CN114839202A - 焊点检测组件及aoi检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊点检测组件及AOI检测设备，该焊点检测组件用于对基板上的目标焊点进行检测，该焊点检测组件包括：底座，底座上设置有第一导向部；其中，第一导向部为导向槽或导向凸起；至少一个相机，相机可滑动地连接于第一导向部中，相机的镜头朝向基板的待测平面；相机沿第一导向部滑动并靠近待测平面的过程中，镜头的拍摄方向与待测平面之间的夹角逐渐减小。本发明公开的焊点检测组件可解决当前的焊点检测方式难以充分识别各个特征，造成检测结果准确性较低的技术问题。

Description

焊点检测组件及AOI检测设备

技术领域

本发明属于电路板检测技术领域，具体涉及一种焊点检测组件及AOI检测设备。

背景技术

SMT(Surface Mounted Technology)是指基于电路板进行贴片加工的系列工艺流程，对于各贴装元器件焊点处的检测是生产工序中的重要流程，其用于及时发现各种焊接缺陷，筛选出不良品，从而保证产品质量。

在SMT行业，焊点检测包括2D检测和3D检测两种方法。2D检测采用一个下视相机获取电路板上的焊点图像，因高度方向存在遮挡，很多特征无法获取到，尤其是元器件正下方的焊盘根部。而对于3D检测，国际上从事3D测量的知名厂商如Koh yong、Omron、armi等均采用大倾角的数字光栅配合投影仪的结构进行检测，高度方向尺寸压缩明显，测得值与真实值存在较大偏差，存在焊盘根部图像不清晰、虚焊类特征难以识别等一系列问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种焊点检测组件，旨在解决当前的焊点检测方式难以充分识别各个特征，造成检测结果准确性较低的技术问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种焊点检测组件，用于对基板上的目标焊点进行检测，所述焊点检测组件包括：

底座，所述底座上设置有第一导向部；其中，所述第一导向部为导向槽或导向凸起；

至少一个相机，所述相机可滑动地连接于所述第一导向部中，所述相机的镜头朝向所述基板的待测平面；

所述相机沿所述第一导向部滑动并靠近所述待测平面的过程中，所述镜头的拍摄方向与所述待测平面之间的夹角逐渐减小。

进一步地，所述相机为两个，两个所述相机呈V字形设置。

进一步地，所述焊点检测组件还包括至少一个第一滑动件，所述第一导向部设置于所述第一滑动件上，所述第一滑动件沿平行于所述待测平面的方向可滑动地连接于所述底座上。

进一步地，所述焊点检测组件还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述第一滑动件连接，且所述第一驱动装置用于驱动所述第一滑动件沿平行于所述待测平面的方向在所述底座上滑动。

进一步地，所述焊点检测组件还包括至少一个第二滑动件，所述第二滑动件可滑动地连接于所述第一导向部中，至少一个所述相机可滑动地连接于对应的所述第二滑动件上；

任意一个或两个所述相机在对应的所述第二滑动件上直线滑动并靠近所述待测平面的过程中，两个所述相机相互靠近。

进一步地，所述焊点检测组件还包括RGB光源装置，所述RGB光源装置可滑动地连接于所述第一导向部中，所述RGB光源装置环绕所述镜头，且所述RGB光源装置的出光方向朝向所述待测平面。

进一步地，所述焊点检测组件还包括两个RGB光源装置，所述RGB光源装置可滑动地连接于所述第一导向部中，所述RGB光源装置与所述相机一一对应设置，每一所述RGB光源装置环绕对应的所述镜头，且所述RGB光源装置的出光方向朝向所述待测平面；

