TWI730392B

TWI730392B - 金相檢驗前處理設備及方法

Info

Publication number: TWI730392B
Application number: TW108131396A
Authority: TW
Inventors: 陳斯明
Original assignee: 陳斯明
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-06-11
Also published as: TW202108300A

Abstract

一種金相檢驗前處理設備及方法，該前處理設備包括有一調整裝置、一夾具、一攝像裝置、一顯示裝置、一基準線產生模組與一自動研磨拋光裝置，該夾具用於裝設在該調整裝置並夾緊一鑲埋切片，該攝像裝置用於朝向該調整裝置來攝製出放大影像並由該顯示裝置顯示出放大影像，該基準線產生模組則用於在該顯示裝置的畫面產生至少一基準線，因此透過配合觀看該顯示裝置顯示的放大影像與基準線來操作該調整裝置時，可調整該鑲埋切片相對於該夾具的位置，之後將該夾具裝設在該自動研磨拋光裝置時，可精準地對該鑲埋切片進行研磨拋光。

Description

金相檢驗前處理設備及方法

本發明係有關一種金相檢驗前處理設備及方法，係一種工業產品的處理設備及步驟流程者。

金相檢驗可用來檢查PCB（Printed circuit board，印刷電路板）等電子產品的製造品質，而進行金相檢驗前須先完成前置處理步驟，包括先將金相切片鑲埋在模具內、研磨、拋光與微蝕等，以便於人員可使用顯微鏡來觀察金相切片預定位置的剖面。

而以往要對已鑲埋的金相切片進行研磨拋光時，都是由人員依靠自身的經驗技術來完成，過程中人員需要反覆中斷作業來觀察切片，以避免研磨過深而超過所要的位置，但此種方式相當的耗時費力，並研磨精準度也較為不足，且當人員稍有不慎或經驗不足，就會發生過磨的情況而需要重新製作切片，進一步增加人力與時間成本。

有鑑於上述缺失弊端，本發明人認為具有改正之必要，遂以從事相關技術以及產品設計製造之多年經驗，秉持優良設計理念，針對以上不良處加以研究創作，在經過不斷的努力後，終乃推出本發明金相檢驗前處理設備及方法，其以更正產品結構以提升產品優良之功效。

本發明金相檢驗前處理設備及方法之主要目的，係提供一種可幫助人員較為省時省力地完成金相檢驗前置處理的設備及方法者。

爲達到前揭之目的，本發明金相檢驗前處理設備包括有：

一調整裝置，具有一基架，該基架界定出一作業空間，該基架頂部螺設有一升降螺桿，該升降螺桿並連接一位在該作業空間內的升降嵌塊，透過旋轉該升降螺桿即可控制該升降嵌塊上下位移，該作業空間內並設有一可縱向與橫向位移的活動平臺，該活動平臺連接一活動平臺控制機構，該活動平臺控制機構用於控制該活動平臺的位移；

一夾具，具有一定位塊與一副夾塊，該定位塊頂部與一側分別凹設有一上嵌槽與一側嵌槽，該定位塊底部則凸出形成一主夾塊，該主夾塊螺設有一緊固螺桿，該副夾塊頂部凸出形成一副夾塊嵌部，該副夾塊並開設有一螺孔，該副夾塊嵌部用於嵌入該定位塊的側嵌槽，同時該螺孔用於供該緊固螺桿鎖入，使得該副夾塊與該主夾塊能共同夾住一鑲埋切片，而該定位塊的上嵌槽則用於與該調整裝置的升降嵌塊相嵌合；

