CN112113975A - 利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置及其方法，该品管检测装置能对一待测电子零组件的连接端子邻近自由端部分，先投射光线以产生对应光影，再提取整体影像，之后，该品管检测装置会对整体影像进行滤波处理，以滤除掉无关光影，并辨识一特定参考位置，且以参考位置作为构建该待测电子零组件的二维制造规格时的参考点，又根据各该参考点，计算出连接端子的自由端位置及各该连接端子邻近自由端部位的弧度或偏移量，以能与原先电脑模拟设计的连接端子的理想规格，逐一进行比对及分析，以期能大幅提高连接端子制造的精准度及合格率。

Description

利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置及其方法
技术领域
本发明涉及电子零组件的品管检测方法，尤其涉及一种利用二维影像辨识技术对电子零组件(包括：微处理器、电子模块、机电模块、连接器插头及连接器插座…等)上的连接端子执行理想规格的检测方法，以期本发明的品管检测方法不仅能大幅提高连接端子的制造精准度及合格率，更能因此而令各该电子零组件精准地传输高频串列数据，且能在高频串列数据的传输上确保数据信号的完整性。
背景技术
印刷电路板组装业曾是中国台湾二十世纪的明星产业，特别是在电子产业蓬渤发展的年代里，印刷电路板上电子零组件的数量愈多或体积愈大，其所形成的电子产品的体积及重量也会随之大幅增加，从而使得各该电子产品最终必需面对体积或重量过大的问题，然而，随着科技日新月异地创新及进步，将被动元件设计整合至主动元件及积体电路，并据以制成各式表面粘着元件(Surface Mount Device，以下简称SMD)，似乎已成为目前业界惯用的技术手段，以期所有表面粘着元件均能通过表面粘着技术逐一地被安装至一印刷电路板(Printed Circuit Board，以下简称PCB)上，而为轻薄短小的中国台湾印刷电路板产业开创一全新的纪元。
在这一全新纪元里，有赖各式高科技工艺技术不断地被创新及开发出来，各式被动元件、主动元件及积体电路也得以分别被制作成体积更小且重量更轻的各式表面粘着元件，从而令各种电子产品能一举顺利摆脱昔日体积过大的设计局限，使得各种电子产品均能轻易符合“轻、薄、短、小”的市场趋势，有鉴于这一不可逆转的市场趋势，已有愈来愈多财团纷纷投入巨额资金及优秀人才到这一高阶电路板及电子零组件的开发及生产领域中，虽然各该高阶电路板及电子零组件的制造及组装过程均已十分地自动化了，但是，各该高阶电路板及电子零组件组装完成后，仍然有许多检测工作需要通过检测人员，以目测方式，搭配各该检测人员的自由心证，对其上所安装的各式连接端子逐一执行所需的各种检测，这样的检测作法不仅浪费时间，且经常会因各该检测人员主观心证的不同或视觉疲劳所产生的误差，而导致检测结果南辕北辙、极不一致，从而无法实现精准且一致的质量控管。据此，许多本领域工作人员乃投入巨资及庞大人力，针对各该高阶电路板及电子零组件的各种检测进行研究及开发，期望能据以精准且一致地检测出各该高阶电路板及电子零组件上各式连接端子的生产质量，以令各该高阶电路板及电子零组件始终能符合业界要求，提供预期的功能、作用及使用寿命。
目前业界所开发及使用的各式现有检测治具，虽确实能有效改善前述质量控管上的问题，但是，由于各该检测治具均藉其上所设的探针，通过各该高阶电路板及电子零组件上两对应的连接端子(即，输入端及输出端)，针对各该连接端子及其间的电气特性，逐一执行短路、开路及归零等状态的检测项目，基于各该检测项目有其绝对的必要性，也促使本领域工作人员纷纷采用各该检测治具来取代检测人员的目视检测，也因此而大幅地提升了各该高阶电路板及电子零组件的检测质量、生产数量及其所衍生的丰厚经济效益。但是，当这种现有检测治具在对各该高阶电路板及电子零组件执行前述检测项目时，由于使用其上所设的探针抵靠及触压各该高阶电路板及电子零组件上两对应的连接端子，因此，该些探针常会因其抵靠及触压时所施加的力道无法获得精准地控制，导致对应的连接端子受该些探针抵靠及触压力道过大而滑弹出检测治具外，而使该些探针难以精准地完成前述检测项目，此也为各制造厂商当前经常面对且亟欲解决的一重要议题。
为了令各该高阶电路板及电子零组件能满足业界所要求的“Press-fit技术”，在各该相关电子产品的设计、制造及检测上，还必需面对有待一一解决的诸多瓶颈。所谓“Press-fit技术”期望能以按压-配接的原理，将各该表面粘着元件或电子零组件上的连接端子按压-组装至一PCB上对应的端子孔H中，其作法依各该表面粘着元件或电子零组件上所使用的压配销(即，连接端子)结构的不同可概分成两种不同的按压-组装类型；其中，请参阅图1所示，第一种类型为实心压配销P1，其具有一坚固的压入区P11；请参阅图2所示，第二种类型为柔性压配销P2，其具有一弹性压入区P21。在Press-fit技术***中仅描述了具有弹性压入区P21的柔性压配销P2，且将其统称为压配销。
此外，TEConnectivity(TE)的压合技术在20世纪的70年代首次被引入电信行业；后来，在1988年，TEConnectivity的第一个压配销被引入至车辆行业；今天，TEConnectivity已为车辆应用提供了两种独特的压配解决方案；其一请参阅图3所示，被称之为ACTION PIN连接端子P3(或称独立销、压配销)；其二请参阅图4所示，被称之为Multispring连接端子P4(或称独立销、压配销)；一般而言，压配技术可被应用至多个系列；其中，请再次参阅图3所示，使用独立销P3的系列为压配技术的最基本工法，该工法通常通过自动设备将各独立销P3分别以高频率且单独地***至PCB上对应的端子孔中；各该独立销P3所具有的肩部几何形状P30，则为各该独立销P3被压配至PCB提供必要的支撑；对于相邻独立销P3间具有5mm间距的独立销P3而言，使用TE Connectivity的P350***机可每秒达到***最多5个独立销P3的速率，而通过量测压入力和/或深度来控制***过程，也能获得最佳的连接质量控制。请再次参阅图4所示，另一种最常见的系列则为使用具销头P40的压配销P4，该销头P40是令该压配销P4得被稳固地定位至一绝缘塑料插头(或插座)壳体C与PCB间的组件；通常，这些压配销P4与PCB保持平行(0°)、某一预定角度或保持垂直(90°)，且根据所需的压配销P4数量，令该些压配销P4得通过手工、半自动或全自动连接端子制造机予以加工完成；通过按压各该压配销P4的销头P40肩部，即能将各该压配销P4按压装配至PCB上对应的端子孔H。当然，也有一些应用可通过直接按压该绝缘塑料插头(或插座)壳体C来完成安装至PCB上的程序。
