TWI412738B - 印刷電路檢測裝置及方法 - Google Patents

Description

印刷電路檢測裝置及方法

本發明涉及一種印刷電路檢測裝置和方法，尤其涉及一種自動化的印刷電路檢測裝置和方法。

金手指(Connecting Finger)係印刷電路板上與插槽接觸的部件，如記憶體條上與記憶體插槽的連接部件，顯示卡上與顯示卡插槽的連接部件等，訊號通常係藉由金手指進行傳送的。金手指通常為金黃色的導電觸片，因其表面鍍金且導電觸片排列如手指狀，所以稱為“金手指”。如圖1所示，印刷電路板10的接觸部件為一字排列著的複數金手指20。金手指20係在覆銅板上藉由電鍍或化學鍍等工藝再覆上一層黃金，黃金的抗氧化性極強，而且傳導性也很強。但因為黃金昂貴的價格，目前較多的記憶體都採用鍍錫來代替，從上個世紀90年代開始錫材料就開始普及，但仍然延用金手指的名稱。目前記憶體和顯卡等設備的金手指大多採用錫材料，只有部分高性能伺服器/工作站的配件接觸點才會繼續採用鍍金的做法，價格相對較高。

電子廠商在對電子產品進行檢測時，如檢測電腦主板，都需 要用到多種檢測卡，如網路卡，顯示卡，音效卡等帶金手指的檢測卡，這些檢測卡在檢測過程中需要不停的進行插拔動作，如此頻繁的插拔必然造成檢測卡上金手指的磨損和其他物理損壞。如圖2所示，多次插拔後的金手指20出現了明顯的磨損部分202、斷路部分204、間距缺損206、線寬缺損208、針孔部分210以及短路部分212等不良狀況，這些不良在實際電路板上有些係十分細微的。

檢測卡的金手指出現上述不良狀況後就可能導致資料傳輸的不穩定或者無法傳輸。當檢測電腦主板顯示異常時，檢測人員就不知道係電腦主板有問題還係檢測卡的金手指有問題。通常的做法係依靠人眼加放大鏡來檢測檢測卡上金手指的磨損狀況，檢測速度慢，錯誤率高。

有鑒於此，有必要提供一種自動化的印刷電路檢測裝置。

還有必要提供一種自動化的印刷電路檢測方法。

一種印刷電路檢測裝置包括：物體感應單元，用於感測是否有印刷電路放入；影像攝取單元，用於在有印刷電路放入時，攝取該印刷電路的影像資料；影像分析單元，用於分析該印刷電路的影像資料，判斷該印刷電路是否符合要求；顯示單元，用於顯示該印刷電路是否符合要求的檢測結果。

一種印刷電路檢測方法，包括如下步驟：發射電磁波，以感測是否有待測印刷電路放入； 檢測該印刷電路對該電磁波頻率的影響，產生差頻訊號；根據該差頻訊號判斷是否有印刷電路放入；當檢測到有印刷電路放入時，掃描該印刷電路，得到印刷電路影像資料；將該印刷電路影像資料與預設的標準印刷電路影像資料比對分析，得出差別資訊；根據該差別資訊確定該印刷電路是否符合要求。

上述印刷電路檢測裝置和方法，藉由電磁波感應是否有待測印刷電路放入，以避免不必要的檢測步驟；藉由電子光學攝取印刷電路圖像資料並且藉由電腦對資料進行處理，可準確快速地得出待測印刷電路是否符合要求的結果，縮短了印刷電路的檢測時間。

