CN104458754B - 一种aoi检测英制0603封装器件的焊锡检测阈值的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AOI检测英制0603封装器件的焊锡检测阈值的获取方法，是基于英制0603封装器件的光学检测的特征值与在AOI设备下生成检测框的参数值之间是存在对应关系的，通过对英制0603封装器件的一定量满足工艺标准的焊点和一定量不满足工艺标准的焊点若干进行检测，将每个焊点的外观特征值和AOI设备生成图像检测框的参数值作为参数建立模型，再带入满足工艺标准边界条件的焊点外观特征值，得出对应的AOI设备检测框参数值，将此参数值作为英制0603封装器件的检测阈值存入元器件参数库中。快速、准确，且解决了现有技术中对0603封装器件检测阈值设定的周期长且考虑情况不完全的问题。

Description

一种AOI检测英制0603封装器件的焊锡检测阈值的获取方法

技术领域

本发明属于印制电路板领域，更具体地，涉及一种AOI检测英制0603封装器件的焊锡检测阈值的获取方法。

背景技术

目前AOI(Automatic Optic Inspection，自动光学检测)的编程方式有两种，其一是手工编程，即手工寻找器件的位置，再采用手工的方式添加检测框。其二是自动编程，即利用贴片机的数据(元器件的位置及种类信息)，再结合AOI自身的元器件系统库，自动将检测框与器件相对应。无论采用哪种方式编程都只是确定检测框的位置，确定检测框的位置后还需要确定检测元器件检测框的标准检测阈值。

而目前现有的确定元器件的标准检测阈值的方式是，首先用满足生产工艺标准的一定数量的印制板组件进行检测，以标准板上元器件检测框合格的参数值来一步一步修正检测阈值，再通过生产线检测一定批量的印制板组件，进一步修正元器件检测的阈值。该方法往往需要花费较长的时间才能稳定元器件的检测阈值，且还存在设备误报、漏报的可能性，因为设定检测阈值用的是满足工艺标准的印制板组件，而不一定是满足工艺标准临界情况下的印制板组件。同理，生产线检测的印制板组件也不一定是满足工艺标准临界的情况，即经过生产线批量检测修正后的阈值也不一定是最佳的阈值。

如果要使用满足工艺标准临界情况的印制板组件作为检测阈值设定的依据，该印制板组件样品的制作存在很大的困难，以航天电子电气产品表贴印制板组件检测规范为例，该标准中片式器件的两侧爬锡高度最小为是器件本体高度的1/3，最高只要不触及器件本体既可；器件偏移、歪斜出焊盘宽度部分不超过器件宽度的15％，如果要人为的制作一个片式电阻焊接后样品恰好满足上述要求，其难度可想而知。而且由于企业生产印制板组件的需求不同有着不同的检测工艺标准，需要制作多个满足各种工艺标准临界条件的样品，浪费更多的时间和精力。

在现有技术中没有一种能够快速的、较为准确的确定元器件检测框阈值的方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够快速准确的确定元器件检测框阈值的方法，能够解决现有技术中对0603封装器件检测阈值设定的周期长且考虑情况不完全的问题。

本发明提供了一种AOI检测英制0603封装器件的焊锡检测阈值的获取方法，包括下述步骤：

(1)获取样品数据；所述样品数据包括：m只英制0603封装器件，器件的几何尺寸，以及英制0603封装器件焊盘的宽；

其中m只英制0603封装器件的高进行了10等分；按满足工艺标准的焊锡爬锡高度焊接的样品有10个，按不满足工艺标准的焊锡爬锡高度焊接的样品有(m-10)个；m为大于等于20的整数；

(2)根据每个样品爬锡高度以及10等分线标准获得每个样品爬锡高度在器件高上10等分线的哪条线附近，以最接近的线作为该样品的爬锡高度，并通过统计的方法获得所述爬锡高度占器件总高度的百分比数值A；

(3)通过AOI设备对m只样品进行检测，获得样品焊锡在设备生成图像中的实际长度值B；

(4)以百分比数值A为X轴且实际长度值B为Y轴，建立直角坐标系，并根据m只样品的百分比数值A以及实际长度值B在所述直角坐标系中描点绘制图线，获得A与B的对应关系建立模型Y≈aX；

