贴片焊线自动检测系统的制作方法

文档序号:5836962
专利名称:贴片焊线自动检测系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种贴片技术的检测设施,尤指贴片焊线自动检测系统。
技术背景自动光学检测AOI(Auto-Optical-Inspection)系统,即用光学手段获取被测物 图形, 一般通过一传感器(摄像机)获得检测物的照明图像并数字化,然后以 某种方法进行比较、分析、检验和判断,相当于将人工目视检测自动化、智能 化。不同AOI软、硬件设计各有特点,总体来看,其分析、判断算法可分为两 种,即设计规则检验(DRC)和图形识别检验。DRC法是按照一些给定的规则 检测图形;图形识别法是将AOI系统中存储的数字化图形与实验检测图像比较, 从而获得检测结果。而焊线的自动检测系统即有DRC法又有图形识别法,同时 还加入了根据焊线的具体特点的独特的处理方法。在这里说明一下焊线的工艺所谓焊线(Bonding)即COB(Chip-on-Board ), 也称之为芯片直接贴装技术,是采用粘接剂或自动带焊、丝焊、倒装焊等方法, 将集成电路芯片裸die直接绑定贴装在电路板上。由于其性能更优越,集成度更 高,体积更小,更强的易用性、更简化的产品工艺流程,更低的成本而得到广 泛的应用,而对现时焊线的检测是通过人工目检和产品的功能测试来完成的, 工序为焊线-望线(目检)-功能测试(FCT)…;使用AOI后工序为焊线-AOI-AOI 后不良品功能测试(FCT)...; AOI的检测速度快,大约是功能测试的5倍,所以 大大提高了生产的效率,节约了产品的生产成本,同时AOI可适合检测不同的产 品,而原功能测试(FCT)只能针对一种产品,用户投入的AOI成本,大约4-6个 月可以收回。设备对比如下检测方式设备成本准确率效率检测成本移植设备维护FCT原始设备1.5万99. 9%l倍7元/110PCS不可难AOI自动系统约io万99. 5%5倍1. 4元/110PCS容易易对焊线检测的难点在于:1、由于芯片置于线路板位置的不确定性,所焊接的芯片到线路板的焊线 (焊接线)位置就存在不确定性;2、怎样判断一单线的好坏:线的存在,断线,线的 长度等;3、线与线之间的短路,线与线之间的间距判断等;4、银浆溢出对焊 线识别的影响等等,如图25所示。针对以上特点,通过同用户反复的实验,本 申请人:成功的研制了一套适合焊线自动检测系统。 发明内容本实发明的目的在于提供一种贴片焊线自动检测系统,该系统该软件产品 以XY运动平台为基础,用伺服电机进行精确传动,CCD进行视觉自动采集, 通过数字图象处理达到自动检测产品。
本实发明的另一 目的在于提供一种操作简单,并能够快速精确判断ic焊线问题,提高检测的速度与精度,节约成本的贴片焊线自动检测系统。 为实现上述目的,本发明的技术解决方案是一种贴片焊线自动检测系统,它设置包括有机体和工作系统,所述机体外 部设有液晶显示器、启动按钮、停止按钮、工作平台、和贴片PCBA托盘,贴片PCBA托盘设在工作平台上,工作平台上设有平台安全罩;所述机体内部设有工作系统,所述工作系统包括有Y轴同步带、光源、镜 头、CCD相机、CCD相机支座、X轴同步带组成,所述工作平台位于Y轴同 步带的上方设有光源,固定于CCD相机座支的底部,所述CCD相机座支的底 部设有镜头,CCD相机固定于CCD相机支座的顶部,所述X轴同步带设于机 体后侧面板的固定传动轴上,Y轴同步带和X轴同步带均设置于其相应的伺服 电机上;所述工作系统的软件设置结构包括有初始化模块、参数设置模块、运动 控制模块、焊线检测模块组成,所述工作系统采用的工作软件是CCD检测程序。所述的初始化模块用于初始化软件参数和产品测试参数,所述的参数设置 模块用于设置软件参数和产品测试参数,所述运动控制模块用于控制XY运动 平台,使产品到达指定的位置,从而通过摄像机获取合理的产品图象,所述焊 线检测模块用于对产品图象进行图象处理,将图象处理的结果通过自动识别算 法将产品的质量自动识别出来。采用上述方案后,本发明采用的是工作系统中设有初始化模块、参数设置 模块、运动控制模块、悍线检测模块的贴片焊线自动检测系统,该软件产品以 XY运动平台为基础,用伺服电机进行精确传动,CCD相机进行视觉自动采集, 通过数字图象处理达到自动检测产品目的。本发明贴片焊线自动检测系统主要 服务于工业上的产品自动化检测,操作简单,并能够快速精确判断一般人眼无 法直接判断的IC焊线问题,如短路,断路,多线,少线等问题。不仅提高了检 测的速度与精度,也节省大量的人力物力,真正实现了产品检测的自动化。下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明


