隨著電子設(shè)備對(duì)小型,輕型,薄型和可靠性的需求,促使各種新型器件特別是細(xì)微間距器件得到迅速發(fā)展,被越來(lái)越多的用在各類(lèi)電子設(shè)備上,于是對(duì)SMT中的關(guān)鍵設(shè)備————貼片機(jī)的貼片精度提出了更高的要求.本文從應(yīng)用角度對(duì)FUJI（主要是IP3和CP6）和SIEMENS（S80F）貼片機(jī)的視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比. 1、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的原理 貼片機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為主體的圖象觀(guān)察,識(shí)別和分析系統(tǒng).它主要采用攝象機(jī)為計(jì)算機(jī)感覺(jué)的傳感部件,或稱(chēng)探測(cè)部件.攝象機(jī)感覺(jué)到在給定視內(nèi)目的物的光強(qiáng)度分布,然后將其轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào),再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器被數(shù)字化成離散的數(shù)值,這些數(shù)值表示視野內(nèi)給定的平均光強(qiáng)度,這樣得到的數(shù)字影象被規(guī)則的空間網(wǎng)格覆蓋,每個(gè)網(wǎng)格叫做一個(gè)像元.顯然,在像元陣列中目的物影象占據(jù)一定的網(wǎng)格數(shù).計(jì)算機(jī)對(duì)包含目的物數(shù)字圖象的像元陣列進(jìn)行處理,將圖象特征與事先輸入計(jì)算機(jī)的參考圖象進(jìn)行比較和分析判斷,根據(jù)其計(jì)算結(jié)果計(jì)算機(jī)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生指令. 在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中灰度分辨率.灰度值法是用圖象多級(jí)亮度來(lái)表示分辨的大小,灰度分辨率規(guī)定在多大的離散值是機(jī)器給定的測(cè)量光強(qiáng)度,需要處理的光強(qiáng)越小,灰度分辨率就越高. 2、視覺(jué)系統(tǒng)的構(gòu)成 貼片機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)由視覺(jué)硬件和軟件組成.硬件一般由影象探測(cè),影象存儲(chǔ)和處理以及影象顯示3部分組成. 攝象機(jī)是視覺(jué)系統(tǒng)的傳感部件,用于貼片機(jī)的視覺(jué)采用固態(tài)攝象機(jī),CCD攝象機(jī).固態(tài)攝象機(jī)的主要部分是一塊集成電路,集成電路芯片上制作有許多細(xì)小光敏元件組成的CCD陣列,每個(gè)光敏元件輸出的電信號(hào)與被觀(guān)察目標(biāo)上相應(yīng)反射光強(qiáng)度成反比,這一電信號(hào)作為一像元的灰度被記錄下來(lái).象元件坐標(biāo)決定了該點(diǎn)在圖象中的位置. 攝象機(jī)獲取大量信息有微處理機(jī)處理.處理結(jié)果由工業(yè)電視顯示.攝象機(jī)與微處理機(jī),微處理機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)及顯示器之間有通訊電纜連接,一般采用RS232串行通訊接口. 3、視覺(jué)系統(tǒng)的精度 影響視覺(jué)系統(tǒng)精度的主要因素是攝象機(jī)的像元數(shù)和光學(xué)放大倍數(shù).攝象機(jī)的像元數(shù)越多,精度就越高;圖象的放大倍數(shù)越高,精度就越高.因?yàn)閳D象的光學(xué)放大倍數(shù)越大,對(duì)于給定面積的象元數(shù)就越多,所以精度就越高.在FUJI的IP3上,在貼腳寬0.15MM的器件時(shí)就采用了精密的需要.不過(guò),放大倍數(shù)過(guò)大,尋找器件更加困難,容易丟件,降低了帖裝率.所以要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的光學(xué)放大倍數(shù). 4、FUJI和SIEMENS視覺(jué)系統(tǒng)的比較 1、PCB的精確定位 FUJI的IP和CP均有一個(gè)專(zhuān)用的MARK CAMERA,用來(lái)獲取PCB上的標(biāo)是點(diǎn)位置,大小和形狀,讀取中心位置.在PCB進(jìn)行定位時(shí),PCB上需要至少2個(gè)表示點(diǎn)（基于X,Y TABLE水平的狀態(tài)下）依次圍繞每個(gè)表示點(diǎn)中心,在一定范圍內(nèi)搜索,如未發(fā)現(xiàn)目標(biāo),就擴(kuò)大搜索范圍（程序中可設(shè)定）.確定表示點(diǎn)位置后,與程序中的坐標(biāo)比較,判斷的出偏差,具體反映在X,Y,Q3個(gè)值只能感，然后來(lái)修正貼裝坐標(biāo),SIEMENS也大致相同. 