TWI696825B

TWI696825B - 利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的品管檢測裝置及其方法

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Publication number: TWI696825B
Application number: TW108129115A
Authority: TW
Inventors: 江軍達; 鐘資然
Original assignee: 捷智科技股份有限公司
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2020-06-21
Also published as: CN112113975A; TW202109021A

Abstract

本發明係一種利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的品管檢測裝置及其方法，該品管檢測裝置能對一待測電子零組件的連接端子鄰近自由端部分，先投射光線以產生對應光影，再擷取整體影像，之後，該品管檢測裝置會對整體影像進行濾波處理，以濾除掉無關光影，並辨識一特定參考位置，且以參考位置作為建構該待測電子零組件的二維製造規格時之參考點，又根據各該參考點，計算出連接端子之自由端位置及各該連接端子鄰近自由端部位之弧度或偏移量，以能與原先電腦模擬設計之連接端子的理想規格，逐一進行比對及分析，以期能大幅提高連接端子製造的精準度及良率。

Description

利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的品管檢測裝置及其方法

本發明係關於電子零組件之品管檢測方法，尤指一種利用二維影像辨識技術對電子零組件(包括：微處理器、電子模組、機電模組、連接器插頭及連接器插座...等)上之連接端子執行理想規格的檢測方法，以期本發明之品管檢測方法不僅能大幅提高連接端子的製造精準度及良率，更能因此而令各該電子零組件精準地傳輸高頻串列數據，且能在高頻串列數據的傳輸上確保數據訊號的完整性。

按，印刷電路板組裝業曾是台灣二十世紀的明星產業，特別是在電子產業蓬渤發展的年代裏，印刷電路板上電子零組件的數量愈多或體積愈大，其所形成之電子產品的體積及重量亦會隨之大幅增加，從而使得各該電子產品最終必需面對體積或重量過大的問題，然而，隨著科技日新月異地創新及進步，將被動元件設計整合至主動元件及積體電路，並據以製成各式表面黏著元件(Surface Mount Device，以下簡稱SMD)，似乎已成為目前業界慣用的技術手段，以期所有表面黏著元件均能透過表面黏著技術逐一地被安裝至一印刷電路板(Printed Circuit Board，以下簡稱PCB)上，而為輕薄短小的台灣印刷電路板產業開創一全新的紀元。

在此一全新紀元裏，有賴各式高科技工藝技術不斷地被創新及開發出來，各式被動元件、主動元件及積體電路亦得以分別被製作成體積更小且重量更輕的各式表面黏著元件，從而令各種電子產品能一舉順利擺脫昔日體積過大的設計侷限，使得各種電子產品均能輕易符合「輕、薄、短、小」的市場趨勢，有鑑於此一不可逆轉的市場趨勢，已有愈來愈多財團紛紛投入巨額資金及優秀人才至此一高階電路板及電子零組件的開發及生產領域中，雖然各該高階電路板及電子零組件之製造及組裝過程均已十分地自動化了，但是，俟各該高階電路板及電子零組件組裝完成後，仍然有許多檢測工作需要透過檢測人員，以目測方式，搭配各該檢測人員的自由心證，對其上所安裝的各式連接端子逐一執行所需的各種檢測，這樣的檢測作法不僅浪費時間，且經常會因各該檢測人員主觀心證的不同或視覺疲勞所產生的誤差，而導致檢測結果南轅北轍、極不一致，從而無法實現精準且一致的品質控管。據此，許多業者乃投入巨資及龐大人力，針對各該高階電路板及電子零組件的各種檢測進行研究及開發，期能據以精準且一致地檢測出各該高階電路板及電子零組件上各式連接端子的生產品質，以令各該高階電路板及電子零組件始終能符合業界要求，提供預期的功能、作用及使用壽命。

查，目前業界所開發及使用的各式習知檢測治具，雖確實能有效改善前述品質控管上的問題，但是，由於各該檢測治具均係藉其上所設之探針，透過各該高階電路板及電子零組件上兩對應之連接端子(即，輸入端及輸出端)，針對各該連接端子及其間之電氣特性，逐一執行短路、開路及歸零等狀態之檢測項目，另，基於各該檢測項目有其絕對的必要性，亦促使業者紛紛採用各該檢測治具來取代檢測人員之目視檢測，亦因此而大幅地提升了各該高階電路板及電子零組件之檢測品質、生產數量及其所衍生的豐厚經濟效益。惟，當此種習知檢測治具在對各該高階電路板及電子零組件執行前述檢測項目時，由於係使用其上所設之探針抵靠及觸壓各該高階電路板及電子零組件上兩對應之連接端子，因此，該等探針常會因其抵靠及觸壓時所施加的力道無法獲得精準地控制，導致對應之連接端子受該等探針抵靠及觸壓力道過大而滑彈出檢測治具外，而使該等探針難以精準地完成前述檢測項目，此亦為各製造廠商當前經常面對且亟欲解決之一重要議題。

