【毕业学位论文】基于机器视觉的芯片BGA封装焊球缺陷检测及MATLAB仿真

基于机器视觉的芯片半导体领域是机器视觉技术应用最主要的领域之一，球栅阵列(称为当前主流的半导体封装技术，自然离不开机器视觉技术的支撑。本文研究的主要内容，就是采用机器视觉技术来解决文的主要内容包括：1-研究了中了解根据这些特点，提出了机器视觉系统需要满足的要求。2从析了在绍了机器视觉技术的发展概况及其应用，研究了光源照明、相机、图像处理等机器视觉关键技术。3研究数字图像处理的理论和方法，包括预处理、特征提取、图像识别算法等，重点研究了程实现了图像采集控制、图像预处理、缺陷检测等功能。4构建机器视觉实验平台，根据计缺陷识别流程，利用进行了仿真实验研究，实现对焊球缺陷的检测。关键字：球栅阵列；机器视觉；数字图像处理；iS of of s of GA)of to GA he as on GA GA GA OA of GA to GA of of on of to GA y iS 图21图22图23图24图25图26图27图28图29图21 0图211图212图21 3图31图32图33图34图35图36图37图38图39图31 1图31 2图31 3图41图42图43图44图45图46图47图表清单几种常见的封装形式2)和)9两层910整体模塑阵列载体(件11在陶瓷载体中球体(a)设计和圆柱(b)设计中的主要差别11载带球栅阵列示意图1212典型丝网印刷13直接真空法锡球贴放15间接真空法锡球贴放1516欠对准球的定义17：17机器视觉系统构成示意图20前照式光源照射方式23背照式光源照射方式23低角度前光源23低角度光照明方式下的焊球照片24环形光源位置对焊球成像的影响24邻域平均法28区域的面积和周长31(a)四邻域(b)八邻域33内含五个值为1的连通成分的二值图像33二值图像34通过区域填充消除白色圆圈内的黑点36连通区域标记37机器视觉试验平台38图像采集流程40图像处理流程4142领域平均与中值滤波平滑效果43图像预处理44缺陷检测流程46图48 芯片检测结果46表1表2表2表3全球集成电路封装市场数量分析(20022007)2封装尺寸为O8 数比较表8300I8常见光源的性能参数比较22独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。也不包含为获得金壁王些太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学馘文储擀脚签字蹶砷年6细厢目学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金目巴以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字嗍砷年嗍馏目电话：邮编：少妇鳓例名8，戳岬辎沦日致 谢在论文完成之际，我谨向导师夏链老师表示深深的敬意和衷心的感谢。在我硕士学习期间，自始至终都得到了夏老师的关怀、鼓励与督促。夏老师严谨而勤奋的治学态度、广博而扎实的专业知识以及踏实的工作作风让学生终生铭记，这是我完成学业的最有力保障，并将一直鞭策着我在学业上前进。在选题、开题及完成论文的每一个阶段，夏老师都严格把关，并在课题的研究思路上给以具有建设性的意见。对论文的审阅也同样耐心细致，大到论文的框架，小到一个知识点，夏老师都是一样细心批阅纠正。夏老师知识渊博，科研经验丰富，不仅教给我知识，更教给我独立分析问题、解决问题的能力。同时，夏老师也是我生活中的老师，她对人的平和、亲切，对学生的关心爱护，教会了我平易近人的待人处事方式。此外，特别感谢韩江教授对本论文的指导和支持，韩老师敏锐的眼光以及丰富的实践经验对论文的完成起到至关重要的作用。衷心感谢合肥工业大学高清老师、余道洋老师、丁志老师、朱仁胜老师等对我的关怀和指导。衷心感谢所有的授课老师，是他们传授给我了丰富的知识，促使我能够进一步攀登知识的高峰!衷心感谢我的同学王玉兵、王程、王川、王曦、孟超、杨牧原、余仲元、吴建霖、曹文霞，和他们在一起的学习和生活时光将值得我永远纪念!衷心感谢学弟李凯亮、葛敬、信傲、马超、黄愿、张江华，学妹姚银鸽、季焓等给予我的帮助!