基于显微视觉的柔性基板检测系统及关键技术研究

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1、硕士学士学位位论论文基于显微视觉的柔性基板检测系统及关键技术研究作者姓名吕斯俊学科专业控制理论与控制工程指导教师胡跃明教授所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2016年4月TheStudyonKeyTechnologiesandMicro-visionSystemforFlexibleSubstrateDetectionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LvSijunSupervisor：Prof.HuYuemingSouthChinaUniversityofTechnolog

2、yGuangzhou,China分类号：TP29学校代号：10561学号：201320112002华南理工大学硕士学位论文基于显微视觉的柔性基板检测系统及关键技术研究作者姓名：吕斯俊指导教师姓名、职称：胡跃明教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：计算机视觉与控制论文提交日期：2016年4月26日论文答辩日期：2016年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2016年月日答辩委员会成员：.主席：高红霞委员：胡跃明、张梅、罗家祥√摘要柔性基板是一种基于柔性印刷电路板的封装基板，将其应用于高密度的芯片封装被视为未来的

3、芯片封装发展趋势。目前，柔性基板已发展到微米级别。传统的人工检测、自动检测系统已无法对微米级别的高密度超薄柔性基板进行自动检测。针对此问题，本文使用显微检测手段，搭建了基于显微视觉的微米级高密度的柔性基板检测系统，并研究了其中的关键技术。本文主要工作如下：(1)针对高精密柔性基板的特点，搭建了基于显微视觉的柔性基板检测系统，完成硬件选型和软件模块设计。(2)为满足系统的实时性要求，设计了“Z”字型图像采集方法。并在分析系统工作任务关系的基础上，设计了多任务并行处理方法，提高了系统的工作效率。(3)使用非线性相机模型，分析了显微镜物镜和相机镜头畸变造成

4、的图像畸变，基于变倍率法和Tsai法矫正图像畸变。(4)为得到柔性基板的整体信息，分析了检测系统的特点和柔性基板显微图像的特点，使用相位相关法、基于运动估计的块匹配法、基于相关因子的混合比值匹配法对显微图像进行拼接。基于以上研究，提出了一种基于柔性基板特点的对数差拼接法和一种基于多分辨率图像的快速拼接法，并使用加权平均法进行图像融合。实验结果表明，使用基于多分辨率图像的快速拼接法和加权平均法时，系统能快速且准确地实现图像拼接和融合。(5)根据载物台移动规律，设计了显微图像在全局图像中粗定位的方法，为显微图像拼接提供先验信息。基于柔性基板全局图像与标准

5、图像的转换模型和显微图像拼接的结果，实现了显微图像在标准图像中的定位。本文为高密度超薄柔性基板制造过程提供了柔性基板检测系统的设计、方法和技术的参考。关键词：柔性基板；检测系统；显微图像矫正；显微图像拼接；显微图像定位IAbstractFlexiblesubstrateisaFPC-basedpackageboard.Thefuturetrendofchippackageistouseflexiblesubstrateinhigh-densitychippackage.Currently,theflexiblesubstratehasbeendeve

6、lopedtothemicronlevel.However,thetraditionalmanualinspectionandautomaticdetectionsystemcannotautomaticallydetectthemainparametersofthiskindofflexiblesubstrate.Tosolvethisproblem,amicro-visionsystemisbuiltforflexiblesubstratedetectionbasedonmicroscopicdetectionmethod,whilesomeke

7、ytechnologiesarestudiedaswell.Themainaspectsoftheresearchareasfollows:(1)Accordingtothecharacteristicsofhigh-densityultra-thinflexiblesubstrate,amicro-visionsystemissetupforflexiblesubstratedetection.Bothhardwareselectionandsoftwaremoduledesignarecompleted.(2)Tomeetthereal-time

8、requirementsofthesystem,‘Z’shapedimageacquisitionmetho