CN86104342A - 检测和修改电子部件在基板上装配故障的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

这里公开了一个用于检测和修改电子部件在基板上的安装故障的方法，它能够自动地和有效地完成对电子部件在基板上的安装故障的检测，并能对合格的基板和安装有故障的基板进行分选，以改进整个电子部件安装线的工作效率。此法是采用将代码标记打在每一个装有电子部件的基板上，检测安装后的安装故障，存储安装有故障的基板的故障数据和代码标记，并将安装有故障基板和合格基板分开，以及根据存储数据对安装有故障的基板进行修改。此外，还公开一个用于检测和修改安装故障的装置。

Description

本发明涉及用于检测和修改电子电路元件在印刷电路板上的装配故障的方法及其装置，特别涉及适用于对电子电路元件在印刷电路板上的任何安装故障或缺陷进行检测的一种方法和装置。如装配的错误装配的电子电路元件相对于印刷电路板的错误配准，安装方向的错误，在板上安装了不正确的电子电路元件或类似的情况;将这样的安装有故障的印刷电路板与合格的印刷电路板分开，为修改安装有故障的印刷电路板，将这些安装有故障的印刷电路板传输到修改站。

在印刷电路板（以后称“基板”）上装配电子电路元件（以后称“电子部件”或“芯片”）的常规生产线中，对电子部件在基板上的装配故障和缺陷的检查是在每一个基板上进行的，当检测到任一安装故障或缺陷时，有缺陷的基板就从生产线上移走，并用手工操作收集在芯片接收器里。然后将这样被收集到的有缺陷的基板送到单独的修改站进行修改操作。

从上述可看到，在常规安装故障的检测和修正系统中，安装故障或缺陷的检查是在每一个基板上进行的，即便当电子部件在基板上的安装是有效地并且是连续地在芯片安装站进行，这也不能改进生产线上总的工作效率。还有，在安装中的故障包括装配错误，电子部件相对于基板的错误配准，安装方向的错误，在基片上安装了不正确的电子部件及类似情况。不幸的是，如此变化多端形式的安装缺陷那是难以精确和有效地检查的。再者，为了在一单独修理站修正有缺陷的基板，从生产线移走有缺陷的基板，必须用于手工进行，并且要求操作员对每一个有缺陷的基板在每一故障的部位做上记号，因此修改操作是相当麻烦和低效率的。

本发明是针对先有技术的上述缺点而产生出来的。

因此本发明的一个目的是提供一种方法，用以检测和修正电子部件在基板上的安装故障，并能同时检查装配在基板上的多个芯片，在有缺陷和无缺陷的基板之间自动地和有效地进行分类，有效地和集中地修改有缺陷的基板。

本发明的另一个目的是提供一个装置，用来检测和修改电子部件在基板上的装配故障并能同时检查装配在基板上的多个芯片，在有缺陷和无缺陷基板之间自动地和有效地进行分类，有效地和集中地修改有缺陷的基板。

本发明的另一个目的是提供一个方法，检测电子部件在基板上的安装，并依电路部件的结构能精确地和容易地检查每一个基板上电路部件的安装情况。

根据本发明的一个方面，提供用于检测和修正电子部件在基板上的安装故障的方法，该方法包括下列一些步骤：通过用贴标签、打印或类似的手段在每一个装有电子部件的基板的表面施加一个代码标记;把许多基板排列成行;观察电路部件的图象;逐次地检查观察到的电路部件的图像，并产生关于装配中有故障的基板的检测数据;对每一个附加到基板上的代码标记数据进行处理和存储;把安装中有故障的基板与合格的基板分开，并根据存储的数据对安装中有故障的基板进行修改等步骤，代码标记可以由条型码形成。