图l是本发明的结构外观图;图2是本发明的工作系统结构示意图;图3是本发明的工作系统结构示意方框图;图4是本发明的工作流程图;图5-8是本发明登录系统示意图;图9-11是本发明添加类型与修改密码示意图;图12-24是本发明系统主界面解析图及系统参数设置图;图25是焊线分布示意参考图。 图号说明1、机体 11、液晶显示器 12、启动按钮 13、停止按钮 14、工作 平台15、贴片PCBA托盘 21、Y轴同步带22、光源 23、镜头 24、
CCD相机241、 CCD相机支座25、 X轴同步带201、初始化模块 202、参数设置模块 203、运动控制模块 204、焊线检测模块2、工 作系统具体实施方式
一种贴片焊线自动检测系统,如图1-2所示,其外部结构设置包括有机体1,在机体1上部界面设有液晶显示器11、启动按钮12、停止按钮13、工作 平台14、和贴片PCBA托盘15,其中贴片PCBA托盘15设在工作平台14上, 工作平台上设有平台安全罩141;启动按钮12和停止按钮13控制下述工作系 统2的开关;机体1内设有工作系统2,其包括有Y轴同步带21、光源22、镜头23、 CCD相机24、 CCD相机支座241、 X轴同步带25组成,所述的Y轴同歩带21 设在工作平台14上,所述工作平台14位于Y轴同步带21的上方设有光源22 固定于CCD相机座支241的底部,所述CCD相机座支241的底部设有镜头23, CCD相机24固定于CCD相机支座241的顶部,所述X轴同步带25设于机体 1后侧面板的固定传动轴上。其中Y轴同步带21和X轴同步带25均设置于其 相应的伺服电机上。配合图3所示,所述工作系统2的软件设置结构包括有初始化模块201、 参数设置模块202、运动控制模块203、焊线检测模块204组成,所述的初始化 模块201用于初始化软件参数和产品测试参数,所述的参数设置模块202用于 设置软件参数和产品测试参数,所述运动控制模块203用于控制XY运动平台, 使产品到达指定的位置,从而通过摄像机获取合理的产品图象,所述焊线检测 模块204用于对产品图象进行图象处理,将图象处理的结果通过自动识别算法 将产品的质量自动识别出来。本发明所述工作系统2采用的软件是CCD检测程 序。其工作系统2的流程程是如图4所示,初始化模块201开始工作,如果需 要进行参数设置,那就运行参数设置模块202,如果不需要进行参数设置,那 就运行下一步运动控制模块203,控制XY运动平台14,帮定线检测模块204 工作,进行产品测试,获得单个产品测试结果后,如果产品测试完成,那就结 束测试,反之就重新回到运动控制模块203开始工作,进行下一产品的测试。工作系统2的检测原理是系统检测到信号后,伺服电机自动将测试品精 确传送到与镜头23匹配的位置,CCD相机24开始采集图象,通过大恒图象视 频卡,将图象数据转送到计算机内存,进行数字图象处理。将测试产品分为左 上右下4个区域进行数字图象处理依次检测,首先搜索满足标准长度的焊线, 并计算出每个区域满足条件焊线的数目与标准测试品区域数目进行比较,当所 检焊线的数目符合标准,计算焊线起始位,中间位,末位与相邻焊线3个位的 距离,得出距离偏差与标准测试品参数逐一比较,经过一系列容错处理得到正 确结论,并在显示窗口标出正确错误区域。本发明工作使用时需要电脑的控制,其电脑运行环境为硬件环境标准配置,CPU:奔腾1.6Ghz以上,内存512MB,显示模
