印刷電路板外觀檢查系統(tǒng)（AVI）的研究與應(yīng)用同在線檢查系統(tǒng)AOI一樣，涉及了許多前沿學(xué)科，如信號(hào)檢查技術(shù)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析及計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理與控制技術(shù)等。它們的工作原理大都一致，都是通過(guò)先對(duì)檢查對(duì)象的參量進(jìn)行獲取或采集，然后根據(jù)相應(yīng)的處理方法（算法）得到處理結(jié)果。最后，所得的處理結(jié)果通過(guò)一定的方式將這些參量體現(xiàn)在控制對(duì)象上。

現(xiàn)有的印刷電路板缺陷檢查的方法有很多，大致可以分為兩類：一是非參考法。它是檢查PCB是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)則，主要是進(jìn)行尺寸檢查，即檢查導(dǎo)體和焊盤等尺寸是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所需的坐標(biāo)、寬度和間隙，任何與設(shè)計(jì)規(guī)則要求不符的均被認(rèn)為是潛在的缺陷。它的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需參考PCB，因而它無(wú)需對(duì)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是不能檢查出滿足設(shè)計(jì)尺寸的缺陷。比如PCB上多了孔或是少了孔，丟失某條導(dǎo)線等。二是參考比較法。它是將待測(cè)PCB與標(biāo)準(zhǔn)PCB逐點(diǎn)比較或者是把待檢PCB上提取出的特征（顏色特征）與標(biāo)準(zhǔn)PCB上提取出的特征比較，任何差異均被認(rèn)為是潛在的缺陷。參考比較法的優(yōu)點(diǎn)是概念上直觀，電路實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是要求待檢PCB和標(biāo)準(zhǔn)PCB的空間位置的精確對(duì)準(zhǔn)，否則檢查的虛報(bào)警較多。

本文說(shuō)的這種外觀檢查機(jī)采用的是比較法。在國(guó)外基于比較法的外觀檢查設(shè)備又可以大致分為兩種算法，一是像素處理法，它是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PCB板的每一個(gè)像素進(jìn)行模型建立，然后與待測(cè)板進(jìn)行逐點(diǎn)比較。這種算法的優(yōu)點(diǎn)是不同顏色之間的過(guò)渡區(qū)（過(guò)渡區(qū)，指的是不同顏色之間的銜接處）明顯，對(duì)過(guò)渡區(qū)缺陷的檢查效果好，缺點(diǎn)是逐點(diǎn)像素比較運(yùn)算量大，內(nèi)存處理大，對(duì)計(jì)算機(jī)的配置要求很高。二是區(qū)域處理法，它是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PCB板以不同顏色為特征信息進(jìn)行分區(qū)處理，每一個(gè)分區(qū)包括了一種特征顏色的信息，不需要對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)都進(jìn)行建模，而是對(duì)相同特征顏色進(jìn)行區(qū)域性建模。這種算法的優(yōu)點(diǎn)是能得到更多的特征信息，更全面地描述標(biāo)準(zhǔn)板，相比較更為準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是過(guò)渡區(qū)處理不明顯，過(guò)渡區(qū)處的檢查效果欠佳。

從上述兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)比較可以看出，最好的方法就是把它們結(jié)合在一起，過(guò)渡區(qū)采用像素處理法，其他區(qū)采用區(qū)域處理法，但實(shí)現(xiàn)這種算法比較困難。目前國(guó)外采用像素處理法最具代表性的是日本公司生產(chǎn)的FP系列外觀機(jī)，采用區(qū)域處理法最具代表性的是另一款日本SHIRAL公司生產(chǎn)的外觀機(jī)。本司研發(fā)的外觀機(jī)采用比較法中的區(qū)域處理法，此方法是通過(guò)圖像采集系統(tǒng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行圖像采集及分析處理，建立標(biāo)準(zhǔn)信息（簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)），以標(biāo)準(zhǔn)板信息對(duì)待測(cè)板子信息進(jìn)行比較判定待測(cè)板子缺陷信息。

在外觀機(jī)的應(yīng)用研究方面，主要是研究檢查PCB板子的類型，檢查板子缺陷的能力，以及該如何去建立好的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)來(lái)檢查不同類型和要求的外觀缺陷。目前正業(yè)研發(fā)的WG21外觀機(jī)能檢查的PCB板按金屬材料分主要有：銅板、金板、銀板，OSP板。WG21能檢查的外觀缺陷主要包括異物、露銅、補(bǔ)油、劃傷、鍍金不良、字符錯(cuò)誤、綠油不均、焊盤不均勻、殘銅、漏印等。下面主要舉例本外觀機(jī)在試用中檢查的部分缺陷。如圖所示。

（紫色框內(nèi)的為缺陷）

（紅色框內(nèi)的為缺陷）

本文主要是關(guān)于基于機(jī)器視覺(jué)的印制電路外觀檢查機(jī)的設(shè)計(jì)和研究，為廣大PCB生產(chǎn)廠商解決了PCB外觀質(zhì)量檢查的一大難題，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升FQC效率，減少客戶退貨、索賠，提升企業(yè)美譽(yù)度等方面具有重要價(jià)值。