【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,電子設(shè)備愈發(fā)趨向于體積微小、功能復(fù)雜的狀態(tài),印刷電路板(PCB,Printed Circuit Board)也逐漸向體積小、電路復(fù)雜、集成度高的方向發(fā)展,為了保證電子器件更好的性能、更長(zhǎng)的壽命并能適應(yīng)各類環(huán)境,需要盡可能使電子器件免遭受潮、碰撞、腐蝕等外界影響,所以對(duì)PCB進(jìn)行封裝加工必不可少。PCB封裝加工是指在電路板上的各元件及引腳部分,按要求均勻地布滿材料以實(shí)現(xiàn)與外界環(huán)境隔離,保護(hù)元器件免受外界環(huán)境的影響。為提高PCB封裝的精度與自動(dòng)化程度,節(jié)約PCB封裝的前期鑄模投入,減少封裝材料浪費(fèi),在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外各類面向PCB的圖像處理研究成果的基礎(chǔ)上,面向利用數(shù)字微噴工藝進(jìn)行PCB封裝過程中對(duì)焊點(diǎn)視覺檢測(cè)與芯片識(shí)別的技術(shù)需求,開展了 PCB焊點(diǎn)定位和PCB電子芯片字符識(shí)別算法研究。具體研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:首先,開展了基于數(shù)字微噴工藝的PCB封裝視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)PCB圖像的預(yù)處理方法研究。針對(duì)PCB封裝的工作環(huán)境與條件進(jìn)行視覺檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型,同時(shí)對(duì)PCB圖像預(yù)處理中的圖像濾波、增強(qiáng)與色彩模型轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行了研究。為更好更準(zhǔn)確地完成后續(xù)圖像處理,提高處理效率與質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。其次,對(duì)不同種類PCB的多形態(tài)焊點(diǎn)檢測(cè)定位算法進(jìn)行了研究。在研究多種PCB焊點(diǎn)定位算法,包括基于模板匹配的定位算法、基于灰度特征的定位算法和基于顏色閾值的定位算法的基礎(chǔ)上,提出一種基于色彩特征與鄰域信息的焊點(diǎn)定位算法,針對(duì)焊點(diǎn)多樣、背景色不同的多類PCB目標(biāo),能夠有效準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)多形態(tài)焊點(diǎn)的整體分割與定位功能。然后,分別對(duì)電子芯片定位、芯片字符分割與識(shí)別進(jìn)行研究。首先分析電子芯片在PCB中的三色分布特點(diǎn),提出基于顏色特征與連通域分析的定位算法。然后研究電子芯片字符的分布特征,提出基于邊緣投影與投影微分的字符定位分割算法,可以有效實(shí)現(xiàn)多行字符的逐行逐個(gè)分割。最后分別對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)針對(duì)芯片英文字母與阿拉伯?dāng)?shù)字樣本進(jìn)行訓(xùn)練,訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)可以較好地實(shí)現(xiàn)芯片字符識(shí)別。最后,對(duì)電子芯片封裝塊進(jìn)行建模,利用數(shù)字微噴光固化三維打印系統(tǒng)分別進(jìn)行焊點(diǎn)封裝實(shí)驗(yàn)與電子芯片封裝實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了面向數(shù)字微噴工藝封裝的PCB焊點(diǎn)視覺檢測(cè)與芯片識(shí)別功能。
【圖文】：

圖１．１傳統(tǒng)ＰＣＢ封裝方法逡逑

兼具兩技術(shù)的特點(diǎn)，能夠在特殊材料、特殊精度的要求下進(jìn)行零件快速成型制造，逡逑相比傳統(tǒng)ＰＣＢ封裝手段有著獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。將數(shù)字微噴技術(shù)與光固化成型裝逡逑置相結(jié)合形成數(shù)字微噴光固化三維打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要構(gòu)成如圖１．３所示，逡逑其中包括機(jī)械系統(tǒng)、上位機(jī)軟件系統(tǒng)、下位機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件與軟件及成逡逑型材料等。上位機(jī)軟件系統(tǒng)主要是處理數(shù)據(jù)信息并向下位機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送指令，逡逑下位機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行上位機(jī)的指令對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行控制操作，，機(jī)械系統(tǒng)接受控制逡逑指令作為整個(gè)系統(tǒng)的最終執(zhí)行部分。機(jī)械部分主要包括三軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、噴頭系統(tǒng)、逡逑供墨系統(tǒng)以及框架支撐結(jié)構(gòu)，其中三軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是控制噴頭能夠在逡逑Ｘ／Ｙ／Ｚ三個(gè)方向上做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制噴頭系統(tǒng)進(jìn)行與成型底盤的相對(duì)精確運(yùn)逡逑動(dòng)與定位，以及為噴頭下面的制件成型提供充足的運(yùn)動(dòng)空間；噴頭系統(tǒng)的主要功逡逑能同時(shí)包括噴射材料與控制材料的噴射量，實(shí)現(xiàn)精確噴射的同時(shí)完成固化；供墨逡逑系統(tǒng)主要保證順暢供給打印材料；框架支撐結(jié)構(gòu)為各零部件提供結(jié)構(gòu)支撐以完成逡逑整體機(jī)器安裝［１４］。逡逑采用數(shù)字微噴光固化三維打印系統(tǒng)進(jìn)行ＰＣＢ封裝，該系統(tǒng)能結(jié)合建模軟件逡逑讀入機(jī)器視覺系統(tǒng)提供的圖像信息
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN41;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2660164