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1、(10)申请公布号 CN 102305594 A (43)申请公布日 2012.01.04 CN 102305594 A *CN102305594A* (21)申请号 201110253344.X (22)申请日 2011.08.30 G01B 11/06(2006.01) (71)申请人 东莞市盟拓光电科技有限公司 地址 523851 广东省东莞市长安镇涌头莞长 路 118 号 4 楼 (72)发明人 朱志成 (74)专利代理机构 广州市一新专利商标事务所 有限公司 44220 代理人 王德祥 (54) 发明名称 一种锡膏厚度的激光测量方法 (57) 摘要 本发明公开了一种锡膏厚度的激光测量。
2、方 法， 涉及电子产品品质检测技术领域， 主要用于对 SMT 工艺制作产品的锡膏厚度检测， 主要利用摄 像机和激光器完成， 具体包括三个步骤 ： 1、 确定 PCB基板的基准位置点 ； 2、 获取待测PCB板的所有 位置点 ； 3、 通过分析待测 PCB 板的位置偏移量制 作 3D 效果图， 并获取锡膏的厚度。本方法的特点 是过程简单， 对电子产品的质量检测可信性高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102305600 A1/1 页 2 1. 一种锡膏厚度的激光测量方法， 其特征在于， 。
3、该方法是利用激光器、 摄像机和与摄像 机连接的计算机完成的， 具体包括下列步骤 ： 步骤 S1 ： 利用激光器以一定的角度闪击已知厚度的未经加工的 PCB 基板， 同时用相对 于激光器固定设置的摄像机以一定的角度和高度拍摄获取该 PCB 基板上的激光照射位置 的位置图像， 并将该位置的图像设为基准位置图像 ； 步骤 S2 ： 利用激光器以步骤 S1 中的角度闪击经锡膏印刷工艺处理的待检 PCB 板， 同时 用摄像机以步骤 S1 中的角度和高度拍摄获取该待检 PCB 板上的激光照射位置的检测位置 图像 ； 步骤 S3 ： 重复执行步骤 S2， 获取整个待检 PCB 板上的所有点的检测位置图像 ；。
4、 步骤 S4 ： 通过计算机分析获得检测位置相对于基准位置的位置偏移量， 并获取待检 PCB 板的厚度值 ； 其中， 所述步骤 S4 包括 ： 步骤 a ： 获取各检测图像上激光照射位置点的像素点 ； 步骤 b ： 经计算机分析获取 (1) 中各像素点的位置偏移量 ； 步骤 c ： 根据位置偏移量以及基准位置绘制三维图 ； 步骤 d ： 对三维图进行测量获取高度值。 2. 根据权利要求 1 所述的锡膏厚度的激光测量方法， 其特征在于 ： 在所述步骤 a 之前 还有步骤 e ： 对各检测位置图像进行滤波去噪处理。 3. 根据权利要求 1 所述的锡膏厚度的激光测量方法， 其特征在于 ： 所述步骤 。
5、b 利用的 数学模型为 其中， rows 表示所求激光位置， end， start 表示对焦的范围， j 表示图像的当前列， i 表 示图像的当前行， gray(i， j) 表示图像当前位置像素点的灰度值。 权 利 要 求 书 CN 102305594 A CN 102305600 A1/3 页 3 一种锡膏厚度的激光测量方法 技术领域 0001 本发明涉及电子产品品质检测技术领域， 具体说是一种锡膏厚度的激光测量方 法。 背景技术 0002 在电子制造领域中， 表面贴装技术 (SMT) 已得到广泛使用， 而锡膏印刷工艺是整 个生产工艺流程中非常关键的一环， 故对锡膏印刷的品质的检测是十分重要。
6、的， 据统计， SMT 工艺中的品质不良， 有 70是来自于锡膏印刷这一环节。目前常用的检查方法还停留 在 2D 的检查模式， 即主要是检查锡膏的位置和面积。 发明内容 0003 本发明的目的是弥补现有技术缺陷， 提供一种锡膏厚度的激光测量方法， 本方法 的特点是简单灵活， 对设备组成的要求较低。 0004 技术手段 ： 本发明公开了一种锡膏厚度的激光测量方法， 该方法是利用激光器、 摄 像机和与摄像机连接的计算机完成的， 具体包括下列步骤 ： 0005 步骤 S1 ： 利用激光器以一定的角度闪击已知厚度的未经加工的 PCB 基板， 同时用 相对于激光器固定设置的摄像机以一定的角度和高度拍摄获。
7、取该 PCB 基板上的激光照射 位置的位置图像， 并将该位置的图像设为基准位置图像 ； 0006 步骤 S2 ： 利用激光器以步骤 S1 中的角度闪击经锡膏印刷工艺处理的待检 PCB 板， 同时用摄像机以步骤 S1 中的角度和高度拍摄获取该待检 PCB 板上的激光照射位置的检测 位置图像 ； 0007 步骤 S3 ： 重复执行步骤 S2， 获取整个待检 PCB 板上的所有点的检测位置图像 ； 0008 步骤 S4 ： 通过计算机分析计算获得检测位置相对于基准位置的位置偏移量， 并获 取待检 PCB 板的厚度值 ； 0009 其中， 所述步骤 S4 包括 ： 0010 步骤 a ： 获取各检测图。
8、像上激光照射位置点的像素点 ； 0011 步骤 b ： 经计算机分析获取 (1) 中各像素点的位置偏移量 ； 0012 步骤 c ： 根据位置偏移量以及基准位置绘制三维图 ； 0013 步骤 d ： 对三维图进行测量获取高度值。 0014 其中， 在步骤 a 之前还有步骤 e ： 对各检测位置图像进行滤波去噪处理。 0015 步骤 b 利用的数学模型为 0016 说 明 书 CN 102305594 A CN 102305600 A2/3 页 4 0017 其中， rows 表示所求激光位置， end， start 表示对焦的范围， j 表示图像的当前列， i 表示图像的当前行， gray(i。