衷心感谢我的室友纪王芳和张春艳，她们曾向我提出过许多有价值的建议，无论在生活上还是学业上极尽所能帮助我，给予我莫大的精神支持。最后还要特别感谢我家人，是他们不辞劳苦、任劳任怨的辛勤付出以及对我精神和物质上的极大支持，使我最终得以完成学业。再次感谢所有曾经给予我帮助的人!作者：贾伟妙2009年4月第一章 绪论11课题研究背景及价值111半导体封装形式介绍集成电路(业已成为国民经济发展的关键，而造和封装测试是械性能、光性能和热性能，影响其可靠性和成本，还在很大程度上决定着电子整机系统的小型化、多功能化、可靠性和成本。l】。回顾发展主要划分为三个阶段。第一阶段，在1970年前后，以插装型封装为主，包括最初的金属圆形(装，后来的陶瓷双列直插封装(陶瓷玻璃双列直插封装(塑料双列直插封装(尤其是于性能优良、成本低廉又能批量生产而成为主流产品。第二阶段，在1980年以后，以表面安装类型的四边引线封装为主。当时，表面安装技术被称作电子封装领域的一场革命。一批适应表面安装技术的封装形式，如塑料有引线片式裁体(塑料四边引线扁平封装(塑料小外形封装(及无引线四边扁平封装(封装形式应运而生，迅速发展。由于密度高、引线节距小、成本低并适于表面安装，使三阶段，在1 990年以后，以面阵列封装形式为主。1 990年初，求此明了球栅阵列封装(并很快成为主流产品。后来又开发出了各种封装体积更小的前仍处于快速发展阶段，详见表11。在同一时期，多芯片组件(勃发展起来，也被称为电子封装的一场革命。因基板材料的不同分为多层陶瓷基板)，薄膜多层基板塑料多层印制板和厚薄膜基板)。与此同时，由于电路密度和功能的需要，3迅速发展起来。唧套儿种常见的封装形式图片来源：11全球集成电路封装市场擞量分析(2002单位：百万块)资料来源：球栅阵列封装是1990年初发展起来的一种新型封装。)电性能更好：出路径短，减小了引脚电阻、电容和电感，减小了延迟。2)封装密度更高，组装面积更小：由于球是整个平面排列，因此对于同样面积，引脚数更高。例如边长为3焊球节距为比之下，边长为32脚节距为O5) 27 0 8 65现有的表面安装工艺和设备完全相容，安装更可靠。4)由于焊料熔化时的表面张力具有“自对准”效应，避免了传统封装引线变形的损失，大大提高了组装成品率。5)运方便。6)焊球引出形式同样适用于多芯片模块和系统级封装。因此，陶瓷球栅阵列封装(载带球栅阵列封装(带散热器球栅阵列封装(金属球栅阵列封装(还有倒装芯片球栅阵列封装(。是它的主要优点。但是当的组装技术的复杂性将会增加。所以08条)和较小的封装体尺寸(28因此，在引线数大于200条和封装体尺寸超过28形芯片性能、多功能及高I芯片里达300万只以上晶体管)，功耗很大的I、在外壳上安装微型排风扇散热，从而达到电路的稳定可靠工作【21。112半导体封装国内外研究现状及发展趋势球状突点代替了针状引脚。因此其封装工序中增加了焊球贴放这一关键的环节，导致球贴放是由见，际上对于二十世纪60年代，但由于当时科技水平的限制，率低，造成封装成本极高，没有得到应用。到80年代，由于光电技术、工业自动化、精密机械、机器人、运动控制、自动检测和图像处理等技术的发展，使得本、美国已深入开展在这一领域的研究，并相继研制了前占据着在向小锡球、小间距、更高集成度的是，当时的此在检测和定位等方面还存在着很多问题，自动化程度不高。当前流行的高性能带有高精度机器视觉定位系统，高精度、高速度和高度的自动化是它们最基本的特征。我国台湾、香港地区在湾工业技术研究院早在二十世纪90年代便成功研制了半自动与台湾万瑞科技股份有限公司合作开发了场反映良好。香港据了很大一部分绑定机、倒装机和封装机等封装设备的市场，其设在新加波的研发部正在开发新一代的3J。在我国半导体设计、制造和封装测试三大产业链中，封测业当前无论从产业规模、销售额和发展速度看，在全行业中都是非常重要的一环。十五期间国务院(2000)18号文为集成电路设计、制造业的发展创造了良好的政策环境，而封装测试业在三大产业链中的比重逐年有所下降，2005年降至491。但是2006年是“十一五开局年，封装测试产业在我国信息产业市场需求旺盛和三资企业快速发展，上下游行业相互带动向中国大陆转移的趋势更加显现，同时本土企业的国际拓展步伐加快，使得封装测试业规模又升至508，仍然占据了半壁江山。