印刷电路板检查装置的工作数据的生成及检查方法与流程

文档序号:13016053阅读:118来源:国知局
技术领域本申请是申请日为2013年3月28日、申请号为201310103258.X、发明名称为“印刷电路板检查装置的工作数据的生成及检查方法”的中国专利申请的分案申请。本发明涉及印刷电路板(PCB,PrintedCircuitBoard)检查装置的工作数据生成及检查方法,更具体地涉及对印刷电路板的零部件组装状态进行光学检测所需的印刷电路板检查装置的工作数据(Jobdata)的生成及检查方法。

背景技术:
近年来,随着电子技术的发达,为了装配高集成度的零部件,印刷电路板逐渐呈轻薄短小的趋势,印刷电路板作为提高集成度的基本要素,它的重要性越来越显著。尤其,随着印刷电路板集成度的提高,电路图案变得更加精细,对此要求更加精巧的工序实施,也要执行与此相应的彻底的检查。为了确保这种印刷电路板的质量,自动光学检测仪(AOI,AutomatedOpticalInspector)作为通过视觉功能实施贴装(Mount)不良检查的必备装备,它基于指定程序实施作业。上述自动光学检测仪是通过三维图像数据对零部件的引脚是否与印刷电路板正常附着进行检查的装备。即,上述自动光学检测仪面对三维图像数据需要确定对零部件的哪些部分进行检查以及确认的信息,而通常这种信息通过编程步骤进行设定。在上述编程步骤中,需要客户所希望的零部件的位置和大小相关信息、通过三维图像数据查找到的实际零部件的大小和位置相关信息,相比上述两种信息,判断是否为合格品。但根据印刷电路板的类型,各种零部件的焊接位置和检查工序方法分别不同,因此,需要将不同印刷电路板的检查相关信息手动设定(Teaching)至自动光学检测仪。即,每检查一个项目时,不仅需要将引脚的位置一个个手动上传,而且对其领域实施哪些动作也需要手动进行确认,不仅设定(Teaching)作业繁琐,而且消耗时间长,进而导致印刷电路板的检查效率及生产性低下。

技术实现要素:
由此,本发明需要解决的课题是提供一种通过匹配设计PCB所生成的包含焊盘相关信息值的Gerber数据和包含零部件的坐标值的CAD数据,使得工作数据的生成更加容易并且能够提高检查的准确度的PCB检查装置的工作数据的生成及检查方法。根据本发明的一实施例的PCB检查装置的工作数据生成及检查方法,包括:在印刷电路板中生成包含焊盘相关信息值的Gerber数据的步骤;读取包含装配于上述焊盘的零部件的坐标值的CAD坐标文件的步骤;匹配上述Gerber数据及CAD坐标文件,类推焊盘区域内零部件形状的步骤;设定基于上述类推的零部件形状而被设定的焊盘与焊盘之间的网桥(Bridge)检查区域的步骤;以及基于已设定值,执行网桥检查的步骤。根据本发明的再一实施例的PCB检查装置的工作数据生成及检查方法,包括:在印刷电路板中生成包含焊盘相关信息值的Gerber数据的步骤;读取包含装配于上述焊盘的零部件的坐标值的CAD坐标文件的步骤;匹配上述Gerber数据及CAD坐标文件,类推焊盘区域内零部件形状的步骤;基于上述类推的零部件形状,将连接检查区域限定为上述焊盘区域进行设定的步骤;以及基于已设定值,执行连接检查的步骤。根据本发明的另一实施例的PCB检查装置的工作数据生成及检查方法,包括:在印刷电路板中生成包含焊盘相关信息值的Gerber数据的步骤;读取包含装配于上述焊盘的零部件的坐标值的CAD坐标文件的步骤;匹配上述Gerber数据及CAD坐标文件,类推焊盘区域内零部件形状的步骤;基于上述类推的零部件形状,设定偏移的步骤;以及基于已设定值,执行偏移检查的步骤。例如,在上述执行偏移检查的步骤中,能够采用对零部件的本体中心值是否与焊盘的中心坐标一致进行判定的方式以及对焊盘内引脚是否置于已设定区域进行判定的方式中的至少一种方式执行。例如,上述CAD坐标文件能够包含产品本体的中心坐标值。例如,上述Gerber数据能够由焊膏检测装备(SPI)的原始数据(RawData)生成。