BGA集成电路精密视觉定位系统及图像处理技术

论文摘要

随着电子制造业中印刷电路板上的元器件安装普遍采用表面贴片安装技术,使得产品集成进一步提高,元器件体积更小、安装密度更大,并使安装生产得以实现自动化。因此,印刷电路板表面贴片安装质量的可靠性和定位精度都成为了提高电子制造业自动化水平和产品质量的重要技术指标。而其中的定位环节是决定贴片质量的重中之重的环节。本文基于BGA定位系统对图像处理技术在本系统中的应用进行了研究。对贴片技术做了回顾和分析,介绍了目前国内外的状况,说明了该项目研究的积极意义;较为系统的介绍了BGA定位系统的结构及其组成原理,提出了机器视觉光源需满足的4点指标并对实验光源进行了改进,提出了基于补色法的LED照明技术;在图像采集环节中,根据采集图像的要求选择了适合本系统的CCD和图像采集卡;利用现有的机器视觉检测系统中的高精度X-Y移动平台做了创新性的摄像机标定工作;本文将分析图像增强的一些传统方法,并从中选出最适合本系统的方法,实验结果说明该研究对BGA芯片处理是有效实用的;本文还分析了一些传统的边缘检测算法,并且提出了基于灰色系统理论的BGA图像边缘检测算法,并对实验结果进行分析,表明了该方法实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 图像处理技术的国内外应用
• 1.3 本课题国内外研究现状分析
• 1.4 课题研究的目的及意义
• 1.5 课题研究内容
• 2 BGA集成电路精密视觉定位系统
• 2.1 BGA定位系统的构成及其工作原理
• 2.1.1 定位系统工作流程
• 2.1.2 BGA定位系统的技术要求
• 2.1.3 BGA定位系统的照明环节
• 2.1.4 照明系统设计原则
• 2.1.5 常见的照明方式
• 2.1.6 基于补色法的光源设计
• 2.2 图像采集系统
• 2.2.1 CCD摄像机
• 2.2.2 光学镜头
• 2.2.3 图像显示
• 2.2.4 图像采集卡
• 2.2.5 图像采集卡的工作流程
• 2.3 图像处理系统
• 2.4 本章小结
• 3 摄像机标定
• 3.1 成像变换
• 3.2 摄像机模型
• 3.3 摄像机标定方法
• 3.3.1 RAC两步法原理
• 3.3.2 具体标定方法
• 3.3.3 系统标定方法及实验结果
• 3.4 本章小结
• 4 BGA图像的预处理
• 4.1 基于空域点运算的增强
• 4.2 背景和原理
• 4.2.1 Wiener滤波
• 4.2.2 SUSAN滤波
• 4.3 实验结果比较
• 4.4 本章小结
• 5 基于灰色系统理论的BGA图像边缘检测
• 5.1 边缘检测概述
• 5.2 各种经典算法
• 5.3 各种算法优缺点
• 5.4 实验结果的比较分析
• 5.5 基于灰色系统理论的BGA图像边缘检测
• 5.5.1 灰色系统理论简述
• 5.5.2 灰色关联算法边缘检测原理
• 5.5.3 灰色关联度的求取
• 5.5.4 实验结果及分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