CN104923494A - 一种电子元器件规模化自动分辨合格品的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子元器件规模化自动分辨合格品的方法及系统，包括以下步骤：采集合格的电子元器件成品或半成品的图像作为标准图像存储到自动光学检验设备中；在自动光学检验设备中提供待检测的包括多个电子元器件成品或半成品的PCB板；从PCB板上获取PCB板标识信息；对PCB板上的多个待检测的电子元器件成品或半成品进行图像采集；将所采集的待检测的电子元器件成品或半成品的图像与标准图像进行处理和比对并赋予品质标识；生成PCB板的Map信息；将Map信息发送至生产执行设备存储，以供后续设备读取。本发明解决了人工检验所导致的生产效率低、错检漏检率高等局限性，从而实现了电子元器件规模化自动分辨合格品的目的。

Description

一种电子元器件规模化自动分辨合格品的方法及其系统

技术领域

本发明涉及自动化生产领域，更具体涉及一种规模化自动分辨合格品的方法及系统。

背景技术

在电子元器件的制造生产过程中，由于电子元器件本身较为细小、制造工艺流程复杂、产品质量要求较高，所以对电子元器件进行检验已经成为了电子元器件生产制造的过程中必不可少的步骤之一。目前采用的基本方法是人工使用显微镜对电子元器件成品或半成品逐一进行检验，人工使用油笔涂出次点位置并使用人工挑选出次品。

然而发明人发现，上述方法具有以下局限性：

(1)在使用显微镜对单个电子元器件成品或半成品逐一进行检验的过程中会因为显微镜的倍数有限而限制检验项目，大大增加了检验的难度。

(2)使用人工检验耗费了大量的人力，有较高的错检漏检率，大大降低了生产效率。

(3)使用油笔涂次点的过程极易对产品造成二次污染。

发明人根据这一背景技术，发明了一种电子元器件规模化自动分辨合格品的方法及系统。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可以提高电子元器件检验效率、降低电子元器件检验过程中的错检漏检率并降低电子元器件制造生产过程中人力消耗的电子元器件分辨合格品的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种电子元器件规模化自动分辨合格品的方法，所述方法包括以下步骤：S1、采集合格的电子元器件成品或半成品的图像作为标准图像存储到自动光学检验设备中；S2、在自动光学检验设备中提供待检测的包括多个电子元器件成品或半成品的PCB板；S3、从所述PCB板上获取PCB板标识信息，所述PCB板标识信息与该PCB板唯一对应；S4、对PCB板上的多个待检测的电子元器件成品或半成品进行图像采集；S5、将所采集的待检测的电子元器件成品或半成品的图像与所述标准图像进行处理和比对，判断其为良品或次品，并对相应的电子元器件成品或半成品赋予品质标识，所述品质标识标记了该电子元器件成品或半成品为良品或次品；S6、生成所述PCB板的Map信息，所述Map信息记录了PCB板标识信息、每个电子元器件成品或半成品在PCB板中的位置信息与相应的电子元器件成品或半成品的品质标识之间的对应关系；S7、将所述Map信息发送至生产执行设备存储，以供后续设备读取。

优选的，所述方法还包括以下步骤：S8、对所述PCB板的每个电子元器件成品或半成品进行封盖固化；S9、从所述PCB板上获取PCB板标识信息；S10、在生产执行设备中获取与所述PCB板标识信息相对应的Map信息；S11、根据所述Map信息中记录的所述PCB板上各个电子元器件成品或半成品的位置信息和品质标识，在相应的电子元器件成品或半成品的外壳上标记相应的品质标识。

优选的，所述步骤S1还包括将待检测的PCB板的规格数据设置到自动光学检验设备中。

优选的，所述PCB板的规格数据包括PCB板的尺寸、电子元器件成品或半成品的尺寸、电子元器件成品或半成品在PCB板上的排布方式及首个电子元器件成品或半成品所处的位置信息。

优选的，所述步骤S4还包括根据所述PCB板的规格数据确定图像采集设备的运动路径，所述运动路径为横向蛇形、纵向蛇形、逐行或逐列。

优选的，在步骤S3中，通过人工输入、所述自动光学检验设备配备的扫描仪或独立于自动光学检验设备的扫描设备获取PCB板的标识信息，所述PCB板的标识信息为条码、二维码或字符组合。

