印刷电路板缺陷检测的实际应用

向森

（宁夏弘德包装材料有限公司，宁夏吴忠，751100）

1 AOl系统特性

1.1 图像信息数据的高效提取

AOI系统在新时代背景之下可以非常有效的满足当下各种PCB板的故障检测，非常重要的一个原因就是系统可以非常高效的提取电路板上的图像信息，但是在提取信息的时候，图像会出现噪点，类似于在拍摄相片的时候，由于相机内部电路以及环境噪音或是感光元件本身不稳定等因素，在照片的颜色比较深的地方，我们可以看到一些闪亮的小白点，而这会比较影响一些具有高精度识别要求的图像，这就要求系统在进行识别的时候需要尽量减少图像噪点，这些要求可以通过系统算法来实现[1]。但是值得注意的是，单单进行算法的改造是不行的，因为通过实验发现，增强了系统算法的同时，并不能很好的控制噪点，其依旧会比较明显的存在，但这个时候如果再进行控制，图像就会出现失真，也就是图像本身会出现问题。例如有的图像的色彩会很不均匀，并且在一些位置出现类似马赛克一样的模糊现象，这会非常影响后面的故障检测过程。并且也会给工程人员造成辅导，延误检测过程。

因此，为了避免图像品质下降等问题的出现，我们可以在系统提取图像的时候预先进行色彩处理，可以降低图像的色值，使得图片看起来会干净一些，并且在这个时候，我们需要对重点检测位置进行标注，对于一些非关键位置或者说凭借经验判断一定不会出现问题的位置，可以进行切割废除，当然，切割废除的位置不能太大，太大了也会影响整体变得成像质量，但是也不能太小，太小了就是去了去除图像的意义，并且有主意不能去除关键位置，虽然一些地方缺失没有线路，但是这些位置是预留位置，并且后期要求较高，不可忽略。综合考虑位置的不同之后，确定去除位置，可以有效的降低噪点，进而可以实现比较优质的图像提取，然后把这些图像传递给系统[2]，系统就可以进行比较好的对比，进而进行故障检测了。

1.2 图像信息的多种比较方法

PCB系统在进行缺陷检测的时候有多种比较方法，比较传统的方法就是预先准备一张和检测线路板型号相同的标准参考图片，而这张标准参考图片上有着这种型号线路板的标准信息，然后系统会把已经提取到的图像和预设图像进行对比，进而找到其中存在的问题。这个过程中工作人员可以非常清晰明确的看到受检线路板存在的缺陷，但是值得注意的是，在进行这种对比之前，一定要有较好的预设图像，以及通过上面的方法提取到的受检线路板的图像质量也一定要好，不能有太多的噪点。但是即使这样，最大的困难其实是如何把图像进行准确的定位，因为需要对比，所以对于图像位置的准确度就要求较高，如果没有很好的定位，系统依旧会检测出受检线路板的各种缺陷，生成一份含有错误的总结报告，但是在这份报告当中，很多检测出来的缺陷并不是真实线路板上存在的，这就给后续的复检带来了很大的麻烦，工程人员也很难判断究竟是真的线路板问题还是因为定位不准确而出现的错误报告。但是由于这种方法操作起来简单，所以适配的电路板型号众多，很多工厂的技术人员把这种方法是作为首要方法在应用的，从而使得这种方法在PCB板检测中有比较广泛的使用，并且在一些工厂当中，利用这种方法也是最节约成本的。

2 AOl系统检测的新尝试

前面我们已经对检测的方式方法进行了比较详细的讨论，这些方法都有各自的优点，但同时也不可避免的存在缺陷。但其在实际中，我们知道，一块PCB如果存在问题，不管是什么问题，都是需要进行处理的，所以在运用AOI系统进行检测的时候，不一定非要非常全面细致的检测出这块线路板的所有问题，可以利用系统优先确定有问题的线路板，把这些线路板确定下来的时候，其实已经可以确定一部分问题了，并且在这个过程中可以对线路板进行分类，为后面的检测打好基础。也就是说，可以利用AOI系统首先关注线路板的一些关键元素，比如形态、大小尺寸、物理属性以及材料等元素，在系统检测的时候首先对这些信息进行检测，如果这些信息存在问题，那这块线路板就一定是有问题的，于是可以转入下面的检测，一般就是预设图像的检测方法，这种方法操作简单。这样经过两次检测，可以更好的分离出一定存在问题的线路板，从而提升效率。

在这个过程中需要注意的是，一定要准备好预设的图像，根据受检线路板的型号选择准确的形态和大小，并且在AOI系统提取了线路板的图像之后，需要首先对图像进行一些优化，避免前面提到过的问题，当然，一定要注意预设图片的定位[3]。然后就可以进行对比了，一些应该是直线的位置是不是足够直，一些本应是矩形的位置是不是真的是矩形，这种差别系统可以很好的检测出来，从而确定有问题的线路板。在确定了这些线路板有问题之后，可以进行故障维修，然后相关工程人员一定要作好记录，一些线路板不需要重复检测，表面比较简单，问题比较常规的线路板，是可以比较高效的进行处理的。

3 系统检测的缺陷种类

利用以上的检测缺陷的方法，我们会得到很多系统信息，在这些系统信息中，会确定线路板具体的问题。在进行与预设图像对比的时候，如果我们实际得到的信息比预设信息少，那我们就认为这块线路板可能存在短路、破损、断线以及腐蚀的缺陷[4]。例如，如果接受对比的位置和预设参考位置不一致，偏左或者偏右，这种缺陷叫做空洞；如果接受对比的位置偏上或者偏下，这种缺陷叫做破损；如果分不清哪个是受检位置哪个是预设位置，此时我们就认为线路板存在腐蚀的问题了，而这种问题一般并不多，更多的时候是线路板的线路本身有问题，有的地方断开了，有的地方过度连接了，而且由于线路板本身材料的问题，一些位置会出现塌陷，这些问题都会出现在一般的PCB板当中。

图1 待检PCB缺陷的标定

如果我们实际得到的信息比预设的多，那我们就认为这块线路板可能存在大小不合适、材料体积不合适的问题，就会出现线路板没有充分连接、焊接材料外溢、焊接材料堆积以及线路插孔缺失的缺陷。例如，如果接受对比的位置和预设对比的位置的线路虽然有很多重合，但是外围线路确是有很多靠左或者靠右的现象，这个时候我们认为线路板存在过度连接的现象，有可能在实际使用中出现短路的问题；如果线路板外围线路出现冗余，就有可能是焊接材料使用过多；如果外围线路出现溢出，就可能是焊接材料堆积；如果外围线路模糊缺失，这有可能是线路板的线路断开了或者缺失了一些焊接位置。

在利用以上提到的新方法检测线路板问题的时候，可以简单高效地处理问题线路板，并且在这种方法的检测之下，可以很好的检测出线路板的一些非常微小的问题，而且可以对这种微小的问题进行精确的定位，处理速度也很快。并且对于工程人员来说，整个过程没有比较复杂的操作，不需要复检；对于系统来说，也没有增加数据的处理时间，在系统进行运算的时候，可以实现短时高效，并且精准度变好了之后，一定程度上会直接减轻工厂的成本，可以给客户更好的服务，提升行业的整体效能，使得行业朝着比较良好的趋势发展。