一種高精密全自動fpc缺陷檢測裝置及檢測工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及柔性電路板(FPC)制造關鍵工序的自動檢測技術領域，具體涉及一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置及檢測工藝。
【背景技術】
[0002]柔性電路板(FPC)制造加工工藝較為復雜，就一般的制造流程而言，需經過層壓銅箔、貼感光干膜、激光直寫曝光、顯影、刻蝕、剝膜、激光鉆孔、電鍍銅、阻焊油墨、通斷測試和成型等工序。其中，關鍵工序主要包括:刻蝕、激光鉆孔、銅減薄等。
[0003]為了提高FPC制造的穩定性和良率，在FPC的制造過程中，可對FPC關鍵工序的主要物理參數和缺陷進行自動監控，從而在出現關鍵工序異常時及時采取應急措施，降低產線故障的風險。這種自動監控系統將有助于降低企業成本，因而越來越受到企業的重視。FPC關鍵工序的主要物理參數為線寬、線距和孔徑大小；而涉及到的產品缺陷主要包括導線鋸齒、電路缺少、殘銅、電路損傷等。對這些FPC關鍵物理參數進行自動檢測和監控，可及時發現關鍵工序的異常情況，并可對一定時間周期內的數據進行統計和分析，以改進和優化FPC生產流程。
[0004]在現階段的FPC制造行業中，傳統人工檢測仍為檢測的主要方法。但隨著線寬線距越來越小，圖像密度越來越高，傳統人工檢測因檢測時間長、誤報率高而無法滿足產業需求。針對FPC的關鍵工序，通過模式識別技術進行圖像拼接和處理，將FPC關鍵物理參數與存儲在計算機內的標準參數進行對比，判斷出關鍵工藝的狀態異常，從而對異常工序進行處理，實現關鍵工序的自動化檢測和監控。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是:提供一種對關鍵工序的關鍵物理參數進行高效自動檢測和監控的一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置。
[0006]為實現上述目的，本發明所提供如下技術方案:
一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置，包括:上位機系統和顯微鏡檢測平臺，上位機系統包括運動控制模塊和顯微鏡視覺控制處理模塊；顯微鏡檢測平臺包括電動精密載物臺、電機控制箱、顯微鏡固定支架、顯微鏡、光源和數字攝像頭；顯微鏡安裝在顯微鏡固定支架上，數字攝像頭安裝在顯微鏡上方，光源安裝在數字顯微鏡正后方，電動精密載物臺安裝在顯微鏡的正下方，且與電機控制箱連接；顯微鏡視覺控制處理模塊分別與數字攝像頭、光源相連接，運動控制模塊與電機控制箱相連接；電機控制箱內安裝有伺服驅動器、電源，伺服驅動器通過控制卡與上位機連接。
[0007]進一步的，所述上位機系統通過運動控制模塊和顯微鏡視覺控制處理模塊采集圖像，并識別出各關鍵工序對應的FPC關鍵物理參數和缺陷數據；其中，所述關鍵工序為刻蝕工序和激光鉆孔工序；關鍵物理參數包括線寬、線距和孔徑大小；缺陷數據包括線路缺少和殘銅。
[0008]進一步的，所述上位機系統的運動控制模塊負責控制移動用于放置FPC的電動精密載物臺；上位機通過運動控制模塊發出采集圖像命令后，電機控制箱內伺服驅動器驅動伺服電機，分別通過控制X、Y軸運動導軌來移動電動精密載物臺，配合數字攝像頭、光源采集圖像。
[0009]進一步的，所述上位機系統的顯微鏡視覺控制處理模塊負責控制數字攝像頭通過顯微鏡放大后獲取FPC局部圖像、圖像拼接和圖像處理，并根據FPC關鍵物理參數和缺陷數據在各制造工序健康工作狀態下的標準數據，實現對數據的比較，最終顯示帶有缺陷區域及具體缺陷細節的FPC圖像。
[0010]使用所述高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的FPC缺陷檢測工藝，其包括以下步驟:
5.1將FPC放置在電動精密載物臺后，操作人員登錄上位機系統，打開光源，并在手動對焦后切換到數字攝像頭采圖模式；
5.2待步驟5.1完成后，伺服電機驅動導軌移動電動精密載物臺，使電動精密載物臺回到檢測原點；
5.3由操作人員在上位機系統輸入或在數據庫中下載待檢測的FPC的標準文件，包括標準圖及標準線寬、線距、孔徑大小的標準物理參數；
