一种用于检测电路板及其板上器件的设备及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路板检测技术领域，尤其涉及一种电路板及其板上器件的设备及其方法。
【背景技术】
[0002]在各类电子产品中，电路板的品质是电子产品质量的基本保证因素。电子产品的结构现在日趋紧凑化，例如，手机电路板中大量采用01005、0201等微小元件。越来越高的集成度对产品的检测提出了更高的要求。目前，在电子产品及其印刷电路板的检测中，侧重于电路板的焊接检测，如人工目视检测、自动光学检测AO1、自动X射线检测AXI等方法。上述方法通常用于印刷电路板加工后，对产品焊接加工中显式的即时不良情况有较好的发现。但对电路板上的电子元器件本身的很多隐式不良及长时间烧机后暴露出的不良或性能不稳定情况缺乏判读能力。
[0003]公开号为CN102183545B的中国发明专利公开了一种检测电路板焊点可靠性的红外测温检测法。该方法采用红外激光器发出一束红外激光聚集到电路板的待检测焊接点上，持续0.1?Is时间后，利用红外热像仪获取该检测点的温度动态图像，以及该检测点引脚处的温度动态图像，从而得到该检测点的温度上升曲线和该检测点引脚处的温度上升曲线。如果这两条温度上升曲线分布趋势相同，最高温度点同步，那么该焊接点是合格的。该方法采用主动红外激光照射，且着重于单个焊点的分析，电路板不处于工作状态。
[0004]公开号为CN204649634U的中国实用新型专利公开了一种用于表面组装设备的红外成像检测装置。该装置除了可见光检测镜头外，同时配有红外光源和红外镜头。检测印刷电路板时，同时采集可见光图像和红外图像，红外图像用以完善图像细节。通过红外图像和可见光图像的融合，得到清晰度更高的图像。该方法也采用主动红外光源，着重于焊点检测，电路板不处于工作状态。
[0005]以上两种方法都侧重于检测电路板的焊接缺陷，对于电子产品及其电路板长时间运行后表现出的隐式不良和品质缺陷不能做出有效评估。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于检测电路板及其板上器件的设备及其方法，其解决了现有的电路板检测不能有效检测电路板使用时产生的隐性品质缺陷的技术问题。
[0007]为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为:
[0008]—种用于检测电路板及其板上器件的设备，其包括:一可调节机架，设于所述可调节机架上的用于放置被检测电路板的载物台，一红外相机，安装于所述红外相机上的红外镜头，以及具有视觉分析功能的主控电脑平台，所述主控电脑平台控制载物台移动，并获取所述红外相机的红外图像进行智能识别及分析。
[0009]—种采用如上所述的用于检测电路板及其板上器件的设备的检测方法，其包括以下步骤:
[0010]第一步，调节可调节机架，使位于载物台上的被检测电路板置于检测设备的红外镜头的视场内；
[0011]第二步，让被检测电路板上电运行，每间隔一定时间采集被检测电路板的动态红外图像；
[0012]第三步，根据动态红外图像，将若干温度比电路板背景温度显著高出的区域设定为关注区域；
[0013]第四步，持续采集所述关注区域的变化图像，根据参考值及允许差异范围判定，若超出允许差异范围则报警提示异常。
[0014]其中，所述的第三步中的关注区域包含重叠区域，所述重叠区域不超过三层。
[0015]其中，所述的第三步中采集关注区域的动态红外图像的图像的特征包括温度变化，面积变化和区域偏移。
[0016]其中，所述的第二步至第四步需重复至少三次。
[0017]其中，所述的第四步之后还包括根据检测结果生成品质报告的步骤。
[0018]本发明的用于检测电路板及其板上器件的设备及其方法，利用电路板带电运行后的红外辐射，通过红外相机在设定的测试时长内间续采集动态红外图像，带有机器视觉功能的检测软件可以跟踪电路板及板上各器件的温度变化情况。通过和标准样本值的数据进行比较后，可判断板上器件的品质和稳定性，从而为元器件的批次采购或电路板的散热设计提供支持信息，改善电子产品的品质。
【附图说明】
[0019]图1为本发明用于检测电路板及其板上器件的设备的功能模块示意图。
[0020]图2为本发明的用于检测电路板及其板上器件的方法的流程图。
[0021]图3为本发明的用于检测电路板及其板上器件的方法其中关注区域的温度变化统计示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
[0023]请参阅附图1，在实施例中，该种用于检测电路板及其板上器件的设备，其包括:一可调节机架3，设于可调节机架3上的用于放置被检测电路板的载物台4，一红外相机2，安装于所述红外相机2上的红外镜头1，以及具有视觉分析功能的主控电脑平台5，所述主控电脑平台5控制载物台4移动，并获取所述红外相机2的红外图像进行智能识别及分析。更具体的，首先将被检测的电路板放置于载物台4上，然后由主控电脑平台5控制可调节机架3使载物台上的被检测电路板自动位于红外镜头I的视区内，然后，给被检测电路板上电运行，然后由红外相机2每间隔一定时间采集运行中的被检测电路板的红外图像。其中，主控电脑平台5上安装有红外机器视觉和智能分析功能的软件，自动跟踪并监测关注区域的温度等特征变化，持续监测一定时间之后，生成品质报告。