另，為了令各該高階電路板及電子零組件能滿足業界所要求之「Press-fit技術」，在各該相關電子產品之設計、製造及檢測上，尚必需面對有待一一解決的諸多瓶頸。按，所謂「Press-fit技術」係期望能以按壓-配接的原理，將各該表面黏著元件或電子零組件上的連接端子按壓-組裝至一PCB上對應的端子孔H中，其作法依各該表面黏著元件或電子零組件上所使用之壓配銷(即，連接端子)結構的不同可概分成兩種不同的按壓-組裝類型；其中，請參閱第1圖所示，第一種類型係實心壓配銷P₁，其具有一堅固的壓入區P₁₁；請參閱第2圖所示，第二種類型係柔性壓配銷P₂，其具有一彈性壓入區P₂₁。在Press-fit技術白皮書中僅描述了具有彈性壓入區P₂₁的柔性壓配銷P₂，且將其統稱為壓配銷。

此外，TE Connectivity(TE)的壓合技術在20世紀的70年代首次被引入電信行業；後來，在1988年，TE Connectivity的第一個壓配銷被引入至車輛行業；今天，TE Connectivity已為車輛應用提供了兩種獨特之壓配解決方案；其一請參閱第3圖所示，係被稱之為ACTION PIN連接端子P₃(或稱獨立銷、壓配銷)；其二請參閱第4圖所示，係被稱之為Multispring連接端子P₄(或稱獨立銷、壓配銷)；一般言，壓配技術係可被應用至多個系列；其中，復請參閱第3圖所示，使用獨立銷P₃的系列係壓配技術的最基本工法，該工法通常係通過自動設備將各獨立銷P₃分別以高頻率且單獨地插入至PCB上對應之端子孔中；各該獨立銷P₃所具有之肩部幾何形狀P₃₀，則為各該獨立銷P₃被壓配至PCB提供必要的支撐；對於相鄰獨立銷P₃間具有5mm間距之獨立銷P₃而言，使用TE Connectivity的P350插入機可每秒達到插入最多5個獨立銷P₃的速率，而通過量測壓入力及/或深度來控制插入過程，亦能獲得最佳的連接質量控制。復請參閱第4圖所示，另一種最常見的系列則係使用具銷頭P₄₀之壓配銷P₄，該銷頭P₄₀乃令該壓配銷P₄得被穩固地定位至一絕緣塑料插頭(或插座)殼體C與PCB間的組件；通常，這些壓配銷P₄係與PCB保持平行(0°)、某一預定角度或保持垂直(90°)，且根據所需之壓配銷P₄數量，令該等壓配銷P₄得透過手工、半自動或全自動連接端子製造機予以加工完成；嗣，通過按壓各該壓配銷P₄之銷頭P₄₀肩部，即能將各該壓配銷P₄按壓裝配至PCB上對應之端子孔H。當然，亦有一些應用可透過直接按壓該絕緣塑料插頭(或插座)殼體C來完成安裝至PCB上的程序。

一般言，TE Connectivity的壓配解決方案實際上係以兼容且具有彈性的壓配銷P₃、P₄(或連接端子)，予以實現，因此，在各該壓配銷P₃、P₄被插入至PCB上對應之各該端子孔H的過程中雖可能會發生變形，但其與實心壓配銷相比，顯然較能有效降低PCB上各該對應端子孔H上的應力，且能有效保持永久接觸插入時的正向作用力(Normal force)，從而令其能在整個使用壽命期間內提供有效且可靠的電氣及機械連接。另，在各該壓配銷 P₃、P₄被插入至PCB上對應之各該端子孔H後，各該壓配銷P₃、P₄與各該對應端子孔H間的正向作用力將自動地產生冷焊互連；特別是，如果鍍錫用於兩個接觸件中的至少一個(如：端子孔)，則由於冷焊接過程將令該等接觸件間產生金屬上的直接連接，而導致僅會在其間產生極低的接觸電阻值(通常低於0.1mOhm/亞毫歐範圍)，據此，不僅能增加其在機械接觸上的穩定性，亦顯然能增加其在電氣上的穩定性。查，TE Connectivity的壓配技術目前已廣泛地被應用至車輛領域的諸多應用中，不僅為車輛業者在車輛的設計、製造及使用上提供了諸多具備便利性、輔助性及安全性的功能，尚證明了車輛業者對TE Connectivity壓配技術本身的高度認可及信任。此外，隨著更多電子設備不斷地被開發出來且日益地普及化，亦促使車輛中的電連接數量不斷地增加。然而，為了滿足使車輛變得更小、更安全、更便宜及更易於操控的市場趨勢，在車輛的諸多創新設計及應用上，主要均偏重在以電氣控制單元(electrical control unit，以下簡稱ECU)執行相關的控制，且各該ECU亦需要盡可能地緊湊(compact)，據此，每個ECU內均獨立地配設有一PCB，且其上分別承載著具有相同小型化趨勢的電氣元件。基於前述電子化及小型化的市場趨勢，許多電子或電氣元件在相同或甚至更小的封裝空間上必需具備更多電氣上的互連能力，此一需求亦促使相關業者莫不汲汲營營地致力於開發小型化的互連零組件(或連接器)。為了迎合此一市場趨勢，已有相關業者利用TE Connectivity壓配技術推出了一款用於0.4x0.5mm連接端子且名為NanoMQS系列的微型連接器C1(miniaturized connector)，請參閱第5圖所示。為了減少NanoMQS系列微型連接器C₁在PCB上所佔用的空間，請參閱第6圖所示，其上二相鄰連接端子間的距離已從傳統連接器C₀的2.54mm一舉大幅縮減至1.8mm，同時，PCB上端子孔的尺寸亦從傳統的1.0mm大幅縮小至0.6mm。因此，根據其配置及規格，應可輕易看出，其與使用0.63x0.63mm連接端子的傳統連接器C₀相較，NanoMQS系列微型連接器C₁顯然能在PCB上節省高達60%的佔用空間。

