RU2522870C1 - Method for range verification of printed-circuit boards - Google Patents
Method for range verification of printed-circuit boards Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522870C1 RU2522870C1 RU2013131692/08A RU2013131692A RU2522870C1 RU 2522870 C1 RU2522870 C1 RU 2522870C1 RU 2013131692/08 A RU2013131692/08 A RU 2013131692/08A RU 2013131692 A RU2013131692 A RU 2013131692A RU 2522870 C1 RU2522870 C1 RU 2522870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- defects
- compressed
- defocused
- sections
- Prior art date
Links
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах с техническим зрением при контроле печатных плат.The invention relates to automation and computer technology and can be used in systems with technical vision in the control of printed circuit boards.
Известны способы контроля печатных плат, основанные на сравнении с эталонами (Automatic PCI Inspection Algoritms. / M.Moganti, F.Ercal, C.Dagli [etc.] // A Survey, Computer Vision and Image Understanding. - 1996. - №63. - P.287-313; Automatic Visual Inspection of Printed Circuit Boards: An Experimental System. / B.Benhabib, C.R.Charette, K.C.Smith, A.M.Yip. // International Journal of Robotic and Automation. - 1990. - №5 (2).Known methods of control of printed circuit boards based on comparison with standards (Automatic PCI Inspection Algoritms. / M. Moganti, F. Ercal, C. Dagli [etc.] // A Survey, Computer Vision and Image Understanding. - 1996. - No. 63 .- P.287-313; Automatic Visual Inspection of Printed Circuit Boards: An Experimental System. / B. Benhabib, CRCharette, KCSmith, AMYip. // International Journal of Robotic and Automation. - 1990. - No. 5 ( 2).
Несмотря на кажущуюся простоту, способы чувствительны к качеству юстировки изображения и эталона в частности к взаимному повороту, параллельному смещению и к незначительному изменению масштаба и не позволяют дифференцированно определять фактические и ложные заужения.Despite the apparent simplicity, the methods are sensitive to the quality of alignment of the image and the standard, in particular to mutual rotation, parallel displacement, and to insignificant zooming and do not allow to differentiate the actual and false narrowings.
Известны способы контроля печатных плат, основанные на использовании структурно-лингвистических методов распознавания изображений (А.Л.Држевецкий, В.Н.Контишев «Методы и средства контроля топологических характеристик множества объектов в системах с техническим зрением». - Приборы и системы управления. 1993. №3), позволяющие производить контроль допустимых значений ширины проводников и допустимых расстояний между проводниками независимо от их ориентации. Недостатками этих способов являются: снижение точности определения заужений проводников при наличии раковин, расположенных на периферии печатных проводников, и невозможность классифицировать причины заужений.Known methods for monitoring printed circuit boards based on the use of structural-linguistic methods of image recognition (A. L. Drzhevetsky, V. N. Kontishev “Methods and means of monitoring the topological characteristics of many objects in systems with technical vision.” - Devices and control systems. 1993 . No. 3), allowing to control the acceptable values of the width of the conductors and the permissible distances between the conductors, regardless of their orientation. The disadvantages of these methods are: reduced accuracy in determining the narrowing of conductors in the presence of shells located on the periphery of the printed conductors, and the inability to classify the causes of narrowing.
