電子元器件表面缺陷(裂縫類)檢測

電子元器件的鑒定和檢測，涉及電極引線、劃痕、裂紋、涂膠、機械結構部件尺寸、標識和包裝等，并且有些器件小到不足1mm，如果用人眼探測，就不容易發現問題且檢測速度無法跟上生產速度，所以需要使用CCD外觀檢測系統來實現。CCD自動視覺檢測裝置可直接提取電子零件的外觀圖像，生成電子元件檢測結果，使良品與不良品自動分離，在很大程度上解決了產品質量檢測問題。

在電子元器件的各類缺陷檢測中，尤以裂縫類缺陷最難識別。本文以實際檢測項目案例為基礎，介紹使用丹唯思機器視覺軟件檢測電子元器件表面缺陷(裂縫類)的解決方案。

1.表面缺陷(裂縫類)

圖1 某類元器件放大照片(背景偏黑)

圖2 某類元器件放大照片(背景偏白)

圖1圖2為某個存在裂縫的電子元器件的放大照片：

• 器件都有3條裂縫，分別位于左上側、左下側和右下側，但是通過人眼很難分辨且速度慢；
• 器件左下側和右下側的2條裂縫相對明顯，但左上側裂縫幾乎無法識別；
• 每條裂縫模糊不清且斷斷續續，形狀、粗細和紋路多種多樣，背景中與裂縫線顏色相近的斑點多且雜亂分布；
• 如圖1圖2所示，不同器件間的背裂縫及背景也可能有明顯的不同，適應于某類器件照片的算法未必適用于另一類器件；
• 以上這些都給視覺分析算法帶來了很高的分析難度；

2.檢測方案(廠家現行方案)

廠家每天生產的電子元器件大約有30W顆，采用了目前流行的AI檢測方案；

但總體試用下來發現效果不理想，檢出率偏低；

且軟件運行不穩定，不能連續高強度運行檢測；

3.檢測方案(丹唯思機器視覺方案)

圖3 CCD檢測架構圖

本方案主要由以下幾部分組成：

• 電子元器件檢測箱：電子元器件加工后，通過傳送裝置進入多面鏡頭檢測箱，CCD工業相機會自動開始檢測器件的各個面；
• 視覺檢測軟件：根據收到的CCD視頻信息和預設參數進行視覺分析，發現缺陷后，在軟件界面上放大展示（同時也可通過安燈）以提示現場操作人員，同時控制傳送裝置自動將不良品分撥到缺陷通道，流入到質量人員處理；
• 缺陷數據傳輸：檢測結果可以通過網絡傳輸到服務器或MES系統等，實時記錄并方便管理人員實時管控；

  
  

  4.檢測界面示例
  
  
• 圖1分析總界面及細分圖
  
  
  
  

  

  

  

  
  

  
  

  
  

• 圖2分析總界面及細分圖

  

  
  

  
  

  

  
  

  
  

5.檢測效果

在已知所有缺陷類型的情況下：

• 理論檢出率達到99%，實際測試檢出率100%；
• 檢測時間控制在每個元器件約數百毫秒(根據實際缺陷情況波動)，并采用軟件多線程并發技術，完全跟得上產線生成速度；

6.實施產品

• 丹唯思機器視覺軟件：實現自動識別、缺陷檢測、產品計量、控制輔助、安全監控和目標定位等功能;

• 丹唯思機器視覺硬件：實現連接CCD攝像頭、視覺檢測箱的傳動控制、控制安燈、運行機器視覺軟件、連接通信網絡等功能;