根据本发明的另外一个方面，提供用于检测和修改电子部件在基板上的安装故障的一个装置，该装置包括下列一些装置;在每一个装有电子部件的基板表面作代码标记;把多个基板排列成行的X-Y工作台;在相应于基板排列的位置上在X-Y工作台上安排了多个检测用的照像机;由检象机提供的电子部件的连续检测图象产生有关基板安装中有故障板的检测数据的图像检测器;用于处理和存储附加在安装有故障的基板上的每一代码标记的检查数据的数据编辑控制器;一个分选用的机构，根据存储的数据将安装中有故障的基板与合格的基板分开，分选机构放在X-Y工作台的前部并与数据编辑控制器相连;用于修改安装中有故障的基板的装置，该修改装置与数据编辑控制器连接;用于读取安装中有故障的基板上的每一代码标记的代码读出器，代码读出器包括在修改装置中。所说的修改装置根据由代码读出器读出的安装中有故障的基板上的每一代码标记和存储在数据编辑控制器中的数据的检验对比，对每一个安装中有故障的基板进行修改。

此外，根据本发明的又一方面，提供一个用于检测电子部件在基板上的安装故障的方法，它包括下列一些步骤：使光线向下照射到上面装有电子部件的基板上，以便形成一个电子部件的阴影的步骤;利用沿着电子部件边缘多个点的阴影，有限地摄取电子部件的图像;观察有限摄取图像与阴影的对比，能检测出电子部件在基板上的安装故障。

通过下面的详细描述并同时参照附图的说明，很容易对本发明的其它目的及其许多附带的优点有进一步的了解，附图中的相同的参考数字表示相同的或相应的部件，其中：

图1是表明根据本发明检测和修正电子部件在基板上的装配故障的系统的实施方案的流程图。

图2是表明适用于本发明的基板实例的平面图。

图3是一个表明了结合于图1所示的实施方案的检测部分，用于检测电子部件在基板上的安装故障的立体图。

图4是一个表明适用于图3所示的检测部分使用的检测像机的实例的原理图。

图5至图7为解释制断电子部件在基板上的安装性能的方法的辅助原理图。

现根据本发明用于检测和修改电子部件在基板上的安装故障的方法及其装置将参照附图进行描述。

图1所示安装故障的检测和修正系统的构成是这样的，用芯片装配装置10，在上面安装了电子部件的基板是从自动送板装置（未画出）得到的，然后由传送装置56输送到随后的X-Y工作台54，在此期间，施加代码标记的装置58将代码标记打在每一个基板的表面上。

图2中的数字14是表示适用于此实施方案的基板的实例。基板14有一个由施加代码标记的装置58打在其上的代码标记16。将条型标签贴于基板上而形成代码标记16。换句话说，是把条痕打印在基板上而形成代码标记16的。打印可以是磁性打印。象下面将要描述的，这样形成的条痕标记16是用来执行处理基板14的。

如图3所示，X-Y工作台54适合于多个基板14在其上面排列成行或以予定的间隔并排排列，数量与基板14相当的照像机60稳定安装在上边放着基板14的X-Y工作台54的上方位置，照像机60适合于将基板14上安装的电子部件的图像连续地供给共用的图像检测器62，它能够检测出任何安装故障，如安装缺陷，安装的芯片相对于基板错误配准，安装方向错误，在基板上安装了错误的电子部件以及诸如此类等故障。

同样，X-Y工作台，54装有代码读出器64，其作用是读出每一个基板14的代码标记，并将与代码标记有关的代码信号馈给数据编辑控制器44，按一定方式使它与由图像检测器62检测和产生的基板上的安装故障数据一一对应，这将在下面进一步详细描述。

图1所示的实施方案还包括分选机构26，它安装在X-Y工作台54前方位置并与数据编辑控制器44相连接。分选机构26包括一个折线形的分离输送机27。根据图像检测器62检测到的安装故障数据，折线形（＜）的分离输送机27适合于把安装错了的芯片或有缺陷的基板与合格的或无缺陷的基板分开。分选机构26还包括一个无缺陷基板卸载器66和有缺陷基板卸载器68，它们并排地并分别与折线形的分离输送机27相连，并适合于把分离输送机27传送给它的无缺陷和有缺陷的基板分别向前发送。有缺陷基板卸载器68与一个芯片测位器70相连，芯片测位器70适合于根据装在芯片测位器70上的代码读出器72读出的代码标记和储存在编辑控制器44中的数据的对比修改每一个有缺陷的基板。