2、器件檢測(cè)和定心 FUJI使用一大一小2個(gè)攝象機(jī)進(jìn)行不同元件的識(shí)別和對(duì)中,同時(shí)執(zhí)行檢測(cè)功能.對(duì)于不同的器件使用不同的照射方式,J型腳（PLCC,SOJ,BGA）采用前燈（FRONTLIGHT）照射方式,其他采用后燈方式.帖裝頭上的吸嘴在有程序指定FEEDER位置吸取器件,吸取要盡量在器件的中心點(diǎn)上,特別是對(duì)于PLCC84等較大的器件,這一點(diǎn)很必要,否則在圖象處理時(shí),常常通不過(guò).吸取到了一確定位置上,獲取元器件的形狀圖象后,通過(guò)特殊的算法（因器件而已）獲取邊緣數(shù)據(jù),得出中心位置,與程序內(nèi)的數(shù)據(jù)比較,得出X,Y.Q的偏差值,給去校正數(shù)據(jù)的同時(shí),執(zhí)行如下各項(xiàng)檢測(cè)功能:實(shí)際器件與PART DATA所描述的器件有否偏差9（封裝:包括引腳樹(shù),引腳位置,引腳長(zhǎng)度,外型大?。?引腳有無(wú)歪曲,引腳的共面性,以及極性檢測(cè)等. 貼片機(jī)在執(zhí)行檢測(cè)功能時(shí),將被檢測(cè)器件的各項(xiàng)特征與存儲(chǔ)的封裝器件進(jìn)行比較,如果同不過(guò)檢測(cè),則可能器件封裝出錯(cuò),或者料上錯(cuò),或者器件有缺陷,系統(tǒng)就會(huì)令貼裝頭將器件送入拋料盒. FUJI提供了工業(yè)CRT顯示器可觀(guān)察器件的圖象通過(guò)機(jī)器上的現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái),可手動(dòng)操作,獲取真實(shí)器件的圖象,有多種方式可檢查器件程序內(nèi)的封裝和實(shí)際的差別,CRT能提示哪里出錯(cuò)了（BUG）,在出錯(cuò)時(shí)屏幕還提供了錯(cuò)誤代碼,方便于分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因,并提供修改的建議.在視覺(jué)軟件中,對(duì)不同的器件有不同的VISION TYPE,這就是不同的圖象處理算法,對(duì)不同器件的引腳有不同的灰度解決方案,對(duì)引腳有不同的照射順序,可對(duì)引腳樹(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)于有極性的器件還可進(jìn)行極性檢測(cè),體現(xiàn)了貼篇機(jī)的適應(yīng)性大小. SIEMENS80F4也是屬于多功能機(jī),她有2組貼片頭,分別是旋轉(zhuǎn)頭和IC頭,前者有12個(gè)貼片頭組成,最大可以貼裝PLCC44,而IC頭可以貼裝到55MM855MM的器件.SIEMENS有3個(gè)CAMERA,分別是PCB,COMPONENT和IC,PCB主要是用來(lái)對(duì)照機(jī)器上的標(biāo)志點(diǎn)和PCB上的標(biāo)志點(diǎn)的.COMPONENT位于旋轉(zhuǎn)頭的上方,用來(lái)對(duì)小器件進(jìn)行光學(xué)對(duì)中,調(diào)整貼片位置,而IC則主要是對(duì)大器件進(jìn)行光學(xué)對(duì)中. SIEMENS有3種主要的照相方式,分別是放塊器件（比如一般的CHIP元件）SO器件,BGA.在對(duì)CHIP元件進(jìn)行光學(xué)對(duì)中時(shí),只有平行光,只對(duì)器件的邊緣進(jìn)行確認(rèn),從而找到器件的中心,算出貼片機(jī)需要調(diào)整的誤差.而隊(duì)SO類(lèi)器件進(jìn)行光學(xué)對(duì)中的同時(shí),還要對(duì)各個(gè)管腳的相對(duì)位置進(jìn)行檢測(cè),每一個(gè)焊球進(jìn)行檢測(cè),位置和焊球的亮度都是檢測(cè)內(nèi)容.SIEMENS叫FUJI在對(duì)PLCC進(jìn)行圖象處理有明顯的優(yōu)勢(shì),主要原因是FUJI的光源是平行光,對(duì)于J型管腳的處理結(jié)果就是一樣,只對(duì)J型管腳的最下端有反射.相比較而言,SIEMENS的光源有側(cè)光,對(duì)J型管腳的斜面也有反射圖象,能對(duì)PLCC進(jìn)行比較全面的光學(xué)檢測(cè).SIEMENS在貼裝PLCC上也有優(yōu)勢(shì),而且側(cè)光在對(duì)BGA進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)時(shí)也起著重要的作用. 5、結(jié)語(yǔ) 在對(duì)FUJI和SIEMENS的視覺(jué)系統(tǒng)的比較中,我們更深的認(rèn)識(shí)了貼片機(jī)的圖象處理技術(shù),可以看出,高精度貼片機(jī)綜合了計(jì)算機(jī),光,電子,自動(dòng)控制等多種現(xiàn)代高科技技術(shù),隨著這些技術(shù)日新月異的發(fā)展,貼片機(jī)會(huì)向著更高速,更高精度,更強(qiáng)功能的方向發(fā)展.把使用貼片機(jī)的心得撰成此文,希望與從事SMT貼片工作的同仁更多的互相交流,達(dá)到互相提高的目的.