所述底座上设有隔板，所述隔板位于两个所述RGB光源装置之间，且所述隔板用于对两个所述RGB光源装置进行分隔。

对应地，本发明还提出一种AOI检测设备，所述AOI检测设备包括如前述的焊点检测组件。

进一步地，所述AOI检测设备还包括机罩、基板传输装置和三坐标驱动装置；其中：

所述基板传输装置、所述三坐标驱动装置设置于所述机罩内部，所述基板传输装置用于放置所述基板，所述底座连接于所述三坐标驱动装置上；

所述三坐标驱动装置用于驱动所述底座相对所述基板沿三个坐标方向移动。

进一步地，所述AOI检测设备还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置连接于所述三坐标驱动装置上，所述底座连接于所述第二驱动装置上；

所述第二驱动装置用于驱动所述底座以垂直于所述待测平面的方向为轴进行旋转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的焊点检测组件，在底座上设置第一导向部，令相机可滑动地连接于第一导向部中且相机的镜头朝向基板的待测平面，当相机沿第一导向部滑动并靠近待测平面的过程中，镜头的拍摄方向与待测平面之间的夹角逐渐减小，如此则实现了相机倾角的调节，当相机沿第一导向部滑动至最低点时，相机的最小倾角可达到32.5°，此时镜头可无遮挡、最大化地对待测平面上元器件引脚底部、焊盘根部处的目标焊点侧面及根部进行拍摄，识别出各类虚焊(如浮起、开裂)及局部少锡等通过常规检测手段难以判断的缺陷，且由于倾角较小，可较好地还原真实的高度方向尺寸，从而提高了目标焊点检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明焊点检测组件一实施例的第一角度结构示意图；

图2为本发明焊点检测组件一实施例的第二角度结构示意图；

图3为本发明焊点检测组件一实施例的分解结构示意图；

图4为本发明焊点检测组件一实施例中包含遮光罩的结构示意图；

图5为本发明AOI检测设备一实施例的外观结构示意图；

图6为本发明AOI检测设备一实施例的内部结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明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，若本发明实施例中有涉及“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，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。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，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图6，本发明实施例提供一种焊点检测组件，用于对基板10上的目标焊点进行检测，该焊点检测组件包括：

底座1，底座1上设置有第一导向部11；其中，第一导向部11为导向槽或导向凸起；

至少一个相机2，相机2可滑动地连接于第一导向部11中，相机2的镜头21朝向基板10的待测平面；

相机2沿第一导向部11滑动并靠近待测平面的过程中，镜头21的拍摄方向与待测平面之间的夹角逐渐减小。

在本实施例中，基板10具体可以是一种印刷电路板或柔性电路板，其待测平面上贴装有多个元器件(如封装芯片、半导体元件、Chip元件等)，目标焊点位于各元器件与基板10的连接处。

图示性地，底座1可以是具有多个构件、位于相机2后方的整个基底部，底座1具体可以指代如图1和图2所示的封板，亦可以指代如图3所示的连接于封板表面的座体，此处不作具体限定。第一导向部11可以是直接开设于零件表面的导向槽，或者在两个间隔设置的零件中间形成的导向槽，或者构成导轨形式的导向凸起；第一导向部11可直接设置于底座1上，亦可通过一转接件间接设置于底座1上。与之对应的，相机2可包括滑动配合于导向槽中的凸起部，或者滑动配合于导向凸起上的卡接部；相机2可直接滑动连接于第一导向部11中，亦可通过一转接件间接滑动连接于第一导向部11中。当相机2为一个以上时(以两个为例)，第一导向部11仍可为连续的一个，或者对应分割为两个，以使每一相机2连接于对应的第一导向部11中。当相机2在第一导向部11上滑动至合适位置之后，相机2与第一导向部11之间的固定方式可以是通过长条腰型孔配合螺纹紧固件进行固定，亦可以通过销钉、紧定螺钉等紧固件将相机2顶紧于相应位置上，或者直接通过电机等驱动装置驱动相机2在第一导向部11上滑动，此处不一一列举。

