CN111650221A - 电路板缺陷检测装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电路板缺陷检测装置及系统，该装置包括底座，以及固定在底座上的处理器、移动组件、图像采集组件、第一料盘和第二料盘，移动组件和图像采集组件均与处理器通信连接；其中，第一料盘放置有待检测电路板；移动组件用于从第一料盘处拿取待检测电路板，将待检测电路板从第一料盘处移动至第二料盘处，并将待检测电路板放置于第二料盘；图像采集组件用于在待检测电路板经过指定区域时，采集待检测电路板的电路板图像；处理器用于在接收到电路板图像时，输出与电路板图像对应的缺陷检测结果。本发明可以标准化电路板的缺陷检测结果，还可以有效提高电路板缺陷检测结果的准确性。

Description

电路板缺陷检测装置及系统
技术领域
本发明涉及电路板检测技术领域，尤其是涉及一种电路板缺陷检测装置及系统。
背景技术
目前，在将电路板投入使用之前，需要对其进行质量检测。以对(FlexiblePrinted Circuit Board，柔性印刷电路板)表面瑕疵进行检测为例，由于FPCB的尺寸(诸如，13.26*13.86mm)较小，因此在对FPCB的表面瑕疵进行检测时，通常采用16倍或25倍的放大显微镜，由操作员对FPCB进行目检并判断该FPCB的表面状况，由于不同操作员对同一规格的理解不同，将导致检测结果存在一定差异，而且上述检测方法还存在准确度较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路板缺陷检测装置及系统，可以标准化电路板的缺陷检测结果，还可以有效提高电路板缺陷检测结果的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了电路板缺陷检测装置，包括底座，以及固定在所述底座上的处理器、移动组件、图像采集组件、第一料盘和第二料盘，所述移动组件和所述图像采集组件均与所述处理器通信连接；其中，所述第一料盘放置有待检测电路板；所述移动组件用于从所述第一料盘处拿取所述待检测电路板，将所述待检测电路板从所述第一料盘处移动至所述第二料盘处，并将所述待检测电路板放置于所述第二料盘；其中，所述待检测电路板在移动过程中经过所述图像采集组件的指定区域；所述图像采集组件用于在所述待检测电路板经过所述指定区域时，采集所述待检测电路板的电路板图像，并将所述电路板图像发送至所述处理器；所述处理器用于在接收到所述电路板图像时，输出与所述电路板图像对应的缺陷检测结果。
在一种实施方式中，所述移动组件包括移动轴，以及搭载在所述移动轴上的取料器件；其中，所述取料器件从所述第一料盘处拿取所述待检测电路板；所述移动轴将所述待检测电路板从所述第一料盘处移动至所述第二料盘处；所述取料器件将所述待检测电路板放置于所述第二料盘处。
在一种实施方式中，所述取料器件包括多个吸嘴，每个所述吸嘴均用于吸取所述待检测电路板。
在一种实施方式中，所述吸嘴采用防静电材料。
在一种实施方式中，所述图像采集组件包括光源单元，以及固定于所述光源单元下方的拍摄单元；其中，所述光源单元提供采集图像所需的指定光源；所述拍摄单元在所述待检测电路板经过所述指定区域时，采集所述待检测电路板的电路板图像。
在一种实施方式中，所述光源单元包括紫外环形光源和白色环形光源；所述紫外环形光源与所述白色环形光源平行设置。
在一种实施方式中，所述拍摄单元包括固定于所述紫外环形光源下方的第一镜头和第一相机，以及固定于所述白色环形光源下方的第二镜头和第二相机。
在一种实施方式中，所述图像采集组件还包括与所述光源单元连接的光源控制器，用于控制所述光源单元的开闭状态。
在一种实施方式中，所述待检测电路板包括柔性印刷电路板。
第二方面，本发明实施例提供了一种电路板缺陷检测系统，包括：如第一方面提供的任一项所述的电路板缺陷检测装置，以及与所述电路板缺陷检测装置连接的显示器，所述显示器用于显示所述电路板缺陷检测装置输出的缺陷检测结果。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种电路板缺陷检测装置及系统，包括底座，以及固定在底座上的处理器、移动组件、图像采集组件、第一料盘和第二料盘，移动组件和图像采集组件均与处理器通信连接；其中，第一料盘放置有待检测电路板；移动组件用于从第一料盘处拿取待检测电路板，将待检测电路板从第一料盘处移动至第二料盘处，并将待检测电路板放置于第二料盘；其中，待检测电路板在移动过程中经过图像采集组件的指定区域；图像采集组件用于在待检测电路板经过指定区域时，采集待检测电路板的电路板图像，并将电路板图像发送至处理器；处理器用于在接收到电路板图像时，输出与电路板图像对应的缺陷检测结果。