CN102426440B - 监控印刷电路板检验站操作员的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于监控检验站的操作员的系统和方法，该方法包括：由检验站在检验过程期间显示缺陷的图像和可疑缺陷的图像，所述可疑缺陷被期望由操作员在检验过程期间归类；检查操作员是否成功将该缺陷归类；以及对操作员将该缺陷归类为缺陷的成功或失败进行响应。

Description

监控印刷电路板检验站操作员的方法和系统

相关申请

本申请要求序列号为61/354749，提交日为2010年6月15日的美国临时专利的优先权，其通过引用包含于此。

背景技术

印刷电路板(PCB)通过自动光学图像(AOI)系统检查并稍后在检验站(通过摄像机)进行视觉检验。

为了检验缺陷，操作员从一个可疑缺陷的图像到另一个可疑缺陷的图像移动摄像机——通常通过在检验站按“下一个缺陷”按钮。

在每个检验轮班(shift)中，操作员检验约数以万计的缺陷。因此，显示可疑缺陷图像的检验过程对于操作员可能是很长的并且涉及到大量可疑缺陷的图像的显示。

由于检验是一种单调的工作，在一定时间段(例如几个小时)之后操作员的警惕性下降，那么很可能他将遗漏AOI检测到的真正的缺陷——因而他将不把可疑缺陷的图像归类为包括缺陷——尽管这些图像表示真正的缺陷。

遗漏真正的缺陷可导致PCB车间运送有缺陷的PCB到他们的客户，尽管AOI站已经检测到这些缺陷。

发明内容

提供一种监控检验站的操作员的方法。该方法可包括由检验站在检验过程期间显示缺陷的图像和可疑缺陷的图像，所述可疑缺陷被期望由操作员在检验过程期间归类；检查操作员是否成功将所述缺陷归类；以及对操作员将所述缺陷归类为缺陷的成功或失败进行响应。

该方法可包括显示至少一个缺陷的多个图像以及显示可疑缺陷的多个图像。

该方法可包括确定显示缺陷的图像的频率；以及以该频率显示缺陷的图像。

该方法可包括基于该操作员的特性确定该频率。

该方法可包括基于该操作员的经验水平确定该频率。

该方法可包括在检验过程期间改变该频率，其中该改变响应于以下至少一项：(a)自检验过程开始以来流逝的时间，和(b)该操作员响应至少一个先前显示的缺陷的图像的方式。

该方法可包括选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于在所述可疑缺陷的多个图像中出现该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

该方法可包括选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于该操作员成功检验该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

所述响应可包括改变将缺陷的图像显示给该操作员的方式。

所述缺陷的图像可以是另一个操作员先前检测到的缺陷的图像。

所述缺陷的图像可以是属于与所述可疑缺陷的图像相关联的印刷电路板(PCB)不同的PCB的缺陷的图像。

该方法可包括处理所述缺陷的图像以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

该方法可包括更改所述缺陷的图像的颜色和亮度中的至少一个以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

所述缺陷的图像是合成的缺陷图像。

该方法可包括基于先前获得的缺陷的图像生成该合成的缺陷图像。

所述响应可包括产生警报。

所述响应可包括停止检验过程并且请求另一个操作员完成该检验过程。

该方法可包括基于操作员将缺陷归类的失败或成功，改变该检验过程的特性。

该方法可包括：如果操作员未成功将缺陷归类，则重放在检验过程期间已经向该操作员显示过的可疑缺陷的至少一个图像。

该方法可包括基于操作员的经验水平确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

该方法可包括基于自检验过程开始流逝的时间确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

所述缺陷的图像可以是先前检测到的缺陷的图像。

该方法可包括响应于操作员未将所述缺陷归类为缺陷，将检验过程暂停预定时间段。

根据本发明的实施例，提供一种用于监控检验站的操作员的系统，该系统可包括：显示器，用于由检验站在检验过程期间显示缺陷的图像和可疑缺陷的图像，所述可疑缺陷被期望由操作员在检验过程期间归类；处理器，用于检查操作员是否成功将所述缺陷归类，并且用于控制对操作员将所述缺陷归类为缺陷的成功或失败的响应。

