Fpc补强片贴片质量视觉检测方法及检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于柔性印制电路板质检设备技术领域，涉及FPC补强片贴片质量视觉检 测方法及检测系统。
【背景技术】
[0002] 柔性印制电路板（FlexiblePrintedCircuit，FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为 基材制成的具有高度可靠性的印刷电路，广泛地应用于航天、军事、手机、数码相机等多个 领域。FPC因其材质柔软需要在某些指定部位贴上补强片以加强其硬度，而贴装误差在整个 装联工艺过程中是造成产品缺陷的重要原因之一，故其贴装性能好坏对生产过程的质量控 制十分重要。受贴装机械、粘接胶和补强片材质的影响，往往会出现补强片错贴、漏贴和多 贴等情况。目前，软板型FPC检测领域还存在较大的技术空白，一直停留在人工检测阶段。 这种传统的FPC质检方法不仅劳动强度高，人力成本高，而且还存在效率低和合格率难以 保证的问题，对后续工序有很大影响，远远不能适应国内企业生产发展的需要。
[0003] 如果能实现FPC软板贴片质量的自动化检测，将会明显降低人力成本和提高产品 合格率，因此FPC软板贴片质量的自动化检测技术将是解决目前贴片质量质检方法所存问 题的关键。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供FPC补强片贴片质量视觉检测方法及检测系统，解决了目 前软板型FPC检测效率低，检测精度低的问题。
[0005] 本发明FPC补强片贴片质量视觉检测方法所采用的技术方案步骤如下：
[0006] 步骤1 :采集原始激光光斑图；
[0007] 步骤2,预处理激光光斑原始图像以消除图像中无关的信息；
[0008] 步骤3,从预处理后的激光光斑图中设定矩形R0I感兴趣区域，使该区域尽可能多 的包含散射光斑并减少背景图像的干扰，并提取R0I子图像；
[0009] 步骤4,基于R0I子图像进行极限阈值分割，以分离R0I子图像中的光斑光心区域 和散射光区域；
[0010] 步骤5,基于形态学闭运算选用圆盘形结构元素对R0I子图像依次进行膨胀与腐 蚀运算；
[0011] 步骤6,运用空间矩进行椭圆拟合，同时运用Scheimpflug条件将光斑位置的改变 转换为补强片的厚度，并与预设补强片的标准厚度进行比较，从而判断FPC补强片贴片质 量是否合格。
[0012] 进一步，所述步骤2的预处理方法为采用的高斯-拉普拉斯算子，运用高斯函数对 光斑图像进行平滑处理，以抑制随机噪声，同时利用拉普拉斯算子根据图像的二阶微分过 零点来判断光斑边缘像素点是否处于图像的明区或暗区。
[0013] 进一步，所述步骤5中圆盘形结构元素半径为6。
[0014] 进一步，所述步骤6中运用空间矩进行椭圆拟合的方法如下：
[0015] 拟合椭圆的中心（r。，c。)、长轴长度LMajOT与短轴长度LM_和方向角α，光心区域 的面积即该区域像素个数记为Α，每个像素的坐标为（r，c)，长轴方向角为α，光心区域的 二阶行距、混合矩与列矩分别为μ"、μμ关系如下：
[0016]
[0017]
[0018] 其中，令LMED满足：
[0019]
[0020] 那么拟合椭圆的两轴长度可表示为：
[0021]
[0022]
[0023] 拟合椭圆的方向角α则需分两种情况考虑：
[0024] 1、当yrr-ycc〈0 时
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] FPC补强片贴片质量视觉检测系统，包括控制柜、控制柜上设有显示屏、图像采集 装置、精密十字工作台，十字工作台上设有托盘，用以装夹FPC软板，其中：
