Введение к работе
.:<.- :-:а,;і: і-
Отдол j
ССврТЇЦИЧ !
і» —-Актуальность проолены. Для повышения надежности радиоэлектронной аппаратуры и снижения ее стоимости необходим надёжный контроль процесса изготовления фотошаблонов, интегральных схем и печатных плат после выполнения каждой технологической операции.
В связи с увеличением плотности монтажа и уменьшением ширины токоправодящих дорожек при изготовлении печатных плат и фотошаблонов нередко возникают дефекты токопроводящего рисунка.
Визуальный контроль, выполняемый человеком-оператором с целью выявления дефектов, при высокой плотности размещения проводящих дорожек на подложках микросхем и печатных платах является недостоверным, трудоемким, имеет малую производительность и не эффективен.
При производстве фотошаблонов и печатных плат значительный интерес представляют автоматизированные системы, ориентированные на применение ЭВМ. Однако разработанные системы такого типа позволяют контролировать и выявлять лишь часть возникающих дефектов,что ведет к недостоверности контроля. К тому же подобные системы разрабатываются под специальные технологические процессы производства печатных плат и, поэтому, в других условиях производства неприменимы. К. ним относятся установки CMS 100 фирмы VICHECK (Великобритания), IMAGE 5008 фирмы 0PTR0TECH (Бельгия), 0RB0T (Израиль) и другие. Системы, в основу которых положена обработка информации програмними средствами на ЭВМ, имеют невысокое быстродействие из-за большого объема обрабатываемой информации и ограниченных возможностей памяти. Они, как правило, являются малоэффективными и имеют низкие функциональные возможности.
Обобщая все сказанное .выше, можно сделать вывод, что в настоящее время существующие системы контроля качества фотошаблонов и печатных плат не позволяют выполнять автоматизированный контроль качества фотошаблонов, печатных плат, интегральных схем с требуемой эффективностью. Значительная стоимость этих систем так же затрудняет их широкое применение в производстве.
Таким образом,является актуальным создание автоматизиро
ванной системы контроля качества фотошаблонов, печатных плат
и интегральных " схем, отличающейся высокой эффективностью,
достоверностью, точностью и удовлетворяющей требованиям тех
нологического процесса. _
Принцип построения описываемой в работе системы основан на оптическом считывании изображения контролируемого изделия промышленной телевизионной твердотельной камерой, предварительна." обработке отого изображения спецпроцессорами и дальнейшей его обработке на ПЗБМ.
При разработке система автор опирался на работы Држевец-кого А. .П. по способам построения спецпроцессоров обработки изображений, где предложен подход реализации методов распознавание образов и -обработки изображений в каче^стие основы построения автоматизированной система контроля дкфс^ктов' фтошаблоюв, мечат.-<их плат, интегральных микросхем.
Дачн.чч работа а соответствии с " комплексной программой совершенствования технологических процессов на операциях регулировки, контроля и испытаний нз 19S6-1990 гг." Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления от 29.04.1986 г.
Цель работы. Цель» диссертационной работы является разработка принципов построения и реализации автоматизированной системы распознавания дефектов изделий радиоэлектронной техники, выполняющая эффективный контроль с учетом заданных технологических требований.
Для достижения этой цели в работе решаются следующие основные задачи:
1.Обоснование и выбор схемы проектирования,а также определение требований -к построению автоматизированной системы распознавания дефектов фотошаблонов, печатных плат, интегральных схем (ФШ, ПП, ИС).
2.Разработка алгоритмов обработки изображений контролируемого изделия и распознавания дефектов на нём.
3.Техническая реализация предложенных алгоритмов в виде спецпроцессоров геометрического и топологического контроля.
4.Разработка автоматизированной системы распознавания дефектов изделий радиоэлектронной техники ( ФШ, ПП, ИС !, удовлетворяющая требованиям достоверности, быстродействия, точности.
Научная новизна. В процессе решения поставленных задач получены следующие новые научные результаты, которые выносятся автором на защиту:
1.Предложена схема системы контроля качества CU, ПЛ, ИС, основанная на распознавании дефектов изделий в реальном п^с-штабе времени и с высокой точностью.
2.Разработаны рекуррентное соотношения, реализующие метод нелинейной пространственной фильтрации во временной области, и их техническая реализация в виде спецпроцессора с програмно-упр аэ ляепыпи х ар актеристиками.
3.Разработан алгоритм структурно-кодового описания изображений печатных плат и его реализация,позволяющая осуществлять обработку изображения за время считывания одного кадра.
4.Разработана математическая модель селекции и классификации изображений дефектов печатных плат, а также алгоритм представления в ЭВМ этих изображений, на основе которого реализована автоматизированная система распознавания дефектов печатных плат.
Практическая ценность работы. Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем:
1.Разработана методология построения устройств распознавания характерного класса изображений и её техническая реализация в виде автоматизированной системы распознавания дефектов печатных плат.
2.Разработана схемы и алгоритм управления спецпроцессором геометрического контроля,который позволяет выявлять дефекты геометрии изображения ФШ, ПП, ИС ( утоньшения, утолщения, вкрапления,раковины,сколы и пр.) с указанием их характеристик (площади,периметра,длинны контура ) и координат в реальном масштабе времени.
3.Разработан программируемый спецпроцессор топологического контроля, позволяющий выявлять лишние и недостающие связи топологии рисунка ФШ, ПП, ИС и их местоположение за время счи-
тывания одного кадра.
4.Разработана подсистема межкадровой стыковки изображений объектов для обработки протяженных объектов с высокой разрешающей способностью.
Реализация результатов работы. Теоретические и практические результаты работы использовались в двух научно-исследовательских работах, выполненых на кафедре КиПРА Пензенского политехнического института 1988-199ІГ. и двух научно-ис-ледовательских работах, проводимых в Пензенском НИИ"КОНТРОЛЬ-ПРИБОР': 'Исследование и выбор направления работ по созданию аппаратуры контроля печатная плат оптическим методом1.Гос. per. N 71.86.801910 1989г.,'Проведение исследований и проработка схемно-конструкторских решений построения спецпроцессора и осветителя системы автоматизированнога оптического контроля фотошаблонов и печатных плат'. Гос. per.N 01.89.001 37713 1989г. Результаты испытаний спецпроцессоров показали следующие технические характеристики: разрешающая способность 10 мкм; размер контролируемой платы 330x400 мм; время обработки изображения 132 сек.
Разработанные автором теоретические положения и реализованные спецпроцессоры используются в учебном процессе на кафедре Кипра пли.
Результаты диссертационной работы внедрены и используются 8 НИИ КОНТРОЛЬПРИБОР' в составе системы автоматизированного контроля печатных плат оптическим методом. Экономический эффект от внедрения, состовляет 30 тысяч руб. от еденицы изделия. Акты, подтверждающие внедрение и экономическую эффективность, приведены в диссертации.
Апробация работы.Основные результаты диссертационной работы докладывались на:
-Международной молодёжной научно-технической конференции, г.Пушкино, Московской области,1989г.
-Второй всесоюзной конференции молодых учёных и специалистов с международным участием. Минск,СССР,октябрь 1990г.
-III Российской конференции 'Методы и средства повышения надёжности РЭС Пенза,1991г.
-XXXVIII, XXXIX Научно-технические конференции. Пенза ПЛИ
1987, 19В8г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав и заключения (135 страниц машинописного текста), 3-х приложений, списка литературы (75 наименований ).
