CN1008504B - 检测电子部件装配故障的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

用于检查电子部件在基板上安装故障的方法和装置。能自动地和有效地完成检查电子部件在基板上安装的故障，能将故障基板和合格基板进行分类以提高电子部件安装线的整个运转效率。该方法适用于对每一个要有电子部件的基板施加代码标记，能读出和存储表示电子部件在基板上安装情况的代码标记和数据，及将有故障基板与合格基板分类并根据存储的代码标记和故障数据将故障基板传输送走。

Description

本发明涉及用于检测电子电路元件在基板上的装配故障的方法及其装置，特别涉及适用于对电子电路元件在基板上的任何安装故障或缺陷进行检测的一种方法和装置。如部分装配的电子部件的故障相对于基板的置位偏差，安装方向的错误，将这样的安装有故障的基板此后称为有故障的与合格的基板分开，为修改有故障的基板，将这些有故障的基板传输到修改站以修改。

在基板（以后称“基板”）上装配电子电路元件（以后称“电子部件”或“芯片”）的常规生产线中，对电子部件在基板上的装配故障和缺陷的检查是在每一个基板上进行的，当检测到任一安装故障或缺陷时，有缺陷的基板就从生产线上移走，并用手工操作收集到芯片接收器里。然后将这样被收集到的有缺陷的基板送到单独的修改站进行修改操作。

从上述可看到，在常规安装故障的检测和修正***中，安装故障或缺陷的检查是在每一个基板上进行的，即便当电子部件在基板上的安装是有效地并且是连续地在芯片安装站进行，这也不能改进生产线上总的工作效率。还有，在安装中的故障包括装配错误，电子部件相对于基板的错误配准，安装方向的错误，在基片上安装了不正确的电子部件及类似情况。不幸的是，如此变化多端形式的安装缺陷那是难以精确和有效地检查的。再者，为了在一单独修理站修正有缺陷的基板，从生产线移走有缺陷的基板，必须用于手工进行，并且要求操作 员对每一个有缺陷的基板在每一故障的部位做上记号，因此修改操作是相当麻烦和低效率的。

本发明是针对先有技术的上述缺点而产生出来的。

因此，本发明的一个目的是提供一种方法，用以检测电子部件在基板上的安装情况，并能同时检查装配在基板上的多个芯片，在有缺陷的基板和无缺陷的基板之间自动地和有效地进行分类，能有效地和集中地修改有缺陷的基板。

本发明的另一个目的是提供一个装置，用来检测电子部件在基板上的装配故障并能同时检查装配在基板上的多个芯片，在有缺陷和无缺陷基板之间自动地和有效地进行分类，有效地和集中地修改有缺陷的基板。

本发明的另一个目的是提供一个方法，检测电子部件在基板上的安装情况，并依电路部件的结构能精确地和容易地检查每一个基板上电路部件的安装情况。

根据本发明，提供用于检测电子部件在基板上的安装故障的方法，该方法包括下列一些步骤：在每一个要进行安装电子部件的基板的表面施加一个代码标记，把许多基板排列成行;观察安装在基板上的电子部件图像;逐次地检查电路部件的图像，并产生示出基板上电子部件安装情况的检测数据;读出基板上的代码标记以进行处理和将表示读出的代码标记数据与示出相应基板上电子部件安装情况的检测数据存储在一起，并将基板传输到将故障基板从合格基板分类的站，根据存储的检测数据和代码标记数据识别故障基板以将其与合格基板分开，并将这些故障基板传输到用于修改故障的站，根据存储的检查数据和代码标记数据对故障基板进行修正，代码标记可以由条型码形 成。

根据本发明的最佳实施方案，观察在基板上安装电子部件的图像的步骤，连续检查电子部件的图像步骤包括，对具有安装电子部件的基板向下进行光照射以在基板上形成一个有关电子部件的阴影区，在沿带有阴影的部件图像的边缘多个点上对有阴影的电子部件部分地划界，对察局部划界图像与阴影与阴影的对比以检测基板上电子部件安装情况的故障。

根据本发明的另一方面，一种用于检查电子部件在基板上安装故障情况的装置，它包括对具有在其上安装电子部件的每一基板的表面施加不同代码标记的装装一个x-y台用于将多个基板排成行，多个检测照像机置于x-y台之上，与排成行的基板置于相应的位置，视觉检查器与检查的照像机电连接，用于连续检查从所述检查像机供给的图像以产生示出基板部件安装情况的检查数据，分类机构用于进行故障基板和合格基板的分类，用于示出每一有故障基板的故障细节的装置以便进行每一故障基板的修正，分别结合在x-y台和示出装置中的第一和第二代码标记阅读器和示出装置读出，附加到每一基板上的代码标记，及数据编辑控制器，它是与图像检查器和分类机构电连接，数据编辑控制器包括用于处理和存储基板的检查数据的装置，该数据是从图沸检查器与由第一代码标记读出器读出相应基板的代码标记数据一起提供的，数据编辑控制器也包括在存储在其中的代码标记数据和由第一代码标记读出器读出的代码标记之间进行比较以识别故障基板的装置，这样分类机构能进行其分类，故障示出装置唤叫存储在数据编辑控制器中故障基板的检查数据取决于由第二代码标记读出器读出的每一个故障基板的代码标记以示出被呼叫数据的细节。