又，市場上的另一趨勢，係欲將NanoMQS的連接端子與壓配技術結合使用，亦有相關業者已就此開發出了一種全新且名為NanoMultispring的壓配銷，且促使其上包括壓配觸點在內的電氣互連特性能符合更多且更可靠的產品標準，從而能適用於更嚴苛的環境條件及滿足更多且更高的功能性特性需求。此外，隨著每一電子裝置中配設有更多的電子零組件，該等電子零組件間自然形成了更多的電氣互連，從而令業者對每一電子零組件的要求亦逐漸增加，如此，始能有效確保每一電子零組件在其使用壽命期間始終能提供高品質且可靠的性能。雖然，在現今的車輛應用中，最常見的PCB厚度仍是1.6mm，但是，隨著前述市場趨勢的演變，在未來的應用中我們極有可能會看到厚度更薄的PCB(如：厚度為1.2mm、1.0mm或0.8mm的PCB)。據此，壓配技術解決方案為了滿足前述市場趨勢，在其設計、製造及檢測上自然必需面對更多且更嚴苛的要求，以令其得以適用於各式PCB互連系統，且能為各該互連系統提供許多符合市場趨勢的優點。

除了在前述壓配技術解決方案中所使用到之前述壓配銷P₃、P₄(或連接端子P₃、P₄)，一般言，在車輛行業中最常使用的壓配銷P₅，請參閱第7圖所示，其結構係在一基礎材料P₅₀(base material)上形成兩個電鍍層(即，底部電鍍層(under plating)P₅₁及頂部電鍍層(top plating)P₅₂)，而隨著業界導入無鉛焊接技術(lead free soldering)後，平均焊接溫度亦需較以往提高許多，為了適應此種較高的作業溫度，各該電子零組件上即必需使用較特殊且昂貴的耐高溫塑料(如：LCP，PPS，PPA和PCT...等)，作為其上之絕緣材料，然而，透過使用壓配技術且捨棄焊接工藝，不僅可完全避免此一缺點，尚可令無鉛應用亦無需使用昂貴的耐高溫塑料。此外，由於空間的有效利用一直是車輛設計上之一重要的考量環節，而壓配技術的應用恰為其提供了一極佳的解決方案，雖然該解決方案係很難透過傳統焊接工藝實現的小型化解決方案。卻為大型連接器及回流焊接工藝提供了有利的解決方案，使得業界在製造各式電子零組件的過程中，得以利用表面安裝技術(SMT)將許多電子零組件應用至現有PCB的焊接工藝步驟中，以有效避開大型焊接頭經常會干擾SMT回流焊工藝的問題。至於插頭及相鄰部件的端子因溫度太低，而導致焊接過程有缺陷的問題，亦可在焊接過程後通過壓配技術來添加頭部予以解決；此外，在前述壓配技術的應用中，還有一種非常常見之集成殼體(integrated housing)或模組(module)M的應用，請參閱第8圖所示，該項應用係將線圈(Coils)、電容器(capacitors)，激發器(actuators)及感測器(sensors)...等電子元件或電機元件(圖中未室)集成在同一殼體或模組M中，而令其得以被壓配安裝至同一個PCB上，以令該等電子元件或電機元件得以共享同一個PCB所提供之功能及作用；其中，各該集成殼體或模組M一般係使用ABS/ESC材料製成，以期令壓配技術應用的組裝過程更加容易及可靠，且令機電一體化的諸多應用成為能被具體實現而非遙不可及的事實。