其中，相机2可包括摄像机及后端的数据处理模块，镜头21即摄像机的镜头部分，其将拍摄到的待测平面处的图像传输至数据处理模块，以通过视觉算法对图像数据进行计算处理，进而得到待测平面上目标焊点的检测结果。

在实际应用过程中，以基板10平铺于水平面上、基板10上表面为待测平面为例，底座1位于基板10上方，可令第一导向部11所在的平面相对于待测平面呈竖直状，第一导向部11的走向(即相机2在第一导向部11上的滑动轨迹)可呈凹陷部朝下的弧线状，镜头21指向该弧状轨迹的内侧(即镜头21的拍摄方向为向下倾斜)。如此，随着相机2在第一导向部11上向下滑动，相机2的倾角(即镜头21的拍摄方向与待测平面之间的夹角)逐渐减小，当相机2滑动至最低点时，相机2的最小倾角可达到32.5°，此时镜头21可无遮挡地拍摄到元器件引脚底部及基板10焊盘根部的图像，且由于倾角较小，可较好地还原真实的高度方向尺寸，从而提高目标焊点检测结果的准确性。可以理解的是，第一导向部11的走向亦可以是弧线与直线相结合的其它不规则形状。

由此可见，本实施例提供的焊点检测组件，在底座1上设置第一导向部11，令相机2可滑动地连接于第一导向部11中且相机2的镜头21朝向基板10的待测平面，当相机2沿第一导向部11滑动并靠近待测平面的过程中，镜头21的拍摄方向与待测平面之间的夹角逐渐减小，如此则实现了相机2倾角的调节，当相机2沿第一导向部11滑动至最低点时，相机2的最小倾角可达到32.5°，此时镜头21可无遮挡、最大化地对待测平面上元器件引脚底部、焊盘根部处的目标焊点侧面及根部进行拍摄，识别出各类虚焊(如浮起、开裂)及局部少锡等通过常规检测手段难以判断的缺陷，且由于倾角较小，可较好地还原真实的高度方向尺寸，从而提高了目标焊点检测结果的准确性。

进一步地，参照图1至图3，在一个示例性的实施例中，相机2为两个，两个相机2呈V字形设置。

在本实施例中，第一导向部11可对应相机2设置为两个并如图1和图2所示分布于底座1上的左右两侧，每一相机2滑动配合于对应的第一导向部11中。通过设置两个相机2，可同时对待测平面上的两处焊盘进行检测，从而提高了检测效率。

进一步地，参照图1至图3，在一个示例性的实施例中，焊点检测组件还包括至少一个第一滑动件3，第一导向部11设置于第一滑动件3上，第一滑动件3沿平行于待测平面的方向可滑动地连接于底座1上。

在本实施例中，第一滑动件3可通过导轨滑块组件与底座1滑动配合。其中，第一滑动件3可对应相机2设置为两个，每一相机2分别连接于一个第一滑动件3上，如此可单独移动任意一个相机2或同时移动两个相机2，增加了相机2的位置调节自由度，可灵活调节两个镜头21在水平方向上的相对距离，从而实现了拍摄区域的调整，可适应待测平面上焊盘不同的分布情况，提高了焊点检测组件的适用性及检测准确度。

具体地，参照图1至图3，焊点检测组件还包括第一驱动装置4，第一驱动装置4与第一滑动件3连接，且第一驱动装置4用于驱动第一滑动件3沿平行于待测平面的方向在底座1上滑动。

第一驱动装置4可采用图示的气缸驱动方式，当然在实际应用过程中，亦可通过电机配合丝杆等方式实现直线驱动，通过设置第一驱动装置4，可实现相机2的随时移动及固定，无需通过手动拆装第一滑动件3的方式对其进行移动，提高了调节便利性。

进一步地，参照图1至图3，在一个示例性的实施例中，焊点检测组件还包括至少一个第二滑动件5，第二滑动件5可滑动地连接于第一导向部11中，至少一个相机2可滑动地连接于对应的第二滑动件5上；