Наиболее близким к предлагаемому является способ оптического допускового контроля (А.Л.Држевецкий, А.В.Григорьев. «Автоматизированная система оптического допускового контроля печатных плат и фотошаблонов». -Метрология, ежемесячное приложение к научно-техническиму журналу «Измерительная техника». 1995. №4), позволяющий контролировать практически весь широкий класс дефектов печатных плат с указанием их местоположения и количественных характеристик, в том числе и недопустимых заужений печатных проводников, для выявления которых используются сложные алгоритмы, снижающие производительность контроля и не исключающие селекцию ложных дефектов, обусловленных наличием раковин, находящихся на периферии печатных проводников, а также сложность однозначного указания причины заужения, которые могут быть вызваны естественным уменьшением поперечного сечения проводников за счет влияния раковин в теле проводника, что является важной характеристикой дефектов, упрощающей анализ технологического процесса и выбор направления его коррекции.Closest to the proposed one is a method of optical tolerance control (A.L.Drzhevetsky, A.V. Grigoriev. "Automated system of optical tolerance control of printed circuit boards and photo masks." -Metrology, monthly supplement to the scientific and technical journal "Measuring equipment". 1995 No. 4), which makes it possible to control almost the entire wide class of defects in printed circuit boards with an indication of their location and quantitative characteristics, including unacceptable narrowing of printed conductors, for the detection of which using complex algorithms are introduced that reduce the control performance and do not exclude the selection of false defects caused by the presence of shells located on the periphery of the printed conductors, as well as the difficulty of unambiguously specifying the causes of narrowing, which can be caused by a natural decrease in the cross section of the conductors due to the influence of shells in the conductor body, which is an important characteristic of defects, simplifying the analysis of the technological process and the choice of direction of its correction.
Техническим результатом предлагаемого способа допускового контроля печатных плат является повышение производительности контроля за счет исключения процедуры определения связности каждого дефектного участка и расширение функциональных возможностей за счет определения количества раковин печатных проводников, приводящих к недопустимым заужениям.The technical result of the proposed method of tolerance control of printed circuit boards is to increase the control performance by eliminating the procedure for determining the connectivity of each defective area and expanding functionality by determining the number of shells of printed conductors, leading to unacceptable narrowing.
Предлагаемый способ допускового контроля печатных плат основывается на том, что производят выделение участков проводников печатных плат, поперечное сечение которых превышает допустимое значение. При этом анализируют область вне проводников, в которой могут существовать области дефектов, поперечное сечение которых не превышает допустимого значения, и область дефектов типа наплывов или сколов, которые тесно граничат с основным телом проводника, искажая его границы. Кроме того, в теле проводника существуют раковины, которые в основном концентрируются в периферийной части проводника, уменьшают его поперечное сечение и образуют двухсвязные дефекты, которые являются необходимыми, но не достаточными условиями заужений. Заужение проводника при отсутствии раковин также образует двухсвязный дефект, и наличие такого дефекта является необходимым и достаточным признаком заужения.The proposed method of tolerance control of printed circuit boards is based on the fact that sections of the conductors of printed circuit boards are made that have a cross section that exceeds the permissible value. In this case, the region outside the conductors is analyzed, in which there may exist regions of defects whose cross section does not exceed the allowable value, and the region of defects such as sagging or chips that closely border the main body of the conductor, distorting its boundaries. In addition, in the body of the conductor there are shells that are mainly concentrated in the peripheral part of the conductor, reduce its cross section and form doubly connected defects, which are necessary but not sufficient conditions for narrowing. The narrowing of the conductor in the absence of shells also forms a doubly connected defect, and the presence of such a defect is a necessary and sufficient sign of narrowing.
Для правильной диагностики заужений важно определить природу образования двухсвязных дефектов, а именно выяснить: они вызваны физическим заужением проводника или раковинами внутри проводника. Это важно для осуществления более тонкой селекции дефектов. Поставленную задачу решают путем формирования одного единственного числа, которое является эталонным и отражает отсутствие заужений в проводниках печатных плат в поле зрения, а сравнение реального числа для конкретной печатной платы с эталонным дает информацию о заужениях и о природе этих заужений. Эталонное число формируют в несколько этапов.For the correct diagnosis of narrowing, it is important to determine the nature of the formation of doubly connected defects, namely, to find out: they are caused by physical narrowing of the conductor or by shells inside the conductor. This is important for finer selection of defects. The problem is solved by forming one singular, which is a reference and reflects the absence of narrowing in the conductors of printed circuit boards in the field of view, and a comparison of the real number for a specific printed circuit board with a reference gives information about narrowing and the nature of these narrowing. The reference number is formed in several stages.
