CN110857924A - 协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统 - Google Patents

Abstract

一种协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，电路板由多个重复单元电路构成，系统包括：工作平台，包括移动载台，移动载台表面具有辨识图像及至少一定位治具，定位治具供电路板靠置定位；观察单元，位于工作平台上方，放大观察电路板；光学读取单元，位于工作平台上方，拍摄移动载台表面的辨识图像；接收单元，接收电路板的基本数据；显示单元，显示电路板的多个单元电路的位置分布型态；输入单元，输入点选讯息；运算控制单元，连接光学读取单元、接收单元、显示单元和输入单元，在接收到点选讯息时，比较不同时间点拍摄的辨识图像差异，得出电路板移动距离及角度，依据基本数据定义此时在观察单元正下方的单元电路为缺陷并记录。

Description

协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统

技术领域

本发明为一种用于阵列排版的电路板检查的技术领域，尤其指一种用于辨识电路板上缺陷位置及同时记录的系统。

背景技术

电子工业中，印刷电路板等电子组件在制造过程中，为了大量生产及制造，会以多个单元电路重复排版方式出货给后段SMT打件厂或IC封装厂。该电路板呈片状或长条状(strip)，每个电路板是由多个重复单元电路所构成，当出货至封装测试厂后，再将该单元电路封装、切割制成单元电子零件。然而，所生产的该电路板，所有单元电路皆为良品的机率很低，制造商会预先进行检查，记录其中不良品单元的数量及位置，最后将符合约定良率的该电路板出货至后段封装测试厂，同时，必须将该记录随货送出。随着工业自动化的趋势，记录不良品数量及位置的数据也必须为数字数据，便于封装测试厂记录分析，及进行后续自动化封装作业。

在电路板质量检查中，人工目检(visual inspect)也是其中一环，但是将目检结果予以记录并再转换为数字数据，就会增加额外的作业时间及流程。如何利用设备的辅助，在人工目检作业中，同时记录缺陷位置并换转为数字数据，将有助于厂商简化检查作业流程，加速作业时间，提升产线速率。

如图4所示，为现有设备的架构方块图，包括一X-Y轴移动平台41，该X-Y轴移动平台41在同一时间内仅能作X轴或Y轴的位置调整。一观察单元42，固定于该X-Y轴移动平台41上方，用以放大观察放置于该X-Y轴移动平台41上的电路板，辨识出电路板上的单元电路何者为良品或不良品。一显示单元43，用以显示该电路板内多个单元电路的位置分布型态。一输入单元44，输入点选讯息。一运算控制单元45，与前述各单元连接，在该输入单元44输入点选讯息后，能依该X-Y轴移动平台41的X轴与Y轴移动距离，换算在该观察单元42正下方的该单元电路的位置，记录该单元电路所代表的序号。从而当操作者在辨识该电路板上该单元电路为良品或不良品时，就可同步以数字方式记录不良品所在的序号。然而现有设备在使用上有一大缺点，该X-Y轴移动平台41在操作上，由于须配合内部精密机械结构计算其位置，因此同一时间内仅能作X轴或Y轴的位置调整，容易造成移动的不顺畅或消耗太多时间，经实际分析，利用此设备进行辨识缺陷作业，反而增加更多操作时间，而且成本是较高的，因此本发明人思考是否能设计出符合人性的操作模式及设备，满足操作者的需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，以适合人性的操作模式，让操作人员在移动电路板更为快速及方便，且在辨识作业中同步记录缺陷位置，最后以数字数据输出，缩短作业时间，提升生产效率。

为达上述目的，本发明提供一种协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，该电路板是由多个重复单元电路所构成，该系统包括：一工作平台，包括一移动载台，该移动载台表面具有一个辨识图像及至少一定位治具，该定位治具供该电路板靠置定位；一观察单元，位于该工作平台上方，能放大观察该电路板；一光学读取单元，位于该工作平台上方，能拍摄该辨识图像，且定义该移动载台承载该电路板的初始状态所拍摄图像为基准位置图像；一接收单元，接收该电路板的基本数据；一显示单元，依据该基本数据显示该电路板的多个该单元电路的位置分布型态；一输入单元，输入点选讯息；一运算控制单元，连接该光学读取单元、该接收单元、该显示单元以及该输入单元，该运算控制单元在接收到该点选讯息时，定义该光学取像单元此时所拍摄图像为点选位置图像，比较该基准位置图像与该点选位置图像中的该辨识图像差异，换算出该电路板移动的距离及角度，依据该基本数据定义此时在该观察单元正下方的该单元电路为缺陷并予以记录。

