專利名稱：一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷電路板制造工藝領(lǐng)域，特別是一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法。
背景技術(shù)：
目前，常利用輪廓檢測(cè)來(lái)計(jì)算一些精密工件的外形及質(zhì)量，如車身的檢測(cè)、精密加工零件檢測(cè)等。常用的方法是通過(guò)掃描儀器對(duì)精密工件進(jìn)行掃描，并根據(jù)掃描得到的圖象提取出圖形輪廓；進(jìn)一步計(jì)算圖形輪廓的輪廓特征，如最大弧度/夾角、邊緣長(zhǎng)度、封閉面積等，從而得出于所述精密工件的實(shí)際輪廓特征；最后，根據(jù)所述輪廓特征判斷精密工件是否符合規(guī)范指標(biāo)。同樣地，將圖象處理技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在印刷電路板(Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱PCB)行業(yè)中，例如，PCB線路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)膠片制作、鉆孔、表面字符加工以及成品切割；上述方法也廣泛應(yīng)用于印刷電路板(Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱PCB)的輪廓檢測(cè)中。
通常在對(duì)PCB的輪廓檢測(cè)過(guò)程中，需要關(guān)注PCB上所有可能存在的缺陷，例如，所述缺陷包括但不限于PCB上所存在的突起和缺口，結(jié)合業(yè)界對(duì)PCB制造工藝的實(shí)際要求，可以發(fā)現(xiàn)人們對(duì)突起和缺口的處理要求實(shí)際上是比較靈活的；也就是說(shuō)，允許在可靠的、可以接受的輪廓特征范圍內(nèi)對(duì)所述突起和缺口中的部分缺陷進(jìn)行保留。但目前相關(guān)的PCB制造工藝并不能滿足以上相對(duì)靈活的過(guò)濾需求，例如，由掃描得到的圖象分析圖形輪廓時(shí)，將需要進(jìn)行優(yōu)化處理的突起和缺口反映出來(lái)的同時(shí)，也將在本來(lái)可以接受的輪廓特征范圍內(nèi)的突起和缺口均反映出來(lái)。從而導(dǎo)致了整個(gè)輪廓分析處理過(guò)程速度慢，系統(tǒng)工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，提高了對(duì)印刷電路板缺陷的解析速度，增強(qiáng)了輪廓分析的針對(duì)性，進(jìn)而提高了工作效率。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，以Gerber格式作為計(jì)算機(jī)輔助制造的標(biāo)準(zhǔn)格式，包括步驟1)將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，獲取印刷電路板的參考圖象；2)利用高速線陣列相機(jī)掃描印刷電路板，獲取印刷電路板的實(shí)際圖象；3)計(jì)算印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并比較印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓；4)根據(jù)比較結(jié)果確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異；5)設(shè)置缺陷過(guò)濾條件，并對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾處理。
優(yōu)選地，所述步驟1)具體為利用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)軟件將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，并獲取印刷電路板的參考圖象。
優(yōu)選地，所述步驟2)中高速線陣列相機(jī)具體為光電耦合器，用于對(duì)所述印刷電路板進(jìn)行圖象采集，獲取印刷電路板的實(shí)際圖象。
優(yōu)選地，所述步驟3)包括步驟31)根據(jù)輪廓跟蹤算法計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓；32)根據(jù)精度定義在亞像素級(jí)別的輪廓跟蹤算法計(jì)算所述實(shí)際輪廓。
優(yōu)選地，所述步驟4)具體為將印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間進(jìn)行精確旋轉(zhuǎn)與對(duì)齊，并確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異。
優(yōu)選地，所述差異過(guò)濾條件包括匹配參數(shù)和容差范圍。
優(yōu)選地，所述匹配參數(shù)具體包括但不限于匹配率、允許旋轉(zhuǎn)度范圍、允許放大/縮小比例，用于分析所述印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并提取符合所述匹配參數(shù)的圖象；所述容差范圍，用于描述對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾范圍。
進(jìn)一步地，所述步驟5)包括步驟51)將所述差異與所述容差范圍進(jìn)行比較，若所述差異在所述容差范圍之內(nèi)，則過(guò)濾此差異；若否，則執(zhí)行步驟52)；52)若差異在所述容差范圍之外，則對(duì)此差異保留處理。
由以上方案可以看出，本發(fā)明符合PCB制造行業(yè)的實(shí)際需要，即改進(jìn)了傳統(tǒng)檢測(cè)工藝中不合理的步驟，具體表現(xiàn)在對(duì)印刷電路板上所檢測(cè)到的突起和缺口進(jìn)行無(wú)選擇性的處理流程進(jìn)行了改進(jìn)。也就是說(shuō)，允許在可靠的、可以接受的輪廓特征范圍內(nèi)對(duì)所述突起和缺口中的部分缺陷進(jìn)行保留，因此本發(fā)明在保證印刷電路板質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步提高了整個(gè)處理流程的效率。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖；圖2為本發(fā)明方法所提供的第一實(shí)施例；圖3為本發(fā)明方法所提供的第二實(shí)施例；圖4為本發(fā)明方法所提供的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其核心思想在于通過(guò)獲取并比較印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并將比較結(jié)果進(jìn)行過(guò)濾處理，從而完成對(duì)印刷電路板缺陷進(jìn)行檢測(cè)。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明方法具體為1)將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，獲取印刷電路板的參考圖象；2)利用高速線陣列相機(jī)掃描印刷電路板，獲取印刷電路板的實(shí)際圖象；3)計(jì)算印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并比較印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓；4)根據(jù)比較結(jié)果確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異；5)設(shè)置差異過(guò)濾條件，并對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾處理。