通过下面的详细描述并同时参照附图的说明，很容易对本发明的其它目的及其许多附带的优点有进一步的了解，附图中的相同的参考数字表示相同的或相应的部件，其中：图1是表明根据本发明检测电子部件在基板上的装配故障的***的第一实施方案的产品流程图。

图2是表明适用于本发明的基板实例的平面图。

图3是一个表明了结合于图1所示的实施方案的检测部分，用于检测电子部件在基板上的安装故障情况的立体图。

图4是一个表明适用于图3所示的检测部分使用的检测像机的实例的原理图。

图5至图7为解释根据本发明第二实施方案的辅助原理图。

现参照图1到图3，根据本发明的第一实施方案描述用于检测在基板上的安装故障情况的方法和装置。在图1中参考数码10是用于在基板上安装电子部件的装置。在故障已由安装装置10进行了电子部件的安装操作之后，基板被负载器56传输到x-y台54，在此期间代码标记装置58将不同的代码标记施加到每一基板的表面。

图2中的数字14是表示适用于此实施方案的基板的实例。基板14有一个由施加代码标记的装置58打在其上的代码标记16。将条型代码标签贴于基板上而形成代码标记16。换句话说，是把条型码打印在基板上而形成的代码标记16是用来进行管理基板14的。

如图3所示，x-y工作台54适合于多个基板14在其上面排列成行或以予定的间隔并排排列，数量与基板14相当的照像机60稳定安装在上边放着基板14的x-y工作台54的上方位置，照像机60适合于将基板14上安装的电子部件的图像连续地供给共用的图像检测器62，共用图像检测器62是与照像机60电连接的并适 于接收从照像机60来的基板上电子部件的图像，以检测任何安装故障诸如安装缺陷电子部件相对于基板的错误配准和安装方向的错误这样，通过图像检测器62可以获得示出，基板上电子部件安装情况的数据，该视觉检测器62是通过NC装置74与数据编辑控制器44电连接，并适于通过NC装置74对数据编辑控制器44提供有序的示出电子部件在基板上安装情况的检查数据，然后这些关于每块基板的检查数据被有序地存储在数据编辑控制器44中。同样，x-y工作台，54装有代码读出器64通过NC装置74与数据编辑控制器44电连接，其64作用是读出每一个基板14的代码标记，并将示出每基板的代码标记的标记数据遗给数据编辑控制器44，按一定方式使它与由图像检测器62检测和产生的相应基板上的检查数据相对应，这将在下面进一步详细描述。

已经过上述由图像检查过的基板而后传输到分选机构26，该机构是安排在x-y台54前方并与数据编辑控制器44电连接。分选机构26包括一个折线形的分离输送机27。折线形（＜）的分离输送机27适合于接收基于按序检查数据的指令，这些数据是从编辑控制器44来的，依次存储在编辑控制器44中的，该输送机27根据这些指令将有缺陷的基板与合格的或无缺陷的基板分开。分选机构26还包括一个无缺陷基板卸载器66和有缺陷基板卸载器68，它们并排地并分别与折线形的分离输送机27相连，并适合于把分离输送机27传送给它们的无缺陷和有缺陷的基板分别向前发送。如上所述，由图像检测器62获得的各基板的有关检查数据是按检查顺序存储在编辑控制器44中基于按序存储的检查数据的指令被按序提供到折线形的分离输送机27上因此当某个基板被传输到折线形分离输送 机27上时，一个基于有关该基板的检查数据的指令无误地提供到折线形分离输送机27此时，如果检查数据是一个表示基板上电子部件的安装的故障，那么分离输送机27接收一个基于检查数据的指令然后根据该指令将该基板引向故障基板卸载器68。这样故障基板可以无故障基板中分离出来。在图1中，参考号70表示电子部件测位器，用于指出有缺陷基板的故障细节以便对其进行修改，参考号72表示代码记读出器，它是与部件测位器70结合在一起的，用于阅读有故障基板的代码标记。部件测位器70与数据编辑控制器44电连接。传输到故障基板卸载器68的故障基板，其代码标记然后由代码标记阅读器72读出。此时，代码标记读出器72用来对从数据编辑控制器44来的故障基板的存储的数据进行存取，是通过对相应于从数据编辑控制器44的有故障基板的读出代码标记的存储的代码标记数据进行存取的。对故障基板这样存取的数据提供到部件测位器70，然后通过部件测位器70示出。