На первом этапе исключают раковины в изображениях проводников и подсчитывают число металлизированных участков, общее число дефектных участков, которое равно сумме одиночных и примыкающих дефектов. Эталонное число, которое характеризует проводники без заужений, составляет разницу между общим числом металлизированных участков и числом одиночных дефектов. Подсчитывают число изображений, поперечное сечение которых превышает допустимое значение, и сравнивают с эталонным числом. Если число изображений, поперечное сечение которых превышает допустимое значение, превышает эталонное число, то делают вывод, что в поле зрения существуют проводники с заужениями, и такую плату отбраковывают. Если число изображений, поперечное сечение которых превышает допустимое значение, равно эталонному числу, то делают вывод, что в поле зрения двухсвязные дефекты либо отсутствуют, либо находятся на периферии проводников и не приводят к заужениям.At the first stage, sinks are excluded in the images of conductors and the number of metallized areas, the total number of defective areas, which is equal to the sum of single and adjacent defects, are calculated. The reference number, which characterizes the conductors without narrowing, is the difference between the total number of metallized sections and the number of single defects. Count the number of images whose cross section exceeds the permissible value, and compare with the reference number. If the number of images, the cross-section of which exceeds the permissible value, exceeds the reference number, then we conclude that there are narrowed conductors in the field of view, and such a board is rejected. If the number of images whose cross section exceeds the permissible value is equal to the reference number, then we conclude that in the field of view biconnected defects are either absent or located on the periphery of the conductors and do not lead to narrowing.
Повышение точности и производительности допускового контроля печатных плат при селекции дефектов достигается за счет того, что оценка заужений проводников производится без конкретного рассмотрения параметров каждого дефекта, а производится интегрально для всего поля изображения, которое включает сами проводники, дефекты вне проводников и раковины внутри тела проводника. Такой подход не требует использования сложной и детальной обработки изображений, что естественно увеличивает производительность способа и позволяет, в то же время, дифференцированно выделить заужения, обусловленные физическим изменением ширины проводников, которые менее допустимой величины, и сразу сделать заключение о браке без дальнейшего длительного исследования, а также исключить ложные заужения, которые проявляются в виде двухсвязных дефектов, но находятся на периферийных участках проводника, что повышает точность допускового контроля без дополнительных затрат времени и использования сложных вычислительных процедур. Предлагаемый способ позволяет довольно просто сформировать эталонное число, сравнение с которым дает ответ на вопрос о природе заужений, и исключить ложные заужения. Способ может использоваться как автономно, так и входить в состав других, улучшая их характеристики.Improving the accuracy and performance of the tolerance control of printed circuit boards during selection of defects is achieved due to the fact that the narrowing of conductors is evaluated without a specific consideration of the parameters of each defect, and is performed integrally for the entire image field, which includes the conductors themselves, defects outside the conductors and the shell inside the conductor body. This approach does not require the use of complex and detailed image processing, which naturally increases the productivity of the method and allows, at the same time, differentially distinguish narrowing caused by a physical change in the width of the conductors, which are less than the permissible value, and immediately draw a conclusion about marriage without further lengthy research. and also to eliminate false narrowing, which are manifested in the form of doubly connected defects, but are located on the peripheral sections of the conductor, which increases the accuracy of the tolerance control without additional time and the use of complex computational procedures. The proposed method makes it quite simple to form a reference number, a comparison with which gives an answer to the question about the nature of narrowing, and to eliminate false narrowing. The method can be used both independently and as part of others, improving their characteristics.