处理器和显示器中的至少一个可被包括在检验站中。

显示器可被设置为显示至少一个缺陷的多个图像以及显示可疑缺陷的多个图像。

处理器可被设置为确定显示缺陷的图像的频率；以及以该频率显示缺陷的图像。

处理器可被设置为基于该操作员的特性确定该频率。

处理器可被设置为基于该操作员的经验水平确定该频率。

处理器可被设置为在检验过程期间改变该频率，其中该改变响应于以下至少一项：(a)自检验过程开始以来流逝的时间，和(b)该操作员响应至少一个先前显示的缺陷的图像的方式。

处理器可被设置为选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于在所述可疑缺陷的多个图像中出现该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

处理器可被设置为选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于该操作员成功检验该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

处理器可被设置为改变将缺陷的图像显示给该操作员的方式。

所述缺陷的图像可以是另一个操作员先前检测到的缺陷的图像。

所述缺陷的图像可以是属于与所述可疑缺陷的图像相关联的印刷电路板(PCB)不同的PCB的缺陷的图像。

处理器可被设置为处理所述缺陷的图像以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

处理器可设置为更改所述缺陷的图像的颜色和亮度中的至少一个以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

所述缺陷的图像是合成的缺陷图像。

处理器可被设置为基于先前获得的缺陷的图像生成该合成的缺陷图像。。处理器可被设置为响应于操作员未将所述缺陷归类为缺陷而触发警报。

处理器可被设置为响应于操作员未将所述缺陷归类为缺陷，停止检验过程并且清求另一个操作员完成该检验过程。

处理器可被设置为基于操作员将缺陷归类的失败或成功，改变该检验过程的特性。

处理器可被设置为：如果操作员未成功将缺陷归类，则触发重放在检验过程期间已经向该操作员显示过的可疑缺陷的至少一个图像。

处理器可被设置为基于操作员的经验水平确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

处理器可被设置为基于自检验过程开始流逝的时间确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

所述缺陷的图像可以是先前检测到的缺陷的图像。

处理器可被设置为响应于操作员未将所述缺陷归类为缺陷，将检验过程暂停预定时间段。

附图说明

被示作本发明的主旨在说明书的权利要求部分被特别指出并明确要求。然而，本发明关于结构和操作的方法连同其目标、特征以及优势可结合附图参考下面的详细描述而被最好地理解，在附图中：

图1示出按照本发明的一个实施例的方法的流程图；以及

图2示出按照本发明的一个实施例的系统。

应当理解，为了说明的简化和清楚，图中所示的部件不一定是按比例绘制的。例如，为了清楚，一些元件的尺寸相对其它元件可以是夸大的。更进一步，在适当考虑的情况下，附图标记可以在图中重复以指示相应的或类似的元件。

具体实施方式

在下面的详细描述中，列出众多明确的细节以提供本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员可以理解，本发明可在没有这些明确的细节的情况下实行。在其它示例中，周知的方法、程序和部件未详细描述以便不遮盖本发明。

按照本发明的不同实施例，通过在检验过程期间显示缺陷(已经知道这是缺陷)的图像以及显示可疑缺陷的图像，来测试检验站的操作员的警惕性。在已经被检验为缺陷的意义上，这些缺陷可以是已知的。该警惕性评估还包括测试操作员对这些缺陷图像的响应(或未响应)。基于操作员对这些缺陷图像的响应可以采取一个或多个动作。

这些动作可以包括产生警报，改变提供缺陷图像的方式，改变测试警惕性的方式，重放已经显示给操作员的可疑缺陷的图像，等等。

该图像可以是先前显示给该操作员的缺陷的真实图像、先前被该操作员检测为缺陷的缺陷的真实图像、曾由另一个操作员检测到的包括真正的缺陷的缺陷的真实图像、合成的图像，等等。

合成的缺陷图像可以通过处理先前获得的缺陷的图像、通过将缺陷图像信息插入到PCB的工作构造或结构的图像中等来生成。

该提出的方法和系统能够通过减少由于检验站的操作员未察觉而遗漏的缺陷的数量来增加PCB车间的生产良率(production yield)，以及能够在运送到他们的客户之前检测到有缺陷的板。

该提出的方法和系统能增加检验站的操作员的警惕性以及提供关于这些操作员表现的信息。

图1说明按照本发明一个实施例的方法100。

方法100开始于确定或接收警惕性监控计划的阶段110。该警惕性监控计划定义如何测试检验站的操作员的警惕性。

该警惕性监控计划可以定义何时将缺陷图像显示给操作员，哪些缺陷图像将被显示给操作员，如何响应操作员检测缺陷图像失败以及如何响应操作员检测缺陷图像成功——把缺陷图像中的缺陷归类为缺陷。

