CN112474384A - 一种印制电路板的检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印制电路板的检测设备及方法，该设备包括输送运动装置，输送运动装置用于输送待检测的印制电路板；入料运动装置，入料运动装置设置在输送运动装置的上游，用于将待检测的印制电路板运输至待检测区域；出料运动装出料运动装置设置在输送运动装置的下游，用于将检测完成的印制电路板区分为合格板和不良板；取像及光学装置，取像及光学装置设置在输送运动装置的正上方，用于检测印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息。通过三种检验技术融合，将三种检验在AVI设备上进行实现，可以在进行1次检验的同时，完成三种检验的确认，减少了两个检验流程，提高了检验效率，降低了人工成本。

Description

一种印制电路板的检测设备及方法

技术领域

本发明涉及印制电路板领域，特别是涉及一种印制电路板的检测设备及方法。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)检验流程中包含对孔，PCB成片板平整度，表观阻焊字符，焊盘，外型的检验；因为每个项目检验方法的不同，翘曲检验行业内利用非接触式影响测量技术，通过位移传感器进行测量；孔检验行业内采用直射光源取像技术，而外观检验则采用相机取得PCB实际影响，利用三原色解析识别颜色值比对标准板识别缺陷；

PCB行业内针对三种检验流程为：翘曲检验—孔检验—外观检验，分三类设备进行检验，PCB板件每个检验流程所检验出的缺陷需分别处理，这种方式加长检验时效，提高了人工成本；三类设备进行检验的数据会进行保存，现有技术所对应设备拥有不同的数据存储的方式，对根据数据记录整理追溯带有较大的复杂性。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种印制电路板的检测设备及方法，通过三种检验技术融合，将三种检验在AVI设备上进行实现，可以在进行1次检验的同时，完成三种检验的确认，减少了两个检验流程，提高了检验效率，降低了人工成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种印制电路板的检测设备，包括：输送运动装置，输送运动装置用于输送待检测的印制电路板；入料运动装置，入料运动装置设置在输送运动装置的上游，用于将待检测的印制电路板运输至待检测区域；出料运动装置，出料运动装置设置在输送运动装置的下游，用于将检测完成的印制电路板区分为合格板和不良板；取像及光学装置，取像及光学装置设置在输送运动装置的正上方，用于检测印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息；运动控制装置，运动控制装置与入料运动装置和出料运动装置信号连接，用于控制入料运动装置、输送运动装置、出料运动装置；软体检测装置，软体检测装置与取像及光学装置信号连接，用于控制取像及光学装置对印制电路板进行检测。

取像及光学装置包括光学检测装置、板弯翘检测装置及背光检孔装置，光学检测装置、板弯翘检测装置及背光检孔装置并排安装在输送运动装置的正上方，板弯翘检测装置安装在光学检测装置和背光检孔装置中间。

取像及光学装置安装有对焦马达、CCD相机、焦距调整、光圈调整、镜头及主光源箱；对焦马达用于给镜头提供对焦动力；焦距调整和光圈调整用于给镜头调整焦距和光圈；CCD相机通过镜头获取印制电路板的图像信息，通过图像信息检测印制电路板的外观信息；主光源箱用于提供光源。

取像及光学装置还包括垂直式光源，垂直式光源设置在主光源箱的后端，垂直式光源用于对印制电路板的孔进行照射，垂直式光源直射印制电路板的孔后对孔的影像进行抓取后进行分析。

取像及光学装置还包括影像撷取传感器，影像撷取传感器设置在垂直式光源和取像及光学装置中间，影像撷取传感器用于获取镭射光束影像信息，通过镭射光束影像信息检测印制电路板的平整度。

输送运动装置包括输送带，通过输送带运输印制电路板。

入料运动装置和出料运动装置包括皮带，通过皮带控制印制电路板的入料和出料。

运动控制装置包括主机，主机与入料运动装置、输送运动装置以及出料运动装置信号连接，通过控制入料运动装置、输送运动装置以及出料运动装置进而控制印制电路板的入料、传输以及出料。

