TWI659207B - 一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統 - Google Patents

Abstract

一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，該投影式輔助系統包括一工作平台，供一印刷電路板放置其上；一觀察單元，用於放大觀察該印刷電路板的疑似缺陷位置；一接收單元，用以接收該印刷電路板製造過程中，由自動光學檢測系統所得之檢測訊息；一顯示單元，用以顯示比對差異結果圖像；一運算單元，進行運算及轉換，依該印刷電路板尺寸與疑似缺陷位置數據計算出一座標訊息，並依一偏移值修正該座標訊息；一投影單元，接收該座標訊息，並避開該觀察單元以側投影方式投影出一標示圖像於該工作平台上，該標示圖像至少包括一定位圖像及一標示符號，該標示符號必須成像於該觀察單元正下方，該定位圖像供該印刷電路板與之靠近吻合；藉此操作者能移動該印刷電路板位置使之吻合於該定位圖像，該操作者就能由該觀察單元清楚到該疑似缺陷位置的影像，以進行後續複檢作業的判定。

Description

一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統

本發明為一種有關印刷電路板複檢作業的技術領域，尤其指利用投影方式於印刷電路板上顯示一標示符號，供操作員能由位置固定的一觀察單元觀察地並判斷疑似缺陷位置的正確性。

電子工業中，印刷電路板等電子元件於製造過程中會利用自動光學檢測系統(Automatic Optical Inspection,AOI)進行檢測，檢測出該印刷電路板表面的疑似缺陷。之後良品將繼續進行後續的檢測作業，而存在著疑似缺陷之不良品及相關檢測結果則傳送至複檢站，再由複檢站的操作員以光學顯微鏡或電子顯微鏡放大辨識，確認檢測結果是否為真實缺陷或者是該自動光學檢測系統的誤判。

為此本發明人於日前申請了發明第I585398號之『投影式印刷電路板複檢系統與方法、以及標示缺陷位置的方法』，其是利用投影方式於印刷電路板顯示一標示符號，以供使操作者快速找到疑似缺陷在該印刷電路板上的位置，並且以人眼目視複判該疑似缺陷的正確性。但是有些高階印刷電路板上的缺陷尺寸非常微小，操作者必須輔以光學顯微鏡或電子顯微鏡於疑似缺陷位置正上方觀察，才能清楚看清該疑似缺陷，此將阻擋了先前發明投影單元的正向 投影作業，因此若需輔以該光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察的複檢作業，將無法運用先前發明之方法，為此本發明人思考設計相對應之改良系統。

本發明之主要目的在於提供一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，主要是於固定式的觀察單元周圍設置至少一投影單元，該觀察單元可為光學顯微鏡或電子顯微鏡，利用該投影單元採側投影方式避開該觀察單元，於該印刷電路板上顯示出疑似缺陷位置，輔助操作員在複檢程序中，能輕易及快速地辨識出於印刷電路板上疑似缺陷的正確性，藉此縮短檢測工時，提升生產率之效率，也能減少人力及設備的支出成本。

為達上之目的，本發明投影式輔助系統包括：一工作平台，供一印刷電路板放置其上；一觀察單元，位於該工作平台的正上方，能放大觀察該印刷電路板的疑似缺陷位置；一接收單元，用以接收訊息，該訊息是該印刷電路板於製造過程中利用自動光學檢測系統進行檢測，所獲得的原設計圖像、待測之印刷電路板圖像、比對差異結果圖像，以及疑似缺陷位置數據；一顯示單元，連接該接收單元，顯示該比對差異結果圖像；一運算單元，連接該顯示單元，轉換畫素單位到尺寸單位，再從尺寸單位轉換到投影單位，依據該印刷電路板尺寸與該疑似缺陷位置數據計算出一座標訊息，根據一偏移值修正該座標訊息；至少一投影單元，連接該運算單元，該投影單元接收該座標訊息並採側投影方式投影出一標示圖像於該工作平台上，該標示圖像包括至少一定位圖像及一標示符號，且所投影出該標示符號成像於該觀察單元正下方，該定位圖像供該印刷電路板與之對應定位。