更令人振奋的是国内封装测试企业的科技创新、自主研发工作，开始结出了硕果，如长电科技的通富士通的中电科技集团公司第13所的高华威的环保型塑封料、铜陵丰山三佳微电子公司的引线框架采用一排双冲、一镀二的制造技术等等。目前国内市场主要需求仍在是随着网络通信领域技术的迅猛发展，数字电视、信息家电和3而对高引脚数的D、家“十一五”期间的16个专项中，设有核心器件专项，都需要采用先进封装技术。所以封装测试行业一定要抓住“十一五这个机遇期，积极开发封装新技术，缩小与国外的差距【41。未来发研制产生较好的经济、社会效益，对我国半导体产业跨越式发展具有重要意义。113机器视觉技术在如检测电路板上的焊点与布线，避免短路或缺陷。但仅限于简单的处理，随着大规模集成电路的日益普及，半导体工业对产量的要求和质量的苛求也日益剧增，在需要减少生产力成本的环境下，视觉技术就扮演着不可或缺的角色，对视觉技术要求也不断推陈出新，复杂性越来越大【5】。美国制造工程师协会(器视觉分会和美国机器人工业协会(自动化视觉分会对机器视觉下的定义为： “机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检验、生产监视及零件识别应用，例如零配件批量加工的尺寸检查，自动装配的完整性检查，电子装配线的元件自动定位，常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作，其它物理量传感器也难有用武之地。由此人们4开始考虑利用光电成像系统采集被控目标的图像，而后经计算机或专用的图像处理模块进行数字化处理，根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。这样，就把计算机的快速性、可重复性，与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合，由此产生了机器视觉的概念。机器视觉是在20世纪50年代从统计模式识别开始的，当时的主要工作集中在二维图像的分析识别上。60年代，965)把机器视觉的研究推广到了三维空间，并建立了各种数据结构和推理规则。到了70年代，就已经出现了一些视觉应用系统，如969)和973)。1977年，麻省理工学院(出了著名的计算视觉(论，掀起了对机器视觉的全球性研究热潮，各种新方法、新概念、新理论不断涌现，建立了主动视觉框架、视觉集成理论框架等重要理论体系。直到现在，机器视觉仍然是一个非常活跃的领域。机器视觉具有柔性和自动化程度高，非接触性检测，不易产生疲劳等优点。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域J。在国外，机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业，其中大概40一50都集中在半导体行业。具体如子生产加工设备。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用，并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。除此之外，机器视觉还用于其他各个领域。而在中国，以上行业本身就属于新兴的领域，再加之机器视觉产品技术的普及不够，导致以上各行业的应用几乎空白，即便是有，也只是低端方面的应用。目前在我国随着配套基础建设的完善，技术、资金的积累，各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能化需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。真正高端的应用还很少，因此，以上相关行业的应用空间还比较大。当然、其他领域如指纹检测等等领域也有着很好的发展空间【7j。着芯片集成密度的不断增加，封装精度要求也越来越高，自动化程度和成品率要求也在提高。传统的人工检测等方法，已经很难满足生产的要求。机器视觉的应用，很好的解决了也是高端而也奠定了机器视觉作为全自动2论文研究范围与架构论文首先对而引出论文要解决的主要问题：涉及到机器视觉、图像处理等方面的知识。