一攝像裝置，設在該調整裝置旁並朝向該調整裝置進行攝像，該攝像裝置用於攝製出放大影像；

一顯示裝置，電性連接該攝像裝置，該顯示裝置用於顯示該攝像裝置所攝製到的放大影像；

一基準線產生模組，電性連接該顯示裝置，該基準線產生模組用於使該顯示裝置的顯示畫面產生至少一條基準線；

一自動研磨拋光裝置，具有一研磨平臺，該研磨平臺具有至少一研磨盤與一拋光盤，各該研磨盤與該拋光盤分別連接一馬達而可受驅動旋轉，該研磨平臺上並設有一三軸驅動機構，該三軸驅動機構連接一夾頭，該夾頭具有至少一夾頭嵌塊，該夾頭嵌塊用於與該夾具的上嵌槽嵌合，該三軸驅動機構與各該馬達並同時電性連接一控制模組，該控制模組可供人員設定研磨與拋光的作業參數值，該控制模組並根據設定的參數值來自動控制該三軸驅動機構與各該馬達的作動已完成研磨拋光。

而進行金相檢驗前處理方法時，即由攝像裝置朝調整裝置產生放大影像並顯示於顯示裝置，且由基準線產生模組在顯示裝置的畫面產生基準線，之後利用夾具含住已鑲埋的金相切片但未夾緊，再將夾具裝設在調整裝置的升降嵌塊使得鑲埋切片與活動平臺接觸，而顯示裝置並顯示出鑲埋切片的放大影像，接著利用升降螺桿將升降嵌塊與夾具調整到一基準位置後，再配合觀看顯示裝置顯示的放大影像與基準線來操作活動平臺控制機構，而因夾具未夾緊鑲埋切片，所以鑲埋切片會隨活動平臺位移，而將鑲埋切片調整至鑲埋切片影像的預定位置對準基準線後，再鎖緊緊固螺桿來讓夾具夾緊鑲埋切片，以完成所謂的標定；

標定完成後，將夾具從調整裝置取下並裝設在自動研磨拋光裝置的夾頭嵌塊，並於控制模組輸入研磨與拋光作業的參數值，接著啟動研磨拋光作業後，控制模組即會自動控制三軸驅動機構將夾頭依序驅動至旋轉的各研磨盤與拋光盤旁，以完成鑲埋切片的研磨拋光作業。

而與習知以人力來完成鑲埋切片的研磨拋光作業時會較為耗時費力相比，本發明透過預先將鑲埋切片標定在所需位置，配合上使用自動研磨拋光裝置，能夠對鑲埋切片進行精準的研磨拋光，並達到省時省力的效果，而為一相當具有進步性的創作。

［請參閱第一圖至第三圖以及第八圖］本發明係有關一種金相檢驗前處理設備，用於對一鑲埋切片（Ｓ）進行金相檢驗的前置處理，該前處理設備包括：

一調整裝置（１），具有一基架（１１），該基架（１１）界定出一作業空間（１１１），該基架（１１）頂部螺設有一升降螺桿（１２），該升降螺桿（１２）並連接一位在該作業空間（１１１）內的升降嵌塊（１３），透過旋轉該升降螺桿（１２）即可控制該升降嵌塊（１３）上下位移，該作業空間（１１１）內並設有一可縱向與橫向位移的活動平臺（１４），該活動平臺（１４）連接一活動平臺控制機構（１５），該活動平臺控制機構（１５）具有複數個旋鈕，透過旋轉不同的旋鈕即可控制該活動平臺（１４）的位移；

一夾具（２），具有一定位塊（２１）與一副夾塊（２６），該定位塊（２１）頂部與一側分別凹設有一上嵌槽（２２）與一側嵌槽（２３），該定位塊（２１）底部則凸出形成一主夾塊（２４），該主夾塊（２４）螺設有一緊固螺桿（２５），該副夾塊（２６）頂部凸出形成一副夾塊嵌部（２７），該副夾塊（２６）並開設有一螺孔（２８），該副夾塊嵌部（２７）用於嵌入該定位塊（２１）的側嵌槽（２３），同時該螺孔（２８）用於供該緊固螺桿（２５）鎖入，使得該副夾塊（２６）與該主夾塊（２４）能共同夾住該鑲埋切片（Ｓ），而該定位塊（２１）的上嵌槽（２２）則用於與該調整裝置（１）的升降嵌塊（１３）相嵌合；