近年來，隨著電機、電子產業的日趨進步及複雜化，大數據的高速傳輸似已成未來電子產業中不可逆轉的必然趨勢，茲以背板技術為例，背板技術是現今電信系統的基礎，背板結構的發展已將電信系統的數據傳輸頻寬由每秒幾Mb的傳輸速度推向了每秒幾Terabit(即，1012bits=1000000000000bits=1000gigabits)的傳輸速度，然而，在追求終極數據串流量的高速傳輸過程中，不僅背板內實體層結構非常關鍵，其上連接器內連接端子密度、端子孔及佈線走向亦是連接器設計師們在控制整個通道內超額電抗時所必需面臨的挑戰，雖然，透過採用先進微孔(microvia)技術及表面黏著技術，連接器及背板設計師們已能利用成熟的數位模擬設計程式，突破電信系統中的諸多障礙，設計出理想的背板、連接器及其對應之電子零組件；惟，由於目前電信平台均係依賴高速串列數據傳輸，而連接器及背板設計師們亦習慣性地經常會將電信系統之性能極限轉稼至連接器內連接端子所使用之銅材上，而為了打破Terabit的界限，近年來在網路交換機及路由器中均會採用了一種先進的背板技術，該先進背板技術因受惠於實體層元件中複雜的設計技術已被電腦化或數位化，而令其設計過程中對大部份元件的設計、建模、模擬、測量及驗證等...程序，均能在電腦化或數位化的模擬設計程式上逐一完成，且能充分利用既具備時域分析能力也具備頻域分析能力的模擬設計程式，令設計人員能將反射、串擾、阻抗失配及損耗...等複雜的現象直觀地顯示出來。

誠如前述，雖然先進背板、連接器或其相關零組件的設計人員們已能利用電腦或數位模擬設計程式，設計出各式背板、連接器或其相關零組件上連接端子之理想規格，並令各該背板、連接器或其相關零組件因此而具備預期的理想電氣特性，然而，事與願違的是，俟透過先進自動化生產技術及設備，製造出各該先進背板、連接器或其相關零組件後，各該先進背板、連接器或其相關零組件卻常會因自動化生產設備上的各項機械誤差或製程缺失，導致各該先進背板、連接器或其相關零組件上連接端子的製造規格不符合原設計之理想規格，從而令各該先進背板、連接器或其相關零組件無法在高頻傳輸環境下，發揮業者預期的理想電氣特性。有鑑於此，如何針對各該先進背板、連接器或其相關零組件上所安裝之各式連接器的實體結構進行精準的檢測，以確保各該連接器內每一支連接端子的腳位、間距及構形...等製造規格均完全符合所設計之理想規格，且使各式電子零組件得以透過對應之連接端子被精準地安裝至電信設備之PCB上，從而令各該電信設備不僅能精準地傳輸高頻串列數據，尚能在高頻串列數據的傳輸上具體實現數據訊號的完整性，即成為目前各大電信設備及元件設計及製造業者亟欲解決之一重要議題，亦為本發明欲在後續進行深入探討之一重要課題。

有鑑於此，為改進習知檢測各式電子零組件上連接端子時，所發生的諸多缺失，發明人經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本發明之一種利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的品管檢測裝置及其方法。

本發明之一目的，係提供一種利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的品管檢測裝置，該品管檢測裝置至少包括一檢測平台(或托盤)、一光源裝置、一影像擷取裝置及一檢測電腦；其中，該檢測平台之頂側面至少能定位一待測電子零組件，且令各該待測電子零組件上之連接端子鄰近自由端(或插接端)的部位朝向該檢測平台之上方，使得該檢測裝置能對各該待測電子零組件上之連接端子執行品管檢測；該光源裝置係安裝在該檢測平台頂側上方，且其所產生之投射光線能沿著連接端子之插拔方向呈一預定角度地投射至各該連接端子鄰近自由端之部位，以令各該待測電子零組件及其上各該連接端子鄰近自由端之部位能產生一整體光影；該影像擷取裝置亦係安裝在該檢測平台之頂側上方，且能精準地擷取到各該待測電子零組件及其上各該連接端子鄰近自由端部位之整體影像；該檢測電腦係分別與該光源裝置及該影像擷取裝置相電氣連接，以控制該光源裝置及該影像擷取裝置，分別對各該待測電子零組件及其上各該連接端子鄰近自由端部位投射光線及擷取影像，且能在接收到該影像擷取裝置傳來之整體影像後針對該整體影像進行濾波處理，以濾除掉該整體影像中與建構該待測電子零組件之二維製造規格無關的光影，並據以建構各該待測電子零組件的二維製造規格，且與原先電腦模擬設計之各該待測電子零組件及其上各該連接端子之腳位、厚度、數量、間距及構形...等理想規格，逐一進行品管比對及分析，以期能大幅提高連接端子製造的精準度及良率，從而令各該電子零組件不僅能精準地傳輸高頻串列數據，尚能在高頻串列數據的傳輸上確保數據訊號的完整性。

