CN113566684A - 一种插针偏位的检测系统与检测方法 - Google Patents

Abstract

一种插针偏位检测系统，包括：压力感测单元，用于取得插针插入的感测信息，并输出感测信息。微控制器，用于接收感测信息，取得感测信息对应的压力值，并根据该压力值判断插针是否发生偏位情况。本发明还提供一种插针偏位检测方法，将压力感测单元划分为多个力敏系数不同的区域，取得当插针触压上述压力感测单元时的感测信息，比对上述感测信息与压力与感测信息对应的基准模型取得上述感测信息对应的压力值，根据上述压力值判断上述插针触压的区域，并根据上述区域判断是否发生插针偏位的情况。本发明可以通过特有的压力感测单元，检测插针机插针偏位的不良情况及插针触压的位置，透过插针数据可视化的直观的将插针触压状况实时反馈给使用者。

Description

一种插针偏位的检测系统与检测方法

技术领域

本发明系有关于插针机插针检测技术，且特别有关于一种插针偏位的检测方法及检测装置。

背景技术

目前集成电路插孔(IC Socket)的插针工站当插针机的治具出现不良品且未能及时处理时，大多这种情况下会连续输出不良品，影响产能及稼动率，使良率下降、生产成本上升。目前的插针机插针检测技术仅能检测插针是否插入，但是却无法检测出插针插入的位置，是否有偏位的不良状况发生，然而对于插针偏位此类的不良情况在实际生产制造过程中占了不良率的七成左右，当上述情况发生时，目前多是利用机器视觉进行脱机检测，无法及时发现，生产时的不良稼动率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种插针偏位的检测系统与检测方法，透过将压力感测单元区分为同区域设置不同的力敏系数，藉此检测插针机插针是否产生偏位的不良情况。

本发明提供一种插针偏位检测方法，该方法包括下列步骤：透过压力感测单元取得插针插入的感测信息，并将感测信息传送至微控制器，透过微控制器接收感测信息，并计算感测信息对应的压力值，根据感测信息及对应的压力值，建立感测信息与压力值对应关系的基准模型，压力感测单元由弹性体层、印刷电极基材上层、第一绝缘层、力敏层、第二绝缘层、印刷电极基材下层组成，其中力敏层将划分为不同区域并分别设置不同力敏系数。

本发明还提供一种插针偏位检测系统，包括：传感器，包含至少一个压力感测单元，由电源模块供电，压力感测单元用于取得插针插入的感测信息，并输出感测信息。微控制器，用于接收感测信息，计算感测信息对应的压力值，利用感测信息及对应的压力值，用以建立感测信息与压力值对应关系的基准模型。其中，压力感测单元由弹性体层、印刷电极基材上层、第一绝缘层、力敏层、第二绝缘层、印刷电极基材下层组成。力敏层又将划分为不同区域并分别设置不同力敏系数。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1显示本发明实施例之系统架构示意图。

图2显示本发明实施例之压力感测单元的剖面示意图。

图3显示本发明实施例之压力感测单元中力敏层的力敏系数设置示意图。

图4显示本发明实施例之压力感测单元的电路图。

图5显示本发明实施例之插针偏位检测方法的步骤流程图。

主要元件符号说明

插针偏位检测系统	100
		传感器	110
压力感测单元	111、200
		微控制器	120
弹性体层	210
		印刷电极基材上层	220
第一绝缘层	230
		力敏层	240、300
第二绝缘层	250
		印刷电极基材下层	260
中心区域	310
		右区域	320
上区域	330
		左区域	340
下区域	350
		电阻检测电路	400
压力感测电路	410
		可变电阻	411
第一电阻	412
		滤波电路	420
第二电阻	421
		第一电容	422
流程步骤	S501～S505

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图与实施例对本发明进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1显示本发明实施例所述之插针偏位检测系统架构图。如图1所示，插针偏位检测系统100包括传感器110、压力感测单元111以及微控制器120。在本实施例中，以传感器110设置了53x42个压力感测单元111组成的矩阵为例，但本发明之传感器110中压力感测单元111的设置并不以此大小的矩阵分布为限。由多个压力感测单元111组成的矩阵面积会大于等于待测集成电路插孔(IC Socket)的面积。在实际作业时，透过插针机将插针插在集成电路插孔，插针检测系统与插针机平行相对设置，正常情况下，插针插入待测集成电路插孔会与传感器110相接触，其中，各压力感测单元111与各插入待测集成电路插孔的插针一一对应，透过传感器110中的压力感测单元111可检测插针接触压力感测单元111的位置。由于集成电路插孔会依照产品实际需求可能呈现不规则分布，用户可以根据实际状况设置压力感测单元111的矩阵范围。

传感器110包含至少一个压力感测单元111，所述压力感测单元111包含弹性体薄膜压力分布式传感器。在一实施例中，传感器110中包含多个压力感测单元111，多个压力感测单元111以矩阵方式排列设置，用于取得插针插入的感测信息，传感器110将每个压力感测单元111所取得的感测数据传送至微控制器120。微控制器120用于接收感测信息并根据感测信息计算出每个压力感测单元111中的压力值，微控制器120将每个压力感测单元111所取得的感测信息以及对应的压力值纪录为历史数据，将历史数据经统计计算建立感测信息与压力值之间的基准模型。