一攝像裝置（３），設在該調整裝置（１）旁並朝向該調整裝置（１）進行攝像，該攝像裝置（３）用於攝製出放大影像；

一顯示裝置（４），電性連接該攝像裝置（３），該顯示裝置（４）用於顯示該攝像裝置（３）所攝製到的放大影像；

一基準線產生模組（５），電性連接該顯示裝置（４），該基準線產生模組（５）用於使該顯示裝置（４）的顯示畫面產生至少一條水平基準線（Ｌ）；

一自動研磨拋光裝置（６），具有一研磨平臺（６１），該研磨平臺（６１）具有三個研磨盤（６１１）與一個拋光盤（６１２），各該研磨盤（６１１）與該拋光盤（６１２）分別連接一馬達（６１３）而可受驅動旋轉，三該研磨盤（６１１）的粒度不同而可分別進行粗研磨、中研磨與細研磨，該研磨平臺（６１）上並設有一三軸驅動機構（６２），該三軸驅動機構（６２）連接一夾頭（６３），該夾頭（６３）具有至少一夾頭嵌塊（６３１），該夾頭嵌塊（６３１）用於與該夾具（２）的上嵌槽（２２）嵌合，該三軸驅動機構（６２）與各該馬達（６１３）並同時電性連接一控制模組（６４），該控制模組（６４）具設定面板而可供人員設定作業參數值，該控制模組（６４）並根據設定的參數值來自動控制該三軸驅動機構（６２）與各該馬達（６１３）的作動。

［請參閱第一圖至第三圖以及第八圖］其中，該升降嵌塊（１３）、該副夾塊嵌部（２７）與該夾頭嵌塊（６３１）皆設為鳩尾塊狀，該上嵌槽（２２）與該側嵌槽（２３）則皆設為鳩尾槽狀。

［請參閱第一圖至第三圖］如一般所知，從PCB等電子產品切下的金相切片要進行金相檢驗前，需要先依序進行鑲埋、研磨與拋光等前置處理，此處的鑲埋切片（Ｓ）即是指金相切片已經鑲埋在模具內（因非重點，所以此處沒有詳細繪出金相切片鑲埋於模具內的狀態），而以下即詳述如何使用本設備來完成鑲埋後的處理作業：

［請一併參閱第四圖］首先將夾具（２）的副夾塊嵌部（２７）嵌入側嵌槽（２３），並將緊固螺桿（２５）鎖入螺孔（２８）內，使得主夾塊（２４）與副夾塊（２６）處於輕輕含住鑲埋切片（Ｓ），但未夾緊鑲埋切片（Ｓ）的狀態，接著將定位塊（２１）的上嵌槽（２２）與調整裝置（１）的升降嵌塊（１３）相嵌合，嵌合後將夾具（２）沿升降嵌塊（１３）橫向滑移至可被攝像裝置（３）攝像到的位置，以使顯示裝置（４）出現金相切片的放大影像；

［請一併參閱第五圖］確認顯示裝置（４）有出現金相切片的放大影像後，再旋轉升降螺桿（１２）以使升降嵌塊（１３）與夾具（２）共同位移至一基準位置，並使得鑲埋切片（Ｓ）與活動平臺（１４）接觸；

［請一併參閱第六圖與第七圖］而在鑲埋切片（Ｓ）與活動平臺（１４）接觸後，即可旋轉活動平臺控制機構（１５）的各個旋鈕來控制活動平臺（１４）縱向與橫向滑移，而因夾具（２）的主夾塊（２４）與副夾塊（２６）僅是含住而未夾緊鑲埋切片（Ｓ），並夾具（２）本身已與升降嵌塊（１３）嵌合定位，所以鑲埋切片（Ｓ）即會隨活動平臺（１４）而相對夾具（２）滑移，此時因顯示裝置（４）同時顯示了金相切片的放大影像與基準線產生模組（５）所產生的基準線（Ｌ），所以透過觀看金相切片的影像在顯示畫面中的上下左右移動，人員即能以基準線（Ｌ）為依據而將鑲埋切片（Ｓ）調整到所要的位置，舉例來說，基準線（Ｌ）可以由下而上依序產生有三條，而由下而上的三條基準線（Ｌ）即為後續進行粗研磨、中研磨與細研磨時所分別要到達的位置，所以人員即可將金相切片要觀察的位置對準最上方的基準線，使得後續完成三道研磨與拋光後，可讓金相切片露出要觀察位置的剖面，而將鑲埋切片（Ｓ）調整到所要的位置後，人員即可用工具將緊固螺桿（２５）鎖緊，使得夾具（２）夾緊鑲埋切片（Ｓ），而此一過程可稱為標定；