一般而言，TE Connectivity的压配解决方案实际上以兼容且具有弹性的压配销P3、P4(或连接端子)，予以实现，因此，在各该压配销P3、P4被***至PCB上对应的各该端子孔H的过程中虽可能会发生变形，但其与实心压配销相比，显然较能有效降低PCB上各该对应端子孔H上的应力，且能有效保持永久接触***时的正向作用力(Normal force)，从而令其能在整个使用寿命期间内提供有效且可靠的电气及机械连接。在各该压配销P3、P4被***至PCB上对应的各该端子孔H后，各该压配销P3、P4与各该对应端子孔H间的正向作用力将自动地产生冷焊互连；特别是，如果镀锡用于两个接触件中的至少一个(如：端子孔)，则由于冷焊接过程将令该些接触件间产生金属上的直接连接，而导致仅会在其间产生极低的接触电阻值(通常低于0.1mOhm/亚毫欧范围)，据此，不仅能增加其在机械接触上的稳定性，也显然能增加其在电气上的稳定性。TE Connectivity的压配技术目前已广泛地被应用至车辆领域的诸多应用中，不仅为车辆领域工作人员在车辆的设计、制造及使用上提供了诸多具备便利性、辅助性及安全性的功能，还证明了车辆领域工作人员对TE Connectivity压配技术本身的高度认可及信任。此外，随着更多电子设备不断地被开发出来且日益地普及化，也促使车辆中的电连接数量不断地增加。然而，为了满足使车辆变得更小、更安全、更便宜及更易于操控的市场趋势，在车辆的诸多创新设计及应用上，主要均偏重在以电气控制单元(electrical control unit，以下简称ECU)执行相关的控制，且各该ECU也需要尽可能地紧凑(compact)，据此，每个ECU内均独立地配设有一PCB，且其上分别承载着具有相同小型化趋势的电气元件。基于前述电子化及小型化的市场趋势，许多电子或电气元件在相同或甚至更小的封装空间上必需具备更多电气上的互连能力，此一需求也促使相关领域工作人员莫不汲汲营营地致力于开发小型化的互连零组件(或连接器)c为了迎合这一市场趋势，已有相关领域工作人员利用TE Connectivity压配技术推出了一款用于0.4x0.5mm连接端子且名为NanoMQS系列的微型连接器C1(miniaturized connector)，请参阅图5所示。为了减少NanoMQS系列微型连接器C1在PCB上所占用的空间，请参阅图6所示，其上两相邻连接端子间的距离已从传统连接器C0的2.54mm一举大幅缩减至1.8mm，同时，PCB上端子孔的尺寸也从传统的1.0mm大幅缩小至0.6mm。因此，根据其配置及规格，应可轻易看出，其与使用0.63x0.63mm连接端子的传统连接器C0相较，NanoMQS系列微型连接器C1显然能在PCB上节省高达60％的占用空间。
市场上的另一趋势，欲将NanoMQS的连接端子与压配技术结合使用，也有相关领域工作人员已就此开发出了一种全新且名为NanoMultispring的压配销，且促使其上包括压配触点在内的电气互连特性能符合更多且更可靠的产品标准，从而能适用于更严苛的环境条件及满足更多且更高的功能性特性需求。此外，随着每一电子装置中配设有更多的电子零组件，该些电子零组件间自然形成了更多的电气互连，从而令本领域工作人员对每一电子零组件的要求也逐渐增加，如此，始能有效确保每一电子零组件在其使用寿命期间始终能提供高质量且可靠的性能。虽然，在现今的车辆应用中，最常见的PCB厚度仍是1.6mm，但是，随着前述市场趋势的演变，在未来的应用中我们极有可能会看到厚度更薄的PCB(如：厚度为1.2mm、1.0mm或0.8mm的PCB)。据此，压配技术解决方案为了满足前述市场趋势，在其设计、制造及检测上自然必需面对更多且更严苛的要求，以令其得以适用于各式PCB互连***，且能为各该互连***提供许多符合市场趋势的优点。
除了在前述压配技术解决方案中所使用到的前述压配销P3、P4(或连接端子P3、P4)，一般而言，在车辆行业中最常使用的压配销P5，请参阅图7所示，其结构在一基础材料P50(base material)上形成两个电镀层(即，底部电镀层(under plating)P51及顶部电镀层(top plating)P52)，而随着业界导入无铅焊接技术(lead free soldering)后，平均焊接温度也需较以往提高许多，为了适应此种较高的作业温度，各该电子零组件上即必需使用较特殊且昂贵的耐高温塑料(如：LCP，PPS，PPA和PCT…等)，作为其上的绝缘材料，然而，通过使用压配技术且舍弃焊接工艺，不仅可完全避免这一缺点，还可令无铅应用也无需使用昂贵的耐高温塑料。此外，由于空间的有效利用一直是车辆设计上的一重要的考量环节，而压配技术的应用恰为其提供了一极佳的解决方案，虽然该解决方案很难通过传统焊接工艺实现的小型化解决方案。却为大型连接器及回流焊接工艺提供了有利的解决方案，使得业界在制造各式电子零组件的过程中，得以利用表面安装技术(SMT)将许多电子零组件应用至现有PCB的焊接工艺步骤中，以有效避开大型焊接头经常会干扰SMT回流焊工艺的问题。至于插头及相邻部件的端子因温度太低，而导致焊接过程有缺陷的问题，也可在焊接过程后通过压配技术来添加头部予以解决；此外，在前述压配技术的应用中，还有一种非常常见的集成壳体(integrated housing)或模块(module)M的应用，请参阅图8所示，该项应用将线圈(Coils)、电容器(capacitors)，激发器(actuators)及感测器(sensors)…等电子元件或电机元件(图中未示)集成在同一壳体或模块M中，而令其得以被压配安装至同一个PCB上，以令该些电子元件或电机元件得以共享同一个PCB所提供的功能及作用；其中，各该集成壳体或模块M一般使用ABS/ESC材料制成，以期望令压配技术应用的组装过程更加容易及可靠，且令机电一体化的诸多应用成为能被具体实现而非遥不可及的事实。