Предлагаемый способ допускового контроля печатных плат ориентирован на применение считывающих устройств телевизионного типа, преобразующих изображение участка печатной платы в видеосигнал, который после квантования его на два уровня образует отсчеты бинарного изображения участка печатной платы, соответствующие матрице исходного изображения, в которой уровень «1» соответствует участкам металлизации, а «0» - участкам диэлектрика. В результате образуется дополнительная матрица, получения из матрицы исходного изображения путем операций сжатия и расфокусировки.The proposed method of tolerance control of printed circuit boards is focused on the use of television-type readers that convert the image of a section of a printed circuit board into a video signal, which, after quantizing it into two levels, forms samples of a binary image of a section of a printed circuit board corresponding to the matrix of the original image in which the level “1” corresponds to the sections metallization, and "0" - the dielectric. As a result, an additional matrix is formed, obtaining the original image from the matrix by the operations of compression and defocusing.
Принципы выполнения операций сжатия и расфокусировки и реализация цифровых фильтров изложены в статье (А.Л.Држевецкий «Методы построения нелинейных пространственных фильтров с управляемыми характеристиками». -Пенза, 1991 г.). Первое число, которое позже будет сравниваться с эталонным, получается в результате подсчета числа сжатых и расфокусированных связных участков матрицы исходного изображения. Принцип подсчета числа изображений и устройства, которые наиболее близки для излагаемого способа, приведены в (А.С. 1383413 СССР, G06К 9/00. Устройство для подсчета количества изображений объектов и в А.С. 1640720 СССР, G06К 9/00. Устройство для подсчета изображений объектов). Путем логического вычитания отсчетов дополнительной матрицы из матрицы исходного изображения получают матрицу дефектов, на основании которой выделяют связные участки изображения, соответствующие дефектам, и дефектные участки, примыкающие к сжатым и расфокусированным областям. Одновременно со считыванием матрицы исходного изображения выделяют раковины в проводниках и маркируют, то есть каждой раковине присваивают порядковый номер и устанавливают связь с маркированным проводником. Для каждой раковины подсчитывают площадь, периметр и координаты центра тяжести. Способ и устройство для определения координат центров тяжести изображений множества объектов, которые максимально адаптированы для использования в данном изобретении, рассмотрены в (Патент Российской Федерации RU №2032218 С1, кл. G06К 9/00 от 27.03.95 Бюл. №9).The principles of performing compression and defocus operations and the implementation of digital filters are described in the article (A. L. Drzhevetsky “Methods for constructing non-linear spatial filters with controlled characteristics.” - Penza, 1991). The first number, which will later be compared with the reference, is obtained by counting the number of compressed and defocused connected portions of the matrix of the original image. The principle of counting the number of images and devices that are closest to the method described is given in (AS 1383413 USSR, G06K 9/00. A device for counting the number of images of objects in AS 1640720 USSR, G06K 9/00. Device to count images of objects). By logically subtracting the readings of the additional matrix from the matrix of the original image, a defect matrix is obtained, based on which the connected image areas corresponding to the defects and the defective areas adjacent to the compressed and defocused areas are extracted. Simultaneously with reading the matrix of the initial image, shells are isolated in the conductors and marked, that is, each shell is assigned a serial number and a connection is established with the marked conductor. For each shell, the area, perimeter and coordinates of the center of gravity are calculated. A method and apparatus for determining the coordinates of the centers of gravity of images of many objects that are maximally adapted for use in this invention are discussed in (Patent of the Russian Federation RU No. 2032218 C1, CL G06K 9/00 dated 03/27/95 Bull. No. 9).