例如,上述类推零部件形状的步骤能够包括:基于焊盘区域判断引脚数量及零部件区域的步骤以及基于上述判断的引脚数量及零部件区域将零部件的本体形状设定为长度、宽度、厚度中的至少一种的步骤。再例如,上述类推零部件形状的步骤能够包括:基于上述焊盘区域的大小类推零部件的形状并判断引脚数量及本体区域的步骤、在零部件库中搜索被判断的上述引脚数量及本体区域的步骤以及将上述在零部件库中搜索的零部件信息设定为上述焊盘区域的零部件形状的步骤。再例如,上述类推零部件形状的步骤能够包括:接收相应于上述焊盘区域的实际零部件图像信息的步骤、将上述实际零部件图像信息重叠于焊盘区域的步骤以及将类推的零部件形状的引脚幅度及本体幅度设定为与上述实际零部件图像一致的步骤。另外,根据本发明的还有一实施例的PCB检查装置的工作数据生成及检查方法,包括:在印刷电路板中生成包含焊盘相关信息值的Gerber数据的步骤;读取包含装配于上述焊盘的零部件的坐标值的CAD坐标文件的步骤;匹配上述Gerber数据及CAD坐标文件,类推焊盘区域内零部件的本体及引脚形状的步骤;以及将上述本体的引脚尖端部所在的规定的焊盘区域设定为检查区域的步骤。例如,上述类推的步骤能够包括:接收相应于上述焊盘区域的实际零部件图像信息的步骤、将上述实际零部件图像信息重叠于焊盘区域的步骤以及将类推的零部件形状的引脚幅度及本体幅度设定为与上述实际零部件图像一致的步骤。例如,上述类推的步骤能够包括:基于上述焊盘区域的大小类推零部件的形状并判断引脚数量及本体区域的步骤、在零部件库中搜索被判断的上述引脚数量及本体区域的步骤以及将上述在零部件库中搜索的零部件信息设定为上述焊盘区域的零部件形状的步骤。例如,在上述设定为检查区域的步骤中,能够将上述检查区域设定为用于检查网桥(Bridge)、连接(Joint)及偏移(Offset)中的至少一种的检查条件。附图说明图1是根据本发明的一实施例的工作数据生成及检查方法相关流程图。图2是表示对基板的焊盘进行分组(Grouping)的示例图。图3是类推零部件形状的方法相关流程图。图4是表示根据本发明的实施例的覆盖于被分组的焊盘的半导体形状。(附图标记说明)20:焊盘300:焊盘区域310:分组320:零部件的形状具体实施方式本发明能够实现各种变更,并且能够具有多种形态,下面将其中的特定实施例示例于附图并在本说明书中进行详细说明。但本发明并不限定于特定的公开形态,在本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同技术方案以及代替技术方案均应包括在内。第1、第2等用语能够用于说明各种构成要素,但上述构成要素并不限定于上述用语。上述用语的目的仅仅是将一个构成要素区别于另一个构成要素。例如,在本发明的权利范围内,第1构成要素能够被命名为第2构成要素,同样,第2构成要素也能够被命名为第1构成要素。在本申请中使用的用语仅仅是为了说明特定实施例,并不限定本发明。单数的表现应包括复数的表现,除非在文中明确表示另一种含义。在本申请中,“包含”或“具有”等用语应理解为,它是为了指定在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在,并不表示事先排除了一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。除非另行定义,包括技术方面或科学方面的用语的在此使用的所有用语的含义与由本领域技术人员通常理解的含义相同。通常使用的并且在词典中具有定义的用语,其含义应解释为与相关技术所处语境所具有的含义相同的意思。除非本申请中明确定义,不应解释为理想化或过度形式化的含义。以下,将参照附图对本发明的优选实施例进行更加详细的说明。图1是根据本发明的一实施例的工作数据生成及检查方法相关流程图。参照图1,为了通过本发明的一实施例的工作数据生成方法而生成工作数据,首先将包含装配于印刷电路板上的零部件相关信息的Gerber数据和CAD数据输入至输入部(未图示)(S110)。