式颜色质量16位,屏幕分辨率1024X768像素,DH-CG300大恒图象视频 卡1.2本发明使用的配置 一 -CPU:奔腾1.8Ghz 以上,内存1024MB以上,显示模式颜色质量16位屏 幕分辨率1024X768像素,DH-CG300大恒图象视频卡;软件环境操作系统简体中文Windows2000/2003/XP视窗操作系统, 应用软件Virtual C++6.0图象视频卡与计算机的主板和显示卡密切相关,对于显卡的要求主要是 DMA的传输速率,显存的读写速率。目前市场上主流显示卡基本能正常使用。 下面对本发明的软件安装和运行工作作详细描述安装软件,基本操作如下a、进入Windows系统后,运行CCD检测安装程序;b、 安装向导准备完毕,会出现安装初始界面;c、 系统的缺省安装目录为"C:\ProgramFilesV',用户可根据自己的实际情 况修改路径;d、 确定要安装以后,连续单击"下一步"按钮继续安装,安装整套程序 需要等候几分钟;e、安装结束以后户弹出安装完毕确认窗口,单击『完成』按钮确认并关闭 窗口。登录系统a、 在桌面上双击应用程序菌标见图5;b、 启动程序后,出现应用程序的主界面图见图6;c、 点击程序主程序中的有"进入系统"字样按钮;d 、弹出登录窗口(如图7),在相应输入框选择正确的用户名(注意在非设 置状态无需输入密码),直接单击"确认"按钮;e、 进行系统的参数的设置,需输入密码,单击"确认"按钮,见图8;f、 登录成功后,系统进行自动复位。 添加类型与修改密码a、添加删除测试品的类型单击与类型下拉框同行的按钮见图9;弹出"修 改产品类型对话框"见图10;在图10中输入正确的密码后,在类型框中输入需要添加的类型,点"增加" 按钮完成测试品类型的添加,否则单击"取消",或选择已有类型,点"删除" 按钮完成测试产品类型的删除,否则单击"取消";B、修改密码单击与密码下拉框同行的按钮见图9 ,弹出"修改密码" 对话框见图11;在图11中输入正确的旧密码后,两次输入用户自已定义的新 密码,单击"确认"按钮完成密码的修改,否则单击"取消"。关闭系统单击软件主界面的"关闭系统"按钮就会关闭软件或按快捷键ALT+F4可关闭系统。
系统主界面在测试的过程中的详解,如下见图12图 背景区域"上下左右"4个编辑输入框分别代表外部距形边框在屏幕上的坐标,以 象素为单位,输入不同的数据,外部边框会呈现不同的大小, 一般固定无需改 动。象素标定象素标定组合框,是用来在系统第2次定位时,计算单位距离象素的个数, 当没有移动或者调节镜头23时, 一般无需标定,当移动或者调节镜头23时, 必须进行系统象素的重新标定单击"位置l",等待系统传动到位,再点击 "位置2",等待系统传动到位,最后点击"象素标定"按钮即可。平台复位单击"平台复位"按钮,伺服电机运动把放测试产品的托盘退出平台, 以便随时更换测试产品。"显示序号"按钮在设置系统参数中介绍。 人工定位"人工定位"用于用户手动测试产品或设置系统参数时必须首先点击 "人工定位",以便系统进行2次定位。系统自动测时,无需此步骤。显示画 面会切换到圆点定位画面,如图13所示,系统将自动进行计算其运动相对位置显示在"初始距离"框中,并将偏差作为参数自动进行系统的校正。测试结果的显示用户测试完产品后的测试结果(分左右两边)显示在"左测试结果","右 测试结果"的静态框内。显示"PASS"表示对应位置产品正常,显示"FAIL" 表示对应产品不正常。而每个测试产品对应一个"单检"按钮,单击,系统自 动运动到该产品的检测位置,呈现错误区域,绿线带表正确位置,红线代表错 误位置,如果测试产品某个区域既无红线也无绿线,表示该区域缺少或多于标 准线数目。需要手动检测单个产品的状况,单击相应的"单检"按钮即可观察 到该产品的相应情况,如图14所示。附l 本发明的参数设置-设置步骤在系统设置状态下单击5个对应的设置按钮分别对系统参数进行设置 (选择一个标准的测试产品)a单击"设置运动参数"按钮,弹出设置XY平台运动参数对话框(如图 15所示)对产品定位(伺服电机运动定位)进行设置。横轴X,横轴Y分别代 表伺服电机传动两个方向,被检测的产品分左右两边,每边6个分别对应6组 不同的定位参数。6组不同的定位参数也就是伺服电机分别在XY方向的运动 的6组不同距离,用户可根据实际情况设定相应参数,每设好一组参数单击 "Run"伺服电机会传动用户所设参数位置,经观察如果设置传动参数已达到 要求,单击"保存设置"保存参数退出,如想保留上次参数,单击"取消设置" 退出;如图16所示,附2b单击"设置焊线数量"按钮,弹出焊线数量设置对话框(如图17),对测