该警惕性监控计划可以针对无经验的操作员定义较高频率的缺陷图像插入，可以在检验轮班期间改变缺陷图像插入的频率(例如——在接近检验轮班结束时采用较高的频率)，等等。

该频率可被定义为每一个时间单元显示的缺陷图像的数量或者被定义为所显示的可疑缺陷的图像与在检验过程中插入的(注入的)缺陷的图像之间的比率。

该警惕性监控计划可以定义在阶段130期间显示给操作员的缺陷图像的类型。缺陷图像的类型可以依据它们与特定PCB的关联度进行选择(更可能发生的缺陷，在先前的检验轮班期间发现的缺陷)，可以基于操作员进行选择(例如——某个操作员更可能遗漏的缺陷)，或者可以基于它们的严重性进行选择(可能致命的缺陷相对于具有较小影响的缺陷)。该选择可以考虑这些参数的结合。

该警惕性监控计划(或者整个方法100)可以应用于每个轮班和所有操作员。它可以在某些轮班(例如夜班)期间应用并且不应用于其它轮班。它可以应用于随机选择的轮班。它可以应用以监控特定的操作员(例如无经验的操作员)而不应用于其它操作员。它可以应用于随机选择的操作员。它可以在某些作业(例如——更重要的作业)期间应用而不应用于其它作业。它可以应用于随机选择的作业。

阶段110之后的阶段120提供给操作员一系列真实的可疑缺陷——向操作员显示应当被检验的可疑缺陷的图像。

阶段120之后的阶段130向使用者显示缺陷图像——具有缺陷的图像。

该缺陷图像可以包括包含缺陷的PCB区域、只包含该缺陷的图像，等等。要指出的是，一张图像可以包括多于单个缺陷。一张缺陷的图像可包括缺陷和可疑缺陷的组合。

阶段130可包括显示一系列缺陷图像。阶段130可以在阶段120之前，从而检验轮班通过显示一个或多个缺陷图像而开始。

缺陷图像可以是取自与正在检验的PCB属于同一批或批次PCB的另一个PCB的图像。缺陷图像可以从与当前检验的批次具有相同颜色的一组真实的图像中获得。缺陷的图像可以被处理以便提供与被检验的PCB的可疑缺陷的图像相同的颜色和/或亮度。

阶段130之后的阶段140检查操作员是否把缺陷图像归类为包括缺陷的图像——操作员是宣布该缺陷图像是“有缺陷的”(成功)还是未宣布该缺陷图像是有缺陷的(失败)。阶段140也可包括操作员是否将缺陷归类为与该缺陷的类型相匹配的缺陷类型。因此，成功可以仅仅包括将该缺陷的图像归类为包括缺陷，但是也可以包括成功提供额外的正确信息，诸如缺陷的类型。为了简化说明，下文将涉及前一种成功——仅仅将该缺陷的图像归类为包括缺陷，然而，方法100能够通过必要的修正而应用于后一种归类。

如果操作员检测出该缺陷，则阶段140之后是阶段150，基于警惕性监控计划对操作员检测缺陷图像的成功进行响应。

如果操作员未能检测出该缺陷，则阶段140之后是阶段160，基于警惕性监控计划对操作员检测缺陷图像的失败进行响应。

阶段160可包括向该操作员(或另一个操作员——例如该操作员的主管)重放真实的图像(可疑缺陷的图像)，这些真实的图像已经向该操作员显示过，但由于该操作员检测缺陷图像的失败，可能该操作员未正确地检查这些真实的图像。

重放的长度可基于关于操作员警惕性水平的评估而得到。例如，该长度可随失败数量的增加而增加。

重放的长度也可响应于该操作员的技能(更高技能——更短重放)。

另外地或者可替换地，该重放的长度(在一个重放中包括的图像数量)可响应于从该检验轮班开始流逝的时间(对于接近检验轮班的结束、在午餐后等情况，可引入更长的重放时间段)。