近年来，随着电机、电子产业的日趋进步及复杂化，大数据的高速传输似已成为未来电子产业中不可逆转的必然趋势，现以背板技术为例，背板技术是现今电信***的基础，背板结构的发展已将电信***的数据传输频宽由每秒几Mb的传输速度推向了每秒几Terabit(即，1012bits＝1000000000000bits＝1000gigabits)的传输速度，然而，在追求终极数据串流量的高速传输过程中，不仅背板内实体层结构非常关键，其上连接器内连接端子密度、端子孔及布线走向也是连接器设计师们在控制整个通道内超额电抗时所必需面临的挑战，虽然，通过采用先进微孔(microvia)技术及表面粘着技术，连接器及背板设计师们已能利用成熟的数字模拟设计程序，突破电信***中的诸多障碍，设计出理想的背板、连接器及其对应的电子零组件；由于目前电信平台均依赖高速串列数据传输，而连接器及背板设计师们也习惯性地经常会将电信***的性能极限转稼至连接器内连接端子所使用的铜材上，而为了打破Terabit的界限，近年来在网络交换机及路由器中均会采用了一种先进的背板技术，该先进背板技术因受惠于实体层元件中复杂的设计技术已被电脑化或数字化，而令其设计过程中对大部分元件的设计、建模、模拟、测量及验证等…程序，均能在电脑化或数字化的模拟设计程序上逐一完成，且能充分利用既具备时域分析能力也具备频域分析能力的模拟设计程序，令设计人员能将反射、串扰、阻抗失配及损耗…等复杂的现象直观地显示出来。
诚如前述，虽然先进背板、连接器或其相关零组件的设计人员们已能利用电脑或数字模拟设计程序，设计出各式背板、连接器或其相关零组件上连接端子的理想规格，并令各该背板、连接器或其相关零组件因此而具备预期的理想电气特性，然而，事与愿违的是，通过先进自动化生产技术及设备，制造出各该先进背板、连接器或其相关零组件后，各该先进背板、连接器或其相关零组件却常会因自动化生产设备上的各项机械误差或制程缺失，导致各该先进背板、连接器或其相关零组件上连接端子的制造规格不符合原设计的理想规格，从而令各该先进背板、连接器或其相关零组件无法在高频传输环境下，发挥本领域工作人员预期的理想电气特性。有鉴于此，如何针对各该先进背板、连接器或其相关零组件上所安装的各式连接器的实体结构进行精准的检测，以确保各该连接器内每一支连接端子的脚位、间距及构形…等制造规格均完全符合所设计的理想规格，且使各式电子零组件得以通过对应的连接端子被精准地安装至电信设备的PCB上，从而令各该电信设备不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上具体实现数据信号的完整性，即成为目前各大电信设备及元件设计及制造领域工作人员亟欲解决的一重要议题，也为本发明欲在后续进行深入探讨的一重要课题。
发明内容
有鉴于此，为改进现有检测各式电子零组件上连接端子时，所发生的诸多缺失，经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置及其方法。
本发明的一目的，提供一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置，该品管检测装置至少包括一检测平台(或托盘)、一光源装置、一影像提取装置及一检测电脑；其中，该检测平台的顶侧面至少能定位一待测电子零组件，且令各该待测电子零组件上的连接端子邻近自由端(或插接端)的部位朝向该检测平台的上方，使得该检测装置能对各该待测电子零组件上的连接端子执行品管检测；该光源装置安装在该检测平台顶侧上方，且其所产生的投射光线能沿着连接端子的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子邻近自由端的部位，以令各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端的部位能产生一整体光影；该影像提取装置也安装在该检测平台的顶侧上方，且能精准地提取到各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端部位的整体影像；该检测电脑分别与该光源装置及该影像提取装置相电气连接，以控制该光源装置及该影像提取装置，分别对各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端部位投射光线及提取影像，且能在接收到该影像提取装置传来的整体影像后针对该整体影像进行滤波处理，以滤除掉该整体影像中与构建该待测电子零组件的二维制造规格无关的光影，并据以构建各该待测电子零组件的二维制造规格，且与原先电脑模拟设计的各该待测电子零组件及其上各该连接端子的脚位、厚度、数量、间距及构形…等理想规格，逐一进行品管比对及分析，以期能大幅提高连接端子制造的精准度及合格率，从而令各该电子零组件不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上确保数据信号的完整性。