在本發明的實施例中，該標示圖像進一步包括一基準校正圖像，該基準校正圖像是對應於該印刷電路板的尺寸，為該印刷電路板之簡單外觀輪廓，或是該印刷電路板的X及Y座標長度，此該基準校正圖像可於最初校正時投影出來，並配合該投影單元採側投影方式最初所產生之傾斜圖像進行「梯型修正」，將原本傾斜圖像校正回方正型態。「梯型修正」可由該運算單元計算修正，或是一些投影單元內部也具有此項功能能進行修正調整。讓操作者能藉由該基準校正圖像與該印刷電路板吻合，確認投影出正確比例的尺寸及位置；而此校正作業也能進一步修正移動調整該觀察單元及該投影單元的相對位置，藉此讓標示符號位於該觀察單元的正下方。

該定位圖像為供該印刷電路靠近定位之用，方便快速辨識該印刷電路板是否於正確位置上；該定位圖像可為簡單的L型，方便該印刷電路板以特定角隅靠近使之吻合，或是為該印刷電路板特定的缺口形狀，以便進行靠近、吻合、定位的程序。該定位圖像可使用與該工作平台以及該印刷電路板表面不同顏色，以供操作者輕易辨識是否對正。

該標示符號用以初步顯示出該疑似缺陷位置的符號，讓操作者後續方便以該觀察單元觀察，該標示符號以簡單符號或特定顏色的區塊即可，該特定顏色的區塊則包括與該印刷電路板表面不同顏色的紅點或圓點…等，但並不以此為限。

在本發明的實施例中，該偏移值為該疑似缺陷位置偏移於該觀察單元正下方基準點的方向及距離，藉此修正後之該座標訊息，讓該次投影，該標示符號成像於該觀察單元正下方的該工作平台上。

在本發明的實施例中，該投影單元具有數個，該運算單元經運算後依不同位置的該投影單元輸出不同的座標訊息，讓每個投影單元皆投影出一個該標示圖像於該工作平台上，該標示圖像包括該定位圖像及該標示符號，數個該標示符號會重疊在一起，數個該定位圖像構成能供該印刷電路板與之吻合的多個定位點。

11‧‧‧工作平台

12‧‧‧觀察單元

13‧‧‧接收單元

14‧‧‧顯示單元

15‧‧‧運算單元

16‧‧‧投影單元

16A‧‧‧投影單元

16B‧‧‧投影單元

20‧‧‧標示圖像

21‧‧‧定位圖像

22‧‧‧標示符號

23‧‧‧基準校正圖像

A‧‧‧印刷電路板

L‧‧‧偏移值

圖1為本發明協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統第一實施的方塊圖；圖2為本發明協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統第一實施例的示意圖；圖3為本發明協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統第一實施例進行校正作業之示意圖；圖4A為本發明若座標訊息未修正前，於工作平台可能投影出之標示圖像的位置示意圖；圖4B為本發明座標訊息經修正後，於工作平台投影出標示圖像的位置示意圖；圖5為本發明協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統第一實施例進行複檢作業的流程圖；圖6為本發明協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統第二實施例的示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

如圖1及圖2所示，為本發明協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統方塊圖及示意圖。本發明之投影式輔助系統包括一工作平台11、一觀察單元12、一接收單元13、一顯示單元14、一運算單元15、以一投影單元16。本發明是由該投影單元16採側投影方式避開該觀察單元12，於該工作平台1上顯示一標示圖像20，該標示圖像20包括至少一定位圖像21及一標示符號22，其中該標示符號22必須位於該觀察單元12的正下方，在進行複檢作業時將一印刷電路板A(圖中假想線表示)移動吻合於該定位圖像21，使該標示符號22顯示於該印刷電路板的疑似缺陷位置，操作者由該觀察單元12放大觀察疑似缺陷處，以快速辨識確認缺陷的正確性。

