芯片是集成電路的載體,通過表面貼裝技術(shù)能使其成為具有實(shí)用價(jià)值的微電子元器件,在民用和軍工領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。隨著芯片貼裝性能指標(biāo)的不斷提高,對表面貼裝技術(shù)進(jìn)行了深入的研究工作,分析了現(xiàn)有表面貼裝技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出了基于機(jī)器視覺的芯片表面貼裝在線識(shí)別與定位方案,并論證了方案的可行性。文中基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成原理,對芯片表面貼裝在線視覺識(shí)別與定位的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了研究,在此研究過程中介紹了工業(yè)相機(jī)的原理與標(biāo)定方法以及光源的類型與光照方式。其中視覺系統(tǒng)的核心技術(shù)是圖像處理算法,通過選取不同類型的典型芯片,設(shè)計(jì)出合理的視覺識(shí)別與定位算法,基于仿真實(shí)驗(yàn)對算法的可行性進(jìn)行研究分析。在此過程中對圖像的濾波去噪、閾值分割、特征提取與匹配等算法做了深入研究,來對典型芯片的類型、數(shù)目、引腳間距以及高度等參數(shù)進(jìn)行智能化識(shí)別與定位。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究分析了機(jī)器視覺技術(shù)的基礎(chǔ)理論,在理論基礎(chǔ)上通過選用合適相機(jī)與光源,搭建起了視覺識(shí)別與定位的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),同時(shí)采用張氏標(biāo)定法對實(shí)驗(yàn)相機(jī)進(jìn)行了相機(jī)標(biāo)定。視覺系統(tǒng)在采集圖像時(shí),根據(jù)不同芯片特點(diǎn)選擇不同的光照方式,在合適的光照環(huán)境下對本文研究的幾種芯片進(jìn)行了采樣拍照。(2)研究了已有芯片貼裝在線識(shí)別與定位的方法,分析了目前芯片表面貼裝的生產(chǎn)需求,指出了當(dāng)前芯片識(shí)別與定位技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出了基于機(jī)器視覺的芯片表面貼裝在線識(shí)別與定位方案,并論證了該方案的優(yōu)點(diǎn)與可行性,方案中關(guān)鍵性的核心技術(shù)是圖像處理技術(shù),因此針對各種圖像處理算法展開了深入研究。(3)針對芯片表面貼裝技術(shù)在線視覺識(shí)別與定位的研究,選用SIM芯片、QFP芯片和BGA芯片進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析。為了消除芯片圖像中存在的干擾點(diǎn),利用目標(biāo)區(qū)域的面積濾波算法對其進(jìn)行剔除;為了識(shí)別出不同類型的芯片,基于芯片的外觀特征,分析對比了不變矩、矩形度以及模板匹配等多種不同的識(shí)別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明矩形度算法更容易在芯片圖像中識(shí)別出近似矩形的目標(biāo)區(qū)域,而模板匹配算法和不變矩算法也可以識(shí)別出不同芯片圖像中的目標(biāo)區(qū)域,但復(fù)雜度相對較高且時(shí)間耗費(fèi)相對較多。(4)針對矩形芯片進(jìn)行精確定位的研究。為了得到高精度的位置坐標(biāo)和偏轉(zhuǎn)角度,提取出矩形芯片的邊緣點(diǎn)后,再利用中心點(diǎn)坐標(biāo)與邊緣點(diǎn)的距離來確定其四個(gè)頂點(diǎn),最后通過四頂點(diǎn)分別對邊緣點(diǎn)進(jìn)行直線擬合,得到芯片的矩形輪廓,進(jìn)而提取出芯片的位姿。綜上所述,通過實(shí)驗(yàn)表明本文所提出的芯片視覺識(shí)別與定位算法是可行的,該算法具有較好的精確度、穩(wěn)定性以及較快的速度,可實(shí)現(xiàn)對芯片表面貼裝在線識(shí)別與定位的需求,完成芯片識(shí)別與定位的任務(wù)。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;TN405

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2813633