10‧‧‧印刷電路板

20‧‧‧金手指

25‧‧‧印刷電路檢測裝置

30‧‧‧物體感應單元

40‧‧‧影像攝取單元

50‧‧‧影像分析單元

60‧‧‧顯示單元

202‧‧‧磨損部分

204‧‧‧斷路部分

206‧‧‧間距缺損

208‧‧‧線寬缺損

210‧‧‧針孔部分

212‧‧‧短路部分

302‧‧‧電磁波發射模組

304‧‧‧檢測模組

306‧‧‧差頻放大模組

308‧‧‧閾值比較模組

402‧‧‧影像掃描模組

404‧‧‧影像處理模組

406‧‧‧暫存模組

502‧‧‧存儲模組

504‧‧‧影像比較模組

506‧‧‧判定模組

604‧‧‧錯誤提示模組

602‧‧‧結果輸出模組

圖1為印刷電路板上的金手指示意圖。

圖2為磨損後電路板上的金手指示意圖。

圖3為較佳實施例的印刷電路檢測裝置簡要模組圖。

圖4為較佳實施例的印刷電路檢測裝置詳細模組圖。

圖5為較佳實施例的印刷電路檢測方法步驟流程圖。

請參閱圖3，印刷電路檢測裝置25包括物體感應單元30、影像攝取單元40、影像分析單元50和顯示單元60。

物體感應單元30用於感測是否有待測物體放入，感測到有待測物體後發送執行訊號給影像攝取單元40，通知其開始工作；若未感測到待測物體，則發出提示資訊給顯示單元60進行顯示。

影像攝取單元40用於拍攝待測物體的金手指表面，產生影像資料，如採用電荷耦合元件(CCD)或光電倍增管(PMT)等光感元件。

影像分析單元50用於分析影像攝取單元40攝取的金手指影像資料，判斷待測物體的金手指是否符合要求。

顯示單元60用於顯示檢測結果，包括提示資訊和待測物體的金手指是否符合要求等資訊的顯示。

請參閱圖4，其為印刷電路檢測裝置25的詳細框圖。物體感應單元30包括：電磁波發射模組302、檢測模組304、差頻放大模組306和閾值比較模組308。電磁波發射模組302用於發出某一頻率的電磁波，由於金屬在電磁波的環境下會產生自感，使部分電磁波的頻率發生偏移，待測物體上的銅箔以及金手指都會影響到電磁波的頻率變化。檢測模組304用於檢測電磁波頻率的變化，並與電磁波發射模組302發出的電磁波比較，產生差頻訊號。差頻放大模組306用於將產生的差頻訊號放大。因為待測物體對電磁波的干擾通常都比較微弱，若要對該差頻訊號進行分析處理，有必要對該差頻訊號進行放大。閾值比較模組308用於將放大後的差頻訊號與預設 的閾值進行比較，以判斷是否有待測物體存在。由於在實際的電磁波發射和檢測過程中，存在著即使沒有待測物體的干擾也存在一定誤差的可能性，因此本實施例的閾值最好不設為零，當差頻訊號大於該閾值時判定為有待測物體的存在，使物體感應單元30對待測物體的感測更為準確。

影像攝取單元40包括：影像掃描模組402、影像處理模組404和暫存模組406。影像掃描模組402用於攝取待測物體的金手指影像資料，即將光電感應元件(CCD或PMT)輸出的有關印刷電路板的電訊號轉換成電腦可識別的二進位訊號，其包括如下步驟：首先將拍攝到的類比訊號進行模數轉換成灰階數位訊號；然後利用印刷電路板基材和金屬(金手指)灰階值不同的特徵，形成二維灰階圖像；再利用閾值法，將大於指定閾值的圖元轉換成黑色圖元點(金手指)，等於或小於指定閾值的圖元轉換成白色圖元點，如此便產生了待測物體上金手指的數位影像資料。影像處理模組404用於對待測物體上金手指的數位影像資料進行優化處理，包括邊緣強化、資料壓縮等，使處理後的影像資料更容易分析處理。暫存模組406用於暫存處理後的影像資料，以供後續的比對分析使用。