上述Gerber数据是设计上述印刷电路板时所生成的文件,属于以标准形式通用的文件,与CAD类型无关。例如,在上述Gerber数据中包含有丝网面文件(SilkScreen),上述丝网面文件包括焊盘的数量、位置、大小、形状等几何学信息。即,Gerber数据能够包含焊盘相关信息值,通过使用者或独立装备向输入部完成输入。但在不另行存在Gerber数据的情况下,或者基于丝网印刷所需的掩模图案(maskpattern)获取图案信息值并生成Gerber数据,或者从包含印刷电路板设计信息的CAD设计数据文件中仅仅提取图案信息并生成Gerber数据。并且,在半导体工艺线中,同时使用焊膏检测装备(SPI,SolderPasteInspection)的情况下,基于基板内印刷信息,为了检测焊料区域,能够接收在2D或3D焊膏检测装备中使用的原始数据。在这种情况下,对由焊膏检测装备接收的焊膏检测装备原始数据进行加工处理,生成印刷电路板检查装备用原始数据。另外,上述CAD数据例如能够包含装配于上述印刷电路板的各零部件的中心坐标值,还能够补充包含各零部件的名称。对此,基于通过Gerber数据接收的焊盘信息值,对各焊盘执行分组(FootPrint)。图2是表示对基板的焊盘进行分组的示例图。参照图2,基板的焊盘20按照不同大小或不同单位元件包进行分组。例如,如图2所示,上述焊盘20分为4个组,即,可以区分为属于上述焊盘大小A范围的A焊盘组、属于上述焊盘大小B范围的B焊盘组、属于上述焊盘大小C范围的C焊盘组以及属于上述焊盘大小D范围的D焊盘组。然后,通过控制部(未图示)匹配上述输入的各个Gerber数据和上述CAD数据,类推需要检查的零部件的形状(S120)。图3是类推零部件形状的方法相关流程图。参照图3,为了提取上述需要检查的零部件形状,首先比较包含在已输入Gerber数据中的各个零部件的焊盘相关信息与包含在上述CAD数据中的各个零部件的中心坐标,提取各零部件本体的大小数据(S121)。即,将包含着具有与包含在上述CAD数据中的各个零部件的中心坐标相一致的中心坐标的各零部件的焊盘相关信息的Gerber数据与上述CAD数据进行匹配。如上,将具有相一致的中心坐标的Gerber数据与CAD数据进行匹配后,基于上述匹配的Gerber数据和上述CAD数据,算出从上述中心坐标到焊盘之间的距离,提取上述各零部件本体的大小数据。如上,提取上述各零部件本体的大小数据后,将对应上述Gerber数据的上述零部件本体的大小数据与上述Gerber数据相互匹配,提取上述各零部件的形状(S122)。其中,包含在上述Gerber数据的焊盘相关信息为上述焊盘的数量、焊盘的位置、焊盘的大小、焊盘的形状等相关信息。图4是表示根据本发明的实施例的覆盖于被分组的焊盘的半导体形状。参照图4,通过Gerber数据能够确认焊盘区域300信息,按照至少一个焊盘执行分组310,类推装配于分组焊盘的零部件的形状320。此时,关于零部件形状的类推方式,或者利用零部件库,或者自动生成需要检查的零部件的几何学形状。在利用零部件库的方式中,基本上在装配于相应焊盘区域的零部件名称包含在CAD数据的情况下,在库中进行搜索并能够将搜索的零部件形状重叠于焊盘区域。并且,基于分组的焊盘区域的大小,类推零部件的形状并判断引脚数量及本体区域,在零部件库中搜索相应引脚数量及包含规定范围的本体区域大小,确认相应零部件信息,将确认的零部件信息设定为零部件形状。并且,在CAD数据中包含零部件的坐标值及零部件名称的情况下,基于零部件名称,在零部件库中进行搜索,进而确认相应零部件信息。在生成需要检查的零部件的几何学形状的方式中,通过匹配Gerber数据和CAD坐标文件,确定焊盘区域及零部件的坐标值,以此为基础,类推零部件相关引脚,进而能够类推本体形状。即,按照各个焊盘区域判断引脚数量后,设定各个引脚所连接的零部件的本体,依次设定长度、宽度、厚度。