TWI734423B - 人工智能檢測產品正確放位系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種人工智能檢測產品正確放位系統及方法，主要包括：一載體上設有置放位供待測產品置入；一攝像單元與該載體相隔對應而設，該攝像單元的一端設有鏡頭正對於載體的置放位，以監控攝取待測產品投入置放位的影像，以及一監控中心其內部至少設有一接收單元、一處理單元、及一比對單元，針對所接收待測產品投入置放位的影像進行優化處理及比對，以測出該待測產品投入置放位是否放正；藉此，可運用影像處理及AI人工智能，達到快速偵測該待測產品是否正確放在該載體的置放位中，而能有效提高良品率及產能。

Description

人工智能檢測產品正確放位系統及方法

本發明係有關電子半導體生產測試的技術領域，尤指一種人工智能檢測產品正確放位系統及方法。

現代科技進步電子資訊產品愈來愈輕薄短小，相對使電子半導體產品更微型化的趨勢，導致後端的檢測變得愈發困難，但無可避免所有的電子半導體產品在被投入到市場之前，都必須要通過各種不同的測試，如外部測試及導通測試等，藉以提高良品率並增加應用產品的可靠性。

其中電子半導體產品導通測試，主要用來測試電子半導體產品應用功能是否正常，測試時必需要先將待測產品正確定位置於載體或放入治具內，再將待測產品導通進行後續測試。早期測試前均採用人工目視來檢查待測電子半導體產品置放位是否正確，但實際上人工目視檢查準確率低，倘未能及時發現對位不正，勉強通電將會導致電子半導體產品燒毀造成損壞。

尤其隨著電子半導體產品越趨細小，目視待測產品是否對位正確更屬困難，故目前較先進的方法如第7圖所示，是透過雷射A來測量待測產品B高度，應用時先在每個待測產品B至少取樣三個點，進而可 算出待測產品B平面度，得知待測產品B是否放置到位，雖然偵測定位效果佳可彌補目視的不足，但缺點是雷射A檢查每次測量浪費時間約1.5秒，會嚴重拖慢檢測進度影響到設備產出效率。

有鑑於此，本發明的主要目的，在提供一種人工智能檢測產品正確放位系統，主要包括：一載體、一攝像單元、及一監控中心所組成，其中該載體上設有置放位供待測產品置入；該攝像單元與該載體相隔對應而設，該攝像單元的一端設有鏡頭正對於載體的置放位，以監控攝取待測產品投入置放位的影像，該攝像單元的另一端設有輸出端將訊號傳輸至該監控中心；該監控中心其內部至少設有一接收單元、一處理單元、及一比對單元，針對所接收待測產品投入置放位的影像進行優化處理及比對，以測出該待測產品投入置放位的放位準確度。

其中，倘待測產品的四邊與置放位的四邊影像特徵線相互平行，且兩者之間四邊影像特徵線又留有等間隔的縫隙，則判定待測產品已正確放在置放位內的對組位上，可繼續進一步執行測試；其中，倘待測產品的任一邊與置放位其相對邊的影像特徵線交差重疊，或待測產品的四邊與置放位的四邊影像特徵線雖然相互平行，但兩者間四邊特徵線相對所留的縫隙有大小並非等間隔，則判定該 待測產品在置放位內的所放位置不正確，此時發出警訊通知督促應將該待測產品取出重新再投入置放位內放正；藉此，可運用影像處理及AI人工智能，代替傳統技術提高判斷效率與準確率，達到快速偵測該待測產品是否正確放在該載體的置放位中，提升待測產品放位檢測的效率與準確率，進而能有效提高良品率及設備的產能。