影像分析單元50包括：存儲模組502、影像比較模組504和判定模組506。存儲模組502用於存儲標準金手指影像資料，可藉由拍攝未使用過的印刷電路板的金手指得到。影像比較模組504用於將暫存模組406中的待測物體的金手指影像資料和 存儲模組502標準金手指影像資料比對分析，得出差別資訊。可以採用的分析方法包括：圖形位置搜索法，多根射線沿著垂直，水準和對角線，從圖像的中心向外計算，在影像圖中找出主要特徵並將其分離開來，然後對這些特徵進行測量，包括形狀、尺寸、角度和座標等資訊；數學形態學分析法，其思想係利用具有一定形態的結構元素去量度和提取圖像中對應圖像，以達到對圖像分析和識別的目的。以下以數學形態學的方法說明實施例對金手指影像資料的分析：

1．灰度圖像的腐蝕，其意義係用結構元素在金手指影像中滑動，取結構元素覆蓋範圍內的最小圖元值作為該範圍中心點的圖元值。

2．灰度圖像的膨脹，其意義係用結構元素在金手指影像中滑動，取結構元素覆蓋範圍內的最大圖元值作為該範圍中心點的圖元值。

3．開運算，對圖像先腐蝕再膨脹，就叫開運算。作用：消除金手指影像中的細小物件；在金手指影像的細小粘連處分離對象；在不改變形狀的前提下，平滑金手指影像的邊緣。

判定模組506用於根據影像比較模組504得出的差別資訊，確定該待測物體是否符合要求。判定方法也可以係預先設定一系列的閾值，以確定金手指上缺損或磨損的程度是否會導致資料傳輸問題。

顯示單元60包括：結果輸出模組602和錯誤提示模組604。結 果輸出模組602用於顯示該待測物體的金手指是否符合要求的資訊及不符合要求的原因及位置。錯誤提示模組604用於顯示提示資訊，如無待測物體提示。

利用上述印刷電路檢測裝置25，藉由物體感應單元30的電磁波感應是否有待測物體的放入，以避免不必要的檢測步驟。藉由電子光學攝取對金手指圖像資料並且藉由電腦對資料進行處理，可準確快速地得出待測物體金手指是否符合要求的結果，縮短了金手指檢測時間。

請參閱圖5，基於上述印刷電路檢測裝置25的印刷電路檢測方法包括如下步驟：

步驟S701，發射電磁波，由於金屬在電磁波的環境下會產生自感，使部分電磁波的頻率發生偏移，待測物體上的銅箔以及金手指都會影響到電磁波的頻率變化。

步驟S703，檢測所述電磁波的變化，產生差頻訊號。

步驟S705，對所述差頻訊號進行放大處理，因為待測物體對電磁波的干擾通常都比較微弱，若要對該差頻訊號進行分析處理，有必要對該差頻訊號進行放大。

步驟S707，判斷放大後的差頻訊號是否超過預設的閾值，以確定是否有待測物體的放入，若沒有，進至步驟S709，若有，進至步驟S711。

步驟S709，發出錯誤提示資訊，如“無待測物體，請放入” 資訊的顯示，然後流程結束。

步驟S711，掃描待測物體金手指的影像資料，即將光電感應元件(CCD或PMT)輸出的有關印刷電路板的電訊號轉換成電腦可識別的二進位訊號。

步驟S713，對掃描得到的金手指影像資料進行優化處理，如邊緣強化、資料壓縮等，使處理後的影像資料更容易分析處理。

步驟S715，將處理後的金手指影像資料暫存。

步驟S717，將暫存的金手指影像資料與記憶體中標準金手指影像資料比對分析，得出差別資訊。所述標準金手指影像資料可藉由拍攝未使用過的印刷電路板的金手指得到。

步驟S719，根據所述差別資訊確定該待測物體的金手指是否符合要求。判定方法也可以係預先設定一系列的閾值，以確定金手指上缺損或磨損的程度是否會導致資料傳輸問題。

步驟S721，顯示該待測物體的金手指是否符合要求的資訊及不符合要求的原因及位置，然後流程結束。

利用上述印刷電路檢測方法，藉由電磁波感應是否有待測物體的放入，以避免不必要的檢測步驟。藉由電子光學攝取對金手指圖像資料並且藉由電腦對資料進行處理，可準確快速地得出待測物體金手指是否符合要求的結果，縮短了金手指檢測時間。