上述装置在待检测电路板经过图像采集组件的指定区域时，会采集待检测电路板的电路板图像，从而通过处理器对电路板图像进行图像处理，以得到待检测电路板的缺陷检测结果，相较于现有技术中采用操作员目检的方式对待检测电路板进行缺陷检测的方式，本发明实施例有助于标准化缺陷检测结果，还可以有效提高电路板缺陷检测结果的准确性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电路板缺陷检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种电路板缺陷检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种缺陷检测结果的标注示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电路板缺陷检测系统的结构示意图。
图标：100-电路板缺陷检测装置；200-显示器；110-底座；120-处理器；130-移动组件；140-图像采集组件；150-第一料盘；160-第二料盘；132-取料器件；141-光源单元；142-拍摄单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前对诸如FPCB等电路板进行缺陷检测时，通常采用操作员目检的方式，导致检测结果存在一定差异，以及导致检测结果准确度较低。基于此，本发明实施例提供了一种电路板缺陷检测装置及系统，可以标准化电路板的缺陷检测结果，还可以有效提高电路板缺陷检测结果的准确性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电路板缺陷检测装置进行详细介绍，参见图1所示的一种电路板缺陷检测装置的结构示意图，该装置包括底座110，以及固定在底座110上的处理器120、移动组件130、图像采集组件140、第一料盘150和第二料盘160，移动组件130和图像采集组件140均与处理器120通信连接。
第一料盘150放置有待检测电路板。其中，第一料盘可划分为多个区域，每个区域均可用于放置待检测电路板，例如，将待检测电路板划分为12个区域，则第一料盘可以放置12个待检测电路板。待检测电路板可以包括柔性印刷电路板FPCB，FPCB是一种利用柔性基材制成的具有图形的印刷电路板，由绝缘基材和导电层构成，且绝缘基材和导电层之间可以有粘结剂。
移动组件130用于从第一料盘(也可称之为来料tray或取料tray)处拿取待检测电路板，将待检测电路板从第一料盘处移动至第二料盘(也可称之为放料tray)处，并将待检测电路板放置于第二料盘。其中，待检测电路板在移动过程中经过图像采集组件的指定区域，图像采集组件的指定区域可以为图像采集组件的正上方。在一种实施方式中，移动组件从第一料盘处拿取多个待检测电路板，然后匀速从第一料盘移动至第二料盘，且在移动过程中应经过图像采集组件的正上方，以便于图像采集组件采集各个待检测电路板的电路板图像。
图像采集组件140用于在待检测电路板经过指定区域时，采集待检测电路板的电路板图像，并将电路板图像发送至处理器。在一种实施方式中，图像采集组件可以采用飞拍技术拍摄移动组件拿取的各个待检测电路板的电路板图像。
处理器120用于在接收到电路板图像时，输出与电路板图像对应的缺陷检测结果。在一种实施方式中，处理器对电路板图像进行图像处理，以识别并标注出电路板图像中缺陷位置，然后将标注有缺陷位置的电路板图像作为缺陷检测结果。
本发明提供的电路板缺陷检测装置，在待检测电路板经过图像采集组件的指定区域时，会采集待检测电路板的电路板图像，从而通过处理器对电路板图像进行图像处理，以得到待检测电路板的缺陷检测结果，相较于现有技术中采用操作员目检的方式对待检测电路板进行缺陷检测的方式，本发明实施例有助于标准化缺陷检测结果，还可以有效提高电路板缺陷检测结果的准确性。
为便于对上述实施例提供的电路板缺陷检测装置进行理解，本发明实施例提供了另一种电路板缺陷检测装置，参见图2所示的另一种电路板缺陷检测装置的结构示意图，图2中示意出上述移动组件130包括移动轴131(图2中未示出)，以及搭载在移动轴上的取料器件132；图像采集组件140包括光源单元141，以及固定于光源单元141下方的拍摄单元142。