1:載體

11:置放位

12:待測產品

2:攝像單元

21:鏡頭

23:輸出端

3:監控中心

31:接收單元

32:處理單元

33:比對單元

101、102:基準孔

111:中心部

112:導斜邊

113:圓缺口

115、125:影像特徵線

A:雷射

B:待測產品

R:間隙

S1~S7、S10~S60:方法步驟

第1圖 為本發明系統的配置圖。

第2圖 為本發明的應用例圖。

第3A-3C圖 為本發明影像特徵線的態樣圖。

第4圖 為本發明方法的流程圖。

第5A-5B圖 為本發明對位基準的座標圖。

第6圖 為本發明判斷比對的流程圖。

第7圖 為習知雷射量測之應用示意圖。

為方便了解本發明之內容，及所能達成之功效，茲配合圖式列舉具體實施例，詳細說明如下：請參第1、2圖所示，本發明所設之一種人工智能檢測產品正確放位系統，主要包括：一載體1、一攝像單元2、及一監控中心3所組成，其中 該載體1上設有置放位11供待測產品12置入；該攝像單元2與載體1相隔對應而設，該攝像單元2的一端設有鏡頭21正對於載體的置放位11，以監控攝取待測產品12投入置放位11的影像，該攝像單元2的另一端設有輸出端23將訊號傳輸至該監控中心3；該監控中心3其內部至少設有一接收單元31、一處理單元32、及一比對單元33，針對所接收待測產品12投入置放位11的影像進行優化處理及比對，以測出該待測產品12投入置放位11放正的準確度；較佳實施，其中該攝像單元2的輸出端23與該監控中心3的接收單元31之間，可為有線或無線傳輸，該監控中心3可由具有網路資訊連結之以下其中一種設備所構成，桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、及智慧型手機，但實際並不以此為限。

較佳實施，其中該載體1可為一治具其上至少設有一置放位11，該置放位11設在一平台10上，該平台10面上的一對角線的兩端對應設有兩個基準孔101、102，以作為該對角線中間置放位11拍攝影像的對位基準，但實際基準孔101、102的數量及所設位置並不以此為限。

較佳實施，其中該待測產品12為一積體電路CHIP，該平台10為四邊形，該置放位11由一凹穴所構成，該置放位11凹穴呈矩形，其內底具有一中心部111，置放位11凹穴內側上設有四個向中心漸縮的導斜邊112，置放位11凹穴的四角落設有圓缺口113以供待測產品易拿取出；較佳實施，其中以該兩個基準孔101、102作為拍攝影像的基準，取其影像中該置放位11凹穴的四邊影像特徵線115與該待測產品 12的四邊影像特徵線125相互關係作為比對，以判斷求出待測產品12在置放位11中的真實所在位置，但實際並不以此為限。

較佳實施，如第3A圖所示，其中該待測產品12置入正確係等間隔位在該置放位11凹穴中，該置放位11凹穴的四邊影像特徵線115與該待測產品12的四邊影像特徵線125具有待測的等寬的間隙R。

較佳實施，如第1圖至第3C圖所示，使本發明即可透過該攝像單元2抓取該載體1治具外觀影像特徵線115與待測產品影像特徵線125進行比對，其中主要至少判斷影像特徵線115及125的四種相對位置，以提供該監控中心3內部具有的AI智能學習程式增進監控中心3判斷的準確性，但實際判斷方式並不以此為限。

如第3A圖所示，第一相對位置該載體置放位11四邊的影像特徵線115及待測產品12四邊的影像特徵線125平行對稱，間隙R一致，代表待測產品12放置對中對稱，在治具置放位11中放位正確；如第3B圖所示，第二相對位置該載體置放位11的影像特徵線115被待測產品12影像特徵線125遮擋或交叉，代表待測產品12嚴重偏出治具置放位11凹穴；如第3C圖所示，第三相對位置該載體置放位11四邊的影像特徵線115與該待測產品12四邊的影像特徵線125彼此間隙R不一致，代表待測產品12放位不正偏向單邊；以及如第3B圖所示，第四相對位置該載體置放位11四邊的影像特徵線115與該待測產品12四邊的影像特徵線125彼此歪斜不平行，代表待測產品12放位不正歪斜旋轉。

較佳實施，如第4圖所示，使本發明一種人工智能檢測產品正確放位方法步驟，主要包括：S1.攝像單元2由兩基準孔101、102，取得正確的置放位11凹穴；S2.將待測產品12投入置放位11凹穴中；S3.比對影像中待測產品12的任一邊影像特徵線125是否與置放位11凹穴相對邊影像特徵線115遮擋或交叉相疊，若是YES發出錯位警訊執行步驟S7，若否NO執行步驟S4；S4.比對影像中待測產品12的四邊影像特徵線125與置放位11凹穴的四邊影像特徵線115是否平行，若否NO則發出錯位警訊執行步驟S7，若是YES執行步驟S5；S5.比對影像中待測產品12與置放位11凹穴之間四邊的影像特徵線125、115是否留有等間隔的縫隙R，若否NO則發出錯位警訊執行步驟S7，若是YES執行步驟S6；S6.待測產品12已正確對位，進行後續測試，以及；S7.待測產品12的對位偏差，將待測產品12取出重新放入置放位11凹穴，返回步驟S3。