如上所述，在该图示说明的实施方案中，多个检查照像机60同时像获放在图3所示的x-y工作台54上的多个基板14的电子部件图像。此时，当基板由x-y工作台54沿纵向和横向移动时，相应基板上的同一点也以相同的方式相对检查照像机移动，因为相应的基板上相同的位置安装有相同的电子部件。因而在基板上相同点获得的电子部件的图像提供到图形检查器62以通过62进行检查通过此图形检测器获得的检查数据然后提供到数据编辑控制器44是按与代码读出器64读出的相应基板的代码标记数据一一对应的方式。特别地，图像检测器62从照像机60连续地得到各自基板上的电子部件的图像，以判断相应的基板是合格的或是有缺陷的，并将这样判断的 每一基板的数据或信号通过NC装置74供给数据编辑控制器44，以将信号或数据存储起来。如上所述数据编辑控制器44与折线分离输送机27电连接和部件测位器70电连续，因此，能根据从控制器44遗到折线形分离器27的指令进行故障基板和合格基板之间的分选。如上所述，部件测位器70也与数据编辑控制器44电连接，这样，部件测位器70能接受从数据编掉控制器44来的有关故障基板的数据，以指出故障基板的修改的详细数据。

因此，应注意，图1所示的实施方案使多个基板能同时接受检查或检测处理，并被连续地输送到随后的步骤中，以使在较短时间内可以高效地完成有缺陷基板的检测和修改。

此外，还要注意，说明的实施方案的安装故障的检测和修改***能自动完成有缺陷基板和无缺陷基板的分选，并根据所指出的故障详细情况对有缺陷的基板进行修改，因此，提供了一条能够在基板上高效和精确地安装电子部件的生产线。

参照图4到图7，其中只示出了检查电子部件在基板上安装情况的步骤，将描述一种根据本发明的第二实施方案电子部件在基板上安装故障的检测方法。在第二实施方案中除了进行了检查电子部件在基板上安装情况的步骤以外逐进行了与在第一实施方案中描述的相同的方式的步骤。因此，不再重复这些步骤的描述。

在图4中参照号76是布置靠近在每一检查照像机60两侧的两闪光仪（在图4中只示出了检查照像机60），它适用于对基板14进行照射，这些基板已经过电子部件78的安装操作，照射时是以向下的方向以基板的电子部件78的周围形成一阴影区域，检查照像机60适用于摄取或获得电子部件78的图像，由于闪光仪76光的照 射所获得的图像是与安装在基板14上的电子部件的***边缘形成的阴影连同在一起。由检查像机60获得的带阴影的部件图像被提供到图像检查器62（图1和图3）。带阴影部件，图像然后被显示在图像检查器的一帧上。在第二实施方案中，图像检查器是提供在带有窗口的其帧内，窗口能部分地将与阴影电子部件图像划界显示在图像检查器的帧上，是沿在带阴影的电子部件图像的***的多个点划界显示的。更具体地是当带有阴影的部件图像从像机60供给后在图像检查器的帧上显示时，带阴影的部件图像从沿其***多点通过窗口被部分地划界，这样电子部件的图像的轮廓可通过在部件图像和阴影中的光和阴影之间对比的基础上在各自窗口之内局部地确定。这样基板上安装电子部件的适当情况的判断可根据以下要更加详细描述的在每一窗口内的任何形式所获得的显示的部件图像的局部轮廓。

图5示出了检查基板的步骤，在基板上安装的电子部件78具有如图4所示的矩形体。在此情况，采用了在其中带有窗口82a到82f的帧的图像检测器。窗口82a到82f用于局部地对带有阴影的电子部件78的图像划界，该图像是由检查像机60（图4）获得的并显示在图像检测器的帧上，是如图5所示的沿图像检测器帧上予定区域的纵向和横向方向上显示的。更确切地是当光从闪光仪76（图4）照射到具有安装的电子部件78的基板14上时在电子部件78的周围的基板14上形成一阴影区。然后带有阴影80的电子部件78的图像由检查照像机60获得，向后提供到要进行显示的图像检测器一帧上的图像检测器上，以通过窗口82a到82f进行局部的划界和扫描，这样在进行如图5所示的部件图像78和阴影80中的亮和暗区之间的对比基础上可局部地确定，部件图像78和阴影 80之间的边界。局部确定的部件图像和阴影之间的边界在各自的窗口82a到82f之中进行检查。当部件图像和阴影之间的边界是以在从每一82a到82f窗口中的予定的区域偏斜的方式在图像检查器的帧上显示时，就可确定电子部件的安装是否已确实偏离出予定的基板位置。