其中，X为百分比，Y为长度单位μm，a为比例系数，取值范围10-15；

(5)将满足工艺标准下限器件焊接后焊锡爬锡高度占总高度的比值X0代入所述模型Y≈aX中，获得英制0603封装器件焊锡的检测框长Y0；

(6)根据器件焊盘宽、器件本体宽、工艺标准允许器件偏移焊盘的百分比值以及公式，获得英制0603封装器件焊锡的检测框宽；

其中公式为：检测框宽＝(器件焊盘的宽度－器件本体的宽度)×1/2+器件本体宽度×X％；

(7)根据所述检测框长和所述检测框宽，获得检测阈值。

更进一步地，在步骤(1)中，器件的几何尺寸具体为器件的宽、高；取m只器件每个尺寸的算术平均值作为所述器件的几何尺寸。

更进一步地，在步骤(6)中，X％为工艺标准要求的器件允许偏移焊盘的百分比值；在Q/QJ177标准规定中规定的器件偏移出焊盘的要求值为15％。

更进一步地，在步骤(7)之后，还包括：将所述检测阈值存入AOI设备中。

本发明中，AOI检测英制0603封装器件多锡、少锡、偏移、歪斜缺陷焊锡检测阈值的快速、较为准确的获取方法，是基于英制0603封装器件的光学检测的特征值与在AOI设备下生成检测框的参数值之间是存在对应关系的，通过对英制0603封装器件的一定量满足工艺标准的焊点和一定量不满足工艺标准的焊点若干进行检测，将每个焊点的外观特征值和AOI设备生成图像检测框的参数值作为参数建立模型，再带入满足工艺标准边界条件的焊点外观特征值，得出对应的AOI设备检测框参数值，将此参数值作为英制0603封装器件的检测阈值存入元器件参数库中。快速、准确，且解决了现有技术中对0603封装器件检测阈值设定的周期长且考虑情况不完全的问题。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明旨在提供一种AOI检测英制0603封装器件多锡、少锡、偏移、歪斜缺陷焊锡检测阈值的快速、较为准确的设定方法。该方法是基于英制0603封装器件的光学检测的特征值与在AOI设备下生成检测框的参数值之间是存在对应关系的，通过对英制0603封装器件的一定量满足工艺标准的焊点和一定量不满足工艺标准的焊点若干进行检测，将每个焊点的外观特征值和AOI设备生成图像检测框的参数值作为参数建立模型，再带入满足工艺标准边界条件的焊点外观特征值，得出对应的AOI设备检测框参数值，将此参数值作为英制0603封装器件的检测阈值存入元器件参数库中。本发明能够解决现有技术中对0603封装器件检测阈值设定的周期长且考虑情况不完全的问题。具体步骤如下：

第一步，按要求制作样品，并收集相关数据。数量m只(m≥20)英制0603封装器件，器件的几何尺寸，包括器件的宽、高，并取m只器件每个尺寸的算术平均值。在制板软件中测量0603封装器件焊盘的宽。再将m只器件的高进行10等分。

第二步，用再流焊接方式，将已按第一步要求进行处理的器件样品按满足工艺标准的焊锡爬锡高度焊接10只，和不满足工艺标准的焊锡爬锡高度焊接(m-10)只。使用高倍数光学设备，观察每个器件爬锡高度在器件高上10等分线的哪条线附近，以最接近的线作为该样品的爬锡高度，统计该高度占器件总高度的百分比数值，统计全部m只器件的该数值。(该数值记为A)

第三步，用AOI设备对m只0603封装器件进行检测，统计器件焊锡在设备生成图像中的实际长度值B。

第四步，将A为X轴，B为Y轴，建立直角坐标系，描点绘制图线，找出A与B的对应关系为Y≈aX。(X为百分比无量纲，Y为长度单位μm，a为比例系数取值范围10-15)

第五步，将恰好满足工艺标准下限器件焊接后焊锡爬锡高度占总高度的比值作为X0，带入建立的模型Y≈aX(X值取值为X0)，求出检测0603器件焊锡检测框长Y0。

第六步，根据公式1：焊锡检测框宽＝(器件焊盘的宽度－器件本体的宽度)×1/2+器件本体宽度×X％，带入器件焊盘宽、器件本体宽及工艺标准允许器件偏移焊盘的百分比值，得到0603封装器件焊锡检测框宽。

(X％为工艺标准要求的器件允许偏移焊盘的百分比值)

第七步：将得到的0603封装器件焊锡检测框长度值和宽度值作为检测阈值存入AOI设备中，用于该种器件AOI设备检测使用。

本发明的实例中提供了一种基于德国viscom公司3088III型AOI设备，按照Q/QJ177《航天电子电气产品表贴印制板组件检测工艺规范》中片式器件的检测标准，对英制0603封电容元件的焊锡形态检测框阈值设定的编程方法。