软体检测装置包括主机，主机与取像及光学装置信号连接，控制取像及光学装置对印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息进行检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种印制电路板的检测方法，该方法包括：控制印制电路板进入待检测区域；对印制电路板进行检测，获取印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像；通过印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像检测印制电路板的平整度、孔的缺陷、表观阻焊字符、焊盘以及外型，将印制电路板区分为合格板和不良板；将合格板和不良板分别运输至对应的出料区域。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明检测设备包括输送运动装置，输送运动装置用于输送待检测的印制电路板；入料运动装置，入料运动装置设置在输送运动装置的上游，用于将待检测的印制电路板运输至待检测区域；出料运动装置，出料运动装置设置在输送运动装置的下游，用于将检测完成的印制电路板区分为合格板和不良板；取像及光学装置，取像及光学装置设置在输送运动装置的正上方，用于检测印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息，通过三种检验技术融合，将三种检验在AVI设备上进行实现，可以在进行1次检验的同时，完成三种检验的确认，减少了两个检验流程，提高了检验效率，降低了人工成本。

附图说明

图1为本发明印制电路板的检测设备的结构示意图；

图2为图1检测设备的取像及光学装置的结构示意图；

图3为本发明印制电板的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

请参阅图1和图2，本申请实施例的印制电路板的检测设备100中，包括入料运动装置101、取像及光学装置103、输送运动装置102、出料运动装置104、运动控制装置(图中未示出)以及软体检测装置(图中未示出)。

在本实施例中，入料运动装置101和出料运动装置104通过输送运动装置102连接，入料运动装置101和出料运动装置104分别设置在输送运动装置的两端，具体地，入料运动装置101设置在输送运动装置102的上游，出料运动装置104,设置在输送运装置102的下游，取像及光学装置103安装在输送运动装置102的正上方，运动控制装置与入料运动装置101以及出料运动装置104信号连接，软体检测装置与取像及光学装置103信号连接。

其中，入料运动装置101和出料运动装置均设置有两个，对称分布在输送运动装置102的两侧，入料运动装置101上堆放有待检测的印制电路板，入料运动装置101包括有皮带，待检测的印制电路板通过入料运动装置101的皮带运输至输送运动装置102上。

其中，输送运动装置102包括输送带，通过入料运动装置101输送过来的印制电路板放置在输送运动装置102的输送带上跟随输送带一起运动。

其中，取像及光学装置103安装在输送运动装置102的输送带的正上方，在待检测的印制电路板跟随输送运动装置102的输送带一起运动的时候，取像及光学装置103对印制电路板的平整度、孔的缺陷、外观信息进行检测，从而对印制电路板完成三种检验的确认。其中，外观信息包括表观阻焊字符、焊盘、外型等信息。

在一具体的实施方式中，取像及光学装置103由光学检测装置1031、板弯翘检测装置1032及背光检孔装置1033，光学检测装置1031、板弯翘检测装置1032及背光检孔装置1033依次排列在输送运动装置102的正上方，分别对印制电路板进行外观检测、翘曲检测以及孔检测。

其中，光学检测装置1031从上至下依次安装有对焦马达201、CCD相机202、焦距调整203、光圈调整204、镜头205以及主光源箱206，通过对焦马达201可以给镜头205提供对焦动力，同时通过焦距调整203、光圈调整204调整镜头的焦距和光圈，最后通过CCD相机拍摄印制电路板的图像，从而获取待检测印制电路板的清晰图像信息。

在一具体的实施方式中，背光检孔装置1033可以设置为垂直式光源，垂直式光源可以设置在主光源箱206的后端，印制电路板跟随输送运动装置102运动的过程中，背光检孔装置1033的垂直式光源照射在印制电路板上，形成孔的影像，背光检孔装置1033抓取孔的影像，将抓取的孔的影像通过软件与设计的孔的影像进行比对分析，从而检测孔大、孔小、少孔、孔内异物缺陷。

在一具体的实施方式中，板弯翘检测装置1032设置在光学检测装置1031和背光检孔装置1033中间，板弯翘检测装置1032包括影像撷取传感器，板弯翘检测装置1032通过影像撷取传感器撷取镭射光束影像，即可由影像撷取传感器及镭射光束的角度等，一三角几何关系判读出待测点的距离或位置坐标，从而进行板弯板翘的平整度检测。

在一具体的实施方式中，入料运动装置101和出料运动装置104包括皮带，通过将印制电路板放置在皮带上，然后通过皮带运输，从而实现印制电路板的入料和出料。

在一具体的实施方式中，运动控制装置包括主机，主机与入料运动装置101、输送运动装置102以及出料运动装置104信号连接，通过控制入料运动装置101、输送运动装置102以及出料运动装置104进而控制印制电路板的入料、传输以及出料。

