用于自动X射线检查的系统和方法与流程

本发明涉及用于自动x射线检查的系统和方法。

背景技术：

1、电子生产易于沿生产过程出现许多可能的缺陷。因此，表面安装的电子设备(smd)的制造过程包括用于缺陷检测的视觉质量检查过程。某些错误模式(如焊料空隙和枕内焊头缺陷)的检测需要透视检查。这些高端检查机器，如x射线检查机，依靠由机器的专家用户手动编程的静态检查例程来验证质量。基于焊接指南利用领域专家的隐性知识允许对质量进行评估。对个人资格的不同依赖性显著地影响内置计算机视觉例程的错误调用率。

2、根据现有技术，通过利用基于灰度图像的x射线检查来执行覆盖焊点的质量评估。图像的某些区域的强度根据被照射的材料而变化。这导致金属材料堆积的图像区域变暗。基于这些强度差异来执行对预定图像区域的自动评估。如果该区域内的特定数量的像素超过设定阈值，则该区域被标记为不足。必须执行来自操作员的确认。手动创建并调整这些特定于产品的测试例程。在商用机器中使用的当前分析方法是基于确定性的、基于规则的系统。在工业应用中，在不同的x射线技术之间进行区分。部件的垂直射线照相被称为2d x射线。x射线是具有相对短的处理时间的成本有效的解决方案。由于当辐射通过物质时，根据辐射穿透的材料和体积，能够通过数字传感器(例如，由omron提供的平板检测器)产生灰度图像(0-255)。通过集成图像识别或手动视觉检查，能够识别灰度值分布内的偏差。

3、由于较高的封装密度或双面组装，需要更复杂的系统来确保足够的成像。pcb的不利纵横比需要单独的3d过程。在一定程度上，能够通过在x射线源与检测器之间移动部件并经由切片图像重建准3d图像(被称为2.5d检查)来减小阴影效应。为了进一步减少阴影，在x射线分层摄影法中，x射线单元和检测器围绕共面轨迹上的部件以一定角度移动，其中，旋转轴倾斜于射束方向。通过多个图像采集和重建算法(例如断层合成)，形成3d图像。由于特定的设置以及系统与部件之间的小距离，高放大率是可行的。

4、为了设置检查例程，需要手动操作。它能够划分为两个操作：

5、·待检查的目标区域的定义

6、·目标区域内的测试程序的定义。

7、为了定义目标区域，软件的操作员基于由机器拍摄的产品的样本图像来手动选择区域。这些区域是在由内置算法预先选择的2d图像上进行选择。所选择的目标区域是后续测试例程的参考，并且位置是参考位于电路板的外角上的参考标记(也被称为基准点)来进行定义。现有技术的解决方案需要大量的手动操作和专项技术。对于检查，仅检查灰度图像的一层，因此信息丢失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于改进pcb组件的检查，特别是减少在检查pcb组件期间的假正例的数量。

2、根据第一方面，该目的通过一种在印刷电路板(pcb)组件的生产期间进行自动x射线检查(axi)的计算机实施的方法来实现。该方法包括捕获pcb组件的x射线图像的步骤。该方法进一步包括基于捕获的x射线图像的图像处理来确定第一错误指示符的步骤。该方法还包括在第一错误指示符指示pcb组件有缺陷的情况下，使用经训练的自适应算法基于捕获的x射线图像来确定第二错误指示符的步骤。该方法还包括输出第二错误指示符作为检查的结果的步骤。

3、根据第二方面，该目的通过一种包括程序代码的计算机程序来实现，该程序代码在被执行时执行根据第一方面的方法步骤。

4、根据第三方面，该目的通过一种可操作以执行根据第一方面的方法步骤的检查装置来实现。

5、根据第四方面，该目的通过一种标记x射线图像并训练自适应算法的计算机实施的方法来实现。该方法包括以下步骤：获得多个x射线图像、多个第一错误指示符和分配给第一错误指示符的多个标签；在没有对应的标签被分配给第一错误指示符的情况下，确定第一错误指示符的假正例；以及基于与被确定为假正例的第一错误指示符相对应的x射线图像来训练自适应算法。

6、本公开的这些目的和其它目的、特征和优点将在阅读以下结合附图简要描述的具体实施方式后变得显而易见。

技术特征：

1.一种在印刷电路板pcb组件(1)的生产期间进行自动x射线检查axi(10)的计算机实施的方法，所述方法包括：

2.根据前述权利要求所述的方法，包括：

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

11.一种包括程序代码的计算机程序，所述程序代码在被执行时进行根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤。

12.一种检查系统(10)，能操作所述检查系统以执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。

13.一种标记x射线图像(2)并训练自适应算法(ml)的计算机实施的方法，所述方法包括步骤：

技术总结
本发明涉及用于自动X射线检查的系统和方法。本发明提供了一种在印刷电路板(PCB)组件(1)的生产期间进行自动X射线检查(AXI)(10)的计算机实施的方法，该方法包括：捕获(S1)PCB组件(1)的X射线图像(2)；基于捕获的X射线图像的图像处理来确定(S2)第一错误指示符(I1)；在第一错误指示符(I1)指示PCB组件(1)有缺陷的情况下，使用经训练的自适应算法(ML)基于捕获的X射线图像(2)来确定(S3)第二错误指示符(I2)；以及输出(S4)第二错误指示符(I2)作为检查(10)的结果。

技术研发人员：约亨·布尼希,康斯坦丁·施密特
受保护的技术使用者：西门子股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13