TW202009505A - 協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統 - Google Patents

Abstract

一種協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，該電路板是由多個重複單元電路所構成，該系統包括：一工作平台，包括一移動載台，該移動載台表面具有一個辨識圖像及至少一定位治具，該定位治具供該電路板靠置定位；一觀察單元，位於該工作平台上方，能放大觀察該電路板；一光學取像單元，位於該工作平台上方，能拍攝該移動載台表面之辨識圖像；一接收單元，接收該電路板的基本資料；一顯示單元，顯示該電路板之多個單元電路的位置分佈型態；一輸入單元，輸入點選訊息；一運算控制單元，連接該光學取像單元、該接收單元、該顯示單元、以及該輸入單元，在接收到該點選訊息時，比較不同時間點所拍攝該辨識圖像差異，換算出該電路板移動距離及角度，依據該基本資料定義此時於該觀察單元正下方之該單元電路為缺陷並予以記錄。

Description

協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統

本發明為一種用於陣列排版之電路板檢查的技術領域，尤其指一種用於辨識電路板上缺陷位置及同時記錄的系統。

電子工業中，印刷電路板等電子元件於製造過程中，為了大量生產及製造，會以多個單元電路重複排版方式出貨給後段SMT打件廠或IC封裝廠。該電路板呈片狀或長條狀(strip)，每個電路板是由多個重複單元電路所構成，當出貨至封裝測試廠後，再將該單元電路封裝、切割製成單元電子零件。然而，所生產之該電路板，所有單元電路皆為良品的機率很低，製造商會預先進行檢查，記錄其中不良品單元的數量及位置，最後將符合約定良率的該電路板出貨至後段封裝測試廠，同時，必須將該記錄隨貨送出。隨著工業自動化的趨勢，記錄不良品數量及位置的資料也必須為數位資料，便於封裝測試廠記錄分析，及進行後續自動化封裝作業。

在電路板品質檢查中，人工目檢(visual inspect)也是其中一環，但是將目檢結果予以記錄並再轉換為數位資料，就會增加額外的作業時間及流程。如何利用設備的輔助，於人工目檢作業中，同時記錄缺陷位置並換轉為數據資料，將有助於廠商簡化檢查作業流程，加速作業時間，提升產線速率。

如圖4所示，為習用設備之架構方塊圖，包括一X-Y軸移動平台41，該X-Y軸移動平台41在同一時間內僅能作X軸或Y軸的位置調整。一觀察單元42，固定於該X-Y軸移動平台41上方，用以放大觀察放置於該X-Y軸移動平台41上的電路板，辨識出電路板上的單元電路何者為良品或不良品。一顯示單元43，用以顯示該電路板內複數個單元電路的位置分佈型態。一輸入單元44，輸入點選訊息。一運算控制單元45，與前述各單元連接，在該輸入單元44輸入點選訊息後，能依該X-Y軸移動平台41的X軸與Y軸移動距離，換算於該觀察單元42正下方之該單元電路的位置，記錄該單元電路所代表的序號。藉此當操作者在辨識該電路板上該單元電路為良品或不良品時，就可同步以數位方式記錄不良品所在的序號。然而習用設備在使用上有一大缺點，該X-Y軸移動平台41在操作上，由於須配合內部精密機械結構計算其位置，因此同一時間內僅能作X軸或Y軸的位置調整，容易造成移動的不順暢或消耗太多時間，經實際分析上，利用此設備進行辨識缺陷作業，反而增加更多操作時間，而且成本是較高的，因此本發明人思考是否能設計出符合人性的操作模式及設備，滿足操作者的需求。

本發明之主要目的是提供一種協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，以適合人性的操作模式，讓操作人員在移動電路板更為快速及方便，且在辨識作業中同步記錄缺陷位置，最後以數位資料輸出，縮短作業時間，提升生產效率。

為達上述之目的，本發明係提供一種協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，該電路板是由多個重複單元電路所構成，該系統包括：一工作平台，包括一移動載台，該移動載台表面具有一個辨識圖像及至少一定位治具，該定位治具供該電路載具靠置定位；一觀察單元，位於該工作平台上方，能放大觀察該電路板；一光學取像單元，位於該工作平台上方，能拍攝該辨識圖像，且定義該移動載台承載該電路板的初始狀態所拍攝圖像為基準位置圖像；一接收單元，接收該電路板的基本資料；一顯示單元，依據該基本資料顯示該電路板之多個該單元電路的位置分佈型態；一輸入單元，輸入點選訊息；一運算控制單元，連接該光學取像單元、該接收單元、該顯示單元、以及該輸入單元，該運算控制單元在接收到該點選訊息時，定義該光學取像單元此時所拍攝圖像為點選位置圖像，比較該基準位置圖像與該點選位置圖像中之該辨識圖像差異，換算出該電路板移動的距離及角度，依據該基本資料定義此時於該觀察單元正下方該單元電路為缺陷並予以記錄。