[0024]请参阅附图2，一种采用如上所述的用于检测电路板及其板上器件的设备的检测方法，该检测方法包括以下步骤:
[0025]第一步SI，调节可调节机架，使位于载物台上的被检测电路板置于检测设备的红外镜头的视场内；该自动调节是基于主控电脑平台5的自动控制调节的。
[0026]第二步S2，让被检测电路板上电运行，每间隔一定时间采集被检测电路板的动态红外图像。根据实际检测需要，设定一定时间间隔，然后采集正在运行中的电路板运行的动态红外图像，然后将图像返回给主控电脑平台。
[0027]第三步S3，根据动态红外图像，将若干温度比电路板背景温度显著高出的区域设定为关注区域。对于第二步S2返回的图像，主控电脑平台的检测软件利用红外机器视觉算法，确定若干关注区域，该关注区域为温度比电路板背景温度显著高出的区域。一个关注区域中，可包含或部分重叠若干温度更高的闭合小区域。即大区域中可嵌套或部分重叠小高温区域，通常嵌套不超过3层。物理上，通常一个关注区域对应一个器件或某种器件组合。
[0028]对于每个关注区域，检测软件根据经验值或同类标准样本的参考值给出参考温度和容许的差异范围。也可人工干预输入参考温度和可接受的差异范围。
[0029]对于每个关注区域，检测软件持续分析该区域在过去若干时间片的变化，包括温度的变化，区域面积的变化、区域位置的偏移等。
[0030]第四步S4，持续采集所述关注区域的变化图像，根据参考值及允许差异范围判定，若超出允许差异范围则报警提示异常。检测软件同时更新各关注区域的动态统计报告，更新各区域温度的数值，并与标准样本的参考值和容许的差异范围比较后，得出各区域对应的器件的品质评估。如超出容许的差异区间，则为该区域对应的器件品质不符合要求。超出容忍范围的变化意味着电路板的可能工作异常，包括:面积突然加速变大，温度快速升高等。检测软件会闪烁区域轮廓，给出警告。
[0031]特别的是，对于异常高温点，可能是发生短路，需立即给出警告或切断电路板供电。
[0032]其中，所述的第二步S2至第四步S4需重复至少三次。
[0033]其中，所述的第四步S4之后还包括根据检测结果生成品质报告的步骤。
[0034]请参阅附图3，其为本实施例中针对其中一个关注区域制作的温度时间曲线图，其中，虚线A和虚线D为关注区域的允许差异的上限曲线和下限曲线，其中，B为关注区域的当前值，C曲线为该区域的参考值，S卩，针对其中一个关注区域其温度值变化是根据电路板运行情况而变化的，因此其参考限值也是渐变的。该参考值曲线C可根据不同元器件的工作性质，以及某些电路模块区域的功率等情况进行确定。
[0035]上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种用于检测电路板及其板上器件的设备，其特征在于，包括:一可调节机架，设于所述可调节机架上的用于放置被检测电路板的载物台，一红外相机，安装于所述红外相机上的红外镜头，以及具有视觉分析功能的主控电脑平台，所述主控电脑平台控制载物台移动，并获取所述红外相机的红外图像进行智能识别及分析。2.—种采用如权利要求1所述的用于检测电路板及其板上器件的设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，调节可调节机架，使位于载物台上的被检测电路板置于检测设备的红外镜头的视场内； 第二步，让被检测电路板上电运行，每间隔一定时间采集被检测电路板的动态红外图像； 第三步，根据动态红外图像，将若干温度比电路板背景温度显著高出的区域设定为关注区域； 第四步，持续采集所述关注区域的变化图像，根据参考值及允许差异范围判定，若超出允许差异范围则报警提示异常。3.如权利要求2所述的用于检测电路板及其板上器件的方法，其特征在于，所述的第三步中的关注区域包含重叠区域，所述重叠区域不超过三层。4.如权利要求2所述的用于检测电路板及其板上器件的方法，其特征在于，所述的第三步中采集关注区域的动态红外图像的图像的特征包括温度变化，面积变化和区域偏移。5.如权利要求2所述的用于检测电路板及其板上器件的方法，其特征在于，所述的第二步至第四步需重复至少三次。6.如权利要求2所述的用于检测电路板及其板上器件的方法，其特征在于，所述的第四步之后还包括根据检测结果生成品质报告的步骤。
【专利摘要】本发明公开了一种用于检测电路板及其板上器件的设备及其方法，设备包括：可调节机架，设于可调节机架上的用于放置被检测电路板的载物台，红外相机，安装于红外相机上的红外镜头，以及具有视觉分析功能的主控电脑平台，主控电脑平台控制载物台移动，并获取红外相机的红外图像进行智能识别及分析。本发明的用于检测电路板及其板上器件的设备及其方法，利用电路板带电运行后的红外辐射，通过红外相机在设定的测试时长内间续采集动态红外图像，带有机器视觉功能的检测软件可以跟踪电路板及板上各器件的温度变化情况。通过和标准样本值比较，判断板上器件的品质和稳定性，从而为元器件的采购或电路板的散热设计提供支持信息，改善电子产品的品质。
【IPC分类】G01R31/28, G01R31/308, G01J5/00
【公开号】CN105445649
【申请号】CN201511026596
【发明人】张宜飞, 沈奕鹏, 黄剑
【申请人】深圳市创科自动化控制技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月30日