較佳實施，如第5A-5B圖所示，本發明更具體的方法可用以下兩點來達成；

A.置放位11中心值計算原理：讀取載具1的基準孔101、102圓形標示符號座標(X1，Y1)(X2，Y2)，換算出載具1其置放位11的中心座標(Xf，Yf)。

B.待測產品12中心值計算原理：讀取待測產品12位置，從待測產品12外框四邊計算待測產品12中心值(Xp，Yp)與偏差角度θ，再分析(Xp，Yp)與(Xf，Yf)的誤差是否在可接受範圍內(一般△X，△Y均需小於0.03mm，△θ<0.5°)。

如此，請參第6圖所示，當Robot機器手臂將待測產品放至該載體1測試治具內，攝像單元2拍照後影像資料經該監控中心3進行優化處理後，其比對的方法步驟如下；S10.影像處理比對該載體1量測治具基準孔101、102，換算出該載體置放位11即治具凹穴中心點座標與角度(Xf，Yf)，θf；S20.影像處理比對量測待測產品12，換算出中心點座標與角度(Xp，Yp)，θp；S30.影像處理比對換算待測產品12與該載體置放位11之座標值相對偏差為(△X，△Y)，△θ，其中△X=Xf-Xp、△Y=Yf-Yp、△θ=θf-θp；S40.影像處理比對待測產品12是否放好，判斷條件針對△X、△Y、△θ取絕對值，其中絕對值｜△X｜小於0.03mm、絕對值｜△Y｜小於0.03mm、絕對值｜△θ｜小於0.5°；S50.如果上述結果為是Yes表示待測產品12已擺正，通知該載體1測試治具開始測試，以及；S60.如果上述結果為否No表示待測產品12没擺正，通知該載體1測試治具停止動作，通知人員處理。

與現有習知技術相較，本發明的優點在於：可運用影像處理及AI人工智能，代替傳統技術提高判斷效率與準確率，達到快速偵測該待測產品12是否正確放在該載體1的置放位11中，提升待測產品12放位檢測的效率與準確率，進而能有效提高良品率及設備的產能。

本發明實用技術較傳統方法節省設備1.4秒時間，判斷的準確率明顯提高，而且未來應用還可進一步規劃透過影像識別判斷之偏差值，反饋到robot機械手臂做下次放料座標值自動修正，以達到自動調位改善之前放不准的問題，使後續操作可精準投位正確。

綜上所述，本發明新穎實用完全符合專利要件，爰提出發明專利申請。惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故凡依本發明申請專利範圍及創作說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:載體

11:置放位

12:待測產品

2:攝像單元

21:鏡頭

23:輸出端

3:監控中心

31:接收單元

32:處理單元

33:比對單元

101、102:基準孔

111:中心部

112:導斜邊

113:圓缺口

Claims (8)