本發明之另一目的，係提供一種利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的方法，該方法係應用至一品管檢測裝置，該品管檢測裝置至少包括一檢測平台(或托盤)、一光源裝置、一影像擷取裝置及一檢測電腦；其中，該檢測平台之頂側面至少能定位一待測電子零組件，且令各該待測電子零組件上之連接端子鄰近自由端(或插接端) 的部位朝向該檢測平台之上方，使得該檢測裝置能對各該待測電子零組件上之連接端子執行品管檢測；該光源裝置係安裝在該檢測平台頂側上方，且其所產生之投射光線能沿著連接端子之插拔方向呈一預定角度地投射至各該連接端子鄰近自由端之部位，以令各該連接端子鄰近自由端之部位能分別產生一對應光影；該影像擷取裝置亦係安裝在該檢測平台之頂側上方，且能精準地擷取到各該待測電子零組件及其上連接端子鄰近自由端部位之整體影像；該檢測電腦係分別與該光源裝置及該影像擷取裝置相電氣連接，以控制該光源裝置及該影像擷取裝置分別對各該待測電子零組件及其上連接端子鄰近自由端部位投射光線及擷取影像，且能在接收到該影像擷取裝置傳來之整體影像後依下列步驟，對各該待測電子零組件上之連接端子執行品管檢測：首先，針對該影像擷取裝置所擷取之整體影像進行濾波處理，以濾除掉該整體影像中與建構該待測電子零組件的二維製造規格無關的光影；辨識該整體影像中對應於該檢測平台之頂側面上或該待測電子零組件上之至少一特定參考位置，並以各該參考位置，作為建構該待測電子零組件的二維製造規格時之參考點；根據各該參考點，計算出各該連接端子之自由端(或插接端)位置(即，腳位)及各該連接端子鄰近自由端(或插接端)部位之弧度或偏移量；俟計算出各該連接端子之自由端(或插接端)位置及各該連接端子鄰近自由端(或插接端)部位之弧度或偏移量後，即能與原先電腦模擬設計之各該連接端子的腳位、厚度、數量、間距及構形...等理想規格，逐一進行比對及分析，以判斷二者是否一致？若是，即顯示「該待測電子零組件上連接端子之製造規格符合原設計之理想規格，而能通過品管檢測！」；否則，即顯示「該待測電子零組件上連接端子之製造規格不符合原設計之理想規格，而無法通過品管檢測！且檢測人員應對此一瑕疵狀態，探究原因及尋求解決方案，並予以註記！俾據以作為日後改善製造流程及調整機台誤差的參考」，以期能大幅提高連接端子製造的精準度及良率，從而令各該電子零組件不僅能精準地傳輸高頻串列數據，尚能在高頻串列數據的傳輸上確保數據訊號的完整性。