5.4待步驟5.3完成后，數字攝像頭采集圖像，伺服電機移動X、Y軸運動導軌，使待檢測的FPC對準攝像頭識別基準點；
5.5運動控制模塊控制電機控制箱內的伺服驅動器驅動伺服電機，通過移動X、Y軸運動導軌移動電動精密載物臺；按照從左到右，從上而下的順序，由數字攝像頭通過顯微鏡放大后，對待測FPC進行局部采圖，直到把FPC掃描完畢，得到多張對應FPC局部圖；
5.6待步驟5.5完成后，顯微鏡視覺控制處理模塊對得到的多張對應待測FPC的局部圖進行預處理，隨后使用基于特征模板匹配特征點的拼接方法進行圖像拼接，并完成圖像的平滑處理；得到完整圖后，將完整圖整體和標準圖進行比對，對圖像進行二值化和連通域的查找，并以連通域統計質心及面積為匹配標準與電路圖模板中的連通域進行對比判定不匹配區域即缺陷區域；使用圖像細化算法檢測線寬和線距；使用霍夫變換識別圓孔位置，并根據面積信息獲取孔徑大小，與標準圖的線寬、線距、孔徑大小對比，獲取缺陷信息；
5.7待步驟5.6完成后，上位機系統顯示缺陷區域及具體缺陷細節的全圖圖像，并根據預錄閾值信息，提出告警，以便操作人員及時對異常工序進行處理；
5.8待步驟5.9完成后，上位機系統將檢測結果存儲在本地計算機中，并將相關圖像、缺陷信息、缺陷數據上傳至數據庫中，以待后續統計處理。
[0011]總的說來，與現有技術相比，本發明具有如下優點:
1、使用高精密全自動FPC缺陷檢測裝置取代傳統人工檢測方法，大大提高了 FPC缺陷檢測效率、降低誤報率、缺陷檢測的精度，增加缺陷檢測的類別，能實現10微米級線寬、線距的檢測以及盲孔、埋孔的甄別，從而有效的提高FPC生產過程的自動化水平。
[0012]2、將關鍵工序的FPC關鍵物理參數和標準物理參數進行對比，判斷出關鍵工藝的狀態異常，并在顯示帶有缺陷區域及具體缺陷細節的FPC圖像，方便操作人員及時、迅速地對異常工序進行處理，實現對關鍵工序的自動化檢測和監控。
[0013]3、將顯微鏡以及精密電動平臺集成在FPC缺陷檢測裝置中，簡化了 FPC缺陷檢測工藝，實現高精密度檢測。裝置結構精細，安裝方便；整個檢測過程通過上位機系統監控，操作方便。
【附圖說明】
[0014]圖1是一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的立體圖。
[0015]圖2是一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的結構框圖。
[0016]圖3是一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的流程圖。
[0017]圖4是一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的關鍵工序檢測流程圖。
[0018]圖5是一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的圖像拼接流程圖。
[0019]圖6是一種高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的缺陷識別流程圖。
【具體實施方式】
[0020]以上內容已經對本發明作了充分的說明，為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清晰的理解，現對照附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0021]本實例所述高精密全自動FPC缺陷檢測裝置如圖1和2所示，包括上位機系統和顯微鏡檢測平臺。上位機系統包括顯微鏡視覺控制處理模塊和運動控制模塊。顯微鏡檢測平臺包括電動精密載物臺1、光源2、變換桿3、數字攝像頭4、顯微鏡5、顯微鏡固定支架6和電機控制箱11。其中，電動精密載物臺I包括X軸伺服電機10、Y軸伺服電機13、Χ軸運動導軌7、Y軸運動導軌12。
[0022]本實例所述顯微鏡檢測平臺使用型號為MD50的數字攝像頭、型號為MJ51顯微鏡和帶藍色濾光片的鹵素燈光源。電動精密載物臺使用伺服電機，并且使用運動控制卡MPC08SP與上位機連接。
[0023]參見圖3所不，本實例針對兩大關鍵工序:刻蝕工序和激光鉆孔工序同時進彳丁的檢測和監控。
[0024]如圖4，一種使用所述高精密全自動FPC缺陷檢測裝置的FPC缺陷檢