CN116124837A - 一种pcb外观检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCB外观检测方法，包括如下步骤：步骤100、获取被测PCB可见光图像，并对照被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异；步骤200、获取被测PCB红外热图像，并对照被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异；步骤300、所述步骤100的差异和步骤200的差异均在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。本发明通过对照正常的良品或是理论值与异常品的红外热图像差异，可以获得通孔和盲孔故障点的信息。本发明并公开了一种PCB外观检测装置。

Description

一种PCB外观检测方法及装置
技术领域
本发明提供一种PCB检测方法，尤其涉及一种同时比较PCB可见光图像和PCB红外热图像差异对PCB外观进行检测的方法和装置。
背景技术
PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，又称印刷PCB。PCB由绝缘层、连接导线组成。
物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm 到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的可见光介于0.4μm到0.75μm。
PCB裸板加工完成后，需进行外观检测，现在的方法是，通过对照被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异进行判断。
然而，随着PCB层数越来越多和布线密度越来越高，PCB上的通孔和盲孔越来越小，由于通孔和盲孔存在中空结构，拍摄PCB可见图像时，通孔和盲孔会存在阴影区，导致部分不合格产品通过检测。
现有技术中，也有通过检测PCB组件（简称PCBA）上元器件红外热像图来检测PCB故障的方法，但只限于通过检测通电的PCB板上的元器件是否工作来推断PCB是否有虚焊等，对于不通电的PCB裸板不适用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，并提供一种PCB外观检测方法，用于解决现有的可见光图像检测法对PCB裸板上的通孔和盲孔检测效果不佳的问题。
本发明第一个目的是提供一种PCB外观检测方法：
一种PCB外观检测方法，包括如下步骤：
步骤100、获取被测PCB可见光图像，并对照被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异；
步骤200、获取被测PCB红外热图像，并对照被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异；
步骤300、所述步骤100的差异和步骤200的差异均在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
可选的，上述获取被测PCB红外热图像是在正面红外光源照射下，或背面红外光源照射下或正面和背面红外光源的同时照射下取得。
可选的，上述被测PCB可见光图像和被测PCB红外热图像由宽光谱照相机一次拍摄获取。
可选的，上述步骤100的差异和步骤200的判断方式为：
比较被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异；
及比较被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异；
若上述差异均在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
可选的，上述步骤100的差异和步骤200差异比较方式为：
上述差异为被测PCB复合图像和标准PCB复合图像的比较得出；
上述被测PCB复合图像为被测PCB可见光图像和被测PCB红外热图像的合并图像；
上述标准PCB复合图像为标准PCB可见光图像和标准PCB红外热图像合并图像；
若上述被测PCB复合图像和标准PCB复合图像在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
本发明第二个目的是提供一种PCB外观检测装置：
一种PCB外观检测装置，包括可见光图像获取单元、红外热图像获取单元和检测比较单元。
上述可见光图像拍摄单元，用于获取被测PCB可见光图像；
上述红外热图像获取单元，用于获取被测PCB红外热图像；
上述检测比较单元，用于比较被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异，和比较被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异，或比较被测PCB复合图像和标准PCB复合图像的差异；
上述检测比较单元分别与所述可见光图像拍摄单元、所述红外热图像获取单元电连接。
可选的，还包括可见光光源和红外光光源。
上述可见光光源用于所述可见光图像拍摄单元获取被测PCB可见光图像时提供照明；