如此,类推零部件的几何学形状后,能够以此为基础设定检查条件,为了提取更加正确的形状,还可以执行零部件形状调整(Tuning)过程。部件形状调整过程是利用包含实际零部件的三维或二维图像信息的零部件图像信息,能够利用已输入的零部件图像或从样品基板捕捉各零部件图像而事先保存的图像。将零部件图像信息重叠于分组的焊盘区域后,进行调整使得零部件形状的引脚幅度及本体幅度的设定与实际零部件图像信息相同。并且,能够将已设定零部件的引脚尖端部所在规定的焊盘区域,即,将已设定的引脚尖端部检查区域设定为印刷电路板检查区域。如此,类推需要检查的零部件的形状后,能够执行网桥检查区域设定、连接检查区域设定及偏移检查区域设定等。-网桥检查区域设定方式:将不属于引脚和引脚之间的已设定焊盘与焊盘之间的间隔设定为网桥检查区域。-连接检查区域设定方式:设定置于焊盘内的引脚的连接区域,此时,以作为实际连接区域的焊盘区域限定连接检查区域。-偏移设定:设定本体中心值和焊盘坐标,基于已设定的焊盘区域和类推的零部件的引脚设定偏移,通过上述设定,基于零部件本体的中心值与已设定焊盘区域的中心值判定是否一致并执行偏移检查,或者基于所在的焊盘区域内零部件引脚的区域执行偏移检查。即,基于Gerber数据和CAD中心坐标值,能够自动设定如上各种检查区域。通过上述S120步骤提取各零部件的形状时,基于上述各零部件的形状,通过控制部,设定检查区域(S130)。并且,设定检查区域后,以此为基础,执行印刷电路板检查(S140)。通常,只存在CAD坐标文件,即只存在零部件的坐标信息时,无法掌握零部件引脚的数量和零部件的大小(尺寸),无法提取零部件的形状。因此,每检查一个零部件时,不仅需要将各零部件的引脚的位置一个个手动上传,而且对其领域实施哪些动作也需要手动进行确认,不仅设定(Teaching)作业繁琐,而且消耗时间也长。但根据本发明的一实施例的设定数据生成方法,通过匹配包含各零部件的焊盘信息的Gerber数据和包含各零部件的中心坐标的CAD数据,能够提取各零部件的形状数据。因此,能够正确掌握需要检查的各零部件的焊盘的位置和形状。因此,根据本发明的一实施例的设定数据生成方法,能够自动执行设定作业,不仅设定作业非常容易,而且也能大幅缩短设定作业时间。另外,在印刷电路板检查中,基于IPC(TheInstituteforInterconnectingandPackagingElectronicCircuits)规格,检查引脚脱离焊盘的程度,但根据一般方法,无法获取焊盘相关正确数据,因此导致检查的准确度降低。但根据本发明的一实施例的设定工作数据生成及检查方法,提取各零部件的形状数据,能够准确掌握需要检查的各零部件的焊盘位置和形状,因此能够执行通过设定焊盘与焊盘之间的检查区域的网桥检查。并且,能够实现印刷电路板检查装置内用于生成工作数据文件的编程的便利性,通过设定焊盘区域,能够掌握实际偏移。此时,偏移是基于零部件中心值的变化与否以及所在的焊盘区域内零部件引脚的区域而进行判断,能够准确检查引脚向焊盘外部的偏移量(%),还能够提供引脚的连接检查所需的正确的约束条件,进而提高印刷电路板检查的准确度。并且,在如上所述的一般方法中,由于没有焊盘相关准确数据,因此实际上没有一种能够检查零部件偏移的方法。即,在没有准确的焊盘相关数据的情况下,按照受检零部件以中心为准偏移多少μm的方式检查是否为合格品,此时,实际偏移取决于零部件所具有的绝对偏移相对于焊盘大小的相对性变化,事实上,不存在能够检查零部件的偏移的方法。相形之下,根据本发明的一实施例的工作数据生成及检查方法,通过提取各零部件的形状数据,能够掌握需要检查的各零部件的焊盘的位置和形状,实际上能够检查零部件的偏移。在如上所述的本发明的详细说明中,参照了本发明的优选实施例进行了说明,但本领域所属技术人员能够理解在所述的权利要求书中记载的本发明的思想及技术领域范围内,能够对本发明进行各种修改及变更。
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