本发明的另一目的，提供一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测方法，该方法应用至一品管检测装置，该品管检测装置至少包括一检测平台(或托盘)、一光源装置、一影像提取装置及一检测电脑；其中，该检测平台的顶侧面至少能定位一待测电子零组件，且令各该待测电子零组件上的连接端子邻近自由端(或插接端)的部位朝向该检测平台的上方，使得该检测装置能对各该待测电子零组件上的连接端子执行品管检测；该光源装置安装在该检测平台顶侧上方，且其所产生的投射光线能沿着连接端子的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子邻近自由端的部位，以令各该连接端子邻近自由端的部位能分别产生一对应光影；该影像提取装置也安装在该检测平台的顶侧上方，且能精准地提取到各该待测电子零组件及其上连接端子邻近自由端部位的整体影像；该检测电脑分别与该光源装置及该影像提取装置相电气连接，以控制该光源装置及该影像提取装置分别对各该待测电子零组件及其上连接端子邻近自由端部位投射光线及提取影像，且能在接收到该影像提取装置传来的整体影像后依下列步骤，对各该待测电子零组件上的连接端子执行品管检测：首先，针对该影像提取装置所提取的整体影像进行滤波处理，以滤除掉该整体影像中与构建该待测电子零组件的二维制造规格无关的光影；辨识该整体影像中对应于该检测平台的顶侧面上或该待测电子零组件上的至少一特定参考位置，并以各该参考位置，作为构建该待测电子零组件的二维制造规格时的参考点；根据各该参考点，计算出各该连接端子的自由端(或插接端)位置(即，脚位)及各该连接端子邻近自由端(或插接端)部位的弧度或偏移量；待计算出各该连接端子的自由端(或插接端)位置及各该连接端子邻近自由端(或插接端)部位的弧度或偏移量后，即能与原先电脑模拟设计的各该连接端子的脚位、厚度、数量、间距及构形…等理想规格，逐一进行比对及分析，以判断二者是否一致？若是，即显示“该待测电子零组件上连接端子的制造规格符合原设计的理想规格，而能通过品管检测！”；否则，即显示“该待测电子零组件上连接端子的制造规格不符合原设计的理想规格，而无法通过品管检测！”且检测人员应对这一瑕疵状态，探究原因及寻求解决方案，并予以注记！以便据以作为日后改善制造流程及调整机台误差的参考，以期能大幅提高连接端子制造的精准度及合格率，从而令各该电子零组件不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上确保数据信号的完整性。
为方便对本发明的目的、形状、构造装置特征及其效果，做更进一步的认识与了解，现列举实施例配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为现有按压-配接技术所使用的实心压配销的结构示意图；
图2为现有按压-配接技术所使用的柔性压配销的结构示意图；
图3为TE Connectivity为车辆应用所提供的独立销P3系列的结构示意图；
图4为TE Connectivity为车辆应用所提供的Multispring销P4系列的结构示意图；
图5为利用TE Connectivity压配技术推出的一款用于0.4x0.5mm连接端子且名为NanoMQS系列的微型连接器C1及其对应的传统连接器C0的外观示意图；
图6为NanoMQS系列微型连接器C1及其对应的传统连接器C0的顶侧结构图；
图7为车辆行业中最常使用的压配销P5的外观示意图；
图8为压配技术应用中常见的集成壳体或模块应用的外观示意图；
图9为Dimm插接座的外观示意图；
图10为按压-配接技术所使用的插接座的底侧结构示意图；
图11为按压-配接技术所使用的另一插接座的顶侧结构示意图；
图12为本发明的检测装置的硬体结构示意图；
图13为本发明的检测方法的流程示意图。
【主要元件符号说明】
〔现有技术〕
实心压配销 P1
坚固的压入区 P11
柔性压配销 P2
弹性压入区 P21
ACTIONPIN连接端子 P3、P4
肩部几何形状 P30
销头 P40
压配销 P5
基础材料 P50
底部电镀层 P51
顶部电镀层 P52
微型连接器 C1
传统连接器 C0
端子孔 H
绝缘塑料插头(或插座)壳体 C
壳体或模块 M
印刷电路板 PCB
〔本发明〕
品管检测装置 1
电子零组件 2
检测平台 30
零组件定位槽 300
水平位移机构 31
光源装置 320
影像提取装置 330
垂直位移机构 34
检测电脑 38
二维影像辨识及检测程序 380
连接器 C9
集成壳体或模块 M10
连接端子 P9、P10、P11
电子元件 CPU
步骤 100～107
具体实施方式
诚如前述，基于目前电信平台均采用高速串列数据传输，为了打破Terabit的界限，虽然各式连接器、背板、集成壳体或模块及其相关电子零组件的设计师们因受惠于实体层元件中复杂设计技术的电脑化或数字化，令其在设计过程中对大部分元件的设计、建模、模拟、测量及验证等…程序，均能在电脑化或数字化的模拟设计程序上逐一完成，且能充分利用既具备时域分析能力也具备频域分析能力的模拟设计程序，令没计人员能将反射、串扰、阻抗失配及损耗…等复杂的现象直观地显示出来，并据以修改调整后设计出所需的各式连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件上连接端子的理想规格，且令各该连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件因此而具备预期的理想电气特性，但是，经常事与愿违的是，本领域工作人员通过先进自动化生产技术及设备，制造出各该连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件后，各该连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件却常会因自动化生产设备上的各项机械误差或制程缺失，导致各该连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件上连接端子的制造规格不符合原设计的理想规格，从而令各该连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