任意一个或两个相机2在对应的第二滑动件5上直线滑动并靠近待测平面的过程中，两个相机2相互靠近。

在本实施例中，相机2可通过导轨滑块组件与第二滑动件5滑动配合，其中，第二滑动件5可对应相机2设置为两个，每一相机2分别连接于一个第二滑动件5上，如此可单独移动任意一个相机2或同时移动两个相机2，增加了相机2的位置调节自由度，可在调节镜头21与待测平面之间相对距离的同时调节两个镜头21在水平方向上的相对距离，从而实现了拍摄区域的调整，可适应待测平面上焊盘不同的分布情况，进一步提高了焊点检测组件的适用性及检测准确度。

可以理解的是，第一滑动件3和第二滑动件5可同时设置，具体地，第一滑动件3沿平行于待测平面的方向滑动配合于底座1上，第二滑动件5滑动配合于第一滑动件3上的第一导向部11中，相机2滑动配合于第二滑动件5上。

进一步地，参照图1至图3，在一个示例性的实施例中，焊点检测组件还包括RGB光源装置6，RGB光源装置6可滑动地连接于第一导向部11中，RGB光源装置6环绕镜头21，且RGB光源装置6的出光方向朝向待测平面。

在本实施例中，RGB光源装置6可在每一检测节点处间歇性开启(即频闪)，以发出可对目标焊点区域进行照明的红绿蓝三色光，从而可提高目标焊点区域拍摄图像的显示清晰度，有助于识别出目标焊点缺陷，提高检测准确度。具体地，RGB光源装置6的发光部分可呈图示的环状并环绕镜头21，RGB光源装置6可独立于相机2而滑动配合于第二滑动件5上，如此可调节RGB光源装置6与镜头21的相对位置，以便于对照明情况进行调整。

当设置有RGB光源装置6时，如图4所示，底座1上可盖设一遮光罩13，该遮光罩13可覆盖焊点检测组件中的所有零部件，遮光罩13下部设有出光口，该遮光罩13可起到屏蔽RGB光源装置6发出的三色光的作用，可使RGB光源装置6发出的三色光只能由出光口投射至下方的待测平面上。

进一步地，参照图1至图3，在一个示例性的实施例中，焊点检测组件还包括两个RGB光源装置6，RGB光源装置6可滑动地连接于第一导向部11中，RGB光源装置6与相机2一一对应设置，每一RGB光源装置6环绕对应的镜头21，且RGB光源装置6的出光方向朝向待测平面；

底座1上设有隔板12，隔板12位于两个RGB光源装置6之间，且隔板12用于对两个RGB光源装置6进行分隔。

在本实施例中，关于RGB光源装置6的具体说明可参照上一实施例，此处不再赘述。隔板12可用于防止左右两个RGB光源装置6相互影响。

对应地，参照图5和图6，本发明实施例还提供一种AOI检测设备，该AOI检测设备包括上述任一实施例中的焊点检测组件。

在本实施例中，AOI检测设备即光学自动检测设备，其为电子制造业中用于确保产品质量的检测工具和过程质量控制工具。关于焊点检测组件的具体结构，可参照上述实施例。由于该AOI检测设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步地，参照图1至图6，在一个示例性的实施例中，AOI检测设备还包括机罩7、基板传输装置71和三坐标驱动装置8；其中：