优选的，对单个电子元器件成品或半成品逐一循环实施步骤S4及S5。

优选的，所述的Map信息为反应每个电子元器件成品或半成品在PCB板中的位置信息与相应的电子元器件成品或半成品的品质标识之间的关系的矩阵式表格。

优选的，所述步骤S11包括，由打标机在良品的外壳上打第一标识，在次品的外壳上不打标或打第二标识；或者由打印机在良品的外壳上不打标，在次品的外壳上打第二标识。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子元器件规模化自动分辨合格品的系统。

优选的，所述系统用于执行本发明第一方面所提供的任意之一的方法。

本发明能够带来的有益效果是利用自动光学检验设备对现有的电子元器件的检验工艺流程进行改进从而实现了电子元器件的规模化自动分辨合格品的目的。本发明将原有的人工检验这一步骤改进为利用自动光学检验设备进行自动检验，与传统的人工检验相比，不仅降低了错检漏检率、提高了生产效率，而且解决了人力资源浪费大这一突出问题。本发明通过采集PCB板的规格数据从而确定图像采集设备的运动路径，与传统的利用显微镜进行比较而言，既提高了检验项目的准确度又实现了设备运行效率利用最大化。

本发明除了将自动光学检验设备应用于电子元器件的检验之外，还实现了自动光学检验设备、生产执行设备及打标机的联合应用并将这些设备组成了电子元器件规模化分辨合格品的系统。打标机根据PCB板的Map信息对PCB板上的每个电子元器件成品或半成品进行打标，这一过程与传统方法相比，克服了人工打标带来的错误率高和容易对产品造成二次污染的问题。本发明通过打标机所做出的标记对良品次品进行区分，适当时，可以通过自动化去除次品的步骤来代替人工挑选这一步骤，与传统的工艺流程相比，在降低了人工挑选造成的资源浪费的同时提高了生产效率。

本发明的发明人发现，在现有技术中，使用人工检验人力浪费大、生产效率低且错检漏检率高。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是MEMS麦克风的现有技术的常规工艺流程图。

图2是根据本发明进行改进后的工艺流程图。

图3是根据本发明的方法进行规模化自动分辨合格品的流程图。

图4是电子元器件成品或半成品呈阵列结构的附视示意图。

图5是根据本发明的系统的组成框图。

图6是Map信息的示例表格。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实现的是电子元器件规模化自动分辨合格品，由于检验这一步骤已经成为电子元器件生产制造过程中必不可少的步骤之一。本发明所提供的规模化自动检验方法及系统可以应用于各种电子元器件的生产制造过程中，如PCB板、环氧玻纤布印制电路板、复合基材印制电路板、特种基材印制电路板等各种线路板材。

为更好的阐述本发明的内容和带来的有益效果，这里选取MEMS麦克风按照本发明所提供的方法及系统进行规模化自动分辨合格品为具体实施例对本发明进行进一步的说明及解释。

MEMS麦克风由电子元器件成品或半成品及外壳组成，在MEMS麦克风的生产制造过程中，首先要对有多个电子元器件成品或半成品组成的PCB板进行处理，然后进行封盖固化等步骤，最后将实施划片测试等操作。具体步骤及现有工艺流程如图1所示，包括芯片贴装、焊线、点胶锡膏、人工检验、封盖、固化回流、打标、划片、人工挑选次品及测试等步骤。

如图2所示，考虑到现有技术存在有一定的局限性，将本发明所提供的方法及系统应用到MEMS麦克风的生产制造中，该方法及系统将检验这一步骤改进为进行自动光学检验并生成Map信息，再进行封盖及固化回流等步骤。

如图3所示，MEMS麦克风按照本发明所提供的方法及系统进行规模化自动分辨合格品，包括以下步骤：

S1、采集合格的电子元器件成品或半成品的图像作为标准图像存储到自动光学检验设备中；

S2、在自动光学检验设备中提供待检测的包括多个电子元器件成品或半成品的PCB板；

S3、从所述PCB板上获取PCB板标识信息，所述PCB板标识信息与该PCB板唯一对应；

S4、对PCB板上的多个待检测的电子元器件成品或半成品进行图像采集；

S5、将所采集的待检测的电子元器件成品或半成品的图像与所述标准图像进行处理和比对，判断其为良品或次品，并对相应的电子元器件成品或半成品赋予品质标识，所述品质标识标记了该电子元器件成品或半成品为良品或次品；

S6、生成所述PCB板的Map信息，所述Map信息记录了PCB板标识信息、每个电子元器件成品或半成品在PCB板中的位置信息与相应的电子元器件成品或半成品的品质标识之间的对应关系；