件无法在高频传输环境下，发挥本领域工作人员预期的理想电气特性，有鉴于此，基于二十多年来亲身参与各式连接器、背板、集成壳体或模块及其相关零组件的开发、设计、制造及推广的实务经验，深刻体验到无论那一种类型的连接器C9(请参阅图9所示)、集成壳体或模块M10(请参阅图10所示)及其相关电子元件CPU(请参阅图11所示，以下均简称为“电子零组件”)，其信号传输质量的良窳均取决于其上用以传输信号的连接端子P9、P10、P11制作质量的良窳，若各该电子零组件C9、M10、CPU上连接端子P9、P10、P11的制造规格符合原设计的理想规格，各该电子零组件C9、M10、CPU即能在高频传输环境下，轻易地发挥本领域工作人员预期的理想电气特性，从而确保各该电子零组件C9、M10、CPU始终具备优异的高频数据传输质量；据此，于是思及究应如何针对各该电子零组件C9、M10、CPU上所安装的每一支连接端子P9、P10、P11的实体结构进行精准的检测，以能确保各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11的脚位、间距及构形…等制造规格均完全符合原设计的理想规格，从而使各该电子零组件C9、M10、CPU得以通过对应的各该连接端子P9、P10、P11被精准地安装至各式电子及电信设备的PCB上，且令各该电子及电信设备不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上具体实现数据信号的完整性。
有鉴于各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11的理想规格在设计完成时即已确定，且各该电子零组件C9、M10、CPU均通过各该连接端子P9、P10、P11沿着其插拔方向而分别与对应的连接端子相互抵触，形成电气连接，而据以精准地传输高频串列数据，一般而言，对应连接端子间相互抵触的部位均位在上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位，且为了有效提升对应连接端子间的导电性及信号传输质量，本领域工作人员均会在每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位镀上一层金或银…等材料，也因此而令每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位具备更佳的反光及导电特性。
基于各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11的前述特性，于是思及，若能对各该待测电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位，先沿其插拔方向，提取其二维影像；利用二维影像辨识技术，对各该待测电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的二维影像进行精准的轮廓辨识，即能在确认各该待测电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11的脚位、间距及插接端构形…等制造规格后，据以与原设计的理想规格进行比较判断，若判断出该些制造规格完全符合原设计的该些理想规格，即表示各该待测电子零组件C9、M10、CPU属于通过品管检测的良品；反之，即表示各该待测电子零组件C9、M10、CPU属于无法通过检品管测的遐疵品。如此，不仅能令本领域工作人员在最快速且精准的检测过程中，以批次方式，对该些电子零组件C9、M10、CPU完成理想规格的检测判断，以确保各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11的脚位、间距及构形…等制造规格均完全符合原设计的理想规格，从而使各该电子零组件C9、M10、CPU得以通过对应的各该连接端子P9、P10、P11被精准地安装至各式电子及电信设备的PCB上，且令各该电子及电信设备不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上具体实现数据信号的完整性；不仅如此，本领域工作人员还能在精准检测出各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11在脚位、间距及插接端构形…等制造规格上的具体遐疵后，据以迅速探究及寻找其自动化生产设备上对应的机械误差或制程缺失，从而在获得各该遐疵的解决方案后，能大幅提升各该电子零组件C9、M10、CPU的产品质量及生产合格率。
基于前述发明理念，凭借着多年来从事自动化检测机具设计及制造的丰富实务经验，经过长久地努力地观察与研究后，发现仅须利用二维影像辨识技术，即能批次地针对几十个或上百个电子零组件C9、M10、CPU上连接端子P9、P10、P11的实体结构及位置，同时执行二维影像的提取及辨识，而能大量且精准地完成对各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11理想规格的相关检测工作，其首先必需要解决的问题，就是在对各该电子零组件C9、M10、CPU上的每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位，执行相关检测工作前，必需使各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位能完全曝露在一开放且无死角的透视空间中。