一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法技术

本发明专利技术公开了一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法，包括采集高密度柔性IC基板各部分的高分辨率数字图像；将采集的多张IC基板的高分辨率数字图像拼接成一张完整的柔性IC基板图像；对拼接成完整的柔性IC基板图像进行外观缺陷检测，得到柔性IC基板的外观缺陷检测结果。本发明专利技术解决了高密度柔性IC基板生产过程中的外观参数检测难题。

A method to detect the appearance defects of high density flexible IC substrate

【技术实现步骤摘要】
一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法
本专利技术涉及高密度柔性IC基板检测领域，具体涉及一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法。
技术介绍
高密度柔性IC基板在许多行业有着广泛的应用，其中包括汽车、军用、宇航、计算机、电信、医疗以及消费产品等。世界各地的高密度柔性IC基板使用需求在逐年增长，尤其在手机或其他手持通信及计算机设备(如PDA等)上非常重要。基板的外观缺陷直接影响基板的后续封装，不良基板在后续的生产过程中将造成不可估量的损失。而我国对柔性IC基板的研究较少，现阶段并未查阅到有关柔性IC基板外观检测的相关文献。所以我国对高密度柔性IC基板的研究还处于初始阶段。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法。本专利技术采用如下技术方案：一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法，包括采集高密度柔性IC基板各部分的高分辨率数字图像；将采集的多张IC基板的高分辨率数字图像拼接成一张完整的柔性IC基板图像；对拼接成完整的柔性IC基板图像进行外观缺陷检测，得到柔性IC基板的外观缺陷检测结果。所述对拼接成完整的柔性IC基板图像进行外观缺陷检测，得到柔性IC基板的外观缺陷检测结果，包括：划痕类和表面不均匀类缺陷检测步骤，具体为：将所拼接的柔性IC基板图像进行平滑预处理；将预处理后的RGB彩色空间图像转换为HSV彩色空间图像，获取亮度V分量的彩色空间图像，利用V分量值描述图像的明暗程度，判断是否存在划痕类及表面不均匀类缺陷，如果存在则输出检测结果，否则进入颜色类缺陷检测步骤；所述颜色类缺陷检测步骤具体为：采集正常的高密度柔性IC基板作为图像样本，正常基板存在黄色线路背景和黑色背景；计算上述两类背景中“有代表性”的点；通过面拟合模型，进一步建立样本拟合模型；计算待测图像与样本拟合模型的相似度，通过相似度判断待测图像是否存在颜色类缺陷，如果存在则输出检测结果，否则进入线路不齐类缺陷检测步骤；所述线路不齐类缺陷检测步骤包括：对拼接完整的高密度柔性IC基板图像进行高斯-拉普拉斯变换，高斯-拉普拉斯算子是把高斯平滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器相结合的算子；高斯-拉普拉斯算子与拼接完整图像做卷积，得到去噪后的图像；对去噪后的图像进行过零处理，提取边缘；对边缘进行锐化，判断是否存在线路不齐类缺陷。所述建立面拟合模型，具体是利用平面模型、坡面模型、立方面模型和双二次面模型拟合图像的像素强度，进一步得到面模型拟合的误差函数，将得到的最小误差相对应的面模型作为最终的样本拟合模型。所述过零处理采用下述任一方法：方法一：当像素值小于0时视为0，大于255时视为255，该方法可获得类似浮雕的效果；方法二：将所有的像素值取绝对值，该方法可提取有方向的边缘。本专利技术采用摄像机获取柔性IC基板各部分的高分辨率数字图像。所述将多张柔性IC基板的高分辨率数字图像拼接成一张完整的柔性IC基板图像，具体为：将采集的图像进行校正处理，将处理后的图像进行拼接，得到完整的柔性IC基板图像。所述计算样本拟合模型与待测图像的相似度，通过相似度判断待测图像是否存在缺陷，计算方法为：将待测图像进行池化操作，池化块为J1,J2,…,JL，选取l×l大小的窗口，进行编码可完成池化块的特征提取；计算编码后的池化函数f(Jn)中L邻域与样本拟合模型的相似度，若相似度大于设定的阈值，则判为背景；否则对池化块内的小邻域分别求取其隶属度，进行精确划分像素值，若隶属度大于阈值判为背景，否则判为缺陷。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用RGB-HSV彩色空间变换，仅使用V分量判断是否存在划痕类或表面不均匀类缺陷，同时去除高分辨率彩色图像的冗余信息，加快了外观缺陷的检测速度；(2)本专利技术建立正常基板的样本拟合模型，在环境相同的情况下，模型的参数可直接后续使用，大大降低了检测时间。样本拟合模型的建立，在一定程度上提高了高密度柔性IC基板的检测精度；(3)本专利技术检测线路不齐类缺陷时，采用高斯-拉普拉斯算子，先平滑噪声，再进行边缘检测，其检测效果更好，通过边缘细节的纹理即可更精确的判断是否存在线路不齐类缺陷。(4)本专利技术提高了高密度柔性IC基板的生产效率。