TWI629471B - 檢測裝置及其檢測流程 - Google Patents

Abstract

一種適用於檢測軟性電路板或薄型印刷電路板之檢測裝置，該檢測裝置包括有一檢測裝置主體、一待測物輸送單元、一吸氣單元、一光學檢測單元，其中該待測物輸送單元藉由吸氣單元透過吸附方式使待測物平穩輸送，該光學檢測單元並可對待測物的上、下兩面進行雙面檢測。

Description

檢測裝置及其檢測流程

本發明係關於一種自動光學檢測系統(Automated Optical Inspection；AOI)，特別是用於檢測軟性電路板或薄型印刷電路板的檢測裝置及方法。

自動光學檢測系統(Automated Optical Inspection；AOI)泛用於檢測電子電路的各領域中，例如積體電路(Integrated Circuit；IC)製程檢測、印刷電路板(Printed Circuit Board；PCB)檢測、液晶顯示面板(Liquid Crystal Display Panel)檢測等，主要目的在電路板、軟板、顯示面板等(通稱為待測物)的生產過程中，能夠適時透過AOI檢測系統對其外觀、線路、瑕疵等進行預篩檢測。

由於人工工資高漲，目前業界對於AOI的檢測速度有極大的要求，並希望透過AOI檢測能同時節省人力成本所需的工時。而隨著電子產品往體積小、薄型化的方向發展，其相關零組件亦愈做愈小，在單位面積或體積中放入愈來愈多線路及電子元件，這也使得AOI檢測面臨極大的挑戰。例如在薄型的印刷電路板檢測中，待測物板厚約僅為0.1mm~3.5mm甚至更薄，此厚度在輸送過程中，容易因翹曲不平整而影響AOI檢測裝置的光學對焦，導致檢測的失準。

故如何讓AOI檢測裝置在提高檢測速度、節省人力成本的同 時，還要能因應薄型印刷電路板或軟性電路板的檢測需求，此實為業界極待解決的問題。

本發明之一目的在提出一種可檢測薄型印刷電路板或軟性電路板的裝置及方法。

本發明之另一目的在提出一種可檢測待測物雙面以提高檢測速度的裝置及方法。

本發明之又一目的為透過和待測物生產線離線式(off-line)或在線式(in-line)的安排設置，以達到節省人力的目的。

為達上述目的，本發明提出一種可平穩輸送軟性電路板或薄型印刷電路板的裝置及方法，並可於光學檢測單元中對待測物的雙面進行檢測，故可達到提高檢測速度之目的。

於本發明的實施例中，待測物傳送單元係由環狀的輸送帶所形成，並可在其所環繞的空間內設置有至少一氣箱，該輸送帶上有複數個通孔，氣箱可透過該複數個通孔吸附於輸送帶上的待測物，故可達到平穩傳輸軟性電路板或薄型印刷電路板的目的。

於本發明的實施例中，待測物傳送單元可進一步設計成包括有左側環狀下輸送帶、環狀上輸送帶及右側環狀下輸送帶，該左側環狀下輸帶及右側環狀下輸送帶之間形成有一間隙(光學檢測口)，以供光學檢測單元進行待測物底面的檢測。

於本發明的實施例中，光學檢測單元可進一步設計成上光源檢測裝置及下光源檢測裝置，並對待測物進行雙面檢測。待測物於傳送單 元輸送時，可先進行下光源檢測裝置的檢測，再進行上光源檢測裝置的檢測；其檢測順序也可相反不以此為限。

本發明所述的檢測裝置，包括有一檢測裝置主體、一待測物輸送單元，其由具有複數個通孔的環狀輸送帶組成，分別在檢測裝置主體的兩側形成待測物入料口及待測物出料口，並於檢測裝置主體內形成光學檢測口、一吸氣單元，包括至少一氣箱，並設置於環狀輸送帶所形成的區域內、一光學檢測單元，包括一上光源檢測裝置及一下光源檢測裝置，其中該下光源檢測裝置透過該光學檢測口對待測物進行檢測。