上述红外光光源用于所述红外热图像获取单元获取被测PCB红外热图像时提供红外照射光源。
可选的，上述可见光光源和红外光光源为同一光源发出。
或上述可见光光源和红外光光源为同一模块的不同光源发出。
可选的，上述红外光光源为单独光源，且位于红外热图像获取单元相对被测PCB的另一面。
本发明的有益效果是：
由于PCB通孔和盲孔呈中空结构，通孔和盲孔中心与边缘、通孔和盲孔与线路板的其他部分在吸热系统、导热系数上必然存在差异。
本发明通过对照正常的良品或是理论值与异常品的红外热图像差异，可以获得通孔和盲孔故障点的信息，弥补了可见光图像外观对PCB通孔和盲孔检测存在阴影区的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的PCB外观检测方法一个实施例流程图；
图2是本发明的PCB外观检测方法另一实施例的示意图；
图3是本发明的PCB外观检测装置的结构框图；
图4是本发明的PCB外观检测装置另一实施例的结构框图；
图5是本发明的PCB外观检测装置可见光光源与红外光光源位置关系示意图；
图6是本发明的PCB外观检测装置红外光光源位置关系示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。以下实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
实施例1
请参阅附图1所示的PCB外观检测方法实施例的流程图，本发明提供一种PCB快速检测方法，包括如下步骤：
步骤100、获取被测PCB可见光图像，并对照被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异；
步骤200、获取被测PCB红外热图像，并对照被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异；
步骤300、所述步骤100的差异和步骤200的差异均在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
上述的标准PCB可见光图像是指合格PCB产品在标准检测条件下的可见光图像，或合格PCB产品在标准检测条件下的理论值。
上述的标准PCB红外热图像是指合格PCB产品在标准检测条件下的可见光图像，或合格PCB产品在标准检测条件下的理论值。
可知的，被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像需在同一照明条件下进行检测，拍摄时，提供统一、标准照明条件是必要的，可用标准功率、标准色温的摄影灯辅助照明来实现。
同理，被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像需在同一条件下进行检测，由于摄影灯也是一个红外热源，使用同一台设备拍摄PCB可见光图像时，摄影灯也为PCB提供了额外的红外照射热源。
获取PCB可见光图像和PCB红外热图像方法，可以通过可见光相机和红外相机分别获取；
可选的，PCB可见光图像和PCB红外热图像也可以通过一台宽光谱相机获取，此时获取的是PCB可见光图像和PCB红外热图像的复合图像。
被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异比较，被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异比较，运用现有图像差异分析方法比较，如直方图方法、感知哈希算法等。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明提供另一种PCB快速检测方法，本实施例要求获取被测PCB红外热图像是在正面红外光源照射下取得。
上述的正面红外光源是指红外光源与红外相机位于PCB的同一侧。
通过辅助红外热源照射，可获取对比度更高的被测PCB红外热图像，提高检测的准确率。
实施例3
在实施例1基础上，本发明提供另一种PCB快速检测方法，本实施例要求获取被测PCB红外热图像是在背面红外光源照射下，或正面和背面红外光源的同时照射下取得。
上述的背面红外光源是指红外光源与红外相机分别位于PCB的不同侧。
对于PCB通孔而言，由于红外光可穿过中间孔，通孔会显示强热源，线路板的其他部位，由于对红外光源的树脂和金属线路等穿透率不同，也可以获得对比度高的PCB红外热图像。
实施例4
如图2，在实施例1或实施例2或实施例3的基础上，本发明提供另一种PCB快速检测方法，具体为，被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异，及对照被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异，是由被测PCB复合图像和标准PCB复合图像的比较得出；
若上述被测PCB复合图像和标准PCB复合图像在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
上述被测PCB复合图像为被测PCB可见光图像和被测PCB红外热图像的合并图像；上述标准PCB复合图像为标准PCB可见光图像和标准PCB红外热图像合并图像。
上述的被测复合图像可以用分别拍摄的可见光图像与红外热图像合并取得，也可以用一台宽光谱相机直接获取。
