PCB板作為現(xiàn)代電子設(shè)備的重要組成部分，是集成各種電子元器件的信息載體，在電子領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，其質(zhì)量可直接影響到產(chǎn)品的性能。

而隨著電子科技技術(shù)的發(fā)展和電子制造業(yè)的發(fā)展，由于貼片元器件體積小，安裝密度大，這就要求PCB板的集成度進(jìn)一步提高。

生產(chǎn)線的傳統(tǒng)檢測

在工業(yè)生產(chǎn)早期，產(chǎn)品的質(zhì)量檢測主要靠人工來完成，并且這也是生產(chǎn)的最后一個環(huán)節(jié)。但是隨著制造業(yè)規(guī)模化和自動化的發(fā)展，大規(guī)模的產(chǎn)品堆積，質(zhì)檢員很難跟上檢測速度、配備多名質(zhì)檢員，又不能隨著工單的數(shù)量機(jī)動配置。加之質(zhì)檢任務(wù)的單調(diào)性和重復(fù)性，導(dǎo)致檢測水平良莠不齊，很難保證客戶的滿意度。外觀檢測是質(zhì)檢環(huán)節(jié)中非常重要的一部分，對檢測的精度、效率、速度等方面都有很高的要求。PCB的內(nèi)部工藝復(fù)雜，除了芯板結(jié)構(gòu)層壓、鉆孔、布線外，還需要考慮埋置元件、表面涂飾、清潔和蝕刻等。由于對生產(chǎn)設(shè)備的精度和材料性能依賴程度高，一般在設(shè)計(jì)制作過程中，很容易出現(xiàn)以下各類問題：

PCB工藝邊設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致設(shè)備無法貼裝。 PCB定位孔問題，導(dǎo)致設(shè)備不能準(zhǔn)確、牢固地定位。 螺絲孔金屬化，導(dǎo)致過波峰焊后堵孔。 PCB焊盤問題，焊接時出現(xiàn)虛焊、移位、立碑，或焊點(diǎn)少錫。 Mark點(diǎn)設(shè)計(jì)問題，造成機(jī)器識別困難。 位號或極性標(biāo)志缺失，位號顛倒，字符過大或過小等。 測試點(diǎn)、元件之間的距離放置不規(guī)范，可維修性差。

傳統(tǒng)的檢測采用人工檢測方法，容易漏檢、檢測速度慢、檢測時間長、成本高，已經(jīng)逐漸不能夠滿足生產(chǎn)需要。為了保證電子產(chǎn)品的性能，PCB板缺陷檢測技術(shù)已經(jīng)成為電子行業(yè)中非常關(guān)鍵的技術(shù)。

AI機(jī)器視覺檢測大勢所趨

隨著PCB日趨超薄型、高密度、細(xì)間距，PCB線路板上元器件上的線寬、間距等已經(jīng)達(dá)到微米級，人工檢測已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足如此高精密度的檢測需求。

機(jī)器視覺檢測技術(shù)是建立在圖像處理算法的基礎(chǔ)上，通過數(shù)字圖像處理與模式識別的方法來實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的人工檢測技術(shù)相比，提高了缺陷檢測的效率和準(zhǔn)確度。

機(jī)器視覺系統(tǒng)一般采用CCD或CMOS工業(yè)相機(jī)攝取檢測圖像并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再通過計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)對圖像數(shù)字信號進(jìn)行處理，從而得到所需要的各種目標(biāo)圖像特征值，并由此實(shí)現(xiàn)零件識別或缺陷檢測等多種功能。

識別分類檢測

通過視覺檢測PCB外形、尺寸、內(nèi)孔，與系統(tǒng)加載入的產(chǎn)品黑白特征圖匹配來識別板子的編號。

鉆孔編碼檢測

鉆孔記號根據(jù)編碼規(guī)則進(jìn)行解碼。

焊盤外觀檢測

在PCB生產(chǎn)工藝中，顯影線后會出現(xiàn)焊盤蓋油的現(xiàn)象，在此工位及時的檢測發(fā)現(xiàn)問題，可減少后面的一系列工序，可節(jié)省成本。

字符讀取檢測

檢測PCB板字符碼形態(tài)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否清晰無缺失，線條是否光滑無凸點(diǎn)，是否存在線體重合、重影、麻點(diǎn)、變形、色差、偏位、錯印等缺陷。

外觀檢測

機(jī)器視覺檢測技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)包括PCB、BGA、管腳和貼片檢測，以及焊點(diǎn)、元件缺失、方向錯誤等方面的完整性檢測。比如：PCB板表面是否有污漬、雜物、凹坑、錫渣殘留；表面字符和符號是否清晰；焊盤上錫是否均勻，等等。

機(jī)器視覺技術(shù)在PCB檢測上的應(yīng)用

PCB檢測方案主要分為2D與3D兩類。2D可實(shí)現(xiàn)諸如短路、空焊、錫洞及少錫等多種缺陷檢測，針對不同種缺陷采用硬件種類及系統(tǒng)布局方案有所不同；而3D常用激光線掃/PMP等設(shè)備，既可實(shí)現(xiàn)輪廓掃描，亦可實(shí)現(xiàn)如細(xì)小的QFN、LGA元件檢測，二者應(yīng)用場景及針對缺陷種類有所不同。

2D檢測

以電路板元器件檢測案例為例：

產(chǎn)品檢測

要求：

1、檢測電容是否漏裝，正負(fù)極是否貼反。

2、檢測連接器是否漏裝，正反是否裝反。

檢測原理

根據(jù)電容上面兩端印刷圖案的不同，通過機(jī)器視覺技術(shù)來區(qū)別它的正反差異，即電容極性。

檢測結(jié)果

合格產(chǎn)品檢測的結(jié)果

?一個電容裝反后檢測的結(jié)果

?漏裝一個電容后的檢測結(jié)果

3D檢測

針對PCB領(lǐng)域的3D檢測方案，業(yè)界主要采用激光線掃/正弦條紋PMP等方案實(shí)現(xiàn)。

激光線掃方案通常利用激光輪廓儀結(jié)合傳送機(jī)構(gòu)（類似2D線陣檢測系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)PCB表面建模及自動檢測；

案例一：紐扣電池安裝到位檢測

圖左：電池安裝到位狀態(tài)，圖右：電池未安裝到位狀態(tài)

圖左：電池安裝到位狀態(tài)，圖右：電池未安裝到位狀態(tài)

案例二：電阻漏裝檢測

圖左：電阻正常焊接狀態(tài)，圖右：電阻漏焊狀態(tài)

圖左：電阻正常焊接狀態(tài)，圖右：電阻漏焊狀態(tài)

案例三：電阻撞歪檢測

圖左：電阻正常安裝狀態(tài)，圖右：電阻安裝撞歪狀態(tài)

圖左：電阻正常安裝狀態(tài)，圖右：電阻撞歪狀態(tài)

審核編輯：郭婷