高密度柔性基板视觉检测中的图像分割与圆孔检测技术研究

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1、硕士学位论文高密度柔性基板视觉检测中的图像分割与圆孔检测技术研究作者姓名陈绪超学科专业控制理论与控制工程指导教师罗家祥副教授所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2018年4月Imagesegmentationandcircledetectioninvisualinspectionofhigh-densityFlexibleIntegratedCircuitSubstrateADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChenXuchaoSupervis

2、or：AssociateProf.LuoJiaxiangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP29学校代号：10561学号：201520112444华南理工大学硕士学位论文高密度柔性基板视觉检测中的图像分割与圆孔检测技术研究作者姓名：陈绪超指导教师姓名、职称：罗家祥副教授申请学位级别：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：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位授予

3、日期：年月日答辩委员会成员：主席：胡跃明教授委员：罗家祥副教授、杜娟副教授、吴忻生副教授摘要柔性集成电路基板（FlexibleIntegratedCircuitSubstrate，FICS）是为集成电路提供连接作用的特殊组件。随着集成电路的高集成度发展，FICS也逐渐地向高密度的方向发展，目前FICS的线宽、布线距离及钻孔尺寸已达到微米的级别。在FICS生产制造过程中，对其进行质量检测是一个关键的环节，目前该环节主要采用人工目检的方式完成。但随着FICS产量增大、布线密度更密集，低效的人工目检方式已逐渐满足不了实际

4、生产中的检测需求。采用自动光学检测（AOI）是提高检测效率的有效手段。本文基于高密度柔性基板的检测问题，搭建了自动光学显微检测系统，并对检测算法中的图像分割和圆孔检测技术进行了研究，文章主要工作如下：(1)针对高密度柔性基板的检测，搭建了满足高精度与高效率需求的光学显微检测系统，对系统设备的硬件进行了选型，并设计了合理的软件系统框架。(2)提出了一种基于模糊隶属度信息的SVM图像分割方法。该方法利用图像像素的模糊隶属度信息与空间结构信息构建像素的特征向量，并采用SVM模型对像素点进行分类，从而完成FICS图像的分割

5、，实验证明该方法具有较好的分割效果。(3)提出了一种基于灰度直方图的快速阈值图像分割方法。该方法根据FICS图像的灰度直方图形状特点，通过寻找图像铜箔与背景的灰度范围来确定合适的阈值，能够快速且精准地分割FICS图像。(4)设计了一种基于轮廓提取与有效性判定的快速圆孔检测算法。首先采用本文提出的阈值图像分割方法分割FICS的铜箔区域，进而提取铜箔的轮廓，并利用轮廓的圆度信息构造圆孔的候选集，然后对候选的圆孔根据赫姆霍兹原理进行有效性判定，最后采用一种迭代最小二乘拟合的方法计算有效圆孔的参数。该圆孔检测算法速度快、精

6、度高，且具有很低的错误检测率，对FICS的实时检测具有重要的意义。本文为高密度柔性基板制造过程提供了检测系统的设计、方法和技术的参考。关键字：柔性集成电路基板；图像分割；圆孔检测；有效性判定IAbstractFlexibleIntegratedCircuitSubstrate(FICS)isaspecialcomponentthatprovidesaconnectionforintegratedcircuits.Withthedevelopmentofhighintegrationofintegratedcircu

7、its,FICShasgraduallydevelopedtowardhighdensity.Atpresent,thelinewidth,wiringdistanceanddrillingsizeofFICShavereachedthemicronlevel.InFICSproductionandmanufacturingprocess,qualityinspectionisakeystep.Atpresent,thisstepismainlycompletedbymanualvisualinspection.H

8、owever,withtheincreaseofFICSproductionandthedenserwiringdensity,inefficienthumanvisualinspectionmethodshavegraduallyfailedtomeetthedetectionrequirementsinactualproduction.Theuseofa