如此，在利用二维影像辨识技术对各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11执行相关检测工作时，始能令二维影像辨识技术所使用的光源顺利通过该开放且无死角的透视空间，投射至各该电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位上，同时，令二维影像辨识技术所使用的影像感测装置能顺利通过该开放且无死角的透视空间，提取到每一电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位的清晰影像，从而始能令二维影像辨识技术利用其内建的自动化光学检测技术，对每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位分别进行二维影像(即，其制造规格)的重建，并据以分别与一对应且完美无瑕的二维参考影像(即，原设计的理想规格)，进行规格特征(如：脚位、间距及构形…等)的比对及分析，以快速且精准地沿着每一支连接端子P9、P10、P11的插拔方向完成对电子零组件C9、M10、CPU上每一支连接端子P9、P10、P11的脚位、间距及构形…等制造规格的各项检测。
基于这一设计理念，请参阅图12所示，于是思及设计一品管检测装置1，该品管检测装置1利用一具特殊结构设计的检测平台30(如图12所绘制的托盘形式)，该检测平台30的顶侧面向下凹设形成有多个零组件定位槽300，该些零组件定位槽300彼此间隔且相互保持一预定的间距，各该零组件定位槽300的构形、大小及深浅与各该电子零组件2的构形、大小及高低相匹配，以在每一个电子零组件2被承载在该检测平台30的顶侧面时，各该电子零组件2能被逐一地容纳至各该零组件定位槽300内，请再次参阅图12所示，且各该电子零组件2上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位均外露在该检测平台30的顶侧面，而朝向该检测平台30的顶侧面上方。如此，该检测平台30的顶侧即能批次性地定位及承载多个电子零组件2，且令该些电子零组件2在被位移至对应的一检测位置时，各该电子零组件2上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位均朝向该检测平台30顶侧的上方，使得各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位均能分别对应至一开放且无死角的检测空间。如此，本发明即能利用设在该检测平台30顶侧上方的一光源装置320及一影像提取装置330，令该光源装置320能逐一通过对应的检测空间，对各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位投射光线，该影像提取装置330能在逐一提取各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位所反射的一待检测二维影像后，将各该待检测二维影像传送至一检测电脑38，该检测电脑38内建有一二维影像辨识及检测程序380，能对每一待检测二维影像进行辨识，且对其上各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位分别进行二维影像的重建，并据以构建各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的轮廓点及线，从而获得各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的制造规格(如：脚位、间距及构形…等)，并据以分别与原设计的一对应的理想规格，进行特征比对及分析，以快速且精准地由各该连接端子P9、P10、P11的插拔方向完成对各该电子零组件2上每一支连接端子P9、P10、P11的各项检测。
请再次参阅图12所示，在本发明前述品管检测装置1中，还包括一水平位移机构31及一垂直位移机构34；其中，该水平位移机构31及该垂直位移机构34分别与该检测电脑38相电气连接，且分别用以承载该光源装置320及该影像提取装置330，以接受该检测电脑38的控制，对该光源装置320及该影像提取装置330执行水平向和/或垂直向的位移，从而令该光源装置320及该影像提取装置330能逐一对各该电子零组件2上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位投射光线，且令该检测电脑38能读取该影像提取装置330所提取的各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的整体影像；最后，该检测电脑38会利用其内建的二维影像辨识及检测程序380，针对各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的整体影像进行二维点、线轮廓(即，制造规格)的重建，并据以与原设计的一对应的理想规格，进行规格特征的比对及分析，即能快速且精准地由每一支连接端子P9、P10、P11的插拔方向完成对各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11的各项检测，不仅确保能以批次方式，同时实现对大量电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11执行各项检测的目的，还能确保完成检测的该些电子零组件2都能具备理想的工作效能及预期的使用寿命。
据上所述，该检测电脑38即能根据该影像提取装置330所提取及传来的各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的清晰的整体影像，利用其内建的二维影像辨识及检测程序380，对该整体影像精准地进行二维影像的重建，以快速且精准地获得各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11的制造规格，便据以精准地分析判断及检测出各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11的制造精准度，以有效提升对各该电子零组件2及其上每一支连接端子P9、P10、P11的品管质量及效率。