在本发明的实施例中，该移动载台表面的该辨识图像与该定位治具间隔一段距离，该距离供该移动载台承载该电路板任意移动后，该光学读取单元仍能拍摄到该辨识图像。

在本发明的实施例中，该辨识图像不会与该移动载台表面颜色相同，且在该辨识图像旋转角度在90度内，须能辨识出前后状态的差异，该辨识图像为非单一饼图像，例如十字架图像、方型图像、三角型图像。

在本发明的实施例中，是比较该基准位置图像与该点选位置图像中该辨识图像的偏移距离及角度，进行图像单位转换尺寸单位且计算出该电路板实际移动的角度及距离。

在本发明的实施例中，该基本数据包括该电路板图像及尺寸、该单元电路的分布位置、尺寸及数量。

在本发明的实施例中，该移动载台能进行水平任意方向的移动，且不会有纵向的偏移。

在本发明的实施例中，该观察单元为光学显微镜或电子显微镜。

在本发明的实施例中，该输入单元为鼠标或脚踏板输入器。

附图说明

图1为本发明协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统的方块图；

图2为本发明协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统的立体示意图；

图3为本发明协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统的动作示意图；

图4为现有的电路板辨识设备的方块图。

附图标记说明：

11-工作平台，111-移动载台，112-辨识图像，113-定位治具，12-观察单元，13-光学读取单元，14-接收单元，15-显示单元，16-输入单元，17-运算控制单元，2-电路板，21-单元电路，41-X-Y轴移动平台，42-观察单元，43-显示单元，44-输入单元，45-运算控制单元。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明亦可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本发明说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

须知，本说明书所附图式绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

如图1及图2所示，为本发明协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统的方块图及立体示意图。该系统包括：一工作平台11、一观察单元12、一光学读取单元13、一接收单元14、一显示单元15、一输入单元16以及一运算控制单元17，本发明用于采用阵列排版的电路板的辨识作业，如图2所示，该电路板2是由多个重复单元电路21整齐排列而成，形状呈片状或长条状(strip)，本发明的系统能在辨识过程中能同步以数字数据记录不良品的单元电路的序号。

该工作平台11包括一移动载台111，该移动载台111能进行水平任意方向的移动，且不会有纵向(Z轴)的偏移。该移动载台111表面具有一个辨识图像112及至少一定位治具113，该定位治具113供该电路板2靠置定位。该定位治具113数量、型式及所在位置并不限图中单一种型式，只须供该电路板2靠置定位或能固定的结构皆可。该辨识图像112是作为辨识该移动载台111是否被旋转或移动的参考点，因此本发明中该辨识图像112不会与该移动载台111表面颜色相同，且在该辨识图像112旋转后仍能辨识出前后位置的差异点，其中所能旋转角度限90度内。在本实施例中，该辨识图像112为非单一饼图像，例如十字架图像、方型图像、三角型图像。另外该移动载台111表面的该辨识图像112与该定位治具113间隔一段距离，该距离供该移动载台111承载该电路板2任意移动后，该光学读取单元13仍能拍摄到该辨识图像112。

该观察单元12位于该工作平台11的正上方，用以放大观察该电路板，在本实施例中该观察单元12为光学显微镜或电子显微镜等其中一种，能以高倍率方式清楚观察疑似缺陷位置影像，以判断正确与否。另外该观察单元12若为电子显微镜，亦可利用该显示单元15辅助放大显示，便于观察。

该光学读取单元13位于该工作平台11的上方，用以拍摄该辨识图像112。在本实施例中该光学读取单元13为数字照相机或数字摄影机。该光学读取单元13与该运算控制单元17连接并适时提供所拍摄的图像。当该移动载台111承载该电路板2，在初始状态，可由该光学读取单元13拍摄图像并定义为基准位置图像。此可为未使用状态，即该观察单元12正下方为序号1的单元电路21。

该接收单元14用以接收该电路板2的基本数据，该基本数据包括该电路板图像及尺寸、该单元电路21的分布位置、尺寸、数量、序号等。另外该电路板2记录多个该单元电路21的方式一般为采用序号表示。该接收单元14的接收方式可采用键盘输入或扫描该电路板2的2D Code而获得相关数据并予以储存。

该显示单元15在本实施例为一显示器，是根据该基本数据显示该电路板2的多个该单元电路21的分布型态，例如分布图像、该电路板图像，或是以记录不良品位置的图像等。此部分主要供操作者了解那些单元电路21已辨识出良品或不良品，或是否已记录。

该输入单元16用以输入点选讯息。在本实施例中该输入单元16为鼠标、键盘或脚踏板输入器，但并不以此为限，亦可为能触发一讯号的按键。该输入单元16主要用以通知该光学读取单元13再度拍摄图像，并定义此时所拍摄图像为点选位置图像。