該工作平台11用以供印刷電路板A放置其上，讓該投影單元16投射出該標示圖像20於其上表面。該工作平台11之尺寸大小須足夠讓所承載之印刷電板A之缺陷位置皆能被調整至位於該觀察單元12的觀察區域內。

該觀察單元12用以放大觀察該印刷電路板A，在本實施例中該觀察單元12可為光學顯微鏡或電子顯微鏡等其中一種(圖中僅以簡單型態示意表示)，能以高倍率方式清楚觀察疑似缺陷位置的影像，以判斷正確與否。該觀察單元12是固定於該工作平台11的正上方。

該接收單元13用以接收訊息，該訊息是該印刷電路板A於製造過程中利用自動光學檢測系統進行檢測，所獲得的原設計圖像、待測之印刷電路板圖像、比對差異結果圖像，以及疑似缺陷位置數據等。該接收單元13可以為電腦內的儲存單元。

該顯示單元14，連接該接收單元13，該顯示單元14能顯示該比對差異結果圖像；該顯示單元14是用以供操作員觀察及辨識該印刷電路板A之疑似缺陷是否正確，有無需要進一步確認及辨識。該顯示單元14可以為一顯示螢幕。

該運算單元15，連接該顯示單元14，依所接收到的原設計圖像、待測之印刷電路板圖像、比對差異結果圖像，以及疑似缺陷位置數據等訊息，轉換畫素單位到尺寸單位，再從尺寸單位轉換到投影單位，依據印刷電路板A尺寸與疑似缺陷位置數據計算出一座標訊息，再根據一偏移值修正為該座標訊息，該偏移值是指該疑似缺陷位置偏移於該觀察單元12正下方觀察區域內之基準點的方向及距離，目的是使後續每次投影時該標示符號22皆顯示於該觀察單元12的正下方，該定位圖像21位置則會隨之變動；此運算部份可透過執行一電腦程式而對應產生。

該投影單元16，連接於該運算單元15，位於該觀察單元12的周圍，即該投影單元16投影方向非垂直該工作平台1，而是偏移一角度避開該投影單元16。該投影單元16依據所接收到的該座標訊息，採側投影方式投影出一標示圖像20於該工作平台11上，在校正過程中並進行「梯型修正」，將原本產生傾斜的圖像校正回方正型態。該標示圖像20包括該定位圖像21及該標示符號22，其中所投射出的該標示符號22必須成像於該觀察單元12正下方之工作平台11上。該定位圖像21為供該印刷電路A靠近定位之用，方便快速辨識該印刷電路板A是否於正確位置上，該定位圖像21可為簡單的L型，方便該印刷電路板A以特定角隅靠置使之吻合，或是該定位圖像21為該印刷電路板A特定的缺口形狀，以便進行靠近、吻合、定位的程序，該定位圖像21可使用與該工作平台以及該印刷電路板表面不同顏色，以供操作者輕易辨識是否對正。該標示符號22 用以初步顯示出該疑似缺陷位置，讓操作者後續便以由該觀察單元12觀察，該標示符合22為簡單符號或特定顏色的區塊即可，該特定顏色的區塊則包括與該印刷電路板表面不同顏色的紅點或圓點…等。

在該投影單元16投影出該標示圖像20，之後操作者將放置於工作平台11上的印刷電路A進行水平移動，使該印刷電路板A吻合於該定位圖像21，操作者就能透過該觀察單元12放大觀察該印刷電路板A的疑似缺陷位置。

如圖3所示，該標示圖像20進一步包括一基準校正圖像23，該基準校正圖像23是對應於該印刷電路板A的尺寸，為該印刷電路板A之簡單外觀輪廓，或是該印刷電路板A的X及Y座標長度(如圖3所示粗直線)。此該基準校正圖像23可於最初校正時投影出來，配合該投影單元16採側投影方式最初所產生之傾斜圖像進行「梯型修正」，將原本歪斜圖像校正回方正型態。「梯型修正」可由該運算單元15計算修正，或是一些投影單元16內部也具有此項功能能進行修正調整。讓操作者能藉由該基準校正圖像23與該印刷電路板A吻合，確認投影出正確比例的尺寸及位置；另外在校正動作時，也能進一步修正移動調整該觀察單元12或投影單元16的相對位置，讓標示符號22位於該觀察單元12的正下方。

