● 摘要
在表面贴装技术产业发展的过程中，焊接锡膏的印刷是其中一个重要环节，并且它的印刷质量影响了最终产品质量。根据现有数据统计，此项工序影响了约60%～70%的故障，其中电子产品的主要缺陷——虚焊，80%都是因为焊膏印刷缺陷造成的。因此需要采用必要的检测手段尤其是在线检测来降低此项工艺环节中出现的问题，来确保可靠地生产，此设备在SMT工业环节中称为SPI设备。目前SPI设备主要有2D和3D两种。本文主要针对2D检测中图像采集部分进行了研究，设计了SPI在线检测系统的核心软硬件框架，研制了一种采用低成本接触式图像传感器的印刷电路板前端采集系统。
本文主要采用了CIS+FPGA的设计方案实现了高速图像数据的采集；利用现场可编程门阵列实现CIS图像传感器的驱动时序和AD采样的驱动时序；通过控制CIS的工作频率和行周期数，实现了传感器和生产线的同步运行。在工作中，首先完成了硬件电路的设计、制作、调试，接着完成了各部分的软件编写、调试工作。本文中，对CIS在线实时数据采集的图像预处理进行了进一步的研究，对复杂的图像拟合算法进行了简化，并实现了使用硬件完成的线性校正白平衡算法，大幅降低了后续计算机处理量，采用千兆以太网作为高速数据接口，将采集到的图像数据上传至上位机，以供后续分析。
最后，对系统各部分进行了仿真和试验，并在真实现场将架设本系统、图像采集、传输均可正常进行，基本满足生产线上的采集需求，并在上位机得到了良好的待处理图像数据。