1. 一種人工智能檢測產品正確放位的方法，主要包括：建構一人工智能檢測產品正確放位系統，具有一載體、一攝像單元、及一監控中心所組成，其中該載體上設有置放位供待測產品置入，該載體上至少設有兩個基準孔，該置放位的四邊與該待測產品的四邊具有相互比對的影像特徵線，供判斷該待測產品在該置放位中的真實所在位置；該攝像單元與該載體相隔對應而設，該攝像單元的一端設有鏡頭正對於該載體的該置放位，以監控攝取該待測產品投入該置放位的影像，該攝像單元的另一端設有輸出端將訊號傳輸至該監控中心，以及；該監控中心其內部至少設有一接收單元、一處理單元、及一比對單元，針對所接收該待測產品投入置放位的影像進行優化處理及比對，以測出該待測產品投入該置放位的放位準確度，所執行方法步驟包括：S1.該攝像單元由該兩基準孔，取得正確的該置放位；S2.將該待測產品投入該置放位中；S3.比對影像中該待測產品的任一邊影像特徵線是否與該置放位相對邊影像特徵線遮擋或交叉相疊，若是YES發出錯位警訊執行步驟S7，若否NO執行步驟S4；S4.比對影像中該待測產品的四邊影像特徵線與該置放位的四邊影像特徵線是否平行，若否NO則發出錯位警訊執行步驟S7，若是YES執行步驟S5；S5.比對影像中該待測產品與該置放位之間四邊的影像特徵線是否留有等間隔的縫隙，若否NO則發出錯位警訊執行步驟S7，若是YES執行步驟S6； S6.該待測產品已正確對位，進行後續測試，以及；S7.該待測產品的對位偏差，將該待測產品取出重新放入該置放位，返回步驟S3。
2. 如請求項1所述之人工智能檢測產品正確放位的方法，其中該監控中心進一步由具有網路資訊連結之以下其中一種設備所構成，桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、及智慧型手機，該攝像單元的輸出端與該監控中心的接收單元之間為有線傳輸或無線傳輸。
3. 如請求項2所述之人工智能檢測產品正確放位的方法，其中該載體進一步為一治具其上至少設有一該置放位，該置放位設在一平台上，該平台面上的一對角線的兩端對應設有該兩個基準孔，以作為該對角線中間該置放位拍攝影像的對位基準。
4. 如申請專利範圍請求項3所述之人工智能檢測產品正確放位的方法，其中該待測產品進一步為一積體電路，該平台為四邊形，該置放位由一凹穴所構成，該置放位凹穴呈矩形，其內底具有一中心部，該置放位凹穴內側上設有四個向中心漸縮的導斜邊，該置放位凹穴的四角落設有圓缺口供待測產品易拿取出。
5. 如請求項4所述之人工智能檢測產品正確放位的方法，其中該置放位的影像特徵線進一步設在該凹穴的四邊。
6. 如請求項5所述之人工智能檢測產品正確放位的方法，其中該待測產品係進一步正確置在該置放位凹穴中，該置放位凹穴的四邊影像特徵線與該待測產品的四邊影像特徵線具有等寬的間隙。
7. 如請求項1所述之人工智能檢測產品正確放位方法，其中該待測產品以機器手臂放至該載體內，該攝像單元拍照影像資料經該監控中心進行優化處理，進一步執行比對包括；S10.影像處理比對該載體量測基準孔，換算出該載體置放位中心點座標與角度(Xf，Yf)，θf；S20.影像處理比對量測該測待測產品，換算出中心點座標與角度(Xp，Yp)，θp；S30.影像處理比對換算該待測產品與該載體置放位之座標值相對偏差為(△X，△Y)，△θ，其中△X=Xf-Xp、△Y=Yf-Yp、△θ=θf-θp；S40.影像處理比該對待測產品是否放好，判斷條件針對△X、△Y、△θ取絕對值，其中比對條件絕對值｜△X｜小於0.03mm、絕對值｜△Y｜小於0.03mm、絕對值｜△θ｜小於0.5°；S50.如果上述該比對條件為是Yes，表示該待測產品已擺正，通知該載體測試開始測試，以及；S60.如果上述該比對條件為否No，表示該待測產品没擺正，通知該載體測試停止動作，通知人員處理。
8. 如請求項1所述之人工智能檢測產品正確放位方法，其中該監控中心內部進一步具有AI智能學習程式，可透過該攝像單元抓取該載體置放位四邊的影像特徵線與該待測產品四邊的影像特徵線進行比對，以增進監控中心判斷的準確性，其學習判斷主要包括以下四種相對位置： 第一相對位置，該載體置放位與該待測產品四邊的影像特徵線平行對稱，間隙一致，代表待測產品放置對中對稱，在該載具置放位中放位正確；第二相對位置，該載體置放位影像特徵線被該待測產品影像特徵線遮擋或交叉，代表該待測產品嚴重偏出該載體置放位；第三相對位置，該載體置放位與該待測產品四邊的影像特徵線彼此間隙不一致，代表該待測產品放位不正偏向單邊；以及第四相對位置，該載體置放位與該待測產品四邊的影像特徵線彼此歪斜不平行，代表該待測產品放位不正歪斜旋轉。

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