如圖4A及圖4B所示，在本發明的設計中，該計算單元15會依據印刷電路板A尺寸與疑似缺陷位置數據計算出一座標訊息，再根據一偏移值L修正出最後輸出的座標訊息，該偏移值L是指該疑似缺陷位置偏移於該觀察單元12正下方觀察區域內之基準點的方向及距離，使得原本可能投出如圖4A的該標示圖像20，經修正後最後投影出於圖4B所示之狀態，該標示圖像20於該觀察單元12正下方，使用者將該印刷電路板A對準該定位圖像21後，就能確保該印刷電路板A的缺陷位置是於該觀察單元12的正下方。

如圖5所示，為運用本發明協助印刷電路板快速定位目標且能放大觀察的投影式輔助系統進行複檢作業的流程圖。本發明是於位置固定的該觀察單元12下方，由該投影單元16投影該標示圖像20於該工作平台11上，由移動該印刷電路板A吻合於該定位圖像21，就能以該觀察單元12放大觀察該疑似缺陷位置的圖像，快速進行複檢作業。該複檢作業的操作流程包括：步驟301，拿取對應的印刷電路板放置於工作平台上；步驟302，觀察顯示單元所顯示影像，該影像為比對差異結果圖像；步驟303，根據影像判斷是否為假缺陷？如果是，則進入步驟309；如果為否，則進入步驟304；此步驟是用以決定是否要查看印刷電路板，當影像已能清楚辨識出假缺陷，就不用查看，而進入決定是否進行下一個缺陷辨識的步驟，如果無法確定或有疑慮，接著就進行後續的實品辨識步驟；步驟304，投影單元採側投影方式投影標示圖像於該工作平台上，其中標示符號必須成像於該觀察單元的正下方；步驟305，移動該印刷電路板使之吻合於定位圖像；步驟306，經由該觀察單元觀察該印刷電路板的疑似缺陷位置，依照本發明設計，該印刷電路板的該疑似缺陷位置，會在該觀察單元的正下方；步驟307，判斷該標示符號位置是否為假缺陷；如果為是，進入步驟309；如果為否，則進入步驟308；步驟308，確認為非誤判，於缺陷位置作標記，之後再進入步驟309；標記方式可為打印或黏貼記號等；步驟309，決定是否查看下一個缺陷；如果為是，進入步驟310；如果為否，則進入步驟311； 步驟310，切換該顯示單元顯示下一個缺陷影像，之後重新進入步驟302，再次進行辨識；步驟311，依良品或不良品進行後續作業，此為該印刷電路板複檢的最終處理。若經過多次檢查皆確為假缺陷，則認定為良品，而若印刷電路板已有缺陷的標記，則被認定為不良品，良品可送回產線進行後續作業，不良品依狀況直接報廢，或移至修補站進行修補，藉此減少損失。之後就可重新開始進行另一片印刷電路板的複檢作業。

在上述實施例中，為了避免投出影像被干涉，該投影單元16採側投影方式投射出該標示圖像20，雖然該標示符號22不會被干涉，但該定位圖像21有時仍會因該觀察單元12高度較低而干涉阻擋，使該定位圖像21會形成一殘缺影像。