[0029] 图像采集装置包括相机、镜头、弧形机架和激光发射器，镜头安装在相机上，镜头 和激光发射器沿弧形机架的法线方向布置对准托盘，相机和激光发射器能够沿弧形机架上 的轨道移动，通过手动调节相机、镜头和激光发射器三者在弧形机架上的位置以满足透镜 成像和Scheimpflug条件的检测要求。
[0030] 本发明的有益效果是检测效率高，精度高。
【附图说明】
[0031] 图1为【具体实施方式】中检测系统整体结构示意图；
[0032] 图2为【具体实施方式】中图像采集装置结构示意图；
[0033] 图3为软件工作流程示意图；
[0034]图4为系统采集到的原始激光光斑示意图；
[0035] 图5为预处理后的激光光斑示意图；
[0036] 图6为R0I子图像极限式阈值分割不意图；
[0037] 图7为R0I子图像形态学闭运算示意图；
[0038] 图8为激光光斑光心区域椭圆拟合不意图；
[0039] 图9为补强片贴片质量检测硬件子系统光路设计示意图。
[0040] 图中：1.控制柜，2.显示屏，3.图像采集装置，4.精密十字工作台，5.托盘，6.相 机，7.镜头，8.弧形机架，9.激光发射器。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0042] 本发明FPC补强片贴片质量视觉检测系统如图1和图2所示，包括控制柜1、控制 柜1上设有显示屏2、图像采集装置3、精密十字工作台4,十字工作台4上设有托盘5,用以 装夹FPC软板，其中：
[0043]图像采集装置3包括相机6、镜头7、弧形机架8和激光发射器9,镜头7安装在相 机6上，镜头7和激光发射器9沿弧形机架8的法线方向布置对准托盘5,相机6和激光发 射器9能够沿弧形机架8上的轨道移动，通过手动调节相机6、镜头7和激光发射器9三者 在弧形机架8上的位置以满足透镜成像和Scheimpflug条件的检测要求；
[0044] 本发明的检测步骤如图3所示：
[0045] 步骤1，FPC软板装在托盘5上，用激光发射器9进行照射，采集激光光斑原始图 像；图4为系统采集到的原始激光光斑示意图；
[0046] 步骤2,预处理激光光斑原始图像以消除图像中无关的信息，改善图像质量，提高 图像分割、匹配和识别的可靠性；
[0047]采用的高斯-拉普拉斯算子（LaplacianofGaussian，LOG)，运用高斯函数对光 斑图像进行平滑处理，以抑制随机噪声；同时利用拉普拉斯算子根据图像的二阶微分过零 点来判断光斑边缘像素点是否处于图像的明区或暗区；处于明区的的图像即为光斑原始图 像，而暗区的图像即为背景，处于明暗交接的区域即为光斑图像边缘，得到预处理后的光斑 图像。
[0048] 由于光斑的光心区域R均由灰度值为255的像素点组成，而其边缘像素点的灰度 值均小于255,故拉普拉斯算子能够初步分离光心区域和散射光区域，并消除CCD暗噪声。 图5为预处理后的激光光斑图。
[0049] 步骤3,从预处理后的激光光斑图中设定矩形R0I感兴趣区域（regionof interest)，使该区域尽可能多的包含散射光斑并减少背景图像的干扰，并提取R0I子图 像，避免对整幅图像中非检测目标区域的无用搜索和干扰，从而可提高图像检测效率与运 算精度。
[0050] 步骤4,基于R0I子图像进行极限阈值分割，以分离R0I子图像中的光斑光心区域 和散射光区域；
[0051] 见图5,预处理后的光斑图像中区域R的像素点灰度值转变成0,而散射光区域的 像素点灰度值均大于〇。光心区域R的像素点灰度值为〇,其余区域的像素点灰度值均大于 0,没有交叉和重叠，极限式阈值分割需选定一个趋近0极限值T作为阈值，大于此极限值的 像素点灰度值变为0,小于此极限值的像素点灰度值置1，对光斑图像进行阈值分割。极限 式阈值分割能有效地保留光心区域R，并消减散射光区域。见图6,光斑图像二值化处理后， 散布在主区域R外的亮点都变成了值为1的像素点，均可视其为"噪声"。
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