S7、将所述Map信息发送至生产执行设备存储，以供后续设备读取。

通过由自动光学检验设备对电子元器件成品或半成品进行自动光学检验以分辨其为良品或次品，并为每个PCB板生成标记电子元器件成品或半成品的位置信息与品质标示对应关系的Map信息，从而实现了规模化生产MEMS麦克风过程中自动化地进行产品检验,解决了人工检验所导致的生产效率低、错检漏检率高及人力耗费大等局限性，从而实现了MEMS麦克风规模化自动分辨合格品的目的。

优选的，除了在系统中进行记录以外，还可以对现有技术进行进一步改进，即将打标这一步骤改进为根据Map信息进行打标，打标机根据Map信息对外壳进行打标操作。

由于麦克风外壳已经被进行了良品和次品的统一标记从而支持了设备化识别标记的可能性，因此相应地，人工挑选次品这一步骤也可以由自动化去除次品的步骤所替代。

因此，根据本发明的进一步实施例，所述方法还可以包括：

S8、对所述PCB板的每个电子元器件成品或半成品进行封盖固化；

S9、从所述PCB板上获取PCB板标识信息；

S10、在生产执行设备中获取与所述PCB板标识信息相对应的Map信息；

S11、根据所述Map信息中记录的所述PCB板上各个电子元器件成品或半成品的位置信息和品质标识，在相应的电子元器件成品或半成品的外壳上标记相应的品质标识。

其中，在步骤S1中还包括将待检测的PCB板的规格数据设置到自动光学检验设备中。根据图4所示，PCB板为一个矩阵阵列排布的包含多个电子元器件成品或半成品的PCB板，该矩阵阵列排布的PCB板上的电子元器件成品或半成品的位置可以由其所处的矩阵位置所确定，例如电子元器件成品或半成品的位置可以表示为(X，Y)，X表示电子元器件成品或半成品在PCB板上的所处行的位置，Y表示电子元器件成品或半成品在PCB板上的所处列的位置。所述的PCB板的规格数据包括PCB板的尺寸、电子元器件成品或半成品的尺寸、电子元器件成品或半成品在PCB板上的排布方式，例如包含几行、几列的电子元器件成品或半成品及首个电子元器件成品或半成品所处的坐标位置信息等。自动光学检验设备会根据待检测的PCB板的规格数据确定图像采集设备的运动路径，所述图像采集设备可以是在自动光学检验设备中的摄像头，也可以是独立于自动光学设备的其他图像采集装置。所述运动路径可以为横向蛇形、纵向蛇形、逐行、逐列或其他任意运动路径。由PCB板的规格数据和图像采集设备的运动路径，所述自动光学检验设备可以计算获得图像采集设备每一次所采集的电子元器件成品或半成品图像究竟对应在PCB板中的哪个位置的电子元器件成品或半成品，从而为建立Map数据提供基础。

在步骤S3中，可以通过人工输入、自动光学检验设备配备的扫描仪或独立于自动光学检验设备的扫描装置获取PCB板的标识信息，而该标识信息与PCB板的关系是唯一对应的，记录PCB板标示信息的作用在于在规模化生产过程中，自动光学检验设备可能一次性处理大批量PCB板，为在后续程序中快速提取相应的PCB板Map数据而记录与PCB板唯一对应的PCB板标示信息。PCB板上的标识信息的种类多种多样，可以为条码、二维码、字符组合或是其他任何种类的信息标识。