该运算控制单元17，连接该光学读取单元13、该接收单元14、该显示单元15以及该输入单元16，用以控制各单元运作、接收所传送的讯息及数据，并加以运算及分析。例如接收到该输入单元16的点选讯息后，定义该光学读取单元13此时所拍摄图像为点选位置图像，比较该基准位置图像与该点选位置图像中该辨识图像112的差异，例如前后位置偏移距离、偏移角度、旋转角度等，再由像素单位转换为尺寸单位，换算出该电路板2实际移动的距离及角度，依据该接收单元14所提供的该基本数据，换算此时是哪一个该单元电路21位于该观察单元12的正下方，定义此时在该观察单元12正下方的该单元电路21为缺陷并予以记录。如此即可在辨识后同步获得该电路板2中该单元电路21为不良品的位置、序号及数量。

接着就本发明实际运作的方式作一说明：

如图2所示，亦为初始状态图。在该移动载台111上将该电路板2靠置于该定位冶具113，此时该电路板2中序号为1的单元电路21已被调整至该观察单元12的正下方，或是将该电路板2最角落的单元电路21移至该观察单元12的正下方，该单元电路21此时所处位置可视为位置B1。此时该光学读取单元13拍摄该辨识图像112并定义为该基准位置图像，其中该辨识图像112所在位置可视为位置C1。

如图3所示，辨识该电路板2疑似缺陷的过程中，操作者能水平任意方向移动该移动载台111，通过观察该观察单元12正下方的该单元电路21，经人工目视判定是否有缺陷。若发现缺陷存在，通过该输入单元16输入点选讯息，此时位于该观察单元12中心正下方的该单元电路21的位置可视为位置B2。该运算控制单元17在接收到该点选讯息时，定义该光学读取单元13此时所拍摄图像为点选位置图像，该辨识图像112所在位置可视为位置C2。比较该基准位置图像与该点选位置图像中的该辨识图像112差异，即计算位置C1与位置C2的旋转位移量，换算出该电路板2移动的距离及角度，再由位置B1推算出位置B2的所在位置，依据该接收单元14所提供该电路板2的基本数据，就可推算及定义此时在该观察单元12正下方的该单元电路21为缺陷并予以记录。

综合以上所述，本发明协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，在操作过程中，由于该移动载台111能水平任意方向移动，方便操作者快速将该电路板2移动至该观察单元12正下方放大观察，过程中利用光学读取单元13、输入单元16及运算控制单元17同步换算及记录缺陷位置，从而提升操作效率，亦能将相关数据数字化，以利后续数据输出及封装作业的进行，符合专利的申请要件。

然而，上述实施例仅示例性说明本发明的功效，而非用于限制本发明，任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。此外，在上述该些实施例中的组件的数量仅为例示性说明，亦非用于限制本发明。因此本发明的权利保护范围，应如以上的申请专利范围所列。

Claims (8)

1.一种协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，该电路板是由多个重复的单元电路所构成，该系统包括：

一工作平台，包括一移动载台，该移动载台表面具有一辨识图像及至少一定位治具，该定位治具供该电路板靠置定位；

一观察单元，位于该工作平台上方，能放大观察该电路板；

一光学读取单元，位于该工作平台上方，能拍摄该辨识图像，且定义该移动载台承载该电路板的初始状态所拍摄图像为基准位置图像；

一接收单元，接收该电路板的基本数据；

一显示单元，依据该基本数据显示该电路板的多个该单元电路的位置分布型态；

一输入单元，输入点选讯息；

一运算控制单元，连接该光学读取单元、该接收单元、该显示单元以及该输入单元，该运算控制单元在接收到该点选讯息时，定义该光学读取单元此时所拍摄图像为点选位置图像，比较该基准位置图像与该点选位置图像中的该辨识图像差异，换算出该电路板移动的距离及角度，依据该基本数据定义此时在该观察单元正下方的该单元电路为缺陷并予以记录。

2.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中移动载台表面的该辨识图像与该定位治具间隔一段距离，该距离供该移动载台承载该电路板任意移动后，该光学读取单元仍能拍摄到该辨识图像。

3.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中该辨识图像不会与该移动载台表面颜色相同，且在该辨识图像旋转角度在90度内，仍必须能辨识出前后状态的差异。

4.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中是比较该基准位置图像与该点选位置图像的该辨识图像之间的偏移距离及角度，进行图像单位转换尺寸单位且计算出该电路板实际移动的角度及距离。

5.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中该基本数据包括该电路板图像及尺寸、该单元电路的分布位置、尺寸及数量。

6.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中该移动载台能进行水平任意方向的移动，且不会有纵向的偏移。

7.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中该观察单元为光学显微镜或电子显微镜。

8.根据权利要求1所述的协助阵列排版的电路板辨识且记录缺陷位置的系统，其中该输入单元为鼠标或脚踏板输入器。

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