阶段160可包括：

a.产生警报(蜂鸣器，弹出消息，灯杆亮红灯，发送消息到主管，等等)。

b.在日志文件中保存该失败。

c.增加缺陷图像插入的频率(例如——如果失败速度高于预定阈值)。

d.停止检验过程并允许主管继续该过程。

e.停止检验过程并在操作员休息或精力恢复后继续。

f.改变警惕性监控计划。

g.基于警惕性监控计划修改缺陷图像插入的频率。

h.改变包括在该缺陷图像中的缺陷的类型。

阶段150和160之后可以是阶段120和130中的任一个。

阶段150和160中的任一个可包括确定是否更改警惕性监控计划或者是否基于现有的警惕性监控计划更改缺陷图像被显示或被选择的方式(频率，缺陷类型)。

例如，阶段150可包括减少缺陷图像注入的频率，而阶段160可包括增加缺陷图像注入的频率。但对于另一个示例，阶段150可包括减小由检测缺陷图像失败触发的音频失败警报的音量或视觉失败警报的尺寸。

阶段150和160中的任一个可包括处理存储操作员失败和成功的日志文件，以及作为响应更改警惕性监控计划。因此，警惕性监控计划的改变可以由成功和失败之间的关系来触发。

便利地，警惕性监控计划可以适合于特定操作员。缺陷图像注入的频率可基于在以前的检验轮班期间监控到的该操作员的警惕性水平，但这不是必须的。

阶段150和160的任一个可包括生成警惕性报告。该警惕性报告提供关于操作员在该检验轮班期间或在该轮班的部分期间的警惕性水平的指示。

图2说明按照本发明的一个实施例的系统200。

系统200可包括缺陷检测系统210、检验站220、图像数据库230和处理器240。

系统200可执行方法100。处理器240以及(另外地或者可替换地)图像数据库230可属于缺陷检测系统210和检验站220之一。

检验站220具有在其上显示图像的显示器222和被设置为接收来自操作员的对所显示的图像的响应的输入单元224。这些响应可包括将可疑缺陷归类为缺陷或非缺陷，也可包括缺陷类型的分类(缺陷、异质颗粒、缺失材料，等等)。

缺陷检测系统210提供可疑缺陷的信息(例如，位置)到检验站220。

可疑缺陷的信息(以及甚至这些可疑缺陷的“真实图像”)可被提供给处理器240，处理器240可以插入(注入)从图像数据库230检索到的缺陷图像以使检验站220向操作员显示真实图像和缺陷图像。

处理器240可以接收警惕性监控计划并执行它。

处理器240可以更改警惕性监控计划，但这不是必须的。它可以接收来自检验站220的关于操作员对每张图像(或仅对于缺陷图像)的响应的指示，并且确定该操作员失败还是成功。

处理器240可接收来自操作员的指令，该指令可调整警惕性监控计划、定义警惕性监控计划、以及甚至激活警惕性监控计划或者将其禁用。

虽然这里举例以及描述了本发明的某些特征，但是本领域普通技术人员现在能够想到许多修改、替换、改变、以及等价物。因此，应当理解，所附的权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和变化。

Claims (46)

1.一种监控检验站的操作员的方法，该方法包括：

由检验站在检验过程期间显示缺陷的图像和可疑缺陷的图像，所述可疑缺陷被期望由操作员在检验过程期间归类；

检查操作员是否成功将所述缺陷归类；以及

对操作员将所述缺陷归类为缺陷的成功或失败进行响应。

2.如权利要求1所述的方法，包括显示至少一个缺陷的多个图像以及显示可疑缺陷的多个图像。

3.如权利要求2所述的方法，包括确定显示缺陷的图像的频率；以及以该频率显示缺陷的图像。

4.如权利要求3所述的方法，包括基于该操作员的特性确定该频率。

5.如权利要求3所述的方法，包括基于该操作员的经验水平确定该频率。

6.如权利要求3所述的方法，包括在检验过程期间改变该频率，其中该改变响应于以下至少一项：(a)自检验过程开始以来流逝的时间，和(b)该操作员响应至少一个先前显示的缺陷的图像的方式。

7.如权利要求2所述的方法，包括选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于在所述可疑缺陷的多个图像中出现该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

8.如权利要求2所述的方法，包括选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于该操作员成功检验该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

9.如权利要求2所述的方法，其中所述响应包括改变将缺陷的图像显示给该操作员的方式。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述缺陷的图像是另一个操作员先前检测到的缺陷的图像。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述缺陷的图像是属于与所述可疑缺陷的图像相关联的印刷电路板(PCB)不同的PCB的缺陷的图像。