綜上所述，上述僅以印刷電路板上的金手指檢測作為實施例進行了說明，很明顯，本發明的印刷電路裝置和方法可以適用於印刷電路板上其他部件的檢測。

25‧‧‧印刷電路檢測裝置

30‧‧‧物體感應單元

40‧‧‧影像攝取單元

50‧‧‧影像分析單元

60‧‧‧顯示單元

Claims (11)

1. 一種印刷電路檢測裝置，其改良在於：該印刷電路檢測裝置包括：物體感應單元，包括：電磁波發射模組，用於發出電磁波，以感測該印刷電路是否放入；檢測模組，用於檢測印刷電路對該電磁波頻率的影響而引起的電磁波頻率的變化，並與電磁波發射模組發出的電磁波比較，產生差頻訊號；以及閾值比較模組，用於將該差頻訊號與預設的閾值進行比較，判斷是否有印刷電路放入；影像攝取單元，用於在有印刷電路放入時，攝取該印刷電路的影像資料；以及影像分析單元，用於分析該影像資料，判斷該印刷電路是否符合要求；顯示單元，用於顯示該印刷電路是否符合要求的檢測結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路檢測裝置，其中該物體感應單元進一步包括差頻放大模組，用於將該差頻訊號放大，該閾值比較模組將該放大後的差頻訊號與預設的閾值進行比較，判斷是否有印刷電路放入。
3. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路檢測裝置，其中該影像攝取單元包括：影像掃描模組、影像處理模組和暫存模組 ，該影像掃描模組用於拍攝該印刷電路影像資料；該影像處理模組用於對該印刷電路影像資料進行優化處理；該暫存模組用於暫存處理後的印刷電路影像資。
4. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路檢測裝置，其中該影像分析單元包括：存儲模組、影像比較模組和判定模組，該存儲模組用於存儲標準印刷電路影像資料；該影像比較模組用於將該攝取的印刷電路影像資料和該標準印刷電路影像資料比對分析，得出差別資訊；該判定模組用於根據該差別資訊確定該印刷電路是否符合要求。
5. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路檢測裝置，其中該顯示單元包括：結果輸出模組和錯誤提示模組，該結果輸出模組用於顯示該印刷電路檢測結果資訊；該錯誤提示模組用於顯示提示資訊，包括在檢測到無印刷電路存在時的錯誤提示。
6. 一種印刷電路檢測方法，包括如下步驟：發射電磁波，以感測是否有待測印刷電路放入；檢測該印刷電路對該電磁波頻率的影響而引起的電磁波頻率的變化，並與電磁波發射模組發出的電磁波比較，產生差頻訊號；根據該差頻訊號判斷是否有印刷電路放入；當檢測到有印刷電路放入時，掃描該印刷電路，得到印刷電路影像資料；將該印刷電路影像資料與預設的標準印刷電路影像資料比對分析，得出差別資訊； 根據該差別資訊確定該印刷電路是否符合要求。
7. 如申請專利範圍第6項所述之印刷電路檢測方法，其中該根據該差頻訊號判斷是否有印刷電路放入的步驟係藉由判斷該差頻訊號是否超過預設的閾值來實現的。
8. 如申請專利範圍第6項所述之印刷電路檢測方法，其中該產生差頻訊號後還包括對該差頻訊號進行放大處理的步驟，並根據判斷該放大後的差頻訊號是否超過預設的閾值，來確定是否有印刷電路放入。
9. 如申請專利範圍第6項所述之印刷電路檢測方法，其中該掃描得到該印刷電路影像資料後還包括對該掃描得到的印刷電路影像資料進行優化處理並暫存的步驟。
10. 如申請專利範圍第7項所述之印刷電路檢測方法，其中當該差頻訊號沒有超過預設的閾值時，還包括顯示錯誤提示資訊的步驟。
11. 如申請專利範圍第6項所述之印刷電路檢測方法，其中該印刷電路檢測方法還包括顯示該印刷電路是否符合要求的檢測結果的步驟。