所述的檢測裝置，其中該左側環狀下輸送帶及右側環狀下輸送帶分別和環狀上輸送帶於垂直投影面上重疊至少一部分。

所述的檢測裝置，其中該上光源檢測裝置設置於環狀上輸送帶的左側或右側。

所述的檢測裝置，其中該上光源檢測裝置和具吸附力的左側環狀下輸帶或右側環狀下輸帶上下對應設置。

所述的檢測裝置，其中該左側環狀下輸送帶、右側環狀下輸送帶及環狀上輸送帶三者係為等速輸送待測物。

所述的檢測裝置，其中該複數個通孔之間的間距係小於待測物邊緣的不檢測區域寬度。

所述的檢測裝置，其中於待測物進入待測物入料口前，先經由整板機將待測物進行整板定位的動作。

所述的檢測裝置，其中該氣箱的吸附力大小，可於檢測裝置出廠前或透過人員操作介面進行設定。

所述的檢測裝置，在該檢測裝置的前後檢測流程上，另設置有整板機或分板機或暫存機或放板機或收板機或打標籤機。

所述的檢測裝置，可將其使用於在線式待測物檢測流程(in-line)中。

所述的檢測裝置，可將其使用於離線式待測物檢測流程(off-line)中。

10‧‧‧軟板檢測裝置

100‧‧‧檢測裝置主體

110‧‧‧人員操作介面

111‧‧‧待測物入料口

112‧‧‧待測物出料口

120‧‧‧待測物輸送單元

121‧‧‧左側環狀下輸送帶

122‧‧‧環狀上輸送帶

123‧‧‧右側環狀下輸送帶

1201‧‧‧通孔

1211、1221、1231‧‧‧氣箱

130‧‧‧吸氣單元

140‧‧‧光學檢測單元

1301‧‧‧氣箱開口

1402‧‧‧上光源檢測裝置

1401‧‧‧下光源檢測裝置

A‧‧‧待測物

D‧‧‧光學檢測口、間隙

d1‧‧‧左側環狀下輸送帶和環狀上輸送帶重疊區域

d2‧‧‧右側環狀下輸送帶和環狀上輸送帶重疊區域

z1‧‧‧不檢測區域長度

z2‧‧‧環狀上輸送帶通孔距離

20‧‧‧整板機、靠邊機

30‧‧‧放板機

40‧‧‧分板機

50‧‧‧收板機

60‧‧‧待測物生產線

本文附圖僅以舉例方式描述本發明的某些實施例，於解釋申請專利範圍時，不應僅以圖示為限。

第1圖是本發明檢測裝置的外觀示意圖。

第2圖是本發明檢測裝置的內部示意圖。

第3A圖是本發明檢測裝置中的待測物輸送單元120示意圖。

第3B圖是本發明檢測裝置中的待測物輸送單元120的再一示意圖。

第3C圖是本發明檢測裝置中的吸氣單元130之氣箱的示意圖。

第4圖是本發明檢測裝置，待測物A傳送至環狀上輸送帶122時的上方俯視圖。

第5圖是本發明檢測裝置應用於離線式待測物檢測流程(off-line)示意圖。

第6圖是本發檢測裝置應用於在線式待測物檢測流程(in-line)示意圖。

為充分說明本發明之目的、技術特徵及功效，藉由下列具體實施例，並配合所附之圖示，對本發明做一詳細說明如後： 首先請一併參閱圖1~圖3C，圖1係本發明一實施例之檢測裝置10，該檢測裝置包括有一檢測裝置主體100、人員操作介面110、待測物輸送單元120，該待測物輸送單元120在檢測裝置主體100的兩側，形成有待測物入料口111及待測物出料口112，待測物入料口111係供待測物輸送至檢測裝置主體100，於其進行光學檢測後，再由待測物出料口112輸送至下一站，下一站例如可為分板機或收板機或暫存機或打標籤機(圖未示)，此待測物出料口112輸出的下一站可為業界實際需求而設置。待測物A於此實施例中可為由左至右，透過輸送皮帶由待測物入料口111進入檢測裝置主體100進行檢測後，再由待測物出料口112輸出。

再請參閱圖2及圖3A，圖2係圖1檢測裝置10的進一步內部示意圖，該檢測裝置10包括有一待測物輸送單元120，該待測物輸送單元120包含一左側環狀下輸送帶121、一環狀上輸送帶122及一右側環狀下輸送帶123，於輸送帶上並分別具有複數個通孔1201。