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，以下將通過(guò)相關(guān)實(shí)施例進(jìn)行闡述說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖2，是本發(fā)明方法的第一實(shí)施例，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
步驟J1、轉(zhuǎn)換圖象格式，獲取PCB參考圖象。
步驟J2、通過(guò)線掃描和一系列圖象加強(qiáng)變換操作，獲取PCB的實(shí)際圖象。
步驟J11、計(jì)算PCB的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓。
步驟J21、計(jì)算PCB的實(shí)際輪廓。
步驟J3、比較標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓。
步驟J4、確定參考輪廓和實(shí)際輪廓之間差異。
步驟J5、根據(jù)預(yù)先設(shè)置缺陷過(guò)濾條件，對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾處理。
所述Gerber格式被行業(yè)內(nèi)指定為計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer AidedManufacturing。簡(jiǎn)稱CAM)的標(biāo)準(zhǔn)格式。
請(qǐng)一并參閱圖3，為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提供的完整技術(shù)方案，以下將結(jié)合本發(fā)明方法所提供的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
步驟S1、以Gerber格式作為與PCB板相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助制造的標(biāo)準(zhǔn)格式。
步驟S21、利用的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(Automatic Optic Inspection，簡(jiǎn)稱AOI)軟件通過(guò)矢量圖轉(zhuǎn)位圖操作將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，并將該格式下的印刷電路板的參考圖象進(jìn)行備份處理，以供和隨后生成的印刷電路板的實(shí)際圖象進(jìn)行圖象比較；步驟S22、利用高速線陣列相機(jī)掃描PCB板；步驟S221由于在進(jìn)行圖象處理的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槠胶夤饬敛灰恢露箞D象本身的明暗差異，此時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行平面域校驗(yàn)操作，步驟S222、采用中值濾波技術(shù)清除圖象上的隨機(jī)躁聲，步驟S223、進(jìn)一步為了增加圖象的對(duì)比度，更明顯地區(qū)分圖象目標(biāo)，對(duì)圖象進(jìn)行直方圖均衡處理，步驟S224、所得的圖象邊緣可能并不清晰，不便于后續(xù)的圖象輪廓比較操作，因次，對(duì)圖象進(jìn)行銳度加強(qiáng)操作。
步驟S23、最后形成所述的印刷電路板的實(shí)際圖象。
步驟S31、在所述具有高分辨率的位圖格式的參考圖象的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)現(xiàn)有的輪廓跟蹤算法計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓；具體為將直線、圓弧、不規(guī)則的多邊形邊緣以及連接線段進(jìn)行分類。
步驟S32、經(jīng)過(guò)高速線陣列相機(jī)掃描后，在得到印刷電路板的實(shí)際圖象的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)精度定義在亞像素級(jí)別的輪廓跟蹤算法計(jì)算所述實(shí)際圖象的輪廓；具體為將直線、圓弧、不規(guī)則的多邊形邊緣以及連接線段進(jìn)行分類。
步驟S4、將所述標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓與實(shí)際圖象輪廓之間進(jìn)行精確旋轉(zhuǎn)與對(duì)齊，對(duì)印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓進(jìn)行比較。
步驟S5、確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異，該差異具體包括所述缺陷的在圖象中的位置、大小及形狀。
步驟S6、預(yù)先設(shè)定缺陷過(guò)濾條件以及匹配參數(shù)，根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定缺陷過(guò)濾條件以及匹配參數(shù)對(duì)所述印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異進(jìn)行過(guò)濾處理，得到符合過(guò)濾條件的以及匹配參數(shù)的圖象差異。
請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明方法提供的第三實(shí)施例包括步驟K1、以Gerber格式作為與PCB板相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助制造的標(biāo)準(zhǔn)格式。
步驟K21、利用的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(Automatic Optic Inspection，簡(jiǎn)稱AOI)軟件通過(guò)矢量圖轉(zhuǎn)位圖操作將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，并將該格式下的印刷電路板的參考圖象進(jìn)行備份處理，以供和隨后生成的印刷電路板的實(shí)際圖象進(jìn)行圖象比較；步驟K22、利用高速線陣列相機(jī)掃描PCB板；步驟K221、由于在進(jìn)行圖象處理的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槠胶夤饬敛灰恢露箞D象本身的明暗差異，此時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行平面域校驗(yàn)操作，步驟K222、采用中值濾波技術(shù)清除圖象上的隨機(jī)躁聲，步驟K223、進(jìn)一步為了增加圖象的對(duì)比度，更明顯地區(qū)分圖象目標(biāo)，對(duì)圖象進(jìn)行直方圖均衡處理，步驟K224、所得的圖象邊緣可能并不清晰，不便于后續(xù)的圖象輪廓比較操作，因次，對(duì)圖象進(jìn)行銳度加強(qiáng)操作。