Следующая важная операция, которую необходимо выполнить прежде, чем сформируется эталонное число, - это коррекция матрицы исходного изображения, цель которой присвоить выбранным раковинам признак проводника (то есть уровень «1»). Так как все раковины промаркированы и существует библиотека раковин, то из всех отверстий выбираются только те, которые исключаются из объекта. Это означает, что раковинам с соответствующими номерами, которые необходимо исключить, присваивается уровень «1», соответствующий уровню проводника. Технически эту операцию реализуют во время считывания второго кадра. Для этого вводят оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), адресное пространство которого соответствует номерам раковин, а по соответствующим номерам записывают «1». Запись в ОЗУ производят перед считыванием второго кадра, и после записи адресное пространство ОЗУ подключаются к узлам маркировки раковин, определяющих номера раковин. Во время считывания второго кадра в матрицу исходного изображения подмешивают элементы с уровнем «1» с выхода ОЗУ. При считывании второго кадра матрицу исходного изображения заменяют скорректированной и все операции выполняют со скорректированной матрицей. Во время считывания второго кадра исключают из матрицы исходного изображения все раковины.The next important operation that must be performed before the reference number is formed is the correction of the matrix of the original image, the purpose of which is to assign the conductor sign to the selected shells (that is, level “1”). Since all sinks are marked and there is a library of sinks, only those that are excluded from the object are selected from all openings. This means that sinks with the corresponding numbers to be excluded are assigned a level of “1” corresponding to the level of the conductor. Technically, this operation is implemented during the reading of the second frame. For this, a random access memory (RAM) is introduced, the address space of which corresponds to the numbers of the sinks, and write “1” according to the corresponding numbers. Writing to RAM is done before reading the second frame, and after writing, the RAM address space is connected to the shell marking nodes that determine the shell numbers. During the reading of the second frame, elements with a level of “1” from the RAM output are mixed into the matrix of the original image. When reading the second frame, the matrix of the original image is replaced with the adjusted one and all operations are performed with the adjusted matrix. During reading of the second frame, all shells are excluded from the matrix of the original image.
В результате производится подсчет числа сжатых и расфокусированных участков скорректированной матрицы, а также общее число дефектов, число примыканий к сжатым и расфокусированным областям в корректированной матрице, а также число связных участков скорректированной матрицы, которые соответствуют числу участков металлизации. На основе данных чисел формируется эталонное число, как разность между числом связных участков в корректированной матрице и числом несвязных дефектов, которая, в свою очередь, определяется, как разность между общим числом дефектов и числом примыканий к сжатым и расфокусированным областям. На основе сравнения эталонного числа с числом сжатых и расфокусированных участков скорректированной матрицы или с числом сжатых и расфокусированных участков матрицы исходного изображения делают выводы о наличии или отсутствии заужений, вызванных естественным заужением проводников или раковинами в теле проводников.As a result, the number of compressed and defocused areas of the adjusted matrix is calculated, as well as the total number of defects, the number of adjacencies to the compressed and defocused areas in the adjusted matrix, as well as the number of connected sections of the adjusted matrix, which correspond to the number of metallization sections. Based on these numbers, a reference number is formed, as the difference between the number of connected sections in the adjusted matrix and the number of disconnected defects, which, in turn, is determined as the difference between the total number of defects and the number of adjoining to the compressed and defocused areas. Based on a comparison of the reference number with the number of compressed and defocused sections of the adjusted matrix or with the number of compressed and defocused sections of the matrix of the original image, conclusions are made about the presence or absence of narrowing caused by the natural narrowing of conductors or shells in the body of the conductors.
Естественное заужение имеет место, если число сжатых и расфокусированных участков скорректированной матрицы больше эталонного числа, что свидетельствует о безусловном браке, а при равенстве заужение отсутствует и проверяется наличие заужений за счет раковин.Natural narrowing occurs if the number of squeezed and defocused sections of the adjusted matrix is greater than the reference number, which indicates unconditional marriage, and if equal, the narrowing is absent and the presence of narrowing due to shells is checked.
Равенство эталонного числа и числа сжатых и расфокусированных участков матрицы исходного изображения свидетельствует либо об отсутствии раковин, либо о том, что, при их наличии, эти раковины находятся на периферии проводящих дорожек и не приводят к недопустимым заужениям.The equality of the reference number and the number of compressed and defocused portions of the matrix of the original image indicates either the absence of shells, or the fact that, if any, these shells are located on the periphery of the conducting tracks and do not lead to unacceptable narrowing.
