相位测量轮廓术在3D锡膏检测仪中的应用研究

发布时间：2024-02-14 20:58

　　随着表面贴装技术(SMT)的进一步发展与应用,精密电子制造正朝着高密度、高性能的方向发展。但产品的在线质量检测成为SMT产线的薄弱环节,尤其是产线的第一道工序锡膏印刷环节,贴片安装电子产品的缺陷有80%以上是由锡膏印刷质量缺陷引起的。本文在研究国内外最新锡膏检测仪(SPI)的基础上,对基于相位测量轮廓术(PMP)的SPI关键技术进行相关研究:(1)建立基于PMP的三维测量系统,完成锡膏的三维检测。首先进行正弦光栅投影,然后采用四步相移算法进行相位提取,接着通过合适的相位展开算法求取相位差,最后采用多项式拟合算法完成相位-高度系统标定。该系统能够快速、精确地完成锡膏的三维重建,检测精度高,通过三方认证校准块的验证,平均检测误差可达1μm。(2)提出一种改进的相位差求取算法,该算法通过光栅条纹宽度确定检测量程,在原始相位展开算法的基础上,去除“拉线”影响,从而能快速、精确地求取相位差。实验证明,该算法不仅能够满足PMP算法中相位展开解的唯一性和准确性,还能满足SMT产线中锡膏检测实时性的要求。(3)提高了系统的检测速度,主要工作有两个方面:一是采用C++与CUDA混合编程方法,将标定算法提...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 研究现状及发展趋势
        1.2.1 锡膏测量仪研究现状
        1.2.2 相位测量轮廓术研究现状
    1.3 本文的主要工作及创新点
        1.3.1 本文的主要工作及章节安排
        1.3.2 本文创新点
第二章 锡膏检测仪的系统框架
    2.1 锡膏三维测量的原理
        2.1.1 激光三角法
        2.1.2 相位测量轮廓术
    2.2 锡膏检测仪的系统框架及检测流程
        2.2.1 系统结构框架
        2.2.2 检测流程
    2.3 本章小结
第三章 相位测量轮廓术
    3.1 正弦光栅投影
        3.1.1 光栅图像预处理
        3.1.2 光栅图像获取
    3.2 相移算法研究
        3.2.1 定步长相移算法
        3.2.2 等步长相移算法
    3.3 相位展开的数学描述
        3.3.1 Itoh条件
        3.3.2 二维包裹相位的相位展开
    3.4 相位-高度标定
        3.4.1 四种常见系统模型
        3.4.2 多项式拟合系统标定
    3.5 本章小结
第四章 相位展开算法研究
    4.1 几种常见的相位展开算法
        4.1.1 枝切法
        4.1.2 质量图导向法
        4.1.3 最小二乘法
    4.2 相位展开算法性能比较
        4.2.1 抗噪声能力
        4.2.2 相位展开误差
        4.2.3 算法耗时
    4.3 基于原始相位展开法的改进相位差计算算法
        4.3.1 锡膏检测量程
        4.3.2 相位展开算法选取
        4.3.3 改进的相位差求取算法
    4.4 本章小结
第五章 系统组成及实验结果分析
    5.1 系统组成
    5.2 镜头分配实验
    5.3 显卡加速实验
        5.3.1 显卡加速原理
        5.3.2 实验数据分析
    5.4 测量精度验证实验
    5.5 三维重建分析
        5.5.1 双投影仪阴影补偿
        5.5.2 三维重建过程
        5.5.3 三维重建实例展示
    5.6 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：3898606