如上所述，在该图示说明的实施方案中，多个检查照像机60同时检查放在图3所示的X-Y工作台54上的多个基板14。此时，当基板由X-Y工作台54沿纵向和横向移动时，相应基板上的同一点也以相同的方式相对于检查照像机移动，因为相应的基板上相同的位置安装有相同的电子部件。因而在基板上相同点获得的电子部件的安装数据可以从图形检测器62馈给数据编辑控制器44，是按与代码读出器64读出的相应基板的代码标记数据一一对应的方式。特别地，图像检测器62从照像机60连续地得到原始的数据，以判断相应的基板是合格的或是有缺陷的，并将这样判断的每一基板的数据或信号通过NC装置74供给数据编辑控制器44，以将信号或数据存储起来。数据编辑控制器44与折线分离输送机27和芯片测位器770连接，因此，从数据编辑控制器44馈给折线形分离输送机27和芯片测位器70的数据使分离输送机27在有缺陷和无缺陷的电子部件之间进行分选，并使芯片测位器70修改有缺陷的基板。顺便说说，芯片测位器70通过聚光灯可以指出关于某一基板的有缺陷部分，基板上存在的芯片安装故障是图像检测器62检测的，并根据聚光灯的显示，从芯片供给装置（未画出）取出适宜的芯片，更换有缺陷的芯片。

因此，应注意，图1所示的实施方案使多个基板能同时接受检查或检测处理，并被连续地输送到随后的步骤中，以使在较短时间内可以高效地完成有缺陷基板的检测和修改。

此外，还要注意，说明的实施方案的安装故障的检测和修改系统能自动完成有缺陷基板和无缺陷基板的分选，并根据所指出的故障详细情况对有缺陷的基板进行修改，因此，提供了一条能够在基板上高效和精确地安装电子部件的生产线。

在上述的实施方案中，每一个校验照像机60，如图4所示，可按这种方式使用，即用来摄取芯片78的图像并同时摄取由安装在基板上14的芯片78外缘所形成的阴影，这是由于安装在芯片78上方的闪光仪76发出的光的照射，带有阴影的芯片图像被投影在图像检测器62的镜头上（图1和图3）。在图像检测器62中，芯片光与芯片图像的阴影之间的对比是沿着芯片外缘上有限的多个点上摄取的，根据此对比，可以局部地发现芯片78的轮廓。因此可以根据所摄取的芯片78的轮廓的每一部分是否被投影到图形检测器62的予定位置来判断基板上安装的芯片是否恰当。在此种情况下，使用装于图形检测器62镜头上的窗口，可进行有限的对比摄取，将摄取区域限定在多个带有由照像机60沿着带有阴影的图像边缘观察到的阴影的芯片图像予定的位置。用这样的窗口能够根据芯片的图像和此芯片在基板上的那部分阴影之间的对比出的差别或芯片电极终端的图像和此终端在基板上的那部分阴影的图像之间的对比出的差别，得到基板和芯片之间的位置关系。

假定在基板上安装的是一矩形芯片78如图5所示的，从闪光仪76（图4）发出的光照射在芯片上，产生一个构成此芯片的阴影80。芯片的图像78与阴影80一起被投影在图像检测器62的镜头上（图1和图3），镜头上装有窗口82a至82f，每一个镜头都部分地把带有阴影的图像限制在沿着芯片在基板上的装配予定的位置的横向和纵向方向上，以使通过摄像机60（图4）观察的带有阴影的图像可以叠加在镜头上，可以通过扫描光线和带有阴影的图像中阴影之间的对比来检测芯片图像和阴影间的边缘。这样的检测是分别在窗口82a至82f进行口，以确定芯片78的轮廓，当该轮廓分别偏离了窗口82a至82f的予先确定的位置时，就可以判断出芯片78在基板上的安装故障。