优选的，在本实施例中，在利用自动光学检验设备对电子元器件成品或半成品进行检验的过程中，采用的是对单个电子元器件成品或半成品进行处理的方式，即对PCB板上的单个电子元器件成品或半成品逐一循环实施步骤S4及S5。首先，图像采集设备根据PCB板规格数据和运动路径，移动至运动路径上的首个电子元器件成品或半成品的位置，并执行S4，对该电子元器件成品或半成品进行图像采集，而后执行S5自动光学检验设备对所采集的该电子元器件成品或半成品的图像与所述标准图像进行处理和比对判断其为良品或次品，所述处理和比对的方法可以是对所采集到的图像进行灰度图像二值化处理，所谓的灰度图像二值化处理即是将图像上的每一个像素点的灰度值设置为0或者255，从而令图像呈现出十分明显的黑白效果。这一处理方法的步骤为先将采集到的图像的亮度值进行量化从而得到相应的灰度图像，再对该灰度图像进行二值化处理，最后将处理后的图像与标准图像进行对比得到比较结果。当然本领域技术人员也可以运用其他光学检验方法来进行识别。自动光学检验设备得到比较结果之后，对相应的电子元器件成品或半成品赋予品质标识，所述品质标识标记了该电子元器件成品或半成品为良品或次品，在本实施例中可以是对良品赋予“OK”标识、对次品赋予“NG”标识。自动光学检验设备记录下该电子元器件成品或半成品的位置信息和其相应的品质标识。而后，图像采集设备根据PCB板规格数据和运动路径，移动至运动路径上的第二个电子元器件成品或半成品的位置，循环执行上述步骤。在PCB板上的全部电子元器件成品或半成品均被识别良品和次品后，在步骤S6，根据识别结果生成Map信息。Map信息记录了PCB板标识信息、每个电子元器件成品或半成品在PCB板中的位置信息与相应的电子元器件成品或半成品的品质标识之间的对应关系，如图6所给出的Map信息示例图，Map信息可以为矩阵式的表格。

如图5所示，根据本发明的实施例，在生产执行设备中记录了全部PCB板的Map信息，打标机可以在生产执行设备中获取与所述PCB板标识信息相对应的Map信息并根据所述Map信息中记录的所述PCB板上各个电子元器件成品或半成品的位置信息和品质标识，进行打标操作。所述打标操作可以实现为多种方式：例如，在良品的外壳上打第一标识，在次品的外壳上不打标或打第二标识；或者由打标机在良品的外壳上不打标，在次品的外壳上打第二标识，这些均可根据实际需要来确定。

此外，根据本发明的另一实施例还包括一种电子元器件规模化自动分辨合格品的系统，如图5所示，所述系统包括自动光学检测设备和生产执行设备，在优选实施例中还包括打标机。所述系统中各部分被配置为执行上述方法。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电子元器件规模化自动分辨合格品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集合格的电子元器件成品或半成品的图像作为标准图像存储到自动光学检验设备中；

S2、在自动光学检验设备中提供待检测的包括多个电子元器件成品或半成品的PCB板；

S3、从所述PCB板上获取PCB板标识信息，所述PCB板标识信息与该PCB板唯一对应；

S4、对PCB板上的多个待检测的电子元器件成品或半成品进行图像采集；

S5、将所采集的待检测的电子元器件成品或半成品的图像与所述标准图像进行处理和比对，判断其为良品或次品，并对相应的电子元器件成品或半成品赋予品质标识，所述品质标识标记了该电子元器件成品或半成品为良品或次品；

S6、生成所述PCB板的Map信息，所述Map信息记录了PCB板标识信息、每个电子元器件成品或半成品在PCB板中的位置信息与相应的电子元器件成品或半成品的品质标识之间的对应关系；

S7、将所述Map信息发送至生产执行设备存储，以供后续设备读取。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S8、对所述PCB板的每个电子元器件成品或半成品进行封盖固化；

S9、从所述PCB板上获取PCB板标识信息；

S10、在生产执行设备中获取与所述PCB板标识信息相对应的Map信息；

S11、根据所述Map信息中记录的所述PCB板上各个电子元器件成品或半成品的位置信息和品质标识，在相应的电子元器件成品或半成品的外壳上标记相应的品质标识。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括将待检测的PCB板的规格数据设置到自动光学检验设备中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PCB板的规格数据包括PCB板的尺寸、电子元器件成品或半成品的尺寸、电子元器件成品或半成品在PCB板上的排布方式及首个电子元器件成品或半成品所处的位置信息。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括根据所述PCB板的规格数据确定图像采集设备的运动路径，所述运动路径为横向蛇形、纵向蛇形、逐行或逐列。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，通过人工输入、所述自动光学检验设备配备的扫描仪或独立于自动光学检验设备的扫描装置获取PCB板的标识信息，所述PCB板的标识信息为条码、二维码或字符组合。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对单个电子元器件成品或半成品逐一循环实施步骤S4及S5。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的Map信息为反应每个电子元器件成品或半成品在PCB板中的位置信息与相应的电子元器件成品或半成品的品质标识之间的关系的矩阵式表格。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11包括，由打标机在良品的外壳上打第一标识，在次品的外壳上不打标或打第二标识；或者由打标机在良品的外壳上不打标，在次品的外壳上打第二标识。

10.一种电子元器件规模化自动分辨合格品的系统，其特征在于，所述系统用于执行权利要求1-11任意之一所述的方法。