实施例5
如图3，本实施例提供一种PCB外观检测装置，包括可见光图像获取单元11、红外热图像获取单元12和检测比较单元10。
上述可见光图像拍摄单元11，用于获取被测PCB可见光图像；
上述红外热图像获取单元11，用于获取被测PCB红外热图像；
上述检测比较单元10，用于比较被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异，和比较被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异，或比较被测PCB复合图像和标准PCB复合图像的差异；
上述检测比较单元10分别与上述可见光图像拍摄单元11、上述红外热图像获取单元12电连接。
本装置可实现同时获取被测PCB可见光图像和被测PCB红外热图像，并进行图像差异发现被测PCB的故障点。
实施例6
在实施例5的基础上，本实施例提供一种PCB外观检测装置，在本实施例中，可见光图像拍摄单元11与红外热图像获取单元12为同一单元（未图示），这个单元可以同时拍摄可见光图像拍摄单元与红外热图像，如宽光谱相机。
实施例7
如图4，在实施例5的基础上，本实施例提供一种PCB外观检测装置，还包括设置在与可见光图像拍摄单元11和红外热图像获取单元12同一侧的可见光光源13和红外光光源14。
上述的同一侧是指相对PCB的位置；
可见光光源和红外光光源可以合并为一个实体光源（未图示），该实体光源可以同时发出可见光和红外光。
实施例8
如图5，在实施例5的基础上，本实施例提供一种PCB外观检测装置，还包括设置在与可见光图像拍摄单元11和红外热图像获取单元12不同侧的红外光光源14。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种PCB外观检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、获取被测PCB可见光图像，并对照被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异；
步骤200、获取被测PCB红外热图像，并对照被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异；
步骤300、所述步骤100的差异和步骤200的差异均在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
2.基于权利要求1所述的PCB外观检测方法，其特征在于，所述获取被测PCB红外热图像是在正面红外光源照射下，或背面红外光源照射下或正面和背面红外光源的同时照射下取得。
3.基于权利要求1所述的PCB外观检测方法，其特征在于，所述被测PCB可见光图像和被测PCB红外热图像由宽光谱照相机一次拍摄获取。
4.基于权利要求1所述的PCB外观检测方法，其特征在于，所述步骤100的差异和步骤200的判断方式为：
比较被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异；
及比较被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异；
若上述差异均在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
5.基于权利要求1所述的PCB外观检测方法，其特征在于，所述步骤100的差异和步骤200差异比较方式为：
所述差异为被测PCB复合图像和标准PCB复合图像的比较得出；
所述被测PCB复合图像为被测PCB可见光图像和被测PCB红外热图像的合并图像；
所述标准PCB复合图像为标准PCB可见光图像和标准PCB红外热图像合并图像；
若上述被测PCB复合图像和标准PCB复合图像在设定值之内，则PCB外观检测合格，否则不合格。
6.一种PCB外观检测装置，其特征在于，包括可见光图像获取单元、红外热图像获取单元和检测比较单元；
所述可见光图像拍摄单元，用于获取被测PCB可见光图像；
所述红外热图像获取单元，用于获取被测PCB红外热图像；
所述检测比较单元，用于比较被测PCB可见光图像与标准PCB可见光图像的差异，和比较被测PCB红外热图像与标准PCB红外热图像的差异，或比较被测PCB复合图像和标准PCB复合图像的差异；
所述检测比较单元分别与所述可见光图像拍摄单元、所述红外热图像获取单元电连接。
7.基于权利要求6所述的PCB外观检测装置，其特征在于，还包括可见光光源和红外光光源；
所述可见光光源用于所述可见光图像拍摄单元获取被测PCB可见光图像时提供照明；
所述红外光光源用于所述红外热图像获取单元获取被测PCB红外热图像时提供红外照射光源。
8.基于权利要求7所述的PCB外观检测装置，其特征在于，所述可见光光源和红外光光源为同一光源发出。
9.基于权利要求8所述的PCB外观检测装置，其特征在于，所述可见光光源和红外光光源为同一模块的不同光源发出。
10.基于权利要求6所述的PCB外观检测装置，其特征在于，所述红外光光源为单独光源，且位于红外热图像获取单元相对被测PCB的另一面。
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