为了设计合理有效的解决方案，对此，本文的研究内容主要涵盖以下方面：1研究而设计合理且可行的试验方案，解决提高根据计系统的整体方案，确定检测处理的流程，并研究上述流程中涉及到的视觉图像处理的方法原理，论文将通过研究机器视觉的图像采集，图像处理，特征提取和识别控制等关键技术，提高机器视觉处理的精度，可靠性等问题，使得机器视觉技术在最终完全代替现在的人工检测。3研究并实现快速缺陷检测方法。由于机器视觉系统，尤其是在图像处理和识别环节，处理的数据量很大，占用了大量的时间，降低了系统的实时性，影响机器视觉技术的应用。论文将探讨图像预处理以及缺陷识别算法，并通过这些算法的应用，达到快速缺陷检测的目的。本文共分五章，除本章绪论用以介绍研究背景与研究目的外，其余内容简述如下：第2章介绍了球工艺，3章主要介绍了机器视觉，包括机器视觉系统概述，机器视觉检测系统的关键技术，以及机器视觉中的图像处理技术。对着重介绍了4章基于机器视觉，建立计图像采集流程，芯片图像预处理流程，以及焊球缺陷检测方案，利用第3章中所提出的5章为全文结论与展望，提出本研究的价值，提出有待改善的项目以及未来可继续发展方向。613本章小结本章首先简单介绍了半导体封装的历史以及半导体封装的主要形式，并通过市场调查数据分析得出，有广阔的应用空间；然后介绍了单介绍了机器视觉技术的发展及其在半导体工业上的应用，提出机器视觉检测对于提高度和成本效率等方面起着至关重要的作用，从而引出并阐述了本课题研究的意义；最后介绍了本文研究的主要内容和文章的架构。7第二章 栅阵列)，是表面安装引出端矩阵状分布在封装体的底面(图21)，这样，节距相同的数要比表21，如果引出端数相同，表22。因此，性能，多功能和高I1。表21封装尺寸为08数比较表节距( 数 2 6450 64 25625 124 96l 56 152116 196 240110 3 12 6084表200I00 7500 180050 3750 090025 1875 045020 1500 036016 1200 028810 0750 O180它是针栅阵列(称变而来。它通常是由芯腔、基座、引线、封盖和球形引脚成的，如图22所示【3】【91。8图21 )和图22曲层更多的引脚数目前，各种实用表面安装器件在相同的封装尺下，常，其球形引脚量在400个以上。例如，一个32球形引脚数量可达576个，而同样尺的较小的安装面积在大体相同的引脚数量下，们把一个有304条引脚的个引脚的然其安装面积却比更低的安装高度08脚或304脚的8225或313脚的组装后高度会更低，这是因为较大的引脚间距子器件工程联合会)(工业部门制定了引线问距大，已注册的引线间距有1 0、1 27和1 5且目前正在推荐由1 27 55良好的散热性芯片的工作温度较其它表面安装器件低。6与于脚的共面性好，不存在日1脚弯曲问题，其组装工艺比其它有引线的更好的电气性能由于装密度高，其电气性能更优越，特别是在较高频率范围内使用时，分布参数的影响小。8较低的生产成本多引线用的印刷电路板(积变小，组装密度增大，相对降低了生产成本。特别是随着产成本的降低是显而易见的事情。9较高的可靠性和较低的质量缺陷表面张力的作用，焊接过程中融化的焊球会自动校正，即使锡球与焊盘有50的误差也能有良好的焊接效果，其焊接通常小于l 2 些还在其结构中形成面心结构来增加其密度。具体如图2。 料球栅阵列)、瓷球栅阵列)、瓷柱栅阵列)、式球栅阵列)等【”I。体模塑阵列载)，是最普通的一种图2等。芯片用金属丝焊接在载体表面然后用塑料模注成形。载体的下表面焊有373的直径约为35距为50100有全球栅阵列和周边球栅阵列两种封装形式。图2件料球载体)，它是图2-5(a)。芯片焊接在多层陶瓷载体的上表面，然后进行封装以提高其可靠性，并且提供机械保护。在多层陶瓷栽体的下表面焊有900的直径约为35距为50有全球栅阵列和周边球栅阵列两种封装形式。圈2a)设计和圆柱(b)设计中的主要差别柱焊料载体)它是尺寸太于32用柱栅阵列代替球栅阵列，见图2-5(b)，这样就可以承受封装体与膨胀系数)不匹配而产生的应力，焊柱由900种阵列可以采用全部填充满的方法也可以采用局部填充的方法，圆柱的直径尺寸为20度大约为70距为50有全球栅阵列和周边球栅阵列两种封装形式。