图6示出了检查基板的步骤，在基板上的电子部件78具有从其体缺伸出的电极84，例如安装一个晶体管。在此情况中，采用一个备有在其帧上予定位置的窗口82a′到82c′的图像检查器。在基板上电子部件78′的安装情况是这样判断的，通过计算显示在每一窗口82a′到82c′中的电子部件78′的一阴影80′的一部分和从电子部件78′的每一电极84反射的光之间的比率，作为图像素的数目，光的反射是由于从闪光仪76来的光的照射。

图7示出了检查基板的步骤，在板上安装的电子部件78包括一个柱状体和集成形成在该体两侧的电极84′。在此情况中，采用了在其帧予定位置上备有窗口82′的图像检测器。在此例中，当闪光仪76将光照射到具有电子部件安装其上的基板时，在电子基板的电子部件周围形成一一阴影区，同时由于光从闪光仪76的反射电极84′闪光。而后由检查照像机60获得了带阴影的电子部件的图像，然后将这些图像提供到图像检查器以在其上的帧上显示，这样通过窗口82″在其较短侧部分局部地划界。在这样显示的带有阴影80″的图像78″中，由于光从闪光仪76的反射电极84′的图像是以闪光的状态显示的，这样在基板上电子部件78″的安装情况可根据窗口82″的边缘和电极84′的闪光图像边缘部分之间位置一致来判断。更确切的是确定了安装的电子部件78″的恰当情况。 是在当电极图像84′的边缘区域在图像检查器的帧上显示时进行的，其显示是以在各自的窗口82″之一的边缘上相互不重叠的方式显示的。相反，当至少一个电极图像84′的边缘是以各自窗口82″的各边缘相互重叠的形式或是电极图像84′的任何边缘部分不在各自窗口82″之中的形式在图像检查器的帧上显示时可以确定电子部件78″已经安装在基板上是处于确实偏离基板上的予定位置。在图5到图7中，当照射的光在基板上没有形成任何阴影区，那么检测到部件安装的故障。

这样，在描述的第二实施方案中，电子部件在基板上安装的情况可利用由于光照射到基板上形成的电子部件中和或电极图像中阴影和光之间的对比进行判断，这样，对于任何形状的电子部件，判断可精确地和较容易地完成。

Claims (4)

1、一种用于检测电子部件在基板上安装故障的方法，其特征为，

用贴标签，打印将不同代码标记施加到要进行电子部件安装操作的每个基板的表面；

把多个上述的基板排列成行；

观测所述安装在基板上的电子部件的图像；

连续地检查所观察的上述电子部件的上述图像，并产生出示出电子部件在基板上安装情况的检查数据；

读出每一要进行处理的基板的代码标记并与表示相应基板上电子部件安装情况的检查数据一起将表示读出代码标记的代码标记数据存储起来，并将基板传送到将合格基板与故障基板分选的站；根据存储的检查数据和代码标记数据识别出故障基板以将有故障的基板从合格基板选出，并将故障基板传送到用于修正故障的站；

根据上述存储的检查数据和代码标记数据对有故障基板进行修正。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于上述的代码标记是由施加条型码形成的。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于观察电子部件在基板上安装的步骤，连续地检查所述电子部件的所述图像包括下列步骤：

对安装有电子部件的每个基板向下照射光以在基板上所述电子部件的周围形成一个阴影区;

在沿带有上述阴影的上述图像的***的高各点上将带有阴影区，上述电子部件的图像部分地划界;及

观察在部分划界带有阴影的图像中的对比以检查在上述基板上安装电子部件的故障。

4、一种用于检查电子部件在基板上安装故障的装置，其特征在于，

用于在其上装有电子部件的基板表面上施加不同代码标记的装置;

一能将上述多个基板排列成行的x-y台;

相应于上述排列成行的基板的位置在上述x-y台上布置多个检查照像机;

一图像检查器与上述检查照像机电连接，并用于连续检查从上述检查照像机供给的检查图像以产生表示在上述基板上电子部件安装的检查数据;

分类机构，用于进行合格基板与故障基板之间的分类，

用于指出上述故障基板的每一个故障细节的装置，以便于对每个故障基板进行修正;

第一和第二代码标记阅读器是分别结合在上述x-y台和上述指示装置中的;一数据编辑控制器与上述图像检查器，指示装置及分类机构电连接;

上述数据编辑控制器包括用于处理和存储上述基板的检查数据的装置，这些检查数据是从上述图像检查器提供的与带有由上述第一代码标记阅读器读出的相应的基板的代码标记一起进行处理和存储的，

上述数据编辑控制器也包括用于在存储那里的代码标记数据和第一代码标记阅读器读出的代码标记之间进行比较以识别基板的装置，这样上述分类机构可能进行其分类操作;

上述故障指示装置呼叫存储在上述数据编辑控制器中的上述有故障基板的检查数据是取决于由第二代码标记阅读器读出的每一上述故障基板的代码标记。

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