專利名稱:檢測和修改電子部件在基板上裝配故障的方法及其裝置的制作方法
本發(fā)明涉及用于檢測和修改電子電路元件在印刷電路板上的裝配故障的方法及其裝置，特別涉及適用于對電子電路元件在印刷電路板上的任何安裝故障或缺陷進行檢測的一種方法和裝置。如裝配的錯誤裝配的電子電路元件相對于印刷電路板的錯誤配準，安裝方向的錯誤，在板上安裝了不正確的電子電路元件或類似的情況;將這樣的安裝有故障的印刷電路板與合格的印刷電路板分開，為修改安裝有故障的印刷電路板，將這些安裝有故障的印刷電路板傳輸?shù)叫薷恼尽?br>在印刷電路板(以后稱“基板”)上裝配電子電路元件(以后稱“電子部件”或“芯片”)的常規(guī)生產(chǎn)線中，對電子部件在基板上的裝配故障和缺陷的檢查是在每一個基板上進行的，當檢測到任一安裝故障或缺陷時，有缺陷的基板就從生產(chǎn)線上移走，并用手工操作收集在芯片接收器里。然后將這樣被收集到的有缺陷的基板送到單獨的修改站進行修改操作。
從上述可看到，在常規(guī)安裝故障的檢測和修正系統(tǒng)中，安裝故障或缺陷的檢查是在每一個基板上進行的，即便當電子部件在基板上的安裝是有效地并且是連續(xù)地在芯片安裝站進行，這也不能改進生產(chǎn)線上總的工作效率。還有，在安裝中的故障包括裝配錯誤，電子部件相對于基板的錯誤配準，安裝方向的錯誤，在基片上安裝了不正確的電子部件及類似情況。不幸的是，如此變化多端形式的安裝缺陷那是難以精確和有效地檢查的。再者，為了在一單獨修理站修正有缺陷的基板，從生產(chǎn)線移走有缺陷的基板，必須用于手工進行，并且要求操作員對每一個有缺陷的基板在每一故障的部位做上記號，因此修改操作是相當麻煩和低效率的。
本發(fā)明是針對先有技術(shù)的上述缺點而產(chǎn)生出來的。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，用以檢測和修正電子部件在基板上的安裝故障，并能同時檢查裝配在基板上的多個芯片，在有缺陷和無缺陷的基板之間自動地和有效地進行分類，有效地和集中地修改有缺陷的基板。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個裝置，用來檢測和修改電子部件在基板上的裝配故障并能同時檢查裝配在基板上的多個芯片，在有缺陷和無缺陷基板之間自動地和有效地進行分類，有效地和集中地修改有缺陷的基板。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個方法，檢測電子部件在基板上的安裝，并依電路部件的結(jié)構(gòu)能精確地和容易地檢查每一個基板上電路部件的安裝情況。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供用于檢測和修正電子部件在基板上的安裝故障的方法，該方法包括下列一些步驟通過用貼標簽、打印或類似的手段在每一個裝有電子部件的基板的表面施加一個代碼標記;把許多基板排列成行;觀察電路部件的圖象;逐次地檢查觀察到的電路部件的圖像，并產(chǎn)生關(guān)于裝配中有故障的基板的檢測數(shù)據(jù);對每一個附加到基板上的代碼標記數(shù)據(jù)進行處理和存儲;把安裝中有故障的基板與合格的基板分開，并根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)對安裝中有故障的基板進行修改等步驟，代碼標記可以由條型碼形成。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供用于檢測和修改電子部件在基板上的安裝故障的一個裝置，該裝置包括下列一些裝置;在每一個裝有電子部件的基板表面作代碼標記;把多個基板排列成行的X-Y工作臺;在相應(yīng)于基板排列的位置上在X-Y工作臺上安排了多個檢測用的照像機;由檢象機提供的電子部件的連續(xù)檢測圖象產(chǎn)生有關(guān)基板安裝中有故障板的檢測數(shù)據(jù)的圖像檢測器;用于處理和存儲附加在安裝有故障的基板上的每一代碼標記的檢查數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)編輯控制器;一個分選用的機構(gòu)，根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)將安裝中有故障的基板與合格的基板分開，分選機構(gòu)放在X-Y工作臺的前部并與數(shù)據(jù)編輯控制器相連;用于修改安裝中有故障的基板的裝置，該修改裝置與數(shù)據(jù)編輯控制器連接;用于讀取安裝中有故障的基板上的每一代碼標記的代碼讀出器，代碼讀出器包括在修改裝置中。