在一实施例中，每一个压力感测单元111可划分为多个区域，不同区域设置不同的力敏系数。在本实施例中将压力感测单元111分为中心区域、右区域、上区域、左区域及下区域。由于力敏系数不同，因此当插针接触到不同区域会得到不同的感测信息，藉此，根据感测信息取得压力值，判断插针接触到的区域，进而判断插针是否接触到中心区域，或是有漏针或是插针偏位的情况发生。也可以根据检测到的插针接触压力感测单元111的区域，将检测结果转换成可视化的接口，以不同颜色识别插针接触的不同区域，提供给用户快速了解插针状况。

图2显示本发明实施例所述之压力感测单元200的剖面示意图。如图2所示，压力感测单元200包括弹性体层210、印刷电极基材上层220、第一绝缘层230、力敏层240、第二绝缘层250以及印刷电极基材下层260，由上而下依序设置。力敏层240可区分区域设置不同力敏系数，第一绝缘层230与第二绝缘层250用于使力敏层240绝缘于印刷电极基材上层220以及印刷电极基材下层260，印刷电极基材上层220以及印刷电极基材下层260用于封装压力感测单元220，使每个压力感测单元200等效于可变力敏电阻，透过弹性体层210具有弹性的特性，可以在不发生永久形变的情况下感测压力，并且重复使用。

图3显示本发明一实施例所述之压力感测单元中力敏层的力敏系数设置。如图3所示，力敏层300的力敏系数设置，画分为中心区域310、右区域320、上区域330、左区域340以及下区域350。需注意的是，图3所示力敏层300的区域形状及分布非用于限制本发明，在不同的实施例中，可以有不同的设置方式。透过对力敏层300设置不同区域对应不同的力敏系数，根据对比插针触压到压力感测单元的不同电阻值判断插针触压到压力感测单元的区域，藉此判断插针是否产生偏位的情况发生。举例来说，当判断插针触压到中心区域，则判断插针未产生偏位情况；当判断插针触压到非中心区域的其他区域，则判断插针产生偏位情况。在此实施例中，中心区域310的力敏系数最高，设置为1.0，其余区域依序减少，分别是右区域320的力敏系数设置为0.9、上区域330的力敏系数设置为0.8、左区域340的力敏系数设置为0.7以及下区域350的力敏系数设置为0.6，当检测时，在力敏层不同区域受到插针压力的触压，压力感测单元受力后的阻值会相应变化，中心区域的变化最大，上、下、左、右区域根据力敏系数的相应变化对应减小，因此，通过插针触压到压力感测单元的感测信息，进而取得的压力值，可以判断插针在力敏层的触压区域。本实施例中各区域所设置的力敏系数仅为范例，并不以上述设置的力敏系数为限，只要将压力感测单元中力敏层画分为不同区域，并在所画分的不同区域设置不同力敏系数即可。

图4显示本发明一实施例中压力感测单元中的电阻检测电路400的示意图。如图4所示，透过压力感测单元中的电阻检测电路400，可透过检测到的可变电阻值获取压力值。电阻检测电路400具体包含压力感测电路410、滤波电路420，所述压力感测电路410包含可变电阻411及第一电阻412，滤波电路420包含第二电阻421及第一电容422。，可变电阻411透过公式(1)所示:

(R-sensor＝R1*Vcc/(Vout-1))…………………(1)

公式(1)中的R-sensor为可变电阻411，R1为第一电阻412，Vout为输出电压，微控制器根据上述公式(1)计算出的电阻值以建立插针触压压力与可变电阻对应表，再经由检测到的可变电阻值得知压力感测单元410受到了多少力的触压。在一实施例中，压力感测单元厚度为0.3mm，当插针垂直距离压力感测单元超过0.3mm的距离，电阻基本没有变化，压力值为零。

滤波器440由第二电阻441及第一电容442组成，设置于压力感测单元410与放大器450的正输入端之间，以本实施例而言，电源430提供3.3V电压，第一电阻412为10k奥姆，第二电阻441为10奥姆，第一电容442为100皮法(pF)。

图5显示本发明一实施例中插针偏位检测方法的步骤流程图，应用于插针偏位检测系统，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以合并或省略。

在步骤执行前先建置检测系统，加载压力与感测信息对应的基准模型。举例来说，在建置过程中，将每次量测到的压力值与可变电阻值之间的关系加以纪录，透过多次量测的历史纪录，建立压力与感测信息对应的基准模型，作为感测信息对应压力的对应基准。根据基准模型，首先获取插针正常插入待测集成电路插孔后，触压中心区域的压力值为正常值，接着获取插针偏位时触压非中心区域的其他区域的压力值，就可以取得插针触压压力感测单元的不同区域所对应的不同压力值。

具体检测的流程步骤如下:

步骤S501，将压力感测单元划分为多个力敏系数不同的区域。

步骤S502，取得插针触压压力感测单元的感测信息。

步骤S503，获取的感测信息对照压力与感测信息对应的基准模型取得相应的压力值。

步骤S504，判断插针触压的区域。

步骤S505，根据所述触压的区域判断是否发生插针偏位情况。

上述叙述为为单一插针的检测流程步骤，然而，待测集成电路插孔可能多个并为不规则状，用户可根据待测集成电路插孔实际形状与插孔数量，自行设置待测集成电路插孔的检测范围。

在一实施例中，针对待测基点电路插孔的插针作业可分排进行，使用者可自行定义不良点个数的警报限值。当不良点的数量，亦即插针偏位的数量，超过警报限值时，发出通知给负责的工程师处理，当不良点的数量并未超过警报限值时，纪录不良点的位置、偏位的区域以及将集成电路插孔不良品的数量计次加一。插针的对应点压力值在正常范围时，执行下一排的插针插入作业。当全部插针作业完毕，透过用户接口以不同颜色区分插针触压压力感应单元的区域，以图3的区域划分为例，可以蓝色表示插针触压压力感应单元的中心区域，未产生偏位；以绿色、黄色、紫色、橘色表示插针产生偏位的不同情况，分别是插针触压压力感测单元的右边区域、插针触压压力感测单元的左边区域、插针触压压力感测单元的上面区域、插针触压压力感测单元的下面区域；以及以红色表示未取得压力值(压力值为0)，亦即插针并未触压压力感应单元。在一实施例中，压力感测单元划分的区域数量、形状并无特别限制，可依使用者需求自行定义。例如，可将压力感测单元划分为两个区域(上下两区、左右两区、或是同心园内圈外圈两区)、五个区域(中心区域及上下左右五区)。当所有插针压力都正常时，将集成电路插孔的良品数数量计次加一，透过插针数据可视化的方式，直观的呈现插针插入集成电路插孔的情况，直观且实时的反馈给使用者。

综上所述，本发明符合发明专利要件，爰依法提出专利申请。惟，以上该者仅为本发明的较佳实施方式，本发明的范围并不以所述实施方式为限，举凡熟悉本案技艺的人士爰依本发明的精神所作的等效修饰或变化，皆应涵盖于以下申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种插针偏位检测的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

将压力感测单元划分为多个力敏系数不同的区域；

取得当插针触压上述压力感测单元时的感测信息；

比对上述感测信息与压力与感测信息对应的基准模型取得上述感测信息对应的压力值；

根据上述压力值判断上述插针触压的区域，并根据上述区域判断是否发生插针偏位的情况。

2.如权利要求1之插针偏位检测方法，其特征在于，上述压力感测单元包括弹性体层、印刷电极基材上层、第一绝缘层、力敏层、第二绝缘层以及印刷电极基材下层。

3.如权利要求1之插针偏位检测方法，其特征在于，上述多个力敏系数不同的区域包含中心区域。

4.如权利要求3之插针偏位检测方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤:取得当插针触压上述中心区域产生的感测信息对应的压力值作为正常值。

5.如权利要求4之插针偏位检测方法，其特征在于，上述根据上述压力值判断上述插针触压的区域，并根据上述区域判断是否发生插针偏位的情况包括:

判断上述压力值是否等于正常值，若判断上述压力值等于正常值，则判断上述插针触压的区域为中心区域，且未发生插针偏位的情况；以及若判断上述压力值不等于正常值，则判断上述插针触压的区域非为中心区域，且发生插针偏位的情况。

6.一种插针偏位检测系统，其特征在于，包括：

传感器，包含至少一个压力感测单元，上述压力感测单元包含多个力敏系数不同的区域，用于取得插针触压上述压力感测单元时的感测信息；

微控制器，用于接收上述感测信息，并根据压力与感测信息对应的基准模型取得上述感测信息对应的压力值，其中，上述微控制器还用于根据上述压力值判断上述插针触压的区域，并根据上述区域判断是否发生插针偏位的情况。

7.如权利要求6之插针偏位检测系统，其特征在于，上述压力感测单元包括弹性体层、印刷电极基材上层、第一绝缘层、力敏层、第二绝缘层、印刷电极基材下层。

8.如权利要求6之插针偏位检测系统，其特征在于，上述多个力敏系数不同的区域包含中心区域。

9.如权利要求8之插针偏位检测系统，其特征在于，该方法还包括下列步骤:取得当插针触压上述中心区域产生的感测信息对应的压力值作为正常值。

10.如权利要求9之插针偏位检测系统，其特征在于，上述根据上述压力值判断上述插针触压的区域，并根据上述区域判断是否发生插针偏位的情况包括:

判断上述压力值是否等于正常值，若判断上述压力值等于正常值，则判断上述插针触压的区域为中心区域，且未发生插针偏位的情况；以及若判断上述压力值不等于正常值，则判断上述插针触压的区域非为中心区域，且发生插针偏位的情况。

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