在本發明的實施例中，該移動載台表面的該辨識圖像與該定位治具間隔一定距離，該距離供該移動載台承載該電路板任意移動後，該光學取像單元乃能拍攝到該辨識圖像。

在本發明的實施例中，該辨識圖像不會與該移動載台表面顏色相同，且在該辨識圖像旋轉角度在90度內，須能辨識出前後狀態的差異，該辨識圖像為非單一圓形圖像，例如十字架圖像、方型圖像、三角型圖像。

在本發明的實施例中，是比較該基準位置圖像與該點選位置圖像中該辨識圖像的偏移距離及角度，進行圖像單位轉換尺寸單元且計算出該電路板實際移動的角度及距離。

在本發明的實施例中，該基本資料包括該電路板圖像及尺寸、該單元電路的分佈位置、尺寸及數量。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

如圖1及圖2所示，為本發明協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統方塊圖及立體示意圖。該系統包括：一工作平台11、一觀察單元12、一光學讀取單元13、一接收單元14、一顯示單元15、一輸入單元16、以及一運算控制單元17，本發明是用於採用陣列排版之電路板的辨識作業，如圖2所示，該電路板2是由多個重複單元電路21整齊排列而成，形狀呈片狀或長條狀(strip)，本發明的系統能於辨識過程中能同步以數位資料記錄不良品之單元電路的序號。

該工作平台11包括一移動載台111，該移動載台111能進行水平任意方向的移動，且不會有縱向(Z軸)的偏移。該移動載台111表面具有一個辨識圖像112及至少一定位治具113，該定位治具113供該電路板2靠置定位。該定位治具113數量、型式及所在位置並不限圖中單一種型式，只須供該電路板2靠置定位或能固定的結構皆可。該辨識圖像112是作為辨識該移動載台111是否被旋轉或移動的參考點，因此本發明中該辨識圖像112不會與該移動載台111表面顏色相同，且在該辨識圖像112旋轉後仍能辨識出前後位置的差異點，其中所能旋轉角度限90度內。在本實施例中，該辨識圖像112為非單一圓形圖像，例如十字架圖像、方型圖像、三角型圖像。另外該移動載台111表面的該辨識圖像112與該定位治具113間隔一段距離，該距離供該移動載台111承載該電路載具2任意移動後，該光學取像單元13乃能拍攝到該辨識圖像112。

該觀察單元12是位於該工作平台11的正上方，用以放大觀察該電路板，在本實施例中該觀察單元12為光學顯微鏡或電子顯微鏡等其中一種，能以高倍率方式清楚觀察疑似缺陷位置影像，以判斷正確與否。另外該觀察單元12若為電子顯微鏡，亦可利用該顯示單元15輔助放大顯示，便於觀察。

該光學讀取單元13位於該工作平台11的上方，用以拍攝該辨識圖像112。在本實施例中該光學讀取單元13為數位照相機或數位攝影機。該光學讀取單元13是與該運算控制單元17連接並適時提供所拍攝的圖像。當該移動載台111承載該電路板2，在初始狀態，可由該光學讀取單元13拍攝圖像並定義為基準位置圖像。此可為未使用狀態，即該觀察單元12正下方為序號1之單元電路21。

該接收單元14用以接收該電路板2的基本資料，該基本資料包括該電路板圖像及尺寸、該單元電路21的分佈位置、尺寸、數量、序號等 。另外該電路板2記錄多個該單元電路21的方式一般為採用序號表示。 該接收單元14接收方式可採鍵盤輸入，或掃描該電路板2的2D Code而獲得相關資料並予以儲存。

該顯示單元15在本實施例為一顯示器，是根據該基本資料顯示該電路板2之多個該單元電路21的分佈型態，例如分佈圖像、該電路板圖像，或是以記錄不良品位置的圖像等。此部份主要供操作者了解那些單元電路已辨識出良品或不良品，或是否已記錄。

該輸入單元16用以輸入點選訊息。在本實施例中該輸入單元16為滑鼠、鍵盤或腳踏板輸入器，但並不以此為限，亦可為能觸發一訊號的按揵。該輸入單元16主要用以通知該光學讀取單元13再度拍攝圖像，並定義此時所拍攝圖像為點選位置圖像。

該運算控制單元17，連接該光學取像單元13、該接收單元14、該顯示單元15、以及該輸入單元16，用以控制各單元運作、接收所傳送的訊息及資料，並加以運算及分析。例如接收到該輸入單元16的點選訊息後，定義該光學取像單元13此時所拍攝圖像為點選位置圖像，比較該基準位置圖像與該點選位置圖像中該辨識圖像113的差異，例如前後位置偏移距離、偏移角度、旋轉角度等，再由畫素單元轉換為尺寸單元，換算出該電路板2實際移動的距離及角度，依據該接收單元14所提供的該基本資料，換算此時是那一個該單元電路21位於該觀察單元12的正方下方，定義此時於該觀察單元12正下方為該單元電路21為缺陷並予以記錄。如此即可在辨識後同步獲得該電路板2中該單元電路21為不良品的位置、序號及數量。