［請一併參閱第八圖］而標定完成後即將夾具（２）從調整裝置（１）取下，再將夾具（２）的上嵌槽（２２）與自動研磨拋光裝置（６）的夾頭嵌塊（６３１）嵌合，接著人員可於控制模組（６４）設定研磨與拋光的作業參數值，包括粗研磨值、中研磨值與細研磨值等，設定完成並啟動作業後，控制模組（６４）即會控制三軸驅動機構（６２）驅動夾頭（６３）移動，使得夾頭（６３）將鑲埋切片（Ｓ）依序帶至粗研磨盤（６１１）、中研磨盤（６１１）、細研磨盤（６１１）與拋光盤（６１２）旁，並根據參數值來依序自動完成粗研磨、中研磨、細研磨與拋光作業，而因先前已透過標定，使得鑲埋切片（Ｓ）被夾緊在所要的位置，所以配合設定合適的參數值，即可將金相切片作精準研磨，以避免研磨過深的情況發生。

［請參閱第一圖至第九圖］而上述的該前處理設備的使用流程，即可視為一種金相檢驗前處理方法，其步驟包括：

一攝像程序（Ｐ１），使用攝像裝置（３）對準調整裝置（１）以產生放大影像；

一顯示程序（Ｐ２），將攝像裝置（３）攝錄到的影像顯示在顯示裝置（４）；

一基準線產生程序（Ｐ３），利用基準線產生模組（５）在顯示裝置（４）的顯示畫面產生至少一基準線（Ｌ）；

一標定程序（Ｐ４），將含住有鑲埋切片（Ｓ）的夾具（２）裝設在調整裝置（１），使得鑲埋切片（Ｓ）的放大影像顯示於顯示裝置（４），接著配合觀看顯示裝置（４）來操作調整裝置（１），以在夾具（２）固定不動的狀態下，將鑲埋切片（Ｓ）的影像調整至相對於基準線（Ｌ）的所要位置，之後將夾具（２）夾緊鑲埋切片（Ｓ）；

一自動研磨拋光程序（Ｐ５），標定後將夾具（２）裝設在自動研磨拋光裝置（６）的夾頭（６３），並輸入研磨與拋光作業的參數值，由自動研磨拋光裝置（６）自動完成研磨與拋光作業。

本發明金相檢驗前處理設備及方法，其優點在於，透過標定而將鑲埋切片夾緊在所要的位置，並配合使用自動研磨拋光機來進行研磨拋光後，可精準地將金相切片研磨到預定的位置，以避免發生研磨過深的情況，並具省時省力的效果。

唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明之範圍。即大凡依申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

綜上所述，當知本發明具有新穎性、進步性，且本發明未見之於任何刊物，當符合專利法第２２條之規定。

１:調整裝置１１:基架１１１:作業空間１２:升降螺桿１３:升降嵌塊１４:活動平臺１５:活動平臺控制機構２:夾具２１:定位塊２２:上嵌槽２３:側嵌槽２４:主夾塊２５:緊固螺桿２６:副夾塊２７:副夾塊嵌部２８:螺孔３:攝像裝置４:顯示裝置５:基準線產生模組６:自動研磨拋光裝置６１:研磨平臺６１１:研磨盤６１２:拋光盤６１３:馬達６２:三軸驅動機構６３:夾頭６３１:夾頭嵌塊６４:控制模組Ｓ:鑲埋切片Ｌ:基準線Ｐ１:攝像程序Ｐ２:顯示程序Ｐ３:基準線產生程序Ｐ４:標定程序Ｐ５:自動研磨拋光程序