在一种实施方式中，取料器件从第一料盘处拿取待检测电路板，移动轴将待检测电路板从第一料盘处移动至第二料盘处，取料器件将待检测电路板放置于第二料盘处，其中，移动轴可以采用XYZ轴，取料器件可搭载在XYZ轴上，并随着XYZ轴进行移动。在一种具体的实施方式中，取料器件包括多个吸嘴，每个吸嘴均用于吸取待检测电路板，例如，取料器件包括7个吸嘴，每个吸嘴可分别吸取一个待检测电路板，此时移动轴将带动7个待检测电路板从第一料盘移动至第二料盘，且7个待检测电路板在移动过程中均将经过图像采集组件的指定区域。另外，考虑到待检测电路板的尺寸可能较小，因此本发明实施例提供的吸嘴可采用防静电材料，以使吸嘴能够吸稳、吸正待检测电路板。
在一种实施方式中，对于上述图像采集组件，可以由光源单元提供采集图像所需的指定光源，然后拍摄单元在待检测电路板经过指定区域时，采集待检测电路板的电路板图像。由于FPCB包括绝缘基材和导电端子，绝缘基材和导电端子两者的视觉影像效果差异较大，为较好地体现绝缘基材和导电端子的视觉影像效果，本发明实施例可在拍摄电路板图像时，针对绝缘基材和导电端子提供不同的光源，从而得到视觉影像效果较好的电路板图像，其中，电路板图像包括导电端子影像和绝缘基材影像。在一种具体的实施方式中，光源单元包括紫外环形光源和白色环形光源，且紫外环形光源与白色环形光源平行设置，并分别采用紫外环形光源与白色环形光源检测绝缘基材和导电端子的表面状况。
另外，拍摄单元包括固定于紫外环形光源下方的第一镜头和第一相机，以及固定于白色环形光源下方的第二镜头和第二相机。在一种具体的实施方式中，假设待检测电路板从第一料盘移动至第二料盘的过程中先经过紫外环形光源，再经过白色环形光源，则当待检测电路板经过紫外环形光源时，第一相机基于第一镜头采集待检测电路板的绝缘基材影像，当待检测电路板经过白色环形光源时，第二相机基于第二镜头采集待检测电路板的导电端子影像，以分别得到待检测电路板的绝缘基材影像和导电端子影像。
再者，本发明实施例提供的图像采集组件还包括与光源单元连接的光源控制器，用于控制光源单元的开闭状态。在一种实施方式中，光源控制器可在吸嘴从第一料盘处吸取到FPCB后控制上述紫外环形光源和白色环形光源开启，并在吸嘴将FPCB放置于第二料盘后控制上述紫外环形光源和白色环形光源关闭。可选的，本发明实施例还可以设置手动控制按钮，由操作手动开启或关闭紫外环形光源和白色环形光源。
在一种实施方式中，本发明实施例提供了一种处理器(也可称之为工控机)输出待检测电路板的缺陷检测结果的具体实施方式，处理器接收到待检测电路板的电路板图像(包括绝缘基材影像和导电端子影像)时，开始分别对绝缘基材影像和导电端子影像进行图像处理。
其中，导电端子影像左上的两个端子为NG端子，其影像分析的第一步就是先将NG端子与绝缘基材部分区分开，然后将导电端子影像与无损的导电端子图片进行比较，通过比较找出导电端子影像与无损导电端子图片之间存在的差异，根据判定规格确定该待检测电路板对于导电端子的缺陷检测结果，并且用指定颜色的长框按照顺序将差异标注出来，其中，指定颜色可以采用诸如红色或黄色等。
绝缘基材影像的右半部分存在异物NG，紫外环形光源因其本身的光谱特性，可以较清晰地呈现异物状态，为进一步提高绝缘基材影像的效果，上述第一相机可以采用彩色相机，从而是绝缘基材影像在R/G/B(Red/Green/Blue)三原色中的蓝色效果最佳，所以绝缘基材影像处理的第一步应将绝缘基材影像中的蓝色提取出来，然后去除掉边缘部分与NG端子部分的干扰，再提取可以检测的有效区域轮廓，并用二值化参数将符合条件的NG部分呈现出来，根据判定规格确定该待检测电路板对于绝缘基材的缺陷检测结果，并且用指定颜色的长框按照顺序将NG部分标注出来，其中，指定颜色可以采用诸如红色或黄色等。
本发明实施例进一步提供了一种对绝缘基材影像进行处理的实施方式，在具体实现时，可以提取绝缘基材影像中的蓝色层，然后对提取蓝色层后的绝缘基材影像进行效轮廓提取，以排出导电端子中NG端子的干扰，对轮廓提取后的绝缘基材影像进行图像二值化处理，从而是二值化处理之后的绝缘基材影像呈现出所有缺陷部分，最终根据判定规格滤出符合要求的缺陷，并在绝缘基材影响中标注该缺陷。
本发明示例性提供了一种缺陷检测结果，如图3所示的一种缺陷检测结果的标注示意图，其中，图3中斜线部分即标注的待检测图像中存在缺陷的位置。其中，上述缺陷检测结果可以包括待检测电路板为良品或待检测电路板为瑕疵品。可选的，绝缘基材部分的瑕疵品判定：(1)线路破损或擦伤漏金属；(2)长或宽大于20um划痕或异物，当待检测电路板存在上述问题时，即可确定该待检测电路板为瑕疵品，否则确定该待检测电路板为良品。可选的，导电端子部分的瑕疵品判定：(1)污物,变色：面积在0.0108mm2以上；(2)压痕：打痕总面积在0.0108mm2以上；(3)镍或铜层裸露，当待检测电路板存在上述问题时，即可确定该待检测电路板为瑕疵品，否则确定该待检测电路板为良品。