以上所述，仅为本发明的一优选实施例，本发明在实际操作时，并不局限于此，且其上所采用的任何机构或装置，均能视实际的需要，予以简单化或复杂化，但是，无论如何修饰及改变，只要该品管检测装置1在该检测平台30的辅助下，通过本发明的前述组成元件，利用二维影像辨识及比对技术，同时对多个电子零组件C9、M10、CPU及其上每一支连接端子P9、P10、P11沿插拔方向执行批次的影像检测，均为本发明在此欲要求保护的该品管检测装置1，合先指明。
请再次参阅图12所示，本发明一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置及其方法，该品管检测方法通过前述品管检测装置1予以实现，该品管检测装置1包括一检测平台30(即，前述托盘)、一光源装置320、一影像提取装置330及一检测电脑38，其中，该检测平台30的顶侧面上能定位至少一待测电子零组件C9、M10、CPU，且各该待测电子零组件2上连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位朝向该检测平台30的上方，以令该品管检测装置1能对各该待测电子零组件2及其上连接端子P9、P10、P11执行品管检测；该光源装置320安装在该检测平台30的顶侧上方，且其所产生的投射光线能沿着各该连接端子P9、P10、P11的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位，以令各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位能分别产生一对应的反射光影；该影像提取装置330也安装在该检测平台30的顶侧上方，使得该影像提取装置330能精准地提取到各该待测电子零组件2及其上各连接端子P9、P10、P11邻近自由端部位的整体影像；该检测电脑38分别与该光源装置320及该影像提取装置330相电气连接，以控制该光源装置320及该影像提取装置330分别对各该待测电子零组件2及其上各连接端子P9、P10、P11邻近自由端部位光源装置及提取影像，且能接收该影像提取装置330传来的整体影像，请参阅图13所示，并依下列步骤，对各该待测电子零组件2及其上各连接端子P9、P10、P11执行品管检测：
(100)首先，令该光源装置320能产生投射光线，且令该投射光线能沿着各该连接端子P9、P10、P11的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)的部位；
(101)令该影像提取装置330提取该投射光线在各该待测电子零组件2及其上各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位所产生的一整体影像；
(102)读取该影像提取装置330传来的该整体影像；
(103)针对该整体影像进行滤波处理(colorfiltering)，以滤除掉该整体影像中与构建各该待测电子零组件2及其上各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的二维制造规格无关的光影；
(104)重建各该待测电子零组件2及其上各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的二维制造规格；其中，在辨识该整体影像中各该制造规格(如：其上各该连接端子P9、P10、P11的脚位、间距及构形等规格特征)时，以对应于该检测平台30的顶侧面上或各该待测电子零组件2上的至少一特定参考位置，作为运算比对时的参考点；
(105)根据各该参考点，计算出各该连接端子P9、P10、P11的自由端(或插接端)位置、间距(即，脚位)及各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的弧度或偏移量(即，构形)；
(106)待计算出各该连接端子P9、P10、P11的自由端(或插接端)位置、间距及各该连接端子P9、P10、P11邻近自由端(或插接端)部位的弧度或偏移量…等制造规格后，即能与原先电脑模拟设计的各该连接端子P9、P10、P11的脚位、厚度、数量、间距及构形…等理想规格，逐一进行比对，以判断二者是否一致？若是，即执行步骤(107)；否则，执行步骤(108)；
(107)在该检测电脑38上显示“该待测电子零组件上多支连接端子符合理想的设计规格，通过品管检测！”，且结束处理流程。
(108)在该检测电脑38上显示“该待测电子零组件上多支连接端子不符合理想的设计规格，无法通过品管检测！”且要求品管检测人员应对这一瑕疵状态，探究原因及寻求解决方案，并予注记，以作为日后据以改善制程及调整机台误差的参考依据，以期望能大幅提高连接端子P9、P10、P11制造的精准度及合格率，从而令各该电子零组件2不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上确保数据信号的完整性。
以上所述，仅为本发明最佳的一具体实施例，本发明的构造特征并不局限于此，任何本领域技术人员在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在以下本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测装置，至少包括：
一检测平台，其顶侧面能定位至少一待测电子零组件，且令各该待测电子零组件上的连接端子邻近自由端的部位朝向该检测平台的上方，使得该品管检测装置能对各该待测电子零组件及其上的连接端子执行品管检测；
一光源装置，安装在该检测平台顶侧上方，且其所产生的投射光线能沿着各该连接端子的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子邻近自由端的部位，以令各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端的部位能产生一整体光影；