12.如权利要求1所述的方法，包括处理所述缺陷的图像以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

13.如权利要求1所述的方法，包括更改所述缺陷的图像的颜色和亮度中的至少一个以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述缺陷的图像是合成的缺陷图像。

15.如权利要求14所述的方法，包括基于先前获得的缺陷的图像生成该合成的缺陷图像。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述响应包括产生警报。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述响应包括停止检验过程并且请求另一个操作员完成该检验过程。

18.如权利要求1所述的方法，包括基于操作员将缺陷归类的失败或成功，改变该检验过程的特性。

19.如权利要求1所述的方法，包括：如果操作员未成功将缺陷归类，则重放在检验过程期间已经向该操作员显示过的可疑缺陷的至少一个图像。

20.如权利要求19所述的方法，包括基于操作员的经验水平确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

21.如权利要求19所述的方法，包括基于自检验过程开始流逝的时间确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

22.如权利要求1所述的方法，其中所述缺陷的图像是先前检测到的缺陷的图像。

23.如权利要求1所述的方法，包括响应于操作员将所述缺陷归类为缺陷的失败，将检验过程暂停预定时间段。

24.一种用于监控检验站的操作员的系统，该系统包括：

显示器，用于由检验站在检验过程期间显示缺陷的图像和可疑缺陷的图像，所述可疑缺陷被期望由操作员在检验过程期间归类；

处理器，用于检查操作员是否成功将所述缺陷归类，并且用于控制对操作员将所述缺陷归类为缺陷的成功或失败的响应。

25.如权利要求24所述的系统，其中该显示器被设置为显示至少一个缺陷的多个图像以及显示可疑缺陷的多个图像。

26.如权利要求25所述的系统，其中该处理器被设置为确定显示缺陷的图像的频率；以及以该频率显示缺陷的图像。

27.如权利要求26所述的系统，其中该处理器被设置为基于该操作员的特性确定该频率。

28.如权利要求26所述的系统，其中该处理器被设置为基于该操作员的经验水平确定该频率。

29.如权利要求26所述的系统，其中该处理器被设置为在检验过程期间改变该频率，其中该改变响应于以下至少一项：(a)自检验过程开始以来流逝的时间，和(b)该操作员响应至少一个先前显示的缺陷的图像的方式。

30.如权利要求25所述的系统，其中该处理器被设置为选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于在所述可疑缺陷的多个图像中出现该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

31.如权利要求25所述的系统，其中该处理器被设置为选择该至少一个缺陷的缺陷类型，该选择是基于该操作员成功检验该缺陷类型的可疑缺陷的可能性。

32.如权利要求25所述的系统，其中该处理器被设置为改变将缺陷的图像显示给该操作员的方式。

33.如权利要求24所述的系统，其中所述缺陷的图像是另一个操作员先前检测到的缺陷的图像。

34.如权利要求24所述的系统，其中所述缺陷的图像是属于与所述可疑缺陷的图像相关联的印刷电路板(PCB)不同的PCB的缺陷的图像。

35.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为处理所述缺陷的图像以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

36.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为更改所述缺陷的图像的颜色和亮度中的至少一个以与可疑缺陷的至少一个图像类似。

37.如权利要求24所述的系统，其中所述缺陷的图像是合成的缺陷图像。

38.如权利要求37所述的系统，其中该处理器被设置为基于先前获得的缺陷的图像生成该合成的缺陷图像。

39.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为响应于操作员将所述缺陷归类为缺陷的失败而触发警报。

40.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为响应于操作员未将所述缺陷归类为缺陷，停止检验过程并且请求另一个操作员完成该检验过程。

41.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为基于操作员将缺陷归类的失败或成功，改变该检验过程的特性。

42.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为：如果操作员未成功将缺陷归类，则触发重放在检验过程期间已经向该操作员显示过的可疑缺陷的至少一个图像。

43.如权利要求42所述的系统，其中该处理器被设置为基于操作员的经验水平确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

44.如权利要求42所述的系统，其中该处理器被设置为基于自检验过程开始流逝的时间确定要重放的可疑缺陷的图像的数量。

45.如权利要求24所述的系统，其中所述缺陷的图像是先前检测到的缺陷的图像。

46.如权利要求24所述的系统，其中该处理器被设置为响应于操作员将所述缺陷归类为缺陷的失败，将检验过程暂停预定时间段。