对于装配时其优点和缺点非常类似于有一个很大的区别，那就是焊料圆柱与焊球相比较，更容易受到机械损伤。目前采用称为列载带自动键合)，是一种较新的图2的上层为地层下层分却有与芯片连接的铜走线，芯片与铜走线可采用金属焊丝，回流焊热压超声焊等方法焊接，然后进行封装保护，在铜走线的另一端有900径为35距为50于其中间部位是此，它只有周边球栅阵列一种封装形式。圈26载带球栅阵列示意图在主要的是它采用了面阵列端于封装，使它与相同端子情况下，增加了端子自大改善了组装性能，才使它得以发展和推广应用。但是料型直存在一些问题，如塑料封装易吸湿、基板易翘曲、所有类型的而使它在苛刻环境中使用存在可靠性问题。这些问胚现在已经得到一定程度解决，比如瓷型决了吸湿问题：带型但解决了吸湿问题，而且是成本更低的是高I于研究开发了多种类型的断克服了技术上存在的问题，使它从1998年开始广泛采用，在低于200 I在200 I2这样，23 I。两者主要差异在于成要增加了植球工序，它是工序把代替引脚的焊球固定在基板焊盘上。植球工序又可以分为四个子工序，包括助焊剂涂敷、焊球贴放、固化和检测。其工艺流程如图27所示：231助焊剂涂敷助焊剂涂敷是把助焊剂加在基板焊盘上，其作用一方面增加锡球的流动性确保固化工序的质量，另一方面增加基板焊盘的黏附性以确保锡球贴放的成功率。流行的工艺方法包括：丝网印刷法，针转移法，点滴法等。丝网印刷法是一种十分成熟的工艺，广泛的应用于图2种方法的优点是成本低、研发时间短、速度快，通过改变丝网网孔尺寸和丝网厚度，可以改变助焊剂的量。但是此法并不适合表面不平的前，国际上采用此法的厂家有国)，本)以及本)等。针转移法利用一组与锡球阵列相对应的针从预先处理的助焊剂薄层取得助焊剂小滴放置于基板上。因为只有针接触基板，所以此法可以适用表面不平的转移法是一种全新的工艺，由于助焊剂薄层的厚度、针的尺寸和形状、压力和时间等参数都影响助焊剂涂敷的质量，因此这种方法需较长的研发时间，同时还需要较高的模具费用。点滴法是直接将助焊剂注射到基板上。此法直接简单，但难以控制量。L。_典型丝网印刷图27 2锡球贴放在应商提供的锡球是大量堆放的。锡球贴放是从锡球队中拾取定量的锡球(通常1600径在036然后准确放置于基板焊盘之上，是半导体领域中一种全新技术，是接影响球贴放又可以分成三个动作：拾取、对准和放置。目前，最主要的工艺方法包括：重力法、直接真空法和间接真空法。重力植球法，是依靠重力来拾取和放置锡球到设计好的力转移法的关键是设计对准装置，当锡球与球就会被松开，并在重力的作用下安置到力植球法的优点是每一循环的植球数较多，没有锡球氧化现象，也没有复杂的图像检测系统。它的缺点是容易发生锡球堵塞，锡球变形，需要有复杂的图像对准系统，锡球刮板难以与锡球精确匹配，对于小锡球，小间距的u 实际应用中并不是一种主流的方法。这种方法可以获得较高的速度，同时不需要真空和气流，不会对锡球造成腐蚀，但需要比较昂贵的模具。目前国)和国)公司生产的设备采用此方法。直接真空法和间接真空法都是依靠与锡球位置相对应的真空吸头拾取锡球的，然后再放置于基板焊盘上。直接真空法首先把待拾取的锡球用震动和气流，使其随机的分布于空间之内，然后再用吸头拾取，如图29所示。此法的优点是直接简单且成本低，但容易造成锡球缺失和锡球粘连。目前，本)，国)，本)公司生产的设备采用直接真空法。间接真空法是先把锡球置于模板之上，然后再用吸头拾取。此法可以减少锡球缺失和锡球粘连，得到较高的成功率。目前，国)，国)和国)等公司生产的设备间接真空。真空植球法是利用带有与过机械运动机构将真空吸头转移并对准止抽真空使锡球植到基板上。影响这一方法成功的因素有真空吸头的功率，内部气压，所产生的振动和吸盘表面特性。而且，一些随机因素也会影响它的回收率。为了提高锡球拾取成功率，希望真空吸头从与图2空植球法的优点是设计简单，成本底等。成为主流的4图29直接真空法锡球贴放模板图210间接真空法锡球贴放233检测在植球过程中，一个植球循环过程中可能涉及到200到10000个锡球。在这种环境中，对每个焊球的检查通常要求使产生缺陷单元的机会最小。