当待安装在基板上的芯片是一具有投影的电极84的晶体管78′时，如图6所示，则在与电极相对应的位置使用装有窗口82a′至82c′的图形检测器的镜头。芯片78′在基板上的安装故障是通过计算围绕芯片形成的和在每个窗口82a′至82c′定位的阴影80′和由于作为像素数目的闪光仪76的光线照射而从每一个电极84反射的光的比率来判断的。

此外，当芯片是一筒形芯片电阻器78″时，如图7所示，芯片78″的电极84′由于闪光仪76（图4示）发出的光在芯片78″周围形成的阴影80″中的反射而闪烁，因此芯片的安装可以根据图像检测器镜头窗口82″的边缘和芯片78″的闪光边缘部位之间的比较得到判断。特别地，在检查中，当芯片78″的边缘能够由每一个窗口82″检测到，而该芯片的边缘未与在这些窗口82″的边缘重叠时，可以确定芯片在基板上的装配是恰当的，但是当芯片78″两侧边缘的至少一侧与窗口82″的边缘重叠时，或者该芯片的任一边缘未被窗口82″检测到时，则可确定装配是不恰当的。同样，当光的照射未产生任何阴影出现时，则可确定装配的故障。

还要注意，在上述的实施方案中，恰当的安装是利用芯片的图像与由于光的照射在芯片上形成的阴影的比较来判断的，因此，可以即精确又容易地完成对于任何形状的芯片的判断。

由此可见，从前面的描述显而易见，能够有效地达到本发明前述的目的。由于前述的结构仍按上述的方法执行能做某些改动这并不背离本发明的精神和范围所在，这是打算把包含在前面描述的和附图中所示的全部内容看作为说明而做的解释，而没有限制的意思。

还需要知道，下述的权利要求打算包含本发明所有的一般和将有的特点，发明实质的陈述以文字列于各权项要求中。

Claims (4)

1、检测和修改用于电路部件在基板上的安装故障的方法包括下列步骤：

用贴标签，打印或类似手段把代码标记施加到装有电话部件的每一个基板表面上；

把多个上述的基板排列成行；

观测所说的电子部件的图像；

连续地检查所观察到的上述电子部件的上述图像，并且产生出有关安装有故障的基板的检查数据。

处理和储存加在上述基板上的每一代码标记的上述检查数据；和

把上述安装有故障的基板从合格的基板里分选出来，并根据上述储存数据对上述安装有故障的基板进行修改。

2、根据权利要求1的方法，其中上述代码标记是由条型代码组成的。

3、用于检测和修改电路部件在基板上的安装故障的装置包括：

用于在装有电路部件的每一个基板表面上施加代码标记的装置;

用于把多个上述基板排列成行的X-Y工作台;

在上述的X-Y工作台上面，与上述基板排列的位置一一对应的位置上布置着多个检查照相机;

一个连续检查所说的电子部件图像的、由上述检查照相机提供的用以产生有关安装有故障的基板的检查数据的图像检验器;

用于处理和储存附加在上述安装有故障的基板上的每一代码标记的上述检查数据的数据编转控制器;

根据上述储存数据，把上述安装有故障的基板与合格基板分开的分选机构，上述的分选机构安排在上述X-Y工作台的前方位置上并连接到上述数据编辑控制器。

用于修改上述安装有故障的基板的，并被连接到上述数据编辑控制器的修改装置;和

用于读出每一个上述安装有故障的基板的上述代码标记的代码读出器，上述代码读出器包含在上述修改装置之中的;

所说的修改装置根据上述代码标记读出器所读出的每一个上述安装有故障的基板上的代码标记和储存在上述数据编辑控制器中的上述数据的对比，对每一个安装有故障的基板进行修改。

4、用于检测电子部件在基板上的安装故障的方法包括的下列步骤：

将光线向下照射到其上安装有电子部件的基板上，以形成有关上述电子部件的阴影;

有限地摄取上述的在沿着电子部件边缘多个点带有阴影的电子部件的图像;

观察有限摄取到的图像与上述阴影的对比，以检测在电子部件在上述基板上的安装故障。

Images