一影像提取装置，也安装在该检测平台的顶侧上方，且能精准地提取到各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端部位的整体影像；及
一检测电脑，分别与该光源装置及该影像提取装置相电气连接，以控制该光源装置及该影像提取装置，分别对各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端部位投射光线及提取影像，且能在接收到该影像提取装置传来的整体影像后，针对该整体影像进行滤波处理，以滤除掉该整体影像中与构建该待测电子零组件的二维制造规格无关的光影，并据以构建各该待测电子零组件的二维制造规格，且与原先电脑模拟设计的各该待测电子零组件及其上各该连接端子的脚位、厚度、数量、间距及构形的理想规格，逐一进行品管比对及分析，以期能大幅提高连接端子制造的精准度及合格率，从而令各该电子零组件不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上确保数据信号的完整性。
2.如权利要求1所述的品管检测装置，还包括一水平位移机构及一垂直位移机构；其中，该水平位移机构及该垂直位移机构分别与该检测电脑相电气连接，且分别用以承载该光源装置及该影像提取装置，以接受该检测电脑的控制，对该光源装置及该影像提取装置执行水平向和/或垂直向的位移，从而令该光源装置及该影像提取装置能逐一对各该电子零组件及其上每一支连接端子邻近自由端的部位投射光线，且令该检测电脑能读取该影像提取装置所提取的各该电子零组件及其上每一支连接端子邻近自由端部位的整体影像。
3.如权利要求2所述的品管检测装置，还包括一二维影像辨识及检测程序，该二维影像辨识及检测程序内建在该检测电脑中，能对该整体影像精准地进行二维影像的重建，以快速且精准地获得各该电子零组件及其上每一支连接端子的制造规格，便据以精准地分析判断及检测出各该电子零组件及其上每一支连接端子的制造精准度，以有效提升对各该电子零组件及其上每一支连接端子的品管质量及效率。
4.一种利用二维影像辨识连接端子的品管检测方法，该方法应用至一品管检测装置，该品管检测装置包括至少一检测平台、一光源装置、一影像提取装置及一检测电脑，其中，该检测平台的顶侧面上能定位至少一待测电子零组件，且令各该待测电子零组件上连接端子邻近自由端的部位朝向该检测平台的上方，使该检测装置能对各该待测电子零组件上连接端子执行品管检测；该光源装置安装在该检测平台的顶侧上方，且其所产生的投射光线能沿着各该连接端子的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子邻近自由端的部位，以令各该连接端子邻近自由端的部位能分别产生一对应光影；该影像提取装置也安装在该检测平台的顶侧上方，且能精准地提取到各该待测电子零组件及其上连接端子邻近自由端部位的整体影像；该检测电脑分别与该光源装置及该影像提取装置相电气连接，以分别控制该光源装置及该影像提取装置对各该待测电子零组件及其上连接端子邻近自由端部位光源装置及提取影像，且能在接收到该影像提取装置传来的整体影像后，依下列步骤，对各该待测电子零组件及其上连接端子执行品管检测：
首先，令该光源装置能产生投射光线，且令该投射光线能沿着各该连接端子的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子邻近自由端的部位；
令该影像提取装置提取该投射光线在各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端部位所产生的一整体影像；
读取该影像提取装置传来的该整体影像；
针对该整体影像进行滤波处理，以滤除掉该整体影像中与构建该待测电子零组件的二维制造规格无关的光影；
重建该待测电子零组件的二维制造规格；其中，在辨识该整体影像中各制造规格时，以对应于该检测平台的顶侧面上或该待测电子零组件的至少一特定参考位置，作为运算比对时的参考点；
根据各该参考点，计算出各该连接端子的自由端位置及各该连接端子邻近自由端部位的弧度或偏移量；
待计算出各该连接端子的自由端位置及各该连接端子邻近自由端部位的偏移量或偏移量的制造规格后，即能与原先电脑模拟设计的各该连接端子的脚位、厚度、数量、间距及构形的理想规格，逐一进行比对，以判断二者是否一致，若判断二者一致，即显示“该待测电子零组件上多支连接端子符合理想的设计规格，通过品管检测！”；否则，若判断二者不一致，即显示“该待测电子零组件上多支连接端子不符合理想的设计规格，无法通过品管检测！”，且要求品管检测人员应对这一瑕疵状态，探究原因及寻求解决方案，并予注记，便作为日后据以改善制程及调整机台误差的参考依据，以期能大幅提高连接端子制造的精准度及合格率，从而令各该电子零组件不仅能精准地传输高频串列数据，还能在高频串列数据的传输上确保数据信号的完整性。
5.如权利要求4所述的品管检测方法，其中，该品管检测装置还包括一水平位移机构及一垂直位移机构，该水平位移机构及该垂直位移机构分别与该检测电脑相电气连接，且分别用以承载该光源装置及该影像提取装置，并能接受该检测电脑的控制，对该光源装置及该影像提取装置执行水平向和/或垂直向的位移，从而令该光源装置所产生的投射光线能沿着各该待测电子零组件上各该连接端子的插拔方向呈一预定角度地投射至各该连接端子邻近自由端的部位，以令各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端的部位能产生该整体光影，且令该影像提取装置能逐一提取各该电子零组件及其上每一支连接端子邻近自由端部位的该整体影像，而令该检测电脑能据以精准地进行各该待测电子零组件及其上各该连接端子邻近自由端部位制造规格的重建及品管检测。
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