T/CI 360-2024 IC封装基板图像检测系统技术规范

ICS31.180

CCSL30

团体标准

T/CI360—2024

IC封装基板图像检测系统技术规范

TechnicalspecificationforimageinspectionsystemofICpackagesubstrate

2024-05-16发布2024-05-16实施

中国国际科技促进会发布

T/CI360—2024

目次

前言....................................................................................................................................................................II

引言..................................................................................................................................................................III

1范围................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...........................................................................................................................................1

3术语和定义....................................................................................................................................................1

4IC封装基板光学检测装置............................................................................................................................2

5基于主要距离的空域融合主板拼接方法...................................................................................................5

6基于匹配特征融合的SMT贴片元件缺陷检测框架.................................................................................7

7基于元迁移学习和多尺度融合网络SMT贴装小样本缺陷分割框架....................................................8

8缓解遗忘性的图像增量学习分类方法.....................................................................................................11

9基于能量分布的未知异常样本检测方法.................................................................................................12

参考文献...........................................................................................................................................................16

I

T/CI360—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由合肥综合性国家科学中心人工智能研究院（安徽省人工智能实验室）提出。

本文件由中国国际科技促进会归口。

本文件起草单位：合肥综合性国家科学中心人工智能研究院（安徽省人工智能实验室）、宿州学院、

长沙安牧泉智能科技有限公司、江苏普诺威电子股份有限公司、电信科学技术仪表研究所有限公司、北

京国知科苑科技发展中心、北京江海时代科技有限公司。

本文件主要起草人：康宇、许镇义、李恒征、单修洋、郑博宇、徐兰英、杨飞、陆敏晨、路遥、冯

超、俞跃、臧江波、姜丽娟。

II

T/CI360—2024

引言

本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到4.2相关实用新型专利

（ZL202320228298.6）一种表面贴装元件光学检测装置的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在公平、合理且无歧视的条款和条

件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过

以下联系方式获得：

专利持有人姓名：合肥综合性国家科学中心人工智能研究院（安徽省人工智能实验室）

地址：安徽省合肥市蜀山区望江西路5089号

请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责

任。

III

T/CI360—2024

IC封装基板图像检测系统技术规范

1范围

本文件规定了IC基板封装光学检测装置的技术构成、基于主要距离的空域融合主板拼接方法、基于

匹配特征融合的SMT贴片元件缺陷检测框架和基于元迁移学习和多尺度融合网络SMT贴装小样本缺陷分

割框架要求，提供了缓解遗忘性的图像增量学习分类方法和基于能量分布的未知异常样本检测方法。

本文件适用于工业IC封装基板及SMT贴装图像检测系统的研究、设计、技术路线，可作为IC封装基

板和SMT贴装自动光学检测系统设计与研究的技术依据。适用于3C、芯片等泛半导体行业、LED、OLED

等新型显示面板行业以及新能源产业电池模组端板、电芯等行业产品工业视觉质检。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

RGB三色光源RGBthree-colorlightsource

一种通过将红、绿、蓝三种颜色的光混合在一起来产生各种不同颜色的模式。

3.2

IC基板封装ICsubstratepackage

将硅片上的电路管脚用导线接引到外部接头处，以便与其它器件连接的装置。

注：封装基板不仅能保护电路、固定线路并导散余热，还为芯片与PCB之间提供电子连接。

3.3

印刷电路板printedcircuitboard（PCB）

电子元器件的支撑体和电气连接的载体。

注：它采用电子印刷术制作，因此被称为“印刷”电路板。

3.4

表面贴装技术surfacemountedtechnology（SMT）

通过一定的工艺、材料将表面贴片元件贴装在印刷电路板上的电子组装技术，是现代电子产品制造

中的关键工艺技术之一。

3.5

自动化光学检测automatedopticalinspection（AOI）

一种高速、高精度的光学影像检测系统，运用机器视觉技术作为检测标准。

注：这种检测系统可以改良传统上使用人力和光学仪器进行检测的缺点，广泛应用于各个领域，包括高科技产业的

研发和制造品管，以及国防、民生、医疗、环保、电力等领域。

3.6

发光二极管lightemittingdiode(LED)

一种常用的发光器件，由含镓、砷、磷、氮等的化合物制成，通过电子与空穴复合释放能量发光。

注：LED可高效地将电能转化为光能，因此在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。

3.7

加速版鲁棒特征描述子算法speeduprobustfeatures(SURF)

一种局部特征描述子，用于提取图像的局部几何特征。能够克服仿射变换、光照变化和三维视点变

化等传统几何特征描述的不足，提取图像的局部几何特征。

3.8

K最近邻算法K-nearest-neighbors(KNN)

一种非参数、有监督的学习分类器,它使用邻近度对单个数据点的分组进行分类或预测。

1

T/CI360—2024

3.9

卷积神经网络convolutionalneuralnetwork

一类包含卷积计算且具有深度结构的前馈神经网络。

3.10

增量学习incrementallearning

一个学习系统能不断地从新样本中学习新的知识，并能保存大部分以前已经学习到的知识。

注：增量学习非常类似于人类自身的学习模式，是一个逐渐积累和更新的过程。

3.11

元迁移学习meta-transferlearning

涉及在不同学习环境中传输知识，以解决复杂的学习任务，其核心理念是从一个任务学习另一个任

务，其中一个任务被称为源任务，另一个任务称为目标任务。

4IC封装基板光学检测装置

4.1表面贴装技术所用贴装元件比起之前的插孔元件来说要微小得多，由于IC封装与SMT贴装元件的

体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，因此利用SMT技术生产的电子产品整体体积缩小约40%~

