一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法。

背景技术

对于印刷电路板，经常采用目视检查来检测板基板损坏、元器件丢失、放错或损坏、焊接故障以及类似肉眼可见的质量缺陷。自动光学检查系统正在得到完善，以便在越来越多的装置中自动执行这些检查。然后，这些自动光学检测系统只能检测被检物体表面出现的缺陷，对于内部缺陷或隐藏在其他物体后面的缺陷，这些光学检测系统变得无用。使用X射线图像为解决这一问题提供了一种途径，传统透射X射线图像一般能提供一些缺陷的线索，为了提供更可靠和准确的缺陷信息，可以采用X射线计算机断层扫描来检测内部缺陷，并提供重建的三维图像，但是，X射线计算机断层扫描比传统的透射X射线检查要花费更多的处理时间，即使为某个平面重建一个单一图像，通常也需要数百个图像才能重建一个好的结果。X射线层析技术是另一种在组件中特定切片上显示图像的方法，与X射线计算机断层扫描相比，层析技术所需的时间处理更少，并且比传统的透射X射线检测提供更多信息，这是通过使用同步运动的X射线和探测器来实现的，而被成像的目标保持静止，图像在整个移动过程中不断地被收集，所有得到的图像被平均成最终的图像，这使得焦平面中的物体特征在最终的图像中更加突出，不在焦平面上的对象特征会被模糊掉，因此这些特征只会显得微弱。通过观察相邻平面的一系列层状图，可以大致了解层状电路的三维布局。

因此，对于优化印刷电路板检测的层叠方法是有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法，主要解决背景技术中的问题。

本发明提出一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法，包括以下步骤：

S1、确定研究对象；

S2、判断研究对象的运动类型为平移类型还是旋转类型；

S3、若研究对象的运动类型为平移类型，则通过指定导线方向来改善图片质量；

S4、若研究对象的运动类型为旋转类型，则通过增加合成图像的数量来改善图片质量；

S5、将相关系数CC作为图像相似性的指标。

进一步改进在于，所述步骤S1的研究对象是指系统参数对焦平面上重建的图像的影响，所述研究对象包括运动类型、合成图像的数量以及投射角。

进一步改进在于，所述合成图像的数量是指在焦平面重建图像时所收集的图像数量，选择适当数量的合成图像非常有趣，测试级别为4、8、16和32张图像。

进一步改进在于，所述投射角是指从X射线源到物体表面中心点的方向与表平面法线方向之间的夹角，测试级别为45°、54°和63°。

进一步改进在于，所述步骤S5具体包括：

采用以下方程式确定相关系数CC：

其中，其中f

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法的有益效果在于：本研究的目的是优化用于印刷电路板检测的X射线层析成像技术，所研究的系统参数包括运动类型、合成图像数和x射线源的投射角度，相关系数作为检验指标。根据实验结果，可以得出以下结论:

1.采用平移方式时，x射线源的平移方向不应与非焦面上的主线方向平行。因此，在使用平移式时，为了达到满意的效果，主线的方向应该提供。同时还发现，随着合成图像数量的增加，重建图像的质量普遍提高。

2.当采用旋转类型时，合成图像数量的增加也提高了重建图像的质量。然而，当合成图像数目大于16时，改进效果不明显，在本次测试中，由32帧重构的图像与仅由16帧重构的图像的相关系数差小于1％。同时还发现，最上层与最下层的相关系数差异也大大减小。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

图1为本发明一实施方式的整体流程示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明提供了一种基于X射线分层技术的印刷电路板缺陷的检测方法，目的是研究某些系统参数对重建质量的影响，研究的系统参数包括运动学类型的系统，合成图像的数量和投影角度。仿真结果表明，采用平移类型时，X射线源的平移方向不应与其他平面上的导线方向平行，换句话说，当使用平移类型时，必须指定导线方向以产生良好的结果。当采用旋转类型时，导线方向对重建图像的影响较小，通常通过增加合成图像的数量来改善图像质量，但是，当图像数量增加时，改进的意义不大。例如，对于检测的情况，从32帧和16帧重建的图像的差异小于1％。

参照图1，一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法，包括以下步骤：

S1、确定研究对象；

S2、判断研究对象的运动类型为平移类型还是旋转类型；

S3、若研究对象的运动类型为平移类型，则通过指定导线方向来改善图片质量，其中，平移方向的法向量即为导线方向；

S4、若研究对象的运动类型为旋转类型，则通过增加合成图像的数量来改善图片质量；

S5、将相关系数CC作为图像相似性的指标。

作为本发明一优选实施方案，所述步骤S1的研究对象是指系统参数对焦平面上重建的图像的影响，所述研究对象包括运动类型、合成图像的数量以及投射角，研究的两种运动学类型是平移类型和旋转类型，旋转类型可能比平移类型具有更紧凑的系统设计，然而，研究哪种类型可以产生更好的图像质量是令人感兴趣的。

作为本发明一优选实施方案，所述合成图像的数量是指在焦平面重建图像时所收集的图像数量，预期拍摄的图像越多，可以获得的图像效果越好。但是，处理时间也会增加。因此，测试级别为4、8、16和32张图像。

作为本发明一优选实施方案，所述投射角是指从X射线源到物体表面中心点的方向与表平面法线方向之间的夹角，一般认为，较小的角度可以减小系统的尺寸。对于平移式机械，投射角不是一个常数，因此，以最大投射角作为指标，测试级别为45°、54°和63°。

作为本发明一优选实施方案，所述步骤S5具体包括：

采用以下方程式确定相关系数CC：

其中，其中f

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种基于X射线分层技术的印刷电路板检测方法的有益效果在于：本研究的目的是优化用于印刷电路板检测的X射线层析成像技术，所研究的系统参数包括运动类型、合成图像数和x射线源的投射角度，相关系数作为检验指标。根据实验结果，可以得出以下结论:

1.采用平移方式时，x射线源的平移方向不应与非焦面上的主线方向平行。因此，在使用平移式时，为了达到满意的效果，主线的方向应该提供。同时还发现，随着合成图像数量的增加，重建图像的质量普遍提高。

2.当采用旋转类型时，合成图像数量的增加也提高了重建图像的质量。然而，当合成图像数目大于16时，改进效果不明显，在本次测试中，由32帧重构的图像与仅由16帧重构的图像的相关系数差小于1％。同时还发现，最上层与最下层的相关系数差异也大大减小。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。