為便貴審查委員能對本發明之目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

P₁‧‧‧實心壓配銷

P₁₁‧‧‧堅固的壓入區

P₂‧‧‧柔性壓配銷

P₂₁‧‧‧彈性壓入區

P₃、P₄‧‧‧ACTION PIN連接端子

P₃₀‧‧‧肩部幾何形狀

P₄₀‧‧‧銷頭

P₅‧‧‧壓配銷

P₅₀‧‧‧基礎材料

P₅₁‧‧‧底部電鍍層

P₅₂‧‧‧頂部電鍍層

C₁‧‧‧微型連接器

C₀‧‧‧傳統連接器

H‧‧‧端子孔

C‧‧‧絕緣塑料插頭(或插座)殼體

M‧‧‧殼體或模組

PCB‧‧‧印刷電路板

〔本發明〕

1‧‧‧品管檢測裝置

2‧‧‧電子零組件

30‧‧‧檢測平台

300‧‧‧零組件定位槽

31‧‧‧水平位移機構

320‧‧‧光源裝置

330‧‧‧影像擷取裝置

34‧‧‧垂直位移機構

38‧‧‧檢測電腦

380‧‧‧二維影像辨識及檢測程式

C₉‧‧‧連接器

M₁₀‧‧‧集成殼體或模組

P₉、P₁₀、P₁₁‧‧‧連接端子

CPU‧‧‧電子元件

100~107‧‧‧步驟

第1圖係習知按壓-配接技術所使用之實心壓配銷的結構示意圖；第2圖係習知按壓-配接技術所使用之柔性壓配銷的結構示意圖；第3圖係TE Connectivity為車輛應用所提供之獨立銷P₃系列的結構示意圖；第4圖係TE Connectivity為車輛應用所提供之Multispring銷P₄系列的結構示意圖；第5圖係利用TE Connectivity壓配技術推出之一款用於0.4x0.5mm連接端子且名為NanoMQS系列的微型連接器C₁及其對應之傳統連接器C₀的外觀示意圖；第6圖係NanoMQS系列微型連接器C₁及其對應之傳統連接器C₀的頂側結構圖；第7圖係車輛行業中最常使用之壓配銷P₅的外觀示意圖；第8圖係壓配技術應用中常見之集成殼體或模組應用的外觀示意圖；第9圖係Dimm插接座的外觀示意圖；第10圖係按壓-配接技術所使用之插接座的底側結構示意圖；第11圖係按壓-配接技術所使用之另一插接座的頂側結構示意圖；第12圖係本發明之檢測裝置的硬體架構示意圖；及第13圖係本發明之檢測方法的流程示意圖。

誠如前述，基於目前電信平台均係採用高速串列數據傳輸，為了打破Terabit的界限，雖然各式連接器、背板、集成殼體或模組及其相關電子零組件之設計師們因受惠於實體層元件中複雜設計技術的電腦化或數位化，令其在設計過程中對大部份元件的設計、建模、模擬、測量及驗證等...程序，均能在電腦化或數位化的模擬設計程式上逐一完成，且能充分利用既具備時域分析能力也具備頻域分析能力的模擬設計程式，令設計人員能將反射、串擾、阻抗失配及損耗...等複雜的現象直觀地顯示出來，並據以修改調整後設計出所需之各式連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件上連接端子之理想規格，且令各該連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件因此而具備預期的理想電氣特性，但是，經常事與願違的是，俟業者透過先進自動化生產技術及設備，製造出各該連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件後，各該連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件卻常會因自動化生產設備上的各項機械誤差或製程缺失，導致各該連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件上連接端子的製造規格不符合原設計之理想規格，從而令各該連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件無法在高頻傳輸環境下，發揮業者預期的理想電氣特性，有鑑於此，發明人基於二十多年來親身參與各式連接器、背板、集成殼體或模組及其相關零組件之開發、設計、製造及推廣之實務經驗，深刻體驗到無論係那一種類型的連接器C₉(請參閱第9圖所示)、集成殼體或模組M₁₀(請參閱第10圖所示)及其相關電子元件CPU(請參閱第11圖所示，以下均簡稱為「電子零組件」)，其訊號傳輸品質之良窳均取決於其上用以傳輸訊號之連接端子P₉、P₁₀、P₁₁製作品質之良窳，若各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的製造規格符合原設計之理想規格，各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU即能在高頻傳輸環境下，輕易地發揮業者預期的理想電氣特性，從而確保各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU始終具備優異的高頻數據傳輸品質；據此，發明人乃思及究應如何針對各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上所安裝之每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的實體結構進行精準的檢測，以能確保各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的腳位、間距及構形...等製造規格均完全符合原設計之理想規格，從而使各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU得以透過對應之各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁被精準地安裝至各式電子及電信設備之PCB上，且令各該電子及電信設備不僅能精準地傳輸高頻串列數據，尚能在高頻串列數據的傳輸上具體實現數據訊號的完整性。

有鑑於各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之理想規格在設計完成時即已確定，且各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU均係透過各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁沿著其插拔方向而分別與對應之連接端子相互抵觸，形成電氣連接，而據以精準地傳輸高頻串列數據，一般言，對應連接端子間相互抵觸之部位均係位在上每一支連接端子P₉、P₁₀、 P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位，且為了有效提升對應連接端子間之導電性及訊號傳輸品質，業者均會在每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位鍍上一層金或銀...等材料，也因此而令每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位具備更佳的反光及導電特性。

基於各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之前述特性，發明人乃思及，若能對各該待測電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位，先沿其插拔方向，擷取其二維影像；嗣，利用二維影像辨識技術，對各該待測電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之二維影像進行精準的輪廓辨識，即能在確認各該待測電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之腳位、間距及插接端構形...等製造規格後，據以與原設計之理想規格進行比較判斷，若判斷出該等製造規格完全符合原設計之該等理想規格，即表示各該待測電子零組件C₉、M₁₀、CPU係屬通過品管檢測之良品；反之，即表示各該待測電子零組件C₉、M₁₀、CPU係屬無法通過檢品管測之遐疵品。如此，不僅能令業者在最快速且精準的檢測過程中，以批次方式，對該等電子零組件C₉、M₁₀、CPU完成理想規格之檢測判斷，以確保各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的腳位、間距及構形...等製造規格均完全符合原設計之理想規格，從而使各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU得以透過對應之各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁被精準地安裝至各式電子及電信設備之PCB上，且令各該電子及電信設備不僅能精準地傳輸高頻串列數據，尚能在高頻串列數據的傳輸上具體實現數據訊號的完整性；不僅如此，業者尚能在精準檢測出各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁在腳位、間距及插接端構形...等製造規格上之具體遐疵後，據以迅速探究及尋找其自動化生產設備上對應之機械誤差或製程缺失，從而在獲得各該遐疵之解決方案後，能大幅提升各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU之產品品質及生產良率。