該待測物輸送單元120之環狀輸送帶，於輸送帶圍繞的區域內設置有至少一吸氣單元130，該吸氣單元包括有至少一氣箱(1211或1221或1231)，藉由抽氣幫浦(圖未示)的吸氣將氣箱內的氣壓降低，並可透過氣箱開口1301及環狀輸送帶上複數個通孔1201於傳送過程中吸附待測物A。

圖3A為待測物輸送單元120的側面示意圖，在本實施例中待測物傳送單元120係由左至右(不以此方向為限)將待測物A進行傳送檢測，又 光學檢測單元140包括有下光源檢測裝置1401及上光源檢測裝置1402，係分別對待測物A的雙面進行檢測。其中可注意到，左側環狀下輸送帶121及右側環狀下輸送帶123之間存有一間隙D(光學檢測口)供下光源檢測裝置1401進行光源照射及CCD攝像分析，且左側環狀下輸送帶121及右側環狀下輸送帶123係分別和環狀上輸送帶122在垂直投影面上重疊d1及d2的距離，該d1和d2的距離可相同或不相同。

待測物A於左側環狀下輸送帶121上傳送時，氣箱1211透過輸送帶上複數個通孔1201吸附待測物A，使得待測物A能平穩貼附於左側環狀下輸送帶121上隨著輸送帶傳送前進；當待測物A進入和環狀上輸送帶122重疊區域d1時，此時待測物A受環狀上輸送帶122內氣箱1221的吸力影響，將被吸附於環狀上輸送帶122而跟著輸送帶繼續傳送前進；當待測物A進入和右側環狀下輸送帶123重疊的區域d2時，此時待測物A受右側環狀下輸送帶123內氣箱1231的吸力影響，將被吸附於右側環狀下輸送帶123上繼續傳送前進。其中該左側環狀下輸送帶121、環狀上輸送帶122及右側環狀下輸送帶123三者為等速度運轉及傳送待測物A。

繼續參閱圖3A，當待測物A由左側環狀下輸送帶121依序進入環狀上輸送帶122及右側環狀下輸送帶123時，其內部氣箱產生的吸附力大小可依序為，右側環狀下輸送帶內氣箱1231吸附力大於環狀上輸送帶內氣箱1221吸附力大於左側環狀下輸送帶內氣箱1211吸附力。上述各氣箱內吸附力大小的控制可從檢測裝置於出廠前做好設定，或是透過人員操作介面110根據檢測裝置所處環境旳實際情況做出修正設定。可以理解的是，若待測物A進入檢測裝置的方向相反，則各氣箱產生的吸附力大小亦相反。

再參閱圖3A，當待測物A由左側環狀下輸送帶121依序進入環狀上輸送帶122及右側環狀下輸送帶123時，其內部氣箱產生的吸附力亦可設計成先開啟左側環狀下輸送帶121內部之氣箱1211，當待測物A傳送至和環狀上輸送帶122重疊的區域d1時，此時開啟環狀上輸帶122內部之氣箱1221並關閉氣箱1211；當待測物A繼續傳送至和右側環狀下輸送帶123重疊的區域d2時，此時開啟右側環狀下輸送帶123內部之氣箱1231並關閉氣箱1221。可以理解的是，若待測物A進入檢測裝置的方向相反，則各氣箱開啟、關閉的順序亦相反。

參閱圖3B，此為待測物傳送時的又一實施例，當待測物A由環狀上輸送帶122進入右側環狀下輸送帶123時，由於待測物A的前端會逐漸脫離環狀上輸送帶122的吸附範圍而受重力吸引自然垂下，故右側環狀下輸送帶123內部亦可不設置有氣箱1231。但是，由於沒有氣箱1231產生的吸附力，例如薄型印刷電路板等待測物容易因翹曲而導致上光源檢測裝置1402無法做一較精準的光學對焦，故上光源檢測裝置1402此時應設置於左側環狀下輸送帶121(仍有氣箱產生之吸附力)之上。即，上光源檢測裝置1402應和具有氣箱吸附力的環狀下輸送帶做一上下對應的配置。