所說的修改裝置根據(jù)由代碼讀出器讀出的安裝中有故障的基板上的每一代碼標記和存儲在數(shù)據(jù)編輯控制器中的數(shù)據(jù)的檢驗對比，對每一個安裝中有故障的基板進行修改。
此外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一個用于檢測電子部件在基板上的安裝故障的方法，它包括下列一些步驟使光線向下照射到上面裝有電子部件的基板上，以便形成一個電子部件的陰影的步驟;利用沿著電子部件邊緣多個點的陰影，有限地攝取電子部件的圖像;觀察有限攝取圖像與陰影的對比，能檢測出電子部件在基板上的安裝故障。
通過下面的詳細描述并同時參照附圖的說明，很容易對本發(fā)明的其它目的及其許多附帶的優(yōu)點有進一步的了解，附圖中的相同的參考數(shù)字表示相同的或相應(yīng)的部件，其中圖1是表明根據(jù)本發(fā)明檢測和修正電子部件在基板上的裝配故障的系統(tǒng)的實施方案的流程圖。
圖2是表明適用于本發(fā)明的基板實例的平面圖。
圖3是一個表明了結(jié)合于圖1所示的實施方案的檢測部分，用于檢測電子部件在基板上的安裝故障的立體圖。
圖4是一個表明適用于圖3所示的檢測部分使用的檢測像機的實例的原理圖。
圖5至圖7為解釋制斷電子部件在基板上的安裝性能的方法的輔助原理圖。
現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明用于檢測和修改電子部件在基板上的安裝故障的方法及其裝置將參照附圖進行描述。
圖1所示安裝故障的檢測和修正系統(tǒng)的構(gòu)成是這樣的，用芯片裝配裝置10，在上面安裝了電子部件的基板是從自動送板裝置(未畫出)得到的，然后由傳送裝置56輸送到隨后的X-Y工作臺54，在此期間，施加代碼標記的裝置58將代碼標記打在每一個基板的表面上。
圖2中的數(shù)字14是表示適用于此實施方案的基板的實例?；?4有一個由施加代碼標記的裝置58打在其上的代碼標記16。將條型標簽貼于基板上而形成代碼標記16。換句話說，是把條痕打印在基板上而形成代碼標記16的。打印可以是磁性打印。象下面將要描述的，這樣形成的條痕標記16是用來執(zhí)行處理基板14的。
如圖3所示，X-Y工作臺54適合于多個基板14在其上面排列成行或以予定的間隔并排排列，數(shù)量與基板14相當?shù)恼障駲C60穩(wěn)定安裝在上邊放著基板14的X-Y工作臺54的上方位置，照像機60適合于將基板14上安裝的電子部件的圖像連續(xù)地供給共用的圖像檢測器62，它能夠檢測出任何安裝故障，如安裝缺陷，安裝的芯片相對于基板錯誤配準，安裝方向錯誤，在基板上安裝了錯誤的電子部件以及諸如此類等故障。
同樣，X-Y工作臺，54裝有代碼讀出器64，其作用是讀出每一個基板14的代碼標記，并將與代碼標記有關(guān)的代碼信號饋給數(shù)據(jù)編輯控制器44，按一定方式使它與由圖像檢測器62檢測和產(chǎn)生的基板上的安裝故障數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，這將在下面進一步詳細描述。
圖1所示的實施方案還包括分選機構(gòu)26，它安裝在X-Y工作臺54前方位置并與數(shù)據(jù)編輯控制器44相連接。分選機構(gòu)26包括一個折線形的分離輸送機27。根據(jù)圖像檢測器62檢測到的安裝故障數(shù)據(jù)，折線形(＜)的分離輸送機27適合于把安裝錯了的芯片或有缺陷的基板與合格的或無缺陷的基板分開。分選機構(gòu)26還包括一個無缺陷基板卸載器66和有缺陷基板卸載器68，它們并排地并分別與折線形的分離輸送機27相連，并適合于把分離輸送機27傳送給它的無缺陷和有缺陷的基板分別向前發(fā)送。有缺陷基板卸載器68與一個芯片測位器70相連，芯片測位器70適合于根據(jù)裝在芯片測位器70上的代碼讀出器72讀出的代碼標記和儲存在編輯控制器44中的數(shù)據(jù)的對比修改每一個有缺陷的基板。