Данный способ можно расширять и для других случаев, например, исключить раковины с заранее заданными свойствами, с малой площадью и в этих условиях сравнить число сжатых и расфокусированных участков матрицы с эталонным числом. Возможны и другие варианты, которые не влияют на сущность способа.This method can be expanded for other cases, for example, to exclude shells with predetermined properties, with a small area, and in these conditions compare the number of compressed and defocused sections of the matrix with a reference number. There are other options that do not affect the essence of the method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131692/08A RU2522870C1 (en) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Method for range verification of printed-circuit boards |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131692/08A RU2522870C1 (en) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Method for range verification of printed-circuit boards |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2522870C1 true RU2522870C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013131692/08A RU2522870C1 (en) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | Method for range verification of printed-circuit boards |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522870C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178915C2 (en) * | 1998-07-03 | 2002-01-27 | Владимир Прокофьевич Кожемяко | Method for eye-processor treatment of images and photoelectric apparatus for performing the same |
RU2452012C1 (en) * | 2011-07-06 | 2012-05-27 | Юрий Алексеевич Држевецкий | Apparatus for selecting images of objects |
US8224124B2 (en) * | 2008-06-27 | 2012-07-17 | Sony Corporation | Image processing device and image processing method, and program |
-
2013
- 2013-07-09 RU RU2013131692/08A patent/RU2522870C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178915C2 (en) * | 1998-07-03 | 2002-01-27 | Владимир Прокофьевич Кожемяко | Method for eye-processor treatment of images and photoelectric apparatus for performing the same |
US8224124B2 (en) * | 2008-06-27 | 2012-07-17 | Sony Corporation | Image processing device and image processing method, and program |
RU2452012C1 (en) * | 2011-07-06 | 2012-05-27 | Юрий Алексеевич Држевецкий | Apparatus for selecting images of objects |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A.Л. ДРЖЕВЕЦКИЙ и др., Автоматизированная система оптического допускового контроля печатных плат и фотошаблонов, Метрология, приложение к журналу "Измерительная техника", 1995, N 4, стр. 11-18. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9811899B2 (en) | Method, image processing system and computer-readable recording medium for item defect inspection | |
CN110402487B (en) | Method and apparatus for classifying defects detected from a wafer | |
CN109086734B (en) | Method and device for positioning pupil image in human eye image | |
US20110128354A1 (en) | System and method for obtaining camera parameters from multiple images and computer program products thereof | |
CN107424160A (en) | The system and method that image center line is searched by vision system | |
TWI765442B (en) | Method for defect level determination and computer readable storage medium thereof | |
CN108550166B (en) | Spatial target image matching method | |
CN110596121A (en) | Keyboard appearance detection method and device and electronic system | |
KR20130126370A (en) | Method and apparatus for inspecting via hole | |
KR101813223B1 (en) | Method and apparatus for detecting and classifying surface defect of image | |
CN115953373B (en) | Glass defect detection method, device, electronic equipment and storage medium | |
CN114255233A (en) | Speckle pattern quality evaluation method and device, electronic device and storage medium | |
CN116309518A (en) | PCB (printed circuit board) detection method and system based on computer vision | |
RU2438174C1 (en) | Method of recognising objects | |
WO2014103617A1 (en) | Alignment device, defect inspection device, alignment method, and control program | |
CN111354038B (en) | Anchor detection method and device, electronic equipment and storage medium | |
CN107392948B (en) | Image registration method of amplitude-division real-time polarization imaging system | |
CN117635590A (en) | Defect detection method, defect detection device and storage medium for notebook computer shell | |
CN116958058A (en) | Lens dirt detection method and device and image detection equipment | |
RU2522870C1 (en) | Method for range verification of printed-circuit boards | |
JP2015045919A (en) | Image recognition method and robot | |
JP2000028539A (en) | Defect detecting device | |
RU2519005C1 (en) | Method of prestart check of printboards | |
CN112052727B (en) | Portrait recognition analysis system and method based on big data | |
JPWO2018198916A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150710 |