第一圖係本發明金相檢驗前處理設備之立體示意圖。第二圖係本發明金相檢驗前處理設備的調整裝置與夾具之立體示意圖。第三圖係本發明金相檢驗前處理設備的攝像裝置、顯示裝置與基準線產生模組之方塊圖。第四圖係本發明金相檢驗前處理設備的夾具裝設在調整裝置之示意圖。第五圖係本發明金相檢驗前處理設備的調整裝置將夾具位移至基準位置之作動示意圖。第六圖係本發明金相檢驗前處理設備進行標定時之作動示意圖。第七圖係本發明金相檢驗前處理設備進行標定時之另一作動示意圖。第八圖係本發明金相檢驗前處理設備的自動研磨拋光裝置之立體示意圖。第九圖係本發明金相檢驗前處理方法之步驟流程圖。

無

1:調整裝置

14:活動平臺

15:活動平臺控制機構

2:夾具

3:攝像裝置

4:顯示裝置

S:鑲埋切片

L:基準線

Claims

一種金相檢驗前處理設備，包括：一調整裝置，具有一基架，該基架界定出一作業空間，該基架頂部螺設有一升降螺桿，該升降螺桿並連接一位在該作業空間內的升降嵌塊，該作業空間內並設有一可縱向與橫向位移的活動平臺，該活動平臺連接一活動平臺控制機構；一夾具，具有一定位塊與一副夾塊，該定位塊頂部與一側分別凹設有一上嵌槽與一側嵌槽，該定位塊底部則凸出形成一主夾塊，該主夾塊螺設有一緊固螺桿，該副夾塊頂部凸出形成一副夾塊嵌部，該副夾塊並開設有一螺孔，該副夾塊嵌部用於嵌入該定位塊的側嵌槽，同時該螺孔用於供該緊固螺桿鎖入，而該定位塊的上嵌槽則用於與該調整裝置的升降嵌塊相嵌合；一攝像裝置，設在該調整裝置旁並朝向該調整裝置進行攝像，該攝像裝置用於攝製出放大影像；一顯示裝置，電性連接該攝像裝置，該顯示裝置用於顯示該攝像裝置所攝製到的放大影像；一基準線產生模組，電性連接該顯示裝置，該基準線產生模組用於使該顯示裝置的顯示畫面產生至少一條基準線；一自動研磨拋光裝置，具有一研磨平臺，該研磨平臺具有至少一研磨盤與一拋光盤，各該研磨盤與該拋光盤分別連接一馬達，該研磨平臺上並設有一三軸驅動機構，該三軸驅動機構連接一夾頭，該夾頭具有至少一夾頭嵌塊，該夾頭嵌塊用於與該夾具的上嵌槽嵌合，該三軸驅動機構與各該馬達並同時電性連接一控制模組者。
一種金相檢驗前處理方法，包括以下步驟：一攝像程序，使用一攝像裝置對準一調整裝置以產生放大影像；一顯示程序，將該攝像裝置攝錄到的影像顯示在一顯示裝置；一基準線產生程序，利用一基準線產生模組在該顯示裝置的顯示畫面產生至少一基準線；一標定程序，將含住有一鑲埋切片的一夾具裝設在調整裝置，使得該鑲埋切片的放大影像顯示於該顯示裝置，接著配合觀看該顯示裝置來操作該調整裝置，以在該夾具固定不動的狀態下，將該鑲埋切片的影像調整至相對於基準線的所要位置，之後將該夾具夾緊該鑲埋切片者。
如請求項2所述之金相檢驗前處理方法，其中，還包括一在該標定程序步驟之後的自動研磨拋光程序，為標定後將該夾具裝設在一自動研磨拋光裝置的夾頭，並輸入研磨與拋光作業的參數值，由該自動研磨拋光裝置自動完成研磨與拋光作業者。