机台导轨将锡膏印刷工站传入的待测PCB 板定位到测量区域。由于锡膏三维检测系统中用的摄像机镜头的视野（Field ofVision, FOV）的大小一般是 40×30mm，本文所介绍的系统中摄像机镜头的视野也是这个规格。待检测的 PCB 板尺寸基本上都是介于几十毫米到 500mm 之间，这个尺寸一般都大于摄像机镜头的视野。因此大多数情况下，检测整块 PCB 板上的锡膏
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的质量图引导的相位展开算法[J]. 姜文印. 传感器世界. 2018(07)
[2]基于Goldstein路径跟踪的相位解缠算法研究[J]. 王哲,薛东剑,孙寿坤. 地质与资源. 2017(02)
[3]一种枝切法和质量图相结合的InSAR相位解缠算法[J]. 王霖郁,李辉. 应用科技. 2016(05)
[4]引入质量图指导的改进的枝切法[J]. 李泓宇,宋红军,王辉. 国外电子测量技术. 2016(08)
[5]PMP测量系统中正弦光栅的优化设计[J]. 段广辉,曹益平. 工具技术. 2016(06)
[6]相位高度的显函数模型及其标定[J]. 张旭,李祥,屠大维. 光学精密工程. 2015(08)
[7]相位测量轮廓术中一种快速的系统标定方法[J]. 肖焱山,曹益平,武迎春,刘效勇. 四川大学学报(工程科学版). 2013(01)
[8]基于掩膜和最小二乘迭代的相位解包裹方法[J]. 钱晓凡,张永安,李新宇,马惠. 光学学报. 2010(02)
[9]采用频域滤波提高数字相位测量轮廓术的测量精度[J]. 何宇航,曹益平,钟立俊,程旭升. 中国激光. 2010(01)
[10]密集残差点区域的解缠算法[J]. 魏志强,金亚秋. 遥感学报. 2009(01)
博士论文
[1]基于光栅投影相位测量的动态场景三维信息获取相关技术研究[D]. 李学星.上海大学 2018
[2]光栅投影轮廓术关键技术研究[D]. 高大鹏.大连理工大学 2015
[3]PCB表观缺陷的自动光学检测理论与技术[D]. 张静.电子科技大学 2013
[4]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009
[5]光学三维传感中多视点距离像配准与复杂曲面展平[D]. 宋万忠.四川大学 2002
[6]多孔径拼接技术实现360°面形测量[D]. 郭红卫.上海大学 2001
硕士论文
[1]三维形貌测量中相位展开算法的研究[D]. 陈子健.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于相位测量轮廓术的三维重建系统标定研究[D]. 万安军.苏州大学 2018
[3]基于机器视觉的三维锡膏检测关键技术及应用研究[D]. 刘平.重庆大学 2017
[4]SMT封装电路板缺陷三维在线检测技术[D]. 何荣芳.天津大学 2014
[5]基于AOI的FPC缺陷检测系统的研究与设计[D]. 王盛婷.华南理工大学 2014
[6]相移条纹投影法光学面形测量技术研究[D]. 崔艳军.南京理工大学 2013
[7]二维相位展开算法的研究[D]. 吴明云.天津大学 2012
[8]贴片生产线锡膏印刷质量三维检测关键技术研究[D]. 马勇平.广东工业大学 2012
[9]用于二维相位展开的质量图研究[D]. 赵万成.南京大学 2011
[10]基于机器视觉的三维锡膏测量[D]. 师雪超.华南理工大学 2011
本文编号：2926985
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SMT生产线流程示意图
位测量轮廓术原理及锡膏在线检测流程相位测量轮廓术原理相位测量轮廓术（PMP）的基本原理：如图 2.1（a）所示，投影仪将固定周期的栅条纹投影到 PCB 板轮廓上，同时摄像机采集投影到 PCB 板轮廓上的正弦光栅纹图；正弦光栅条纹受到 PCB 板轮廓的调制而发生形变，如图 2.1（b）所示，PC廓上不同高度的地方，正弦光栅的形变量不一样，PCB 板轮廓上各像素点的高度包含在变形的正弦光栅条纹图的相位中，计算出 PCB 板轮廓上每个像素点正弦纹图像的相位，并且找到相位和 PCB 板轮廓上各像素点的高度之间的转换关系以得到 PCB 板轮廓的高度数据[38]。
