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BGA PCB 影像檢測 林宸生 逢甲自控系 光電及機器視覺實驗室

BGA PCB 影像檢測 林宸生 逢甲自控系 光電及機器視覺實驗室. BGA 腳座陣列 Ball Grid Array packaging 球格陣列構裝或錫球陣列構裝. 簡 介 IC 構裝對外的接腳由早期的單邊 ( SIP)， 到雙邊( DIP)， 再進步到四邊( QFP) ，當腳數達 300 I/O 以上時， BGA 封裝在高腳數的應用，以整個 面的接腳方式， 1.27 mm 大腳距及焊接自動對應 ( self-alignment) 的功能，大幅提升良率，且不需投資購買昂貴之新設備，大部份可沿用傳統 SMT 的設備。.

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BGA PCB 影像檢測 林宸生 逢甲自控系 光電及機器視覺實驗室

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  1. BGAPCB影像檢測林宸生 逢甲自控系 光電及機器視覺實驗室

  2. BGA腳座陣列Ball Grid Array packaging 球格陣列構裝或錫球陣列構裝 簡 介 IC構裝對外的接腳由早期的單邊 (SIP)，到雙邊(DIP)，再進步到四邊(QFP) ，當腳數達 300I/O 以上時， BGA 封裝在高腳數的應用，以整個 面的接腳方式， 1.27mm大腳距及焊接自動對應 (self-alignment) 的功能，大幅提升良率，且不需投資購買昂貴之新設備，大部份可沿用傳統 SMT 的設備。

  3. BGA腳座陣列 應 用 範 圍 PBGA， CBGA， TBGA， CSP_BGA等不同型式的 BGA，其主要應用對象： — Intel Triton n晶片組 — Power PC 603系列 — Ultra SPARC (CPU，SRAM等) — Graphic晶片 — CPU晶片 — DRAM晶片

  4. BGA封裝的優點 • .由於不帶引腳而可實現小型化, 可提供高密度表面黏著封裝，所佔面積較傳統封裝技術為小。 • .縮小了著裝區,而且不必擔心引腳彎曲,較好處理。使用錫球取代引腳（Lead），減少組裝、測試過程中，因引腳變形所造成的損失。 • .由於電極部分不在Package外圍,而在底部,可加大腳距。具優良電氣散熱特性，散熱通孔等的作用提高了散熱特性。 • .接合點距離縮短,提高了電氣信特性。 • .由於在基板上著裝元件,可使Package薄型化,以對應MCM。所需SMT製程與現有製程相容，且具有高生產良率。 • 。

  5. 使用 三角量測法。 使用雷射光打在BGA的錫球上， 經由PSD接收反射光。 • ＬＡＳＥＲ --BGA檢測糸統 以取得錫球高度(z)資料庫。 使用x-y table 移動，變換Ｘ及丫座標 ………...

  6. 影像處理之考量 • 影像之背景 • 光源強度：1200 lumen（距離10cm） • 影像大小：640*480 • Computer-Eyes • Sat., Hue, Contrast, Brightness.(0, 0, 100, 45) • CCD：距BGA座15cm

  7. 影像處理方法 • 影像之前處理：二值化

  8. 經二值化處理

  9. n3 n2 n1 n4 f(x,y) n0 n5 n6 n7 演算法中採用八鄰接點搜尋 1.演算法開始，令標記Label=1。 2.自左向右、由上至下掃瞄影像，找尋其值為1的種子點，設定種子點標記=Label。假如找不到種子點，則結束整個標記演算法 3.對於種子點周圍同值之像素點做下述操作： 由x軸方向 (a)自左向右逐點掃瞄影像，若f(x,y)標記為Label，則令f(x,y)八鄰接點中，值為1的像素點標記=Label。 (b)自右向左逐點掃瞄影像，若f(x,y)標記為Label，則令f(x,y)八鄰接點中，值為1的像素點標記=Label。 改y軸方向 (c)由上往下逐點掃瞄影像，若f(x,y)標記為Label，則令f(x,y)八鄰接點中，值為1的像素點標記=Label。 (d)由下往上逐點掃瞄影像，若f(x,y)標記為Label，則令f(x,y)八鄰接點中，值為1的像素點標記=Lable。 4.經過四個方向掃瞄後，標記為L之微粒被完整取出。指定新的標記Label++，重複步驟2，直到標記完所有微粒。

  10. 扇形(外圍)掃描

  11. if f<t f=0 i=1,2,3.... if f<t f=0 i=1,2,3.... if f<t f=0 i=1,2,3....

  12. if f<t f=0 i=1,2,3.... if f<t f=0 i=1,2,3....

  13. if f<t f=0 i=1,2,3.... if f<t f=0 i=1,2,3....

  14. 通式： if y-x>0 then s1=0 and s2=(y-x)/2 if y-x<0 then s2=0 and s1=(x-y)/2 if y-x=0 then s1=0 and s2=0 if f<t f=0 i=1,2,3....

  15. 以機器視覺的方式來檢測一個正常的 BGA 腳座 (如圖 1) 或是判斷一個不正常的 BGA 腳座 (如圖 2，下方中央位置有一圓球脫落)

  16. 製程中檢測 BGA 腳座，不但要判斷圓球是否脫落，也要確定每個圓球之定位是否偏移，既迅速 (要在 0.3 秒內完成)又正確的完成判斷的工作

  17. (5) (6)

  18. (9)

  19. (11)

  20. BGAPCB檢測逢甲--耀文電子產學合作

  21. 耀文電子廠商委託案，其主要是要計算出電路版中孔的位置耀文電子廠商委託案，其主要是要計算出電路版中孔的位置 先前設計:手動操作的程式。 更新：讓電腦來自動量測。

  22. 目標 • 利用影像處理的技術，結合程式設計工具，使用者只要框出一個範圍，就能自動將區域內兩個圓的圓心座標、半徑決定出來。

  23. 定圓步驟 • 擷取一張影像資料 • 對影像作二值化 • 利用質心法決定出內圓圓心座標 • 在利用水平掃瞄，哪一列符合的點數最多，就令為可能直徑 • 在利用垂直掃瞄，哪一行符合的點數最多，就令為可能直徑 • 兩個可能直徑中取大的為內圓直徑 • 縮小搜尋範圍 • 逐一掃瞄，每三行統計一次符合的點數，超過33，則可能為圓的邊界 • 訂出四個外圓邊界後，即可訂出圓心和直徑

  24. 用滑鼠選定一個四方形區域 • 按enter或是按下”定圓”鈕，看是否有選取出內外圓 • 如果沒有選取出正確的內外圓，再利用微調鈕來調整至正確大小和位置 • 確定位置後，按記錄鈕，就會將目前的內外圓資訊存入電腦 • 操作步驟

  25. 成果 • 根據廠商提供的錄影帶，能定出有兩個圓一起的情況，因為程式流程是先定出內圓，再根據內圓的資訊，進而定出外圓。

  26. 參考文獻 • 林宸生 邱創乾 陳德請，數位信號處理實務入門，高立書局。 • Ioannis Pitas, Digital Image Processing Algorithms, Prentice Hall, 1993. • http://train.trtc.com.tw/hw_info/bga.htm • http://www.greatgum.com.tw/BGA-0用錫球.htm • 邱奕契、梁有燈、莊富傑，BGA視覺檢測技術之研究，第十一屆全國自動化科技研討會

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