9、， j) 表示图像当前位置像素点的灰度值。 0018 有益效果 ： 本发明采用三角形分析法将锡膏厚度转化为对激光照射点偏移量的测 量， 简单而且准确的获取锡膏的厚度值， 与原有的 2D 技术相结合， 为锡膏印刷提供了详细 的三维(3D)信息， 为整个SMT工艺提高品质提供了最大可能 ； 锡膏印刷是SMT的前端工艺， 通过杜绝前端工艺的品质不良， 可避免后续工艺的重复不良， 从而大大降低了整个生产流 程的成本。 附图说明 0019 图 1 为本发明的方法示意图之一 ； 0020 图 2 为本发明的方法示意图之二 ； 0021 图 3 为本发明测得偏移量的效果图 ； 0022 图 4 为本发明根据。
10、偏移量绘制的 3D 效果图。 具体实施方式 0023 本发明公开了一种锡膏厚度的激光测量方法， 该方法是利用激光器、 摄像机和与 摄像机连接的计算机完成的， 具体包括下列步骤 ： 0024 步骤 S1 ： 利用激光器以一定的角度闪击已知厚度的未经加工的 PCB 基板， 同时用 相对于激光器固定设置的摄像机以一定的角度和高度拍摄获取该 PCB 基板上的激光照射 位置的位置图像， 并将该位置的图像设为基准位置图像 ； 0025 步骤 S2 ： 利用激光器以步骤 S1 中的角度闪击经锡膏印刷工艺处理的待检 PCB 板， 同时用摄像机以步骤 S1 中的角度和高度拍摄获取该待检 PCB 板上的激光照射位。
11、置的检测 位置图像 ； 0026 步骤 S3 ： 重复执行步骤 S2， 获取整个待检 PCB 板上的所有点的检测位置图像 ； 0027 步骤 S4 ： 通过计算机分析计算获得检测位置相对于基准位置的位置偏移量， 并获 取待检 PCB 板的厚度值 ； 0028 其中， 所述步骤 S4 包括 ： 0029 步骤 a ： 获取各检测图像上激光照射位置点的像素点 ； 0030 步骤 b ： 经计算机分析获取 (1) 中各像素点的位置偏移量 ； 0031 步骤 c ： 根据位置偏移量以及基准位置绘制三维图 ； 0032 步骤 d ： 对三维图进行测量获取高度值。 0033 步骤 b 利用的数学模型为 ：。
12、 0034 0035 其中， rows 表示所求激光位置， end， start 表示对焦的范围， j 表示图像的当前列， i 表示图像的当前行， gray(i， j) 表示图像当前位置像素点的灰度值。 0036 步骤 S1 中， 激光器与摄像机相对固定设置， 是指在一次检测活动中， 激光器的位 说 明 书 CN 102305594 A CN 102305600 A3/3 页 5 置固定并找到最佳基准位置后， 摄像机的位置也固定不变。 0037 下面结合几何方式对本发明做具体说明。对于一次检测活动， 首先要确定基准位 置图像， 如图 1 所示， 以 45为例， 图中 B 为摄像机的镜头位置， 。
13、OB 为摄像机镜头的焦 距， 首先将厚度为 s 的未经加工的 PCB 基板 3 置于平台 2 上， 激光器 1 以 45的角度 闪击 PCB 基本， 照射点 A 即为基准位置， 摄像机在 H 的高度， 以 45的角度拍摄 A 的位 置图像， 其成像于 O 点。 0038 确定基准位置后， 如图 2 所示， 第二次将待检 PCB 板 4 置于平台 2 上， 激光器 1 仍 然以 45的角度闪击待检 PCB 板 2， 其照射点为 A1， 摄像机的拍摄角度 和高度 H 不 变， 其成像点为 E 点 ； D 为参考点 A 在待测物表面的正投影， 设两次拍摄的成像点位置偏移 量 OE x， AD d1。。
14、 0039 可以看到， 直角三角形 A1AB 和直角三角形 EOB 为相似三角形， 所以有 ： 0040 0041 0042 由 (b)、 (c) 可以得到 ： 0043 0044 其中， 在一次检测中， 激光器和摄像机的设置参数不变， 所以 OB、 AB 和 cos 均为 常数， 即 ： x kd1， 所以有 ： 0045 0046 重复上述过程， 由计算机测量出待测 PCB 板上的所有点的偏移量 x， 再利用公式 (d) 的原理以及基准位置的相关参数绘制三维图像， 再由计算机对三维图像进行测量得出 高度值。如图 3 所示即为测得偏移量的效果图， 图 4 所示为根据偏移量生成的 3D 效果图。
15、。 本发明的激光器的闪击角度 和摄像机的拍摄角度 根据实际应用而定， 本实施例中 45只为说明本方法， 不应理解为对本发明的限制。 0047 在实际中， 由于各种噪声的干扰， 必须对图像进行预处理。所以在步骤 a 之前还有 步骤 e ： 对各检测位置图像进行滤波去噪处理， 用均值滤波滤除椒盐噪声， 用高斯滤波滤除 高斯噪声。另外， 由于实际环境的影响， 产生的一些干扰没法用常规的方法减少干扰。所以 本发明根据实际情况并结合已有方法提出自适应阈值滤波， 通过计算各光点到图像中心的 距离 ( 即偏移量 x)， 并且这些光点是否组成联通的线， 来分离区域外部点 Out Points 和区 域内部点 Inner Points。并以 Inner Points 来计算激光偏移。 说 明 书 CN 102305594 A CN 102305600 A1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102305594 A CN 102305600 A2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102305594 A 。