在一具体的实施方式中，软体检测装置包括主机，主机与取像及光学装置103信号连接，控制取像及光学装置103对印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息进行检测。

可选的，软体检测装置的处理器通过取像及光学装置103获取到印制电路板的图像信息、孔的影像及镭射光束影像信息，然后对印制电路板的图像信息、孔的影像及镭射光束影像信息进行分析，从而区分合格板和不良板。

区别于现有技术，本实施例的印制电路板的检测设备包括输送运动装置，输送运动装置用于输送待检测的印制电路板；入料运动装置，入料运动装置设置在输送运动装置的上游，用于将待检测的印制电路板运输至待检测区域；出料运动装出料运动装置设置在输送运动装置的下游，用于将检测完成的印制电路板区分为合格板和不良板；取像及光学装置，取像及光学装置设置在输送运动装置的正上方，用于检测印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息，可以在进行1次检验的同时，完成三种检验的确认，减少了两个检验流程，提高了检验效率，降低了人工成本。

本发明还提供了一种种印制电路板的检测方法，该方法包括：

S301：控制印制电路板进入待检测区域；

本实施例中通过入料运动装置将堆放着入料运动装置上的印制电路板通过皮带运输至运输运动装置上，其中，入料运动装置101设置有两个，分布在输送运动装置102的两侧，入料运动装置101上堆放有待检测的印制电路板，入料运动装置101包括有皮带，待检测的印制电路板通过入料运动装置101的皮带运输至输送运动装置102上。

S302：对印制电路板进行检测，获取印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像；

在本实施例中，印制电路板放置在输送运动装置102上，通过设置在运输运动装置102上方的取像及光学装置103获取印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像。

具体地，取像及光学装置103由光学检测装置1031、板弯翘检测装置1032及背光检孔装置1033，光学检测装置1031、板弯翘检测装置1032及背光检孔装置1033依次排列在输送运动装置102的正上方，分别对印制电路板进行外观检测、翘曲检测以及孔检测。

在一具体的实施例中，光学检测装置1031从上至下依次安装有对焦马达201、CCD相机202、焦距调整203、光圈调整204、镜头205以及主光源箱206，通过对焦马达201可以给镜头205提供对焦动力，同时通过焦距调整203、光圈调整204调整镜头的焦距和和光圈，最后通过CCD相机拍摄印制电路板的图像，从而获取待检测印制电路板的清晰图像信息。

在一具体的实施例中，背光检孔装置1033可以设置为垂直式光源，垂直式光源可以设置在主光源箱206的后端，印制电路板跟随输送运动装置102运动的过程中，背光检孔装置1033的垂直式光源照射在印制电路板上，形成孔的影像，背光检孔装置1033抓取孔的影像，将抓取的孔的影像通过软件与设计的孔的影像进行比对分析，从而检测孔大、孔小、少孔、孔内异物缺陷。

在一具体的实施例中，板弯翘检测装置1032设置在光学检测装置1031和背光检孔装置1033中间，板弯翘检测装置1032包括影像撷取传感器，板弯翘检测装置1032通过影像撷取传感器撷取镭射光束影像，即可由影像撷取传感器及镭射光束的角度等，一三角几何关系判读出待测点的距离或位置坐标，从而进行板弯板翘的平整度检测。

在一具体的实施例中，入料运动装置101和出料运动装置104包括皮带，通过将印制电路板放置在皮带上，然后通过皮带运输，从而实现印制电路板的入料和出料。

在一具体的实施例中，运动控制装置包括主机，主机包括相互耦接的处理器、储存器，处理器用于控制入料运动装置101、输送运动装置102及出料运动装置104，从而控制印制电路板的传输速度；储存器用于存储处理器执行的计算机程序以及在执行计算机程序时所产生的中间数据。

在一具体的实施例中，软体检测装置包括主机，主机包括相互耦接的处理器及储存器，处理器用于控制取像及光学装置103对印制电路板的平整度、孔的缺陷、表观阻焊字符、焊盘以及外型进行检测，并区分合格板及不良板；储存器用于存储处理器执行的计算机程序以及在执行计算机程序时所产生的中间数据。

S303:通过印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像检测印制电路板的平整度、孔的缺陷、表观阻焊字符、焊盘以及外型，将印制电路板区分为合格板和不良板；