综上所述，本发明实施例提供的上述电路板缺陷检测装置至少具有以下特点：
(1)因FPCB的尺寸较小，因此吸嘴采用防静电材料，保证吸嘴能吸稳、吸正FPCB；而且由于FPCB表面较为光滑，存在反光干扰，因此对吸嘴制作与安装的平面度要求较高。
(2)采用高效率的飞拍技术采集FPCB的电路板图像，可以在900ms之内利用两个相机采集各个吸嘴吸取的FPCB，例如，本发明实施例采用七个吸嘴分别吸取七个FPCB，则使两个相机采用飞拍技术可以得到各个FPCB的两张电路板图像，共14张电路板图像。
(3)基于FPCB不同材质的视觉选型，从而定制不同的影像处理方法，以期达到更加准确、稳定的检测效果。
对于上述实施例提供的电路板缺陷检测装置，本发明实施例还提供了一种电路板缺陷检测系统，参见图4所示的一种电路板缺陷检测系统的结构示意图，该系统包括如前述实施例提供的电路板缺陷检测装置100，以及与电路板缺陷检测装置100连接的显示器200，显示器200用于显示电路板缺陷检测装置100输出的缺陷检测结果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电路板缺陷检测装置，其特征在于，包括底座，以及固定在所述底座上的处理器、移动组件、图像采集组件、第一料盘和第二料盘，所述移动组件和所述图像采集组件均与所述处理器通信连接；其中，
所述第一料盘放置有待检测电路板；
所述移动组件用于从所述第一料盘处拿取所述待检测电路板，将所述待检测电路板从所述第一料盘处移动至所述第二料盘处，并将所述待检测电路板放置于所述第二料盘；其中，所述待检测电路板在移动过程中经过所述图像采集组件的指定区域；
所述图像采集组件用于在所述待检测电路板经过所述指定区域时，采集所述待检测电路板的电路板图像，并将所述电路板图像发送至所述处理器；
所述处理器用于在接收到所述电路板图像时，输出与所述电路板图像对应的缺陷检测结果。
2.根据权利要求1所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述移动组件包括移动轴，以及搭载在所述移动轴上的取料器件；其中，
所述取料器件从所述第一料盘处拿取所述待检测电路板；
所述移动轴将所述待检测电路板从所述第一料盘处移动至所述第二料盘处；
所述取料器件将所述待检测电路板放置于所述第二料盘处。
3.根据权利要求2所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述取料器件包括多个吸嘴，每个所述吸嘴均用于吸取所述待检测电路板。
4.根据权利要求3所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述吸嘴采用防静电材料。
5.根据权利要求1所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述图像采集组件包括光源单元，以及固定于所述光源单元下方的拍摄单元；其中，
所述光源单元提供采集图像所需的指定光源；
所述拍摄单元在所述待检测电路板经过所述指定区域时，采集所述待检测电路板的电路板图像。
6.根据权利要求5所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述光源单元包括紫外环形光源和白色环形光源；所述紫外环形光源与所述白色环形光源平行设置。
7.根据权利要求6所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述拍摄单元包括固定于所述紫外环形光源下方的第一镜头和第一相机，以及固定于所述白色环形光源下方的第二镜头和第二相机。
8.根据权利要求5所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述图像采集组件还包括与所述光源单元连接的光源控制器，用于控制所述光源单元的开闭状态。
9.根据权利要求1所述的电路板缺陷检测装置，其特征在于，所述待检测电路板包括柔性印刷电路板。
10.一种电路板缺陷检测系统，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的电路板缺陷检测装置，以及与所述电路板缺陷检测装置连接的显示器，所述显示器用于显示所述电路板缺陷检测装置输出的缺陷检测结果。
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