基于三維特征的線路板檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印制線路板(PCB，Printed Circuit Board)是組裝電子零件的基板，是電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電氣互連件，被稱為“電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母”，因此對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，有重要的意義，傳統(tǒng)的對(duì)印制線路板的檢測(cè)時(shí)通過(guò)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀(Α0Ι)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]在自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀對(duì)印制線路板進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，現(xiàn)有的檢測(cè)方式是先獲取產(chǎn)品的平面圖像，再將該平面圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像相比較，進(jìn)而根據(jù)比較結(jié)果對(duì)檢測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行缺陷判斷。具體地，從檢測(cè)所用特征的角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有方法依據(jù)的是“平面圖像的灰度特征”。由于線路板基材和導(dǎo)體的反射特性不同，當(dāng)出現(xiàn)多銅性缺陷，例如短路、銅渣、毛刺等缺陷時(shí)，本應(yīng)亮度較低的位置會(huì)出現(xiàn)高亮度區(qū)域；當(dāng)出現(xiàn)缺銅性缺陷，例如斷路、針孔、缺口等缺陷時(shí)，本應(yīng)亮度較高的位置會(huì)出現(xiàn)低亮度區(qū)域。
[0004]但是現(xiàn)有的基于產(chǎn)品圖像灰度特征進(jìn)行檢測(cè)的方法，存在的缺點(diǎn)包括:
[0005]—方面由于檢測(cè)的產(chǎn)品易受氧化、臟污等干擾而導(dǎo)致誤檢?，F(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)有Α0Ι設(shè)備所報(bào)告缺陷數(shù)超過(guò)40%是由于氧化和臟污導(dǎo)致的誤報(bào)，另外，這些誤報(bào)占用大量的復(fù)檢確認(rèn)時(shí)間和人力；另一方面是對(duì)于一些凹陷缺陷無(wú)法完全檢測(cè)出來(lái)。例如，印制線路板上有一類缺陷是仍然存在導(dǎo)體連接，但導(dǎo)體厚度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。這種缺陷會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度降低甚至阻抗改變，需要檢出，而現(xiàn)有的通過(guò)Α0Ι儀器基于圖像灰度特征的檢測(cè)方法無(wú)法檢測(cè)出這種缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例中提供基于三維特征的線路板檢測(cè)方法，以解決上述問(wèn)題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案:
[0008]—種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法，所述方法包括:
[0009]獲取被檢測(cè)線路板上各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括X軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)、Y軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)和Z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0010]根據(jù)所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取各個(gè)位置的三維特征值；
[0011]判斷每個(gè)所述三維特征值是否符合標(biāo)準(zhǔn)值；
[0012]當(dāng)三維特征值不符合所述標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，確定該三維特征值所對(duì)應(yīng)的位置為缺陷位置。
[0013]優(yōu)選的，所述獲取被檢測(cè)線路板上各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括:
[0014]獲取被檢測(cè)線路板上各個(gè)位置的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0015]對(duì)所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0016]優(yōu)選的，所述對(duì)所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括:
[0017]對(duì)所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除干擾處理，得到所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0018]優(yōu)選的，所述根據(jù)所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取各個(gè)三維特征值還包括:
[0019]根據(jù)各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取每個(gè)所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的Z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將所述Z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為三維特征值。
[0020]優(yōu)選的，所述三維特征值還包括高程、梯度幅值與方向、等高線或高度階躍。
[0021]優(yōu)選的，所述判斷每個(gè)所述三維特征值是否符合標(biāo)準(zhǔn)值包括:
[0022]判斷每個(gè)所述三維特征值是否符合標(biāo)準(zhǔn)值，或者，判斷每個(gè)所述三維特征值是否在預(yù)設(shè)值范圍之內(nèi)。
[0023]優(yōu)選的，當(dāng)判斷每個(gè)所述三維特征值是否符合標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，所述方法還包括:
[0024]根據(jù)所述線路板的工藝質(zhì)量要求以及生產(chǎn)規(guī)則，確定所述標(biāo)準(zhǔn)值。
[0025]優(yōu)選的，當(dāng)判斷每個(gè)所述三維特征值是否在預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)時(shí)，所述方法還包括:
[0026]獲取與所述被檢測(cè)線路板相對(duì)應(yīng)的參考線路板的設(shè)計(jì)參數(shù)；
[0027]根據(jù)所述參考線路板的設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取所述參考線路板上各個(gè)位置的參考三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0028]根據(jù)每個(gè)所述參考三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，提取每個(gè)所述參考三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的參考三維特征值；
[0029]根據(jù)每個(gè)所述參考三維特征值確定每個(gè)所述三維特征值的預(yù)設(shè)值范圍。
[0030]優(yōu)選的，所述參考三維特征值包括高程、梯度幅值與方向、等高線或高度階躍。
[0031]優(yōu)選的，其特征在于，所述方法還包括:
[0032]統(tǒng)計(jì)所有不符合所述標(biāo)準(zhǔn)值的缺陷位置，并繪制與所述被檢測(cè)線路板對(duì)應(yīng)的模擬圖。
[0033]本方案提供的一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法，通過(guò)采集線路板表面各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，提取各個(gè)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的三維特征值，再通過(guò)對(duì)這些三維特征值進(jìn)行比較，當(dāng)獲取的三維特征值不符合標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，表明該三維特征值對(duì)應(yīng)的位置為缺陷位置。由于本方案是針對(duì)線路板上的各個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、比較和分析，得到檢測(cè)結(jié)果。由于當(dāng)被檢測(cè)線路板出現(xiàn)缺陷時(shí)，無(wú)論是多銅還是缺銅缺陷，線路板相應(yīng)位置的導(dǎo)體厚度相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值都會(huì)有改變或超出允許范圍，因此本方案提供的檢測(cè)方法能檢測(cè)出所有類型的線路板缺陷。并且，即使線路板被氧化或者臟污，也不會(huì)影響該線路板的厚度，所以，本檢測(cè)方法不受氧化、臟污等環(huán)境的影響，能有效地降低因環(huán)境影響而造成的誤檢率或誤報(bào)率。