第一步，随机选取生产现场的英制0603封装电容20只，并对20只电容进行编号。提取每个电容的几何特征，包括电容的实际宽、高尺寸，每个几何特征值取算术平均值，作为该批次器件的几何特征值。并测量0603封装电容焊盘的宽。

第二步，在20只电容的高上进行10等分。

第三步，采用标准丝网印刷网板给需要焊接电容的20个焊盘刷锡膏，再随机的在其中10个焊盘上去除一部分锡膏，去除总量的1/10、1/5、3/10、2/5、1/2、3/5、7/10、4/5、9/10，用贴片设备将20只电容贴在20个焊盘上，在用再流焊设备进行焊接。焊接出的样品既有满足工艺标准的，也有不满足工艺标准的电容共20只。

第四步，使用高倍数光学设备，如三维显微放大设备确定每个样品的器件两侧爬锡高度，以其中爬锡最低的一侧作为参考面，观察每个器件爬锡在之前的10等分线的哪条线附近，以最接近的线作为该样品的爬锡高度占器件高度的百分比数值，统计全部20只电容的该数值(作为A)，填入表1中。

第五步，提取所有样品在该AOI设备下生成的图像中焊锡实际长度(作为B)，填入表1中。

第六步，再以器件在光学检测爬锡高度占器件本体高度的百分比A为X轴，以器件在AOI下生成检测图像的焊锡检测框meni长度B为Y轴，建立直角坐标系，描点绘制图线，找出X与Y的对应模型为B≈12A。

第七步，将恰好满足工艺标准下限的器件焊锡爬锡高度占器件本体高度的比值1/3作为A值，带入建立的模型，求出在AOI设备下检测器件焊锡长度值400μm.。

第八步，通过公式(器件焊盘的宽度－器件本体的宽度)×1/2+器件本体宽度×15％，确定该AOI设备检测片式器件焊锡形态的检测框meni框的宽数值为650μm。其中，15％为Q/QJ177标准规定中规定的器件偏移出焊盘的要求值。

第八步，将AOI设备检测图像焊锡实际宽度650μm和长度400μm作为检测0603封装电容焊锡形态检测框的检测阈值存入该元件的检测参数数据库中。

表1 光学焊锡形态检测参数与AOI下图像焊锡形态检测参数对照分析表

以上所述仅为本发明的一个设置0603封装电容焊锡形态检测框阈值的实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种AOI检测英制0603封装器件的焊锡检测阈值的获取方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)获取样品数据；所述样品数据包括：m只英制0603封装器件，器件的几何尺寸，以及英制0603封装器件焊盘的宽；

其中m只英制0603封装器件的高进行了10等分；按满足工艺标准的焊锡爬锡高度焊接的样品有10个，按不满足工艺标准的焊锡爬锡高度焊接的样品有(m-10)个；m为大于等于20的整数；

(2)根据每个样品爬锡高度以及10等分线标准获得每个样品爬锡高度在器件高上10等分线的哪条线附近，以最接近的线作为该样品的爬锡高度，并通过统计的方法获得所述爬锡高度占器件总高度的百分比数值A；

(3)通过AOI设备对m只样品进行检测，获得样品焊锡在设备生成图像中的实际长度值B；

(4)以百分比数值A为X轴且实际长度值B为Y轴，建立直角坐标系，并根据m只样品的百分比数值A以及实际长度值B在所述直角坐标系中描点绘制图线，获得A与B的对应关系建立模型Y≈aX；

其中，X为百分比，Y为长度单位μm，a为比例系数，取值范围10-15；

(5)将满足工艺标准下限器件焊接后焊锡爬锡高度占总高度的比值X0代入所述模型Y≈aX中，获得英制0603封装器件焊锡的检测框长Y0；

(6)根据器件焊盘宽、器件本体宽、工艺标准允许器件偏移焊盘的百分比值以及公式，获得英制0603封装器件焊锡的检测框宽；

其中公式为：检测框宽＝(器件焊盘的宽度－器件本体的宽度)×1/2+器件本体宽度×X％；X％为工艺标准要求的器件允许偏移焊盘的百分比值；

(7)根据所述检测框长和所述检测框宽，获得检测阈值。

2.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，在步骤(1)中，器件的几何尺寸具体为器件的宽、高；取m只器件每个尺寸的算术平均值作为所述器件的几何尺寸。

3.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，在步骤(6)中，X％为工艺标准要求的器件允许偏移焊盘的百分比值；在Q/QJ177标准规定中规定的器件偏移出焊盘的要求值为15％。

4.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，在步骤(7)之后，还包括：将所述检测阈值存入AOI设备中。