基于相位测量轮廓术的测量方式对 PCB 板上的锡膏进行三维重建的基本过程如图2.2 所示，CCD 相机分别分别采集投影仪向锡膏轮廓表面投射的 4 幅相移间隔为 π / 2的正弦光栅投影图，利用式（2.6）计算得到包裹相位，再通过相位展开算法对包裹相位进行去包裹处理，得到展开相位，利用展开相位和高度之间的相互转换关系式，得到 PCB板上的锡膏的三维点云数据，用 OpenGL 处理点云数据，对 PCB 板上的锡膏进行三维重建。图 2.2 锡膏三维重建流程图Fig.2.2 Flow chart of 3D reconstruction of solder paste2.2 锡膏三维在线检测流程锡膏三维在线检测主要的主要流程为：通过机台导轨将锡膏印刷工站传入的待测PCB 板定位到测量区域。由于锡膏三维检测系统中用的摄像机镜头的视野（Field ofVision, FOV）的大小一般是 40×30mm，本文所介绍的系统中摄像机镜头的视野也是这个规格。待检测的 PCB 板尺寸基本上都是介于几十毫米到 500mm 之间，这个尺寸一般都大于摄像机镜头的视野。因此大多数情况下，检测整块 PCB 板上的锡膏
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的质量图引导的相位展开算法[J]. 姜文印. 传感器世界. 2018(07)
[2]基于Goldstein路径跟踪的相位解缠算法研究[J]. 王哲,薛东剑,孙寿坤. 地质与资源. 2017(02)
[3]一种枝切法和质量图相结合的InSAR相位解缠算法[J]. 王霖郁,李辉. 应用科技. 2016(05)
[4]引入质量图指导的改进的枝切法[J]. 李泓宇,宋红军,王辉. 国外电子测量技术. 2016(08)
[5]PMP测量系统中正弦光栅的优化设计[J]. 段广辉,曹益平. 工具技术. 2016(06)
[6]相位高度的显函数模型及其标定[J]. 张旭,李祥,屠大维. 光学精密工程. 2015(08)
[7]相位测量轮廓术中一种快速的系统标定方法[J]. 肖焱山,曹益平,武迎春,刘效勇. 四川大学学报(工程科学版). 2013(01)
[8]基于掩膜和最小二乘迭代的相位解包裹方法[J]. 钱晓凡,张永安,李新宇,马惠. 光学学报. 2010(02)
[9]采用频域滤波提高数字相位测量轮廓术的测量精度[J]. 何宇航,曹益平,钟立俊,程旭升. 中国激光. 2010(01)
[10]密集残差点区域的解缠算法[J]. 魏志强,金亚秋. 遥感学报. 2009(01)
博士论文
[1]基于光栅投影相位测量的动态场景三维信息获取相关技术研究[D]. 李学星.上海大学 2018
[2]光栅投影轮廓术关键技术研究[D]. 高大鹏.大连理工大学 2015
[3]PCB表观缺陷的自动光学检测理论与技术[D]. 张静.电子科技大学 2013
[4]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009
[5]光学三维传感中多视点距离像配准与复杂曲面展平[D]. 宋万忠.四川大学 2002
[6]多孔径拼接技术实现360°面形测量[D]. 郭红卫.上海大学 2001
硕士论文
[1]三维形貌测量中相位展开算法的研究[D]. 陈子健.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于相位测量轮廓术的三维重建系统标定研究[D]. 万安军.苏州大学 2018
[3]基于机器视觉的三维锡膏检测关键技术及应用研究[D]. 刘平.重庆大学 2017
[4]SMT封装电路板缺陷三维在线检测技术[D]. 何荣芳.天津大学 2014
[5]基于AOI的FPC缺陷检测系统的研究与设计[D]. 王盛婷.华南理工大学 2014
[6]相移条纹投影法光学面形测量技术研究[D]. 崔艳军.南京理工大学 2013
[7]二维相位展开算法的研究[D]. 吴明云.天津大学 2012
[8]贴片生产线锡膏印刷质量三维检测关键技术研究[D]. 马勇平.广东工业大学 2012
[9]用于二维相位展开的质量图研究[D]. 赵万成.南京大学 2011
[10]基于机器视觉的三维锡膏测量[D]. 师雪超.华南理工大学 2011
本文编号：2926985
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2926985.html
