基于机器视觉的IC芯片外观检测系统

论文摘要

随着电子行业的迅速发展,IC芯片的需求量越来越大,芯片检测成为电子行业中不可缺少的环节。目前大部分生产线上仍然采用传统的人工目测检测,发现缺陷后,手动剔除不合格产品。这样的质量检测状况容易造成人眼视觉疲劳,检测效率低,而且检测成本较高。目前,部分生产中使用计算机图像处理技术,通过摄像头对芯片的管脚位置和数目进行检测。但这些检测只限于管脚位置,没有包括在芯片外观质量检测中应检的管脚颜色、芯片表面印刷信息等,达不到IC芯片缺陷全面检测的要求。本文致力于基于机器视觉的IC芯片外观检测系统的研究,主要以解决软件因素为目标,集中于智能检测算法的研究与软件系统的开发。主要内容包括:(1)提出了一些IC芯片检测的预处理方法,包括光源自动调节、芯片定位以及图像旋转较正,更有利于后期的检测处理。(2)研究了一系列的管脚定位方法,主要包括基于模板的匹配方法、基于区域标识的定位方法。而本文根据芯片管脚区域的特征,提出了一种简单的基于管脚二值图扫描定位的方法,基本适用于所有SOP类型的芯片。通过计算管脚各参数,与各标准参数进行对比,实现管脚位置缺陷检测。可检测缺脚缺陷、管脚位置偏移缺陷以及管脚高度偏移缺陷。(3)使用了HSI颜色空间的原理,将管脚图像的颜色空间由RGB空间转换到HSI空间上,实现了管脚颜色缺陷的检测。可检测管脚脱焊缺陷和管脚氧化缺陷。(4)提出了一种检测印刷信息是否足够清晰的初步处理方法。通过计算印刷区域上的印刷信息完整度和印刷信息清晰度,判断印刷信息是否清晰。(5) IC芯片检测软件系统的开发。软件系统基本实现了对SOP类型芯片的管脚缺陷及印刷信息清晰度缺陷的检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 IC 芯片外观检测的研究现状
• 1.3 本文工作以及结构安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 IC 芯片缺陷检测预处理
• 2.1 自动光源调节
• 2.1.1 自动光源调节系统概述
• 2.1.2 光源强度判断方法
• 2.2 IC 芯片定位
• 2.3 芯片旋转较正
• 2.3.1 芯片旋转较正算法原理
• 2.3.2 实验结果与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 IC 芯片管脚位置缺陷检测
• 3.1 引言
• 3.2 基于模板匹配的管脚定位
• 3.2.1 模板匹配原理
• 3.2.2 使用模板匹配进行管脚定位
• 3.3 基于区域标识的管脚定位
• 3.3.1 区域标识算法
• 3.3.2 基于区域标识的管脚定位
• 3.4 基于二值图扫描的管脚定位
• 3.4.1 算法基本原理
• 3.4.2 开操作去除噪声点
• 3.4.3 二值图扫描定位
• 3.5 管脚数据测量
• 3.5.1 计算管脚的数目
• 3.5.2 计算管脚的面积、长度和宽度
• 3.5.3 计算管脚外端间距
• 3.6 标准参数和阈值的输入
• 3.6.1 标准参数的输入
• 3.6.2 阈值的输入
• 3.7 管脚位置缺陷检测的实现和效果
• 3.7.1 缺脚检测
• 3.7.2 管脚位置偏移的检测
• 3.7.3 管脚高度偏移的检测
• 3.7.4 管脚位置缺陷检测总体流程
• 3.7.5 实验结果
• 3.8 本章小结
• 第四章 基于HSI 空间的管脚颜色缺陷检测
• 4.1 颜色空间变换
• 4.1.1 RGB 模型和HSI 模型
• 4.1.2 从RGB 到HSI 的彩色转换
• 4.2 基于HSI 空间的管脚颜色缺陷检测
• 4.2.1 HSI 空间下的检测原理
• 4.2.2 管脚颜色缺陷检测的实现
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小节
• 第五章 IC 芯片表面印刷信息清晰度检测
• 5.1 印刷信息检测方法
• 5.1.1 检测区域定位
• 5.1.2 印刷信息完整度检测
• 5.1.3 印刷信息清晰度检测
• 5.2 实验结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 检测系统的设计与实现
• 6.1 IC 芯片外观检测系统的设计
• 6.1.1 系统总体设计
• 6.1.2 系统检测流程
• 6.2 IC 芯片外观检测系统的软件设计
• 6.2.1 底层功能模块
• 6.2.2 中间层的应用模块
• 6.2.3 高层的显示模块
• 6.3 双芯片检测
• 6.4 软件界面介绍
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