试产品的4个区域(左上右下)进行焊线数量的设置,焊线数量应根据测试产品的实际数目进行设定,保存退出或者取消设置退出;c单击"设置区域边缘"按钮,对测试产品进行4个区域的划分,用户可用鼠标左键在合适边缘区域单击一次,系统会自动弹出"设置外部边缘点"对话框(如图18);单击名称下拉框,选择鼠标单击所在方向(如图19),并"保 存"或"取消"设置退出,如图20所示;d单击"设置焊线末点"按钮,取测试产品IC焊线的检测范围, 一般情况下取焊线刚好达到所对应的焊盘位置即可。取末点方法与设置区域边缘方法一 样,同样用鼠标单击,在对应焊线的末点附近取点即可,并弹出"设置焊线末点"对话框(如图21),分别在下拉框中选择所设帮的象限与焊线序号。单 击"显示序号"按钮,将显示各区域焊线的序号,如图22所示,e单击"设置焊线长度"按钮,在主程序的显示窗口会显示一部分黑白2色 图象,数条白线代表IC上的焊线,等待几秒钟,弹出"设置焊线标准"对话框(如图23)"线长"是以标准测试产品为标准,保存的标准测试产品焊线的 长度。紧接着的"当前"是现在所测产品IC的焊线长度。"末距"是以标准测 试产品为标准,保存的标准测试产品相邻IC焊线末点之间的距离差,紧接着的"当前"栏是现在所测产品IC焊线末点之间的距离差。"线长偏差"是测试产 品焊线长度与标准产品焊线长度比较起来所容许的偏差。"初距偏差","中距偏 差","末距偏差"是以标准测试产品为标准,焊线起始位,中间位,末端位与 相邻焊线起始位,中间位,末点位之间的距离偏差所允许的偏差。"最小间距" 是指相邻焊线之间间隔的最小距离。(以象素为单位,4个区域要设置4次)见 图24。以上实施例仅供说明本发明之用,而非对发明的限制,有关技术领域的技术 人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换或变化。 因此,所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴,应由各权利要求限定。
权利要求
1、一种贴片焊线自动检测系统,其特征在于它设置包括有机体和工作系统,所述机体外部设有液晶显示器、启动按钮、停止按钮、工作平台、和贴片PCBA托盘,贴片PCBA托盘设在工作平台上,工作平台上设有平台安全罩;所述机体内部设有工作系统,所述工作系统包括有Y轴同步带、光源、镜头、CCD相机、CCD相机支座、X轴同步带组成,所述工作平台位于Y轴同步带的上方设有光源,固定于CCD相机座支的底部,所述CCD相机座支的底部设有镜头,CCD相机固定于CCD相机支座的顶部,所述X轴同步带设于机体后侧面板的固定传动轴上,Y轴同步带和X轴同步带均设置于其相应的伺服电机上;所述工作系统的软件设置结构包括有初始化模块、参数设置模块、运动控制模块、焊线检测模块组成,所述工作系统采用的工作软件是CCD检测程序。
2、如权利要求l所述的贴片焊线自动检测系统,其特征在于所述的初始 化模块用于初始化软件参数和产品测试参数,所述的参数设置模块用于设置软 件参数和产品测试参数,所述运动控制模块用于控制XY运动平台,使产品到 达指定的位置,从而通过摄像机获取合理的产品图象,所述焊线检测模块用于 对产品图象进行图象处理,将图象处理的结果通过自动识别算法将产品的质量 自动识别出来。
全文摘要
本发明公开了一种贴片焊线自动检测系统,它设置包括有机体和工作系统,所述机体外部设有液晶显示器、启动按钮、停止按钮、工作平台、和贴片PCBA托盘,贴片PCBA托盘设在工作平台上,工作平台上设有平台安全罩;所述机体内部设有工作系统,所述工作系统包括有Y轴同步带、光源、镜头、CCD相机、CCD相机支座、X轴同步带组成,所述工作平台位于Y轴同步带的上方设有光源,固定于CCD相机座支的底部,所述CCD相机座支的底部设有镜头,CCD相机固定于CCD相机支座的顶部,所述X轴同步带设于机体后侧面板的固定传动轴上,Y轴同步带和X轴同步带均设置于其相应的伺服电机上;所述工作系统的软件设置结构包括有初始化模块、参数设置模块、运动控制模块、焊线检测模块组成,所述工作系统采用的工作软件是CCD检测程序。本发明贴片焊线自动检测系统实现了产品自动化检测,操作简单,提高了检测的速度与精度。
文档编号G01R31/02GK101398462SQ200810068308
公开日2009年4月1日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者庞发权 申请人:深圳市达鑫自动化有限公司
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