主要的检查参数包括：有球无球；球端节距；球直径：球质量(形状和特征)；球氧化。检测采用的工艺方法包括：二维和三维图像处理技术、激光测量技术。在见的缺陷包括：锡球缺失，锡球错位、锡球形状缺陷、锡球氧化和锡球共面缺陷。234回流焊(固化)植球过程的最后操作是将流的工艺方法是回流焊加热法。这是一种已经十分成熟的工艺。24 1所示将锡球摆放到与通过特殊的真空吸头，将模板上的锡球吸取，然后吸头转移到通过真空吸头将锡球释放到即，植球过程可拆分成三个动作：摆放一一锡球摆放到模板上、对准一一吸头与模板的对准以及吸头与放一一吸头对锡球的拾取与吸头对锡球的释放。图211 1)台架及电控柜；(2)焊球供给装置；(3)焊球拾放装置；(4)X、Y、5)视觉检测装置。其中，台架和电控柜起支撑工作台和电源控制等作用；焊球供给装置负责将容器内的焊球自动放置到供给系统的精密模具内，为下一步的焊球拾取做准备：焊球拾放装置负责将供给系统内的精密模具里的焊球吸取以及在与其精密模具内的焊球压置在、Y、时负责觉检测装置负责检查焊球拾放机构是否完全正确地将供给系统内的精密模具里的焊球吸取，以及检查拾放后5 。27 0 865过60的业界设计者认为：球径=60球间节距，即054535076 尺寸公差在0010O02 圆度在00080020 通常要求尺寸误差小于4，真圆度小于3【论中曾介绍，由于焊料熔化时的表面张力具有“白对准”效应，避免了传统封装引线变形的损失，大大提高了组装成品率。在焊料回流的过程中，表面张力有利于焊料球与基板上锡垫的对准。通常，当单个焊球的50或者更多的部分位于锡垫上时是可以满足高良率回流过程的。即焊球与锡垫的接触点必须位于焊球的中心线上1。图211阐释了这一定义。(2欠对准球的定义过程为：先将后用真空吸头一次性拾取焊球阵列，并放置在技术的优点是直接简单且成本低，但由于一次操作的焊球数量多，容易造成焊球缺失和粘连。这就导致植球完毕后的基板上可能会出现焊球缺失、冗余、焊球位置错误、桥接、焊球变形等缺陷。如图212所示。另外还有焊球本身直径过大或过小等缺陷。焊球缺失0 o o 0 0 0 o0 ooo o o 0 o0 o o o o o o 0o o o o 0o oo oo o o o 3 需要检测的缺陷类型又很多，在生产的过程中如果不能及时发现这些缺陷，将会造成生产效率降低、产品成品率下降、利润率减小等。另外，经回流焊固化之后的本也很高。这就要求在及时的发现并排除造成缺陷的各种因素。这就是检测的任务。这个问题在机器视觉引入以前，一直不能很好的解决，封装的精度和速度都无法得到实质性的提高。机器视觉为许多视觉检测问题提供了完美的解决方案。很多工业中都采用了它，从医疗到食品生产，当然组装自动化也不例外。而且从器视觉都是不可或缺的核心技术。着芯片集成密度的不断增加，封装精度要求也越来越高，自动化程度和成品率要求也在提高。传统的人工检测方法，速度慢，精度差，且无法满足大批量生产的要求。机器视觉的应用，很好的解决了也是高端而也奠定了机器视觉作为全自动问也是采用机器视觉完成对实现过程，将在后续章节中做详细的阐述。26本章小结本章首先介绍了析了与后研究了括助焊剂涂敷、锡球贴放、固化和检测。重点研究了括重力植球、直接和间接真空植球，为开发后着重讨论了入了视觉检测，阐述了机器视觉检测系统的研究对8第三章 机器视觉检测系统31机器视觉系统概述机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据比较结果来控制现场的设备动作。人们运用机器视觉系统是为了提高生产的产品质量和生产线自动化程度，尤其在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人眼难以满足要求的场合，同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。与机器视觉关联的学科有图像处理、计算机图形学、模式识别、人工智能、人工神经元网络等。简言之，机器视觉就是用机器代替人眼来做各种测量和判断。在生产线上，人来做此类测量和判断会因疲劳、个人之间的差异等产生误差和错误，但机器却会不知疲倦地、稳定