随着表面贴装技术(Surface Mounting Technology,SMT)兴起,电子元器件逐渐趋于小型化、密集化。作为SMT第一道工序的锡膏印刷,若能实施全面检测,例如漏印、缺锡、少锡、偏移和连桥等,避免少锡或者缺锡导致虚焊,偏移和连桥形成短路等问题,这不仅可以在电子印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)的早期发现产品不良趋势,而且对于生产效率的提高和返修成本的降低等具有重要意义。基于计算机视觉检测理论的锡膏印刷图像检测技术及设备,借助于外部的光栅、激光光源,通过电荷耦合器件(Charged Coupled Device,CCD)相机成像,按不同算法生成被测焊点形貌,利用锡膏印刷图像的高度、面积、体积特征,可以及时发现锡膏印刷过程中的缺陷和不足。本文调研与分析了激光三角测量和相位光栅测量(Phase Measuring Profilometry,PMP)的原理及技术方法,针对三维锡膏检测设备虽利用了激光三角原理的锡膏检测仪(Solder Paste Inspection,SPI)速度快,三维效果好,但重复精度低,检测结果受外界震动和传动装置的震动影响大以及相位光栅测量方法需要结构光照明,虽重复性和再现性好,但测量的锡膏体积比真实锡膏体积偏小等情况,提出了基于双目视觉的三维锡膏检测方法。首先,构建了灵活可调的三维锡膏检测系统平台。平台底座采用了全新的大理石,保证了机身的坚固和稳定性。传输系统采用了高速运动控制系统,设计了插补方式实现的精确轨迹运动。照明系统由高亮度的LED(Light Emitting Diode)经特殊的球面结构形成均匀扩散光,防止电路板图像表面形成的漫反射,此为清晰的成像提供了保障。相机系统采用了基于两点参考法的平场校正,消除了CCD成像的非均匀性,通过白平衡处理,使得拍摄的PCB图像呈现真实的色彩。为了减少扫描次数,降低对机械部件的磨损,延长系统寿命,使其可靠稳定运行,相机视场最大可设置为44mm?420mm,采集图像所包含的像素为3648?13750?500万。其次,利用构建了的三维锡膏检测系统平台,获取了在锡膏区域的二维信息,探索了基于全局和局部的阈值分割及二维最大熵阈值分割、区域生长等传统方法。采用机器学习的办法,例如K均值聚类、高斯混合模型、朴素贝叶斯方法等,结合锡膏的灰度特征、亮度特征及区域特征,成功地分割出了在复杂背景中的锡膏图像,采用双目视觉的办法,获得了锡膏图像像素点的深度信息,利用OpenGL编程,实现了锡膏焊点的三维显示。最后,测试了三维锡膏印刷图像检测系统的性能,主要包括了准确度和精确度测试,以及稳定性、线性、偏倚及重复性和可再现性,等等。测量结果显示,锡膏检测系统的合计量具变异小于10%,能分辨的类别数超过5,是一个充分的测量系统。