附图说明图1是本专利技术的图像采集流程图；图2是本专利技术的拼接柔性IC基板图像的流程图；图3是本专利技术的工作流程图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1-图3所示，一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法，包括如下步骤：S1采用金相显微成像装置对待检测高密度柔性IC基板各个部分进行高分辨率数字图像采集。所述金相显微成像装置包括摄像机，设置好摄像机的位置及相关参数，规划载物平台的采集路径，保证图像采集完整，待载物平台移动到指定路径后，摄像机开始采集，直至按照预定规划的路线，采集完毕。S2将采集的多张柔性IC基板的高分辨率数字图像拼接成一张完整的柔性IC基板图像；对采集过程中出现模糊运动、畸变或折叠情况的图像先进行校正处理；将处理后的图像进行拼接，直到获得最终的完整的柔性IC基板图像。因为图像由高分辨率金相显微成像系统采集而成，所以柔性IC基板的整张图像可分多张图像拍摄之后融合而成。其目的是为检测该柔性IC基板有何种缺陷做铺垫。S3对拼接成完整的柔性IC基板图像进行外观缺陷检测，得到柔性IC基板的外观缺陷检测结果。柔性IC基板图像的外观缺陷检测主要包括划痕类(压痕、划伤、压痕/针孔、折裂、撕裂)和表面不均匀类(毛边、冲切变形)的缺陷部分；其次建立样本拟合模型检测基板中颜色类(异物、异物附着、镀层缺陷、变色/发黑/泛白、表面附着物)的缺陷部分；最后采用边缘锐化技术检测基板中线路不齐类(段差/台阶、偏位、MARK点不良、SMT孔不良、边间距)的缺陷部分。具体如下：S3.1将所拼接的柔性IC基板图像进行平滑预处理，具体为：包括图像去噪预处理，采用高斯平滑低通滤波器去除图像噪声，具有降噪功能，使得图像更平滑。且图像的像素值在后续的外观缺陷检测步骤中更为精确，从而减少像素值误判的概率，使得检测精度更高。S3.2划痕类和表面不均匀类缺陷检测步骤，具体为：将预处理后的RGB彩色空间图像转换为HSV彩色空间图像，获取亮度V分量彩色空间图像，利用V分量值描述图像的明暗程度，判断是否存在划痕类及表面不均匀类缺陷，如果是则输出检测结果，否则进入颜色类缺陷检测步骤；色调H和饱和度S分量不受亮度V分量的影响，且色调H和饱和度S分量对柔性IC基板划痕类和表面不均匀类缺陷的影响程度不大，从而去除了彩色空间的冗余信息。当出现划痕类或表面不均匀类缺陷时，柔性IC基板的表面将表现出凹凸不平的特征，使得在采集过程中使用HSV空间会出现亮度不均匀，利用V分量值描述图像的明暗程度，判断基板中是否存在漏铜，从而可判断是否存在划痕类和表面不均匀类缺陷。S3.3所述颜色类缺陷检测步骤具体为：S3.3.1由于柔性IC基板的电路图背景为黑色，线路图采用铜线为黄色，色调比较简单，所以黑色和黄色作为背景，其他颜色类缺陷部分作为前景。去除背景后，剩余部分即为颜色类缺陷部分。采集正常的高密度柔性IC基板作为图像样本，正常基板存在黄色线路背景和黑色背景，采集两类正常颜色的样本图像库。计算上述两类背景中有代表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法，其特征在于，包括采集高密度柔性IC基板各部分的高分辨率数字图像；将采集的多张IC基板的高分辨率数字图像拼接成一张完整的柔性IC基板图像；对拼接成完整的柔性IC基板图像进行外观缺陷检测，得到柔性IC基板的外观缺陷检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法，其特征在于，包括采集高密度柔性IC基板各部分的高分辨率数字图像；将采集的多张IC基板的高分辨率数字图像拼接成一张完整的柔性IC基板图像；对拼接成完整的柔性IC基板图像进行外观缺陷检测，得到柔性IC基板的外观缺陷检测结果。2.根据权利要求1所述的一种高密度柔性IC基板外观缺陷检测方法，其特征在于，包括：划痕类和表面不均匀类缺陷检测步骤，具体为：将所拼接的柔性IC基板图像进行平滑预处理；将预处理后的RGB彩色空间图像转换为HSV彩色空间图像，获取亮度V分量的彩色空间图像，利用V分量值描述图像的明暗程度，判断是否存在划痕类及表面不均匀类缺陷，如果存在则输出检测结果，否则进入颜色类缺陷检测步骤；所述颜色类缺陷检测步骤具体为：采集正常的高密度柔性IC基板作为图像样本，正常基板存在黄色线路背景和黑色背景；计算上述两类背景中有代表性的点；建立面拟合模型，进一步建立样本拟合模型；计算待测图像与样本拟合模型的相似度，通过相似度判断待测图像是否存在颜色类缺陷，如果存在则输出检测结果，否则进入线路不齐类缺陷检测步骤；所述线路不齐类缺陷检测步骤包括：对拼接完整的高密度柔性IC基板图像进行高斯-拉普拉斯变换，高斯-拉普拉斯算子是把高斯平滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器相结合的算子；高斯-拉普拉斯算子与拼接完整图像做卷积，得到去噪后的图像；对去噪后的图像进行过零处理，提取边缘；对边缘进行锐化，判断是否存在线路不齐类缺陷。3.根据权利要求2所述的一种高密度柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡跃明，钟智彦，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44