基板传输装置71、三坐标驱动装置8设置于机罩7内部，基板传输装置71用于放置基板10，底座1连接于三坐标驱动装置8上；

三坐标驱动装置8用于驱动底座1相对基板10沿三个坐标方向移动。

具体地，参照图1至图6，AOI检测设备还包括第二驱动装置9，第二驱动装置9连接于三坐标驱动装置8上，底座1连接于第二驱动装置9上；

第二驱动装置9用于驱动底座1以垂直于待测平面的方向为轴进行旋转。

在本实施例中，三坐标驱动装置8包括三条沿直角坐标方向设置的导轨及配套的电机、丝杠、滑块等，第二驱动装置9可为旋转电机。在三坐标驱动装置8及第二驱动装置9的驱动下，焊点检测组件可按预设轨迹在基板10上方整体直线移动及旋转，从而可循序移动至每一目标焊点处进行检测工作，且在焊点检测组件包括两个相机2的情况下，若待测平面上两个焊盘之间的连线与标准坐标方向存在夹角，亦可通过沿竖直轴向旋转焊点检测组件来适应焊盘的分布情况。通过上述结构设置，可提高AOI检测设备的检测适用性、检测效率及检测准确度。

需要说明的是，本发明公开的焊点检测组件及AOI检测设备的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种焊点检测组件，用于对基板上的目标焊点进行检测，其特征在于，所述焊点检测组件包括：

底座，所述底座上设置有第一导向部；其中，所述第一导向部为导向槽或导向凸起；

至少一个相机，所述相机可滑动地连接于所述第一导向部中，所述相机的镜头朝向所述基板的待测平面；

所述相机沿所述第一导向部滑动并靠近所述待测平面的过程中，所述镜头的拍摄方向与所述待测平面之间的夹角逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的焊点检测组件，其特征在于，所述相机为两个，两个所述相机呈V字形设置。

3.根据权利要求2所述的焊点检测组件，其特征在于，所述焊点检测组件还包括至少一个第一滑动件，所述第一导向部设置于所述第一滑动件上，所述第一滑动件沿平行于所述待测平面的方向可滑动地连接于所述底座上。

4.根据权利要求3所述的焊点检测组件，其特征在于，所述焊点检测组件还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述第一滑动件连接，且所述第一驱动装置用于驱动所述第一滑动件沿平行于所述待测平面的方向在所述底座上滑动。

5.根据权利要求2所述的焊点检测组件，其特征在于，所述焊点检测组件还包括至少一个第二滑动件，所述第二滑动件可滑动地连接于所述第一导向部中，至少一个所述相机可滑动地连接于对应的所述第二滑动件上；

任意一个或两个所述相机在对应的所述第二滑动件上直线滑动并靠近所述待测平面的过程中，两个所述相机相互靠近。

6.根据权利要求1所述的焊点检测组件，其特征在于，所述焊点检测组件还包括RGB光源装置，所述RGB光源装置可滑动地连接于所述第一导向部中，所述RGB光源装置环绕所述镜头，且所述RGB光源装置的出光方向朝向所述待测平面。

7.根据权利要求2所述的焊点检测组件，其特征在于，所述焊点检测组件还包括两个RGB光源装置，所述RGB光源装置可滑动地连接于所述第一导向部中，所述RGB光源装置与所述相机一一对应设置，每一所述RGB光源装置环绕对应的所述镜头，且所述RGB光源装置的出光方向朝向所述待测平面；

所述底座上设有隔板，所述隔板位于两个所述RGB光源装置之间，且所述隔板用于对两个所述RGB光源装置进行分隔。

8.一种AOI检测设备，其特征在于，所述AOI检测设备包括如权利要求1至7中任一项所述的焊点检测组件。

9.根据权利要求8所述的AOI检测设备，其特征在于，所述AOI检测设备还包括机罩、基板传输装置和三坐标驱动装置；其中：

所述基板传输装置、所述三坐标驱动装置设置于所述机罩内部，所述基板传输装置用于放置所述基板，所述底座连接于所述三坐标驱动装置上；

所述三坐标驱动装置用于驱动所述底座相对所述基板沿三个坐标方向移动。

10.根据权利要求9所述的AOI检测设备，其特征在于，所述AOI检测设备还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置连接于所述三坐标驱动装置上，所述底座连接于所述第二驱动装置上；

所述第二驱动装置用于驱动所述底座以垂直于所述待测平面的方向为轴进行旋转。

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