參閱圖3A及圖3B，吸氣單元130之氣箱1211、1221及1231的吸附力大小也可設計成約略相同，當待測物A於左側環狀下輸送帶121進入間隙D(光學檢測口)時，其前端受左側環狀下輸帶121的吸附力將逐漸減小，進而被環狀上輸送帶122的吸附力所吸附，當待測物A繼續往前輸送至右側環狀下輸帶123時，此時待測物A的前端受環狀上輸帶122的吸附力將逐漸減小，進而被右側環狀下輸帶123的吸附力所吸附。

參閱圖3A及圖3C，圖3C為吸氣單元130之氣箱示意(氣箱及待測物A之間的環狀輸送帶省略未繪出)，該氣箱上具有複數個氣箱開口1301，在此實施例中，氣箱開口1301設計成長條狀(不依此形狀為限)，從待測物A進入的方向上，氣箱開口1301分佈於氣箱的兩側(各氣箱上之氣箱開口位置、數量亦可不相同，不依此為限)，在各環狀輸送帶內部的氣箱於垂直投影面上亦會重疊至少一部分，以讓待測物A在進入不同環狀輸送帶時能夠順利吸附傳送。

另外，由於氣箱產生吸附力時，於其上的環狀輸送帶容易因此凹陷，進而導至光學檢測單元140的對焦失準，故較佳的，氣箱1211、1221、1231的長寬高大小設計，應做為其上環狀輸送帶的支撐，使環狀輸送帶不因氣箱的吸附力而凹陷，特別是在光學檢測單元140的對焦檢測處。

前述氣箱吸附力的大小控制，可視檢測裝置擺放的實際環境需求或間隙D(光學檢測口)的開口寬度要求，於檢測裝置出廠前或是透過人員操作介面110做出即刻的設定調整。

綜上，當待測物A受環狀上輸送帶122吸附並通過間隙D(光學檢測口)時，此時下光源檢測裝置1401可透過間隙D(光學檢測口)對待測物的底面進行光學檢測；當待測物A受右側環狀下輸送帶123吸附時，此時上光源檢測裝置1402可對待測物A的正面進行光學檢測。可理解的是，上光源檢測裝置1402可設置於左側環狀下輸送帶121之上，或是設置於右側環狀下輸送帶123之上，本創作不以此為限。

接著請參閱圖4，圖4為待測物A進入環狀上輸送帶122時的上方俯視示意圖，其中z2為環狀上輸送帶通孔1201之間的距離。在對待測 物A進行AOI相關檢測時，實務上在待測物A的邊緣會有一段不檢測區域長度z1，而圖4待測物A中的斜線覆蓋處為有效檢測區域，此不檢測區域z1的長度在待測物A傳輸至環狀上輸送帶122時，若z2長度大於z1長度的話，則在待測物A邊緣處會形成一段通孔1201無法吸附到的區域，此無法吸附到的區域於傳送過程會下垂彎曲並影響到下光源檢測裝置1401的檢測準度。故較佳的，環狀上輸送帶122的通孔1201之間的距離z2，應小於待測物A邊緣不檢測區域的長度z1。

圖5為本發明創作的檢測裝置10應用於離線式待測物檢測流程的實施情況(off-line)，其中在檢測裝置10之前可先設置一整板機20(或稱靠邊機)，其主要目的為讓待測物A進入檢測裝置10之前，能夠先進行靠邊對位的動作，以讓檢測裝置10中的光學檢測單元140更精準的擷取待測物A的影像。甚而，在整板機20之前，可再依所需設置放板機30；除此之外，也可於檢測裝置10之後再進行一次整板動作(圖未示)，或搭配有一分板機40來判斷待測物是否合格或不合格(具有瑕疵)、暫存區(圖未示)來暫時擺放待測物，打標籤機(圖未示)將待測物進行標籤編碼，或再設置有一收板機50。

上述整板機20、放板機30、分板機40、收板機50、暫存區、打標籤機等站別可全部或部分整合於檢測裝置10之中。或者，亦可全部設置或部分設置於檢測裝置10的前後兩側。