[0034]此外，相比于現(xiàn)有的基于產(chǎn)品灰度圖像檢測(cè)方法，本方案還可以判斷出線路板缺陷的具體位置、形態(tài)、尺寸、類型，可以檢測(cè)出傳統(tǒng)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀無(wú)法檢測(cè)的凹陷和缺陷；由于三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)能夠直接體現(xiàn)孔深度，因此可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的盲孔質(zhì)量檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0035]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法的流程圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種被檢測(cè)線路板的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法的流程圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法的流程圖；
[0040]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法與現(xiàn)有的Α0Ι檢測(cè)的比較示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042]本發(fā)明提供一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法，如圖1所示，該方法包括:
[0043]步驟S110:獲取被檢測(cè)線路板上各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括X軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)、Y軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)和z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0044]首先需要建立一個(gè)三維空間坐標(biāo)系，包括X軸、Y軸和Z軸；其次，將被檢測(cè)線路板置于該三維空間坐標(biāo)系中，使得被檢測(cè)線路板上的每一個(gè)位置都能夠通過(guò)三維空間坐標(biāo)表示出來(lái)；其中任一點(diǎn)都包括X軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)、Y軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)和z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0045]步驟S120:根據(jù)所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取各個(gè)位置的，并且與所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的三維特征值。
[0046]所述三維特征值包括Z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)，或者其它值，例如高程、梯度幅值與方向、等高線或高度階躍等能代表被檢測(cè)線路板特征的值。
[0047]步驟S130:判斷每個(gè)所述三維特征值是否符合標(biāo)準(zhǔn)值。
[0048]由于X軸與Y軸組成水平平面，Y軸坐標(biāo)表示被檢測(cè)線路板的高度或厚度，所以檢測(cè)線路板是否有缺陷時(shí)，可通常判斷Z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)值。
[0049]步驟S140:當(dāng)三維特征值不符合所述標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，確定該三維特征值所在的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的位置為缺陷位置。其中不符合標(biāo)準(zhǔn)值包括高于或者低于比較的標(biāo)準(zhǔn)值。
[0050]步驟S141:當(dāng)判斷該三維特征值符合標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，即與標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí)，確定該坐標(biāo)位置無(wú)缺陷。
[0051]本實(shí)施例提供的一種基于三維特征的線路板檢測(cè)方法，通過(guò)采集線路板表面各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，提取這些三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的三維特征值，并且將這些三維特征值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，當(dāng)不符合標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，表明該三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的位置為缺陷位置。由于本方案不同于現(xiàn)有的根據(jù)反射特性，即平面圖像灰度特征采集被檢測(cè)線路板的信息，再進(jìn)行比較，而是根據(jù)線路板深度不同的特征，由于線路板的基材為一平整平板，導(dǎo)體在基材上凸起，突起厚度一般在30微米至500微米，如圖2所示，當(dāng)出現(xiàn)缺陷時(shí)，無(wú)論是多銅還是缺銅缺陷，線路板相應(yīng)位置的導(dǎo)體厚度相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值(或設(shè)計(jì)值)會(huì)有改變，或者超出允許范圍，基于這種三維特征值，本技術(shù)方案提取被檢測(cè)線路板上的各個(gè)位置的三維特征值，并對(duì)這些三維特征值進(jìn)行比較和分析，進(jìn)而得到檢測(cè)結(jié)果。
[0052]本方案提供的檢測(cè)方法即使被檢測(cè)線路板被氧化或者臟污，也不會(huì)影響該線路板的厚度，因此，本方法不受氧化、臟污等環(huán)境的影響，能有效地降低因環(huán)境影響而造成的誤檢率或誤報(bào)率，并能檢測(cè)出線路板所有的缺陷問(wèn)題。
[0053]如圖3所示，在步驟S110中，所述獲取被檢測(cè)線路板上各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括:
[0054]步驟S111:獲取被檢測(cè)線路板上各個(gè)位置的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；其中所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括X軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)、Y軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)和z軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0055]其中，在步驟S111中，可通過(guò)對(duì)被檢測(cè)線路板進(jìn)行圖形掃描，再將掃描的結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，即得到所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；或者通過(guò)對(duì)被檢測(cè)線路板進(jìn)行拍照得到所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；本實(shí)施例包括但不限于所述圖形掃描或拍照兩種方式獲取被檢測(cè)線路板的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0056]步驟S112:對(duì)所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到所述各個(gè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0057]為了減少或者消除實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中的噪聲等干擾，影響檢測(cè)結(jié)果，對(duì)在步驟S111中獲取的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所述處理包括濾波、去噪、放大等處理。
[0058]優(yōu)選的，在步驟S112中，