在上述情形下，有些操作者仍希望提供一完整的定位圖像，讓操作者在印刷電板路完全吻合於該定位圖像時較為方便及安心，因此本發明提供第二種實施例，如圖6所示，為本發明之第二種實施例的示意圖。在第二實施例中本發明影式輔助系統1仍包括工作平台11、觀察單元12、接收單元13、顯示單元14、運算單元15、以及數個投影單元16A、16B。在本實施例中為兩個投影單元16A及16B，且分別位於該觀察單元12的左右兩側位置。相對地該運算單元15經運算後會依據不同的投影單元16A及16B提供不同的座標訊息，分別由該投影單元16A、16B於工作平台11上投影出位置及形狀皆相同的該標示圖像20，而且使該標示圖像20完全重疊在一起，若由左向右投影之定位圖像21因該觀察單元12干涉形成殘缺影像，則殘缺的部份則能由該右向左投影之定位圖像21補足， 藉此構成一完整的定位圖像21，讓操作者移動印刷電路板使之吻合於該定位圖像21的靠近、吻合、定位作業中，更為方便及安心。

綜合以上所述，在本發明是在位置固定的該觀察單元12下方，以側投影方式於該工作平台11上形成該標示圖像20，再利用每次移動該印刷電路板吻合於該定位圖像21，方便操作者能運用該觀察單元12放大觀察疑似缺陷位置的所在處，讓操作者即可加速判斷疑似缺陷的正確性，無習用複檢方法中，操作員須記憶及思考於顯示單元圖像中對應於實際該印刷電路板的位置，再移動視線尋找該印刷電路板上缺陷位置的流程，因此若缺陷數目愈多，本發明的設計能節省愈多時間，大幅縮短其工時，節省人力成本，並提升生產效率。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

Claims (7)

1. 一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，該投影式輔助系統包括：一工作平台，供印刷電路板放置其上；一觀察單元，位於該工作平台的正上方，能放大觀察該印刷電路板的疑似缺陷位置；一接收單元，用以接收訊息，該訊息是該印刷電路板於製造過程中利用自動光學檢測系統進行檢測，所獲得的原設計圖像、待測之印刷電路板圖像、比對差異結果圖像，以及疑似缺陷位置數據；一顯示單元，連接該接收單元，顯示該比對差異結果圖像；一運算單元，連接該顯示單元，轉換畫素單位到尺寸單位，再從尺寸單位轉換到投影單位，依據該印刷電路板尺寸與該疑似缺陷位置數據計算出一座標訊息，再根據一偏移值修正該座標訊息，該偏移值是指該疑似缺陷位置偏移於該觀察單元正下方觀察區域內之基準點的方向及距離；至少一投影單元，連接該運算單元，該投影單元接收該座標訊息採側投影方式投影出一標示圖像於該工作平台上，該標示圖像包括至少一定位圖像及一標示符號，該投影單元偏移一角度狀，讓所投影之該標示符號避開該觀察單元，且該標示符號必須成像於該觀察單元正下方，該定位圖像供該印刷電路板與之對應定位，操作者能移動該印刷電路板使之吻合於該定位圖像，讓該操作者能由該觀察單元清楚到該疑似缺陷位置的影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，其中該定位圖像為簡單的L型或是該印刷電路板特定的缺口形狀，讓該印刷電路板能進行靠近、吻合、定位的程序。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，其中該標示符號為簡單符號或至少一特定顏色的區塊，該顏色是不同於該印刷電路板表面的顏色。
4. 如申請專利範圍第1項所述之一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，其中該偏移值為該疑似缺陷位置偏移於該觀察單元正下方的方向及距離。
5. 如申請專利範圍第1項所述之一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，其中該投影單元具有數個，該運算單元經運算後依不同位置的該投影單元輸出不同的座標訊息，讓每個投影單元皆投影出一個該標示圖像於該工作平台上，數個該定位圖像構成能供該印刷電路板與之吻合的多個定位點。
6. 如申請專利範圍第5項所述之一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，其中數個該投影單元所投射出的數個該標示符號，該標示符號會重疊在一起。
7. 如申請專利範圍第1項所述之一種協助印刷電路板快速定位目標且能定點放大觀察的投影式輔助系統，其中該觀察單元至少為光學顯微鏡或電子顯微鏡兩者其中一種。