圖6為本發明創作的檢測裝置10應用於在線式待測物檢測流程生產線的實施情況(in-line)，為能使待測物的生產及檢測節省人力的搬運及避免搬運中可能造成的損傷，本發明創作的檢測裝置10可直接設置於待測物生產線60(例如印刷電路板生產線)之後，待測物於生產後，即由產線直 接傳送至檢測裝置10進行相關檢測。另外，整板機20、分板機40、收板機50、暫存區、打標籤機的設置安排可如同圖5所示，不再贅述。

綜上，本發明透過檢測裝置10及待測物傳送單元20的設計，可解決軟性電路板或薄型印刷電路板容易翹曲不易檢測的問題；光學檢測單元140的雙面檢測設計可提高業界對檢測速度的需求；檢測裝置10可依實際需求直接設置於待測物生產線60之後(in-line)，並搭配如圖6所示的整板機20、分板機40、收板機50等設備。檢測裝置10亦可不接於待測物生產線60之後(off-line)，並搭配如圖5所示的放板機30、整板機20、分板機40、收板機50等設備。

本發明在前述內容中已以較佳實施例說明，然熟知本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀限制本發明之專利權範圍，舉凡與該實施例等效之變化與替換，均應當涵蓋於本發明之範疇內。另外，為能更清楚界定本發明案之檢測適用範圍，在發明案中所稱之軟板、軟性電路板或其同義詞薄板、薄型印刷電路板指的是該待測物本身具有韌性、不平整之特質。

Claims (14)

1. 一種軟板檢測裝置，該軟板檢測裝置包含：一檢測裝置主體；一待測物輸送單元，包括具有複數個通孔的環狀輸送帶，該待測物輸送單元分別在檢測裝置主體的兩側形成待測物入料口及待測物出料口，並於檢測裝置主體內形成光學檢測口；一吸氣單元，包括設置於環狀輸送帶形成區域內的至少一氣箱，吸氣單元透過氣箱上之氣箱開口及環狀輸送帶上之複數個通孔於輸送過程中吸附待測物；及一光學檢測單元，包括一上光源檢測裝置及一下光源檢測裝置，其中該下光源檢測裝置透過該光學檢測口對待測物進行檢測。
2. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該待測物輸送單元包括一左側環狀下輸送帶、一環狀上輸送帶及一右側環狀下輸送帶。
3. 如申請專利範圍第2項所述的軟板檢測裝置，其中該左側環狀下輸送帶及右側環狀下輸送帶分別和環狀上輸送帶於垂直投影面上部分重疊。
4. 如申請專利範圍第2項所述的軟板檢測裝置，其中設置於左側環狀下輸送帶或右側環狀下輸送帶內之氣箱和設置於環狀上輸送帶內之氣箱於垂直投影面上部分重疊。
5. 如申請專利範圍2項所述的軟板檢測裝置，其中設置於環狀輸送帶內之氣箱做為其上環狀輸送帶的支撐。
6. 如申請專利範圍第2項所述的軟板檢測裝置，其中該上光源檢測裝置設置於環狀上輸送帶的左側或右側。
7. 如申請專利範圍第2項所述的軟板檢測裝置，其中該上光源檢測裝置和具吸附力的左側環狀下輸帶或右側環狀下輸帶上下對應設置。
8. 如申請專利範圍第2項所述的軟板檢測裝置，其中該左側環狀下輸送帶、右側環狀下輸送帶及環狀上輸送帶三者係為等速輸送待測物。
9. 如申請專利範圍第1項所述的軟板檢測裝置，其中該複數個通孔之間的間距係小於待測物邊緣的不檢測區域寬度。
10. 如申請專利範圍第1項所述的軟板檢測裝置，其中於待測物進入待測物入料口前，先經由整板機將待測物進行整板定位的動作。
11. 如申請專利範圍第2項所述的軟板檢測裝置，其中該氣箱的吸附力大小，可於軟板檢測裝置出廠前或透過人員操作介面進行設定。
12. 如申請專利範圍第1項所述的軟板檢測裝置，在該軟板檢測裝置的前後檢測流程上，另設置有整板機或分板機或暫存機或放板機或收板機或打標籤機。
13. 一種使用申請專利範圍第1項~第10項軟板檢測裝置的在線式待測物檢測流程(in-line)。
14. 一種使用申請專利範圍第1項~第10項軟板檢測裝置的離線式待測物檢測流程(off-line)。