步驟K23、最后形成所述的印刷電路板的實(shí)際圖象。
步驟K31、在所述具有高分辨率的位圖格式的參考圖象的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)現(xiàn)有的輪廓跟蹤算法計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓；具體為將直線、圓弧、不規(guī)則的多邊形邊緣以及連接線段進(jìn)行分類。
步驟K32、經(jīng)過(guò)高速線陣列相機(jī)掃描后，所得到印刷電路板的實(shí)際圖象的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)精度定義在亞像素級(jí)別的輪廓跟蹤算法計(jì)算所述實(shí)際圖象的輪廓；具體為將直線、圓弧、不規(guī)則的多邊形邊緣以及連接線段進(jìn)行分類。
步驟K4、將所述標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓與實(shí)際圖象輪廓之間進(jìn)行精確旋轉(zhuǎn)與對(duì)齊，對(duì)印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓進(jìn)行比較。
步驟K5、確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異，該差異具體包括所述缺陷的在圖象中的位置、大小及形狀。
步驟K61、預(yù)先設(shè)定缺陷過(guò)濾條件所述缺陷過(guò)濾條件包括容差范圍和匹配參數(shù)，根據(jù)所述匹配參數(shù)對(duì)所述印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異進(jìn)行匹配處理。
步驟K62、所述容差范圍是指根據(jù)用戶對(duì)實(shí)際線路的質(zhì)量要求所設(shè)置。例如標(biāo)準(zhǔn)線寬0.5mm，實(shí)際線寬0.42mm，如果用戶設(shè)定的容差是0.1mm，則差異在所述容差范圍之內(nèi)，過(guò)濾此差異；反之，進(jìn)入步驟K63。
步驟K63、若差異在所述容差范圍之外，則對(duì)此差異保留處理。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了特定個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)依據(jù)本發(fā)明的思想，在特定實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，以Gerber格式作為計(jì)算機(jī)輔助制造的標(biāo)準(zhǔn)格式，其特征在于，包括步驟1)將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，獲取印刷電路板的參考圖象；2)利用高速線陣列相機(jī)掃描印刷電路板，獲取印刷電路板的實(shí)際圖象；3)計(jì)算印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并比較印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓；4)根據(jù)比較結(jié)果確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異；5)設(shè)置差異過(guò)濾條件，并對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述步驟1)具體為利用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)軟件將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，并獲取印刷電路板的參考圖象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述步驟2)中高速線陣列相機(jī)具體為光電耦合器，用于對(duì)所述印刷電路板進(jìn)行圖象采集，獲取印刷電路板的實(shí)際圖象。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述步驟3)包括步驟31)根據(jù)輪廓跟蹤算法計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓；32)根據(jù)精度定義在亞像素級(jí)別的輪廓跟蹤算法計(jì)算所述實(shí)際輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述步驟4)具體為將印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間進(jìn)行精確旋轉(zhuǎn)與對(duì)齊，并確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述差異過(guò)濾條件包括匹配參數(shù)和容差范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述匹配參數(shù)具體包括但不限于匹配率、允許旋轉(zhuǎn)度范圍、允許放大/縮小比例，用于分析所述印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并提取符合所述匹配參數(shù)的圖象；所述容差范圍，用于描述對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法，其特征在于，所述步驟5)包括步驟51)將所述差異與所述容差范圍進(jìn)行比較，若所述差異在所述容差范圍之內(nèi)，則過(guò)濾此差異；若否，則執(zhí)行步驟52)；52)若差異在所述容差范圍之外，則對(duì)此差異保留處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測(cè)印刷電路板缺陷的輪廓分析方法。該方法包括以下步驟1)將Gerber格式轉(zhuǎn)換為高分辨率的位圖格式，獲取印刷電路板的參考圖象；2)利用高速線陣列相機(jī)掃描印刷電路板，獲取印刷電路板的實(shí)際圖象；3)計(jì)算印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓，并比較印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓；4)根據(jù)比較結(jié)果確定印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓和實(shí)際輪廓之間的差異；5)設(shè)置缺陷過(guò)濾條件，并對(duì)差異進(jìn)行過(guò)濾處理。通過(guò)以上步驟對(duì)傳統(tǒng)的印刷電路板檢測(cè)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步提高了檢測(cè)效率。
文檔編號(hào)G01N21/88GK1869667SQ20061006102
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者李賢偉, 賀興志, 王 琦 申請(qǐng)人:李賢偉, 賀興志, 王 琦