60%，相应地，重量减轻60%～80%，检测各种微小的电气元件是否正确贴装以及其电气连接点焊接情况

的好坏目前一般采用自动光学检测技术。

4.2如图1所示，IC基板封装光学检测装置包括固定支架1、图像采集机构2和光源机构3，图像采

集机构2设置在固定支架1上并且能够在竖直方向上上下移动，该图像采集机构2的图像采集镜头竖直

朝下，能够调整图像采集镜头到PCB距离，实现成像视窗范围的调整，光源机构3设置在固定支架1

上，该光源机构3位于图像采集机构2镜头的正下方，光源机构3在竖直方向上上下移动并且向下垂直

发射出红色、绿色、蓝色三段环形照明光照射，实现处于不同高度对电路板进行照射，得到更高成像分

辨率，因为现有采用可见光直接成像技术，每个成像像素由RGB插值得到（1R,2G,1B）,存在像素损失，

导致成像分辨率不高的问题，通过采用红色、绿色、蓝色三段环形照明处于不同的高度对电路板进行照

射，每个像素由RGB分别单独成像合成（4R,4G,4B），可以得到更高成像分辨率，同时保证整块电路板

受到均匀光照，避免由于视角不同、照明差异所导致成像不一致。

2

T/CI360—2024

标引序号说明：

1——固定支架；

2——两个U型架；

3——基座连杆；

4——两个固定杆；

5——第一滑动移杆；

6——第二滑动移杆；

7——图像采集机构；

8工业相机；

9——光源机构；

10半球环形装置。

图1IC封装基板光学检测装置

如图1所示，固定支架1包括两个U型架2、基座连杆3、两个固定杆4、第一滑动移杆5和第二滑动移

杆6,U型架2的开口都朝下并且均竖直设置，基座连杆3水平布置，基座连杆3与两个U型架2的上表面均

固定连接，两个固定杆4分别固定连接在基座连杆3下表面的两侧，两个固定杆4与基座连杆3所在的平面

垂直，两个固定杆4的相对侧一面分别都设有滑槽，第一滑动移杆5在两个固定杆4上的滑槽滑动上，并

且第一滑动移杆5的两端在滑动结束后通过螺栓固定住，第一滑动移杆5水平布置，第二滑动移杆6在两

个固定杆4上的滑槽上滑动，并且第二滑动移杆6的两端在滑动结束后通过螺栓固定住，所述第二滑动移

杆6也水平布置，第一滑动移杆5在第二滑动移杆6的上方，即第一滑动移杆5和第二滑动移杆6在松开螺

栓时可以上下滑动，滑动到需要的位置时通过螺栓将其固定。

如图1及图2所示，所述图像采集机构7为工业相机8,该工业相机8与第一滑动移杆5固定连接，工业

相机8拍摄时的拍摄镜头垂直向下，光源机构9包括半球环形装置10、红色环形LED发光二极管灯带11、

绿色环形LED发光二极管灯带12和蓝色环形LED发光二极管灯带13,半球环形装置10与第二滑动移杆6

固定连接，半球环形装置10横截面小的部分朝上，红色环形LED发光二极管灯带11、绿色环形LED发光

二极管灯带12和蓝色环形LED发光二极管灯带13在半球环形装置10从上而下依次紧贴，工业相机8和半

球环形装置10处在同一个轴线上。

3

T/CI360—2024

标引序号说明：

11——红色环形LED发光二极管灯带；

12——绿色环形LED发光二极管灯带；

13——蓝色环形LED发光二极管灯带。

图2IC封装基板光源机构

IC封装基板检测具体实施流程如图3所示：

a)首先将该装置安装在PCB传送平台的上方，使得工业相机21的视角正对于PCB的主体部分，

松开第一滑动移杆14两端的螺栓，使第一滑动移杆14在固定杆13上上下滑动，调整工业相

机21到的距离来实现成像视窗范围调整；

b)其次将红色环形LED发光二极管灯带31、绿色环形LED发光二极管灯带32以及蓝色环形LED

发光二极管灯带33通过电源线与光源控制器连接；

c)光源控制器打开红色环形LED发光二极管灯带后，工业相机21采集PCB成像，然后光源控制

器打开绿色环形LED发光二极管灯带，工业相机21采集PCB图像，最后光源控制器打开蓝色

环形LED发光二极管灯带，将第二滑动移杆15两端的螺栓松开，调节光源机构3的高度，使

得不同高度的光源机构3对电路板进行照射，可以得到更高的成像分辨率，同时保证整块电

路板受到均匀光照，避免由于视角不同、照明差异所导致PCB成像不一致，至此完成一个视

窗下的PCB成像采集，如此循环此操作直至所有视窗拍摄完毕。

光源机构安装至PCB

传送平台上方

松开滑动杆调整工业

相机与平台距离以实

现成像视窗范围调整

将RGBLED灯带与

光源控制器连接，按

红、绿、蓝打光顺序

对PCB主板照射

启动工业相机完成单

视窗PCB成像采集，

如此循环此操作直至

所有视窗拍摄完毕

图3IC封装基板检测流程

4

T/CI360—2024

5基于主要距离的空域融合主板拼接方法

5.1图像拼接策略

图像拼接分为硬拼接和软拼接，硬拼接依赖既定的偏移量将两幅图像的像素直接叠加实现拼接，软

拼接则依赖于拼接算法将两幅不同视角的图像置于统一的坐标系中，再通过像素映射实现拼接。基于主

要距离的空域融合主板拼接算法流程如下图4所示。

读取图片图像预处SURF特

A理征点提取

特征点粗匹配对细

图像融合

匹配筛选

读取图片图像预处SURF特

B理征点提取

图4空域融合主板拼接算法流程

5.2图像预处理

采用多种滤波器复合处理的解决方案，即先对原始图像进行双边滤波，再经过一次中值滤波。

a)双边滤波是在高斯滤