基於前述發明理念，發明人憑藉著多年來從事自動化檢測機具設計及製造的豐富實務經驗，經過長久地努力地觀察與研究後，發現僅須利用二維影像辨識技術，即能批次地針對幾十個或上百個電子零組件C₉、M₁₀、CPU上連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之實體結構及位置，同時執行二維影像的擷取及辨識，而能大量且精準地完成對各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁理想規格之相關檢測工作，其首先必需要解決的問題，就是在對各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上之每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位，執行相關檢測工作前，必需使各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位能完全曝露在一開放且無死角的透視空間中。如此，在利用二維影像辨識技術對各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁執行相關檢測工作時，始能令二維影像辨識技術所使用之光源順利通過該開放且無死角的透視空間，投射至各該電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位上，同時，令二維影像辨識技術所使用之影像感測裝置能順利通過該開放且無死角的透視空間，擷取到每一電子零組件C₉、M10、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位的清晰影像，從而始能令二維影像辨識技術利用其內建之自動化光學檢測技術，對每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位分別進行二維影像(即，其製造規格)的重建，並據以分別與一對應且完美無瑕的二維參考影像(即，原設計之理想規格)，進行規格特徵(如：腳位、間距及構形...等)之比對及分析，以快速且精準地沿著每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之插拔方向完成對電子零組件C₉、M₁₀、CPU上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之腳位、間距及構形...等製造規格的各項檢測。

基於此一設計理念，請參閱第12圖所示，發明人乃思及設計一品管檢測裝置1，該品管檢測裝置1係利用一具特殊結構設計之檢測平台30(如第12圖所繪製的托盤態樣)，該檢測平台30之頂側面係向下凹設形成有複數個零組件定位槽300，該等零組件定位槽300係彼此間隔且相互保持一預定的間距，各該零組件定位槽300之構形、大小及深浅係與各該電子零組件2之構形、大小及高低相匹配，以在每一個電子零組件2被承載在該檢測平台30之頂側面時，各該電子零組件2能被逐一地容納至各該零組件定位槽300內，復請參閱第12圖所示，且各該電子零組件2上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位均外露在該檢測平台30之頂側面，而朝向該檢測平台30之頂側面上方。如此，該檢測平台30之頂側即能批次性地定位及承載複數個電子零組件2，且令該等電子零組件2在被位移至對應之一檢測位置時，各該電子零組件2上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位均朝向該檢測平台30頂側之上方，使得各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位均能分別對應至一開放且無死角的檢測空間。如此，本發明即能利用設在該檢測平台30頂側上方之一光源裝置320及一影像擷取裝置330，令該光源裝置320能逐一通過對應的檢測空間，對各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位投射光線，該影像擷取裝置330能在逐一擷取各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位所反射之一待檢測二維影像後，將各該待檢測二維影像傳送至一檢測電腦38，該檢測電腦38內建有一二維影像辨識及檢測程式380，能對每一待檢測二維影像進行辨識，且對其上各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位分別進行二維影像的重建，並據以建構各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之輪廓點及線，從而獲得各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之製造規格(如：腳位、間距及構形...等)，並據以分別與原設計之一對應的理想規格，進行特徵比對及分析，以快速且精準地由各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之插拔方向完成對各該電子零組件2上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的各項檢測。

復請參閱第12圖所示，在本發明前述品管檢測裝置1中，尚包括一水平位移機構31及一垂直位移機構34；其中，該水平位移機構31及該垂直位移機構34係分別與該檢測電腦38相電氣連接，且係分別用以承載該光源裝置320及該影像擷取裝置330，以接受該檢測電腦38之控制，對該光源裝置320及該影像擷取裝置330執行水平向及/或垂直向的位移，從而令該光源裝置320及該影像擷取裝置330能逐一對各該電子零組件2上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位投射光線，且令該檢測電腦38能讀取該影像擷取裝置330所擷取之各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之整體影像；最後，該檢測電腦38會利用其內建之二維影像辨識及檢測程式380，針對各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之整體影像進行二維點、線輪廓(即，製造規格)的重建，並據以與原設計之一對應的理想規格，進行規格特徵之比對及分析，即能快速且精準地由每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之插拔方向完成對各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的各項檢測，不僅確保能以批次方式，同時實現對大量電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁執行各項檢測之目的，尚能確保完成檢測的該等電子零組件2都能具備理想的工作效能及預期的使用壽命。