在本实施例中，软件检测装置通过取像及光学装置103获取到印制电路板的图像信息、孔的影像及镭射光束影像信息，然后对印制电路板的图像信息、孔的影像及镭射光束影像信息进行分析，从而区分合格板和不良板。

S304：将合格板和不良板分别运输至对应的出料区域。

在本实施例中，软件检测装置将印制电路板区分为合格板和不良板，并通过出料运动装置104的皮带将区分后的印制电路板运输至预定的位置。

区别现有技术，本实施例的印制电路板的检测方法通过控制印制电路板进入待检测区域；对印制电路板进行检测，获取印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像；通过印制电路板的图像信息、印制电路板的孔的影像及镭射光束影像检测印制电路板的平整度、孔的缺陷、表观阻焊字符、焊盘以及外型，将印制电路板区分为合格板和不良板；将合格板和不良板分别运输至对应的出料区域，通过三种检验技术融合，将三种检验在AVI设备上进行实现，可以在进行1次检验的同时，完成三种检验的确认，减少了两个检验流程，提高了检验效率，降低了人工成本。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种印制电路板的检测设备，其特征在于，所述设备包括：

输送运动装置，所述输送运动装置用于输送待检测的印制电路板；

入料运动装置，所述入料运动装置设置在所述输送运动装置的上游，用于将待检测的印制电路板运输至待检测区域；

出料运动装置，所述出料运动装置设置在所述输送运动装置的下游，用于将检测完成的印制电路板区分为合格板和不良板；

取像及光学装置，所述取像及光学装置设置在所述输送运动装置的正上方，用于检测所述印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息；

运动控制装置，所述运动控制装置与所述入料运动装置和所述出料运动装置信号连接，用于控制所述入料运动装置、输送运动装置、出料运动装置；

软体检测装置，所述软体检测装置与所述取像及光学装置信号连接，用于控制所述取像及光学装置对所述印制电路板进行检测。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述取像及光学装置包括光学检测装置、板弯翘检测装置及背光检孔装置，所述光学检测装置、板弯翘检测装置及背光检孔装置并排安装在所述输送运动装置的正上方，所述板弯翘检测装置安装在所述光学检测装置和所述背光检孔装置中间。

3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述光学检测装置安装有对焦马达、CCD相机、焦距调整、光圈调整、镜头及主光源箱；所述对焦马达用于给所述镜头提供对焦动力；

所述焦距调整和光圈调整用于给所述镜头调整焦距和光圈；

所述CCD相机通过所述镜头获取所述印制电路板的图像信息，通过所述图像信息检测所述印制电路板的外观信息；

所述主光源箱用于提供光源。

4.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述背光检孔装置包括垂直式光源，所述垂直式光源设置在所述主光源箱的后端，所述垂直式光源用于对所述印制电路板的孔进行照射，所述垂直式光源直射所述印制电路板的孔后对所述孔的影像进行抓取后进行分析。

5.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述板弯翘检测装置包括影像撷取传感器，所述影像撷取传感器设置在所述垂直式光源和所述取像及光学装置中间，所述影像撷取传感器用于获取镭射光束影像信息，通过所述镭射光束影像信息检测所述印制电路板的平整度。

6.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述输送运动装置包括输送带，通过所述输送带运输所述印制电路板。

7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述入料运动装置和出料运动装置包括皮带，通过所述皮带控制所述印制电路板的入料和出料。

8.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述运动控制装置包括主机，所述主机与所述入料运动装置、输送运动装置以及所述出料运动装置信号连接，通过控制所述入料运动装置、输送运动装置以及所述出料运动装置进而控制印制电路板的入料、传输以及出料。

9.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述软体检测装置包括主机，所述主机与所述取像及光学装置信号连接，控制所述取像及光学装置对所述印制电路板的平整度、孔的缺陷以及外观信息进行检测。

10.一种印制电路板的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

控制所述印制电路板进入待检测区域；

对所述印制电路板进行检测，获取所述印制电路板的图像信息、所述印制电路板的孔的影像及镭射光束影像；

通过所述印制电路板的图像信息、所述印制电路板的孔的影像及镭射光束影像检测所述印制电路板的平整度、孔的缺陷、表观阻焊字符、焊盘以及外型，将所述印制电路板区分为合格板和不良板；

将所述合格板和不良板分别运输至对应的出料区域。

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