接著就本發明實際運作的方式作一說明：

如圖2所示，亦為初始狀態圖。於該移動載台111上將該電路板2靠置於該定位冶具113，此時該電路板2中序號為1之單元電路21已被調整至該觀察單元12的正下方，或是將該電路板2最角落的單元電路21移至該觀察單元12的正下方，此時此位置的單元電路21可視為B1位置。此時該光學讀取單元13拍攝該辨識圖像112並定義為該基準位置圖像，其中該辨識圖像112所在位置可視為C1位置。

如圖3所示，辨識該電路板2疑似缺陷的過程中，操作者能水平任意方向移動該移動載台111，透過觀察該觀察單元12正下方的該單元電路21，經人工目視判定是否有缺陷。若發現缺陷存在，透過該輸入單元16輸入點選訊號，此時位於該觀察單元12中心正下方於該單元電路21的位置可視為B2。該運算控制單元17在接收到該點選訊息時，定義該光學取像單元13此時所拍攝圖像為點選位置圖像，該辨識圖像112所在位置可視為C2位置。比較該基準位置圖像與該點選位置圖像的中該辨識圖像112差異，即計算C1位置與C2位置的旋轉位移量，換算出該電路板2移動的距離及角度，再由B1位置推算出B2位置的所在位置，依據該接收單元14所提供該電路板2的基本資料，就可推算及定義此時於該觀察單元12正下方該單元電路21為缺陷並予以記錄。

綜合以上所述，本發明協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，在操作過程中，由於該移動載台111能水平任意方向移動，方便操作者快速將該電路板2移動至該觀察單元12正下方放大觀察，過程中利用光學讀取單元13、輸入單元16及運算控制單元17同步換算及記錄缺陷位置，藉此提升操作效率，亦能將相關資料數位化，以利後續資料輸出及封裝作業的進行，符合專利之申請要件。

然而，上述實施例僅例示性說明本發明之功效，而非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。此外，在上述該些實施例中之元件的數量僅為例示性說明，亦非用於限制本發明。因此本發明之權利保護範圍，應如以下之申請專利範圍所列。

11‧‧‧工作平台 111‧‧‧移動載台 112‧‧‧辨識圖像 113‧‧‧定位治具 12‧‧‧觀察單元 13‧‧‧光學讀取單元 14‧‧‧接收單元 15‧‧‧顯示單元 16‧‧‧輸入單元 2‧‧‧電路板 21‧‧‧單元電路 B1‧‧‧位置 B2‧‧‧位置 C1‧‧‧位置 C2‧‧‧位置

圖1為本發明協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統之方塊。 圖2為本發明協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統之立體示意圖。 圖3為本發明協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統之作動示意圖。 圖4為習用電路板辨識設備之方塊圖。

11‧‧‧工作平台

12‧‧‧觀察單元

13‧‧‧光學讀取單元

14‧‧‧接收單元

15‧‧‧顯示單元

16‧‧‧輸入單元

17‧‧‧運算控制單元

Claims (8)

1. 一種協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，該電路板是由多個重複的單元電路所構成，該系統包括： 一工作平台，包括一移動載台，該移動載台表面具有一辨識圖像及至少一定位治具，該定位治具供該電路板靠置定位； 一觀察單元，位於該工作平台上方，能放大觀察該電路板； 一光學取像單元，位於該工作平台上方，能拍攝該辨識圖像，且定義該移動載台承載該電路板於初始狀態所拍攝圖像為基準位置圖像； 一接收單元，接收該電路板的基本資料； 一顯示單元，依據該基本資料顯示該電路板之多個該單元電路的分佈型態； 一輸入單元，輸入點選訊息； 一運算控制單元，連接該光學取像單元、該接收單元、該顯示單元、以及該輸入單元，該運算控制單元在接收到該點選訊息時，定義該光學取像單元此時所拍攝圖像為點選位置圖像，比較該基準位置圖像與該點選位置圖像中的該辨識圖像差異，換算出該電路板移動距離及角度，依據該基本資料定義此時於該觀察單元正下方該單元電路為缺陷並予以記錄。
2. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中移動載台表面的該辨識圖像與該定位治具間隔一段距離，該距離供該移動載台承載該電路板任意移動後，該光學取像單元乃能拍攝到該辨識圖像。
3. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中該辨識圖像不會與該移動載台表面顏色相同，且在該辨識圖像旋轉角度在90度內，仍必須能辨識出前後狀態的差異。
4. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中是比較該基準位置圖像與該點選位置圖像的該辨識圖像之間的偏移距離及角度，進行圖像單位轉換尺寸單元且計算出該電路板實際移動的角度及距離。
5. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中該基本資料包括該電路板圖像及尺寸、該單元電路的分佈位置、尺寸及數量。
6. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中該移動載台能進行水平任意方向的移動，且不會有縱向(Z軸)的偏移。
7. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中該觀察單元為光學顯微鏡或電子顯微鏡。
8. 如申請專利範圍第1項所述之協助陣列排版之電路板辨識且記錄缺陷位置的系統，其中該輸入單元為滑鼠或腳踏板輸入器。

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