據上所述，該檢測電腦38即能根據該影像擷取裝置330所擷取及傳來之各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之清晰的整體影像，利用其內建之二維影像辨識及檢測程式380，對該整體影像精準地進行二維影像的重建，以快速且精準地獲得各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的製造規格，俾據以精準地分析判斷及檢測出各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之製造精準度，以有效提升對各該電子零組件2及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之品管質量及效率。

以上所述，僅係本發明之一較佳實施例，惟，本發明在實際施作時，並不侷限於此，且其上所採用的任何機構或裝置，均能視實際的需要，予以簡單化或複雜化，但是，無論如何修飾及改變，只要該品管檢測裝置1係在該檢測平台30的輔助下，透過本發明之前述組成元件，利用二維影像辨識及比對技術，同時對複數個電子零組件C₉、M₁₀、CPU及其上每一支連接端子P₉、P₁₀、P₁₁沿插拔方向執行批次的影像檢測，均係本發明在此欲主張保護之該品管檢測裝置1，合先指明。

復請參閱第12圖所示，本發明係一種利用二維影像辨識技術對待測電子零組件的連接端子執行品管檢測的裝置及其方法，該品管檢測方法係透過前述品管檢測裝置1予以實現，該品管檢測裝置1包括一檢測平台30(即，前述托盤)、一光源裝置320、一影像擷取裝置330及一檢測電腦38，其中，該檢測平台30之頂側面上能定位至少一待測電子零組件C₉、M₁₀、CPU，且各該待測電子零組件2上連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)的部位係朝向該檢測平台30之上方，以令該品管檢測裝置1能對各該待測電子零組件2及其上連接端子P₉、P₁₀、P₁₁執行品管檢測；該光源裝置320係安裝在該檢測平台30之頂側上方，且其所產生的投射光線能沿著各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之插拔方向呈一預定角度地投射至各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位，以令各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位能分別產生一對應之反射光影；該影像擷取裝置330亦係安裝在該檢測平台30之頂側上方，使得該影像擷取裝置330能精準地擷取到各該待測電子零組件2及其上各連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端部位之整體影像；該檢測電腦38係分別與該光源裝置320及該影像擷取裝置330相電氣連接，以控制該光源裝置320及該影像擷取裝置330分別對各該待測電子零組件2及其上各連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端部位光源裝置及擷取影像，且能接收該影像擷取裝置330傳來之整體影像，請參閱第13圖所示，並依下列步驟，對各該待測電子零組件2及其上各連接端子P₉、P₁₀、P₁₁執行品管檢測：

(100)首先，令該光源裝置320能產生投射光線，且令該投射光線能沿著各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之插拔方向呈一預定角度地投射至各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)之部位；

(101)令該影像擷取裝置330擷取該投射光線在各該待測電子零組件2及其上各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位所產生之一整體影像；

(102)讀取該影像擷取裝置330傳來之該整體影像；

(103)針對該整體影像進行濾波處理(color filtering)，以濾除掉該整體影像中與建構各該待測電子零組件2及其上各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之二維製造規格無關的光影；

(104)重建各該待測電子零組件2及其上各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之二維製造規格；其中，在辨識該整體影像中各該製造規格(如：其上各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之腳位、間距及構形等規格特徵)時，係以對應於該檢測平台30之頂側面上或各該待測電子零組件2上之至少一特定參考位置，作為運算比對時之參考點；

(105)根據各該參考點，計算出各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之自由端(或插接端)位置、間距(即，腳位)及各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之弧度或偏移量(即，構形)；

(106)俟計算出各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁之自由端(或插接端)位置、間距及各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁鄰近自由端(或插接端)部位之弧度或偏移量...等製造規格後，即能與原先電腦模擬設計之各該連接端子P₉、P₁₀、P₁₁的腳位、厚度、數量、間距及構形...等理想規格，逐一進行比對，以判斷二者是否一致？若是，即執行步驟(107)；否則，執行步驟(108)；

(107)在該檢測電腦38上顯示「該待測電子零組件上複數支連接端子符合理想的設計規格，通過品管檢測！」，且結束處理流程。

(108)在該檢測電腦38上顯示「該待測電子零組件上複數支連接端子不符合理想的設計規格，無法通過品管檢測！」且要求品管檢測人員應對此一瑕疵狀態，探究原因及尋求解決方案，並予註記，俾作為日後據以改善製程及調整機台誤差的參考依據，以期能大幅提高連接端子P₉、P₁₀、P₁₁製造的精準度及良率，從而令各該電子零組件2不僅能精準地傳輸高頻串列數據，尚能在高頻串列數據的傳輸上確保數據訊號的完整性。

按，以上所述，僅為本發明最佳之一具體實施例，惟本發明之構造特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。