如上所述，在該圖示說明的實施方案中，多個檢查照像機60同時檢查放在圖3所示的X-Y工作臺54上的多個基板14。此時，當基板由X-Y工作臺54沿縱向和橫向移動時，相應(yīng)基板上的同一點也以相同的方式相對于檢查照像機移動，因為相應(yīng)的基板上相同的位置安裝有相同的電子部件。因而在基板上相同點獲得的電子部件的安裝數(shù)據(jù)可以從圖形檢測器62饋給數(shù)據(jù)編輯控制器44，是按與代碼讀出器64讀出的相應(yīng)基板的代碼標記數(shù)據(jù)一一對應(yīng)的方式。特別地，圖像檢測器62從照像機60連續(xù)地得到原始的數(shù)據(jù)，以判斷相應(yīng)的基板是合格的或是有缺陷的，并將這樣判斷的每一基板的數(shù)據(jù)或信號通過NC裝置74供給數(shù)據(jù)編輯控制器44，以將信號或數(shù)據(jù)存儲起來。數(shù)據(jù)編輯控制器44與折線分離輸送機27和芯片測位器770連接，因此，從數(shù)據(jù)編輯控制器44饋給折線形分離輸送機27和芯片測位器70的數(shù)據(jù)使分離輸送機27在有缺陷和無缺陷的電子部件之間進行分選，并使芯片測位器70修改有缺陷的基板。順便說說，芯片測位器70通過聚光燈可以指出關(guān)于某一基板的有缺陷部分，基板上存在的芯片安裝故障是圖像檢測器62檢測的，并根據(jù)聚光燈的顯示，從芯片供給裝置(未畫出)取出適宜的芯片，更換有缺陷的芯片。
因此，應(yīng)注意，圖1所示的實施方案使多個基板能同時接受檢查或檢測處理，并被連續(xù)地輸送到隨后的步驟中，以使在較短時間內(nèi)可以高效地完成有缺陷基板的檢測和修改。
此外，還要注意，說明的實施方案的安裝故障的檢測和修改系統(tǒng)能自動完成有缺陷基板和無缺陷基板的分選，并根據(jù)所指出的故障詳細情況對有缺陷的基板進行修改，因此，提供了一條能夠在基板上高效和精確地安裝電子部件的生產(chǎn)線。
在上述的實施方案中，每一個校驗照像機60，如圖4所示，可按這種方式使用，即用來攝取芯片78的圖像并同時攝取由安裝在基板上14的芯片78外緣所形成的陰影，這是由于安裝在芯片78上方的閃光儀76發(fā)出的光的照射，帶有陰影的芯片圖像被投影在圖像檢測器62的鏡頭上(圖1和圖3)。在圖像檢測器62中，芯片光與芯片圖像的陰影之間的對比是沿著芯片外緣上有限的多個點上攝取的，根據(jù)此對比，可以局部地發(fā)現(xiàn)芯片78的輪廓。因此可以根據(jù)所攝取的芯片78的輪廓的每一部分是否被投影到圖形檢測器62的予定位置來判斷基板上安裝的芯片是否恰當。在此種情況下，使用裝于圖形檢測器62鏡頭上的窗口，可進行有限的對比攝取，將攝取區(qū)域限定在多個帶有由照像機60沿著帶有陰影的圖像邊緣觀察到的陰影的芯片圖像予定的位置。用這樣的窗口能夠根據(jù)芯片的圖像和此芯片在基板上的那部分陰影之間的對比出的差別或芯片電極終端的圖像和此終端在基板上的那部分陰影的圖像之間的對比出的差別，得到基板和芯片之間的位置關(guān)系。
假定在基板上安裝的是一矩形芯片78如圖5所示的，從閃光儀76(圖4)發(fā)出的光照射在芯片上，產(chǎn)生一個構(gòu)成此芯片的陰影80。芯片的圖像78與陰影80一起被投影在圖像檢測器62的鏡頭上(圖1和圖3)，鏡頭上裝有窗口82a至82f，每一個鏡頭都部分地把帶有陰影的圖像限制在沿著芯片在基板上的裝配予定的位置的橫向和縱向方向上，以使通過攝像機60(圖4)觀察的帶有陰影的圖像可以疊加在鏡頭上，可以通過掃描光線和帶有陰影的圖像中陰影之間的對比來檢測芯片圖像和陰影間的邊緣。這樣的檢測是分別在窗口82a至82f進行口，以確定芯片78的輪廓，當該輪廓分別偏離了窗口82a至82f的予先確定的位置時，就可以判斷出芯片78在基板上的安裝故障。
當待安裝在基板上的芯片是一具有投影的電極84的晶體管78′時，如圖6所示，則在與電極相對應(yīng)的位置使用裝有窗口82a′至82c′的圖形檢測器的鏡頭。芯片78′在基板上的安裝故障是通過計算圍繞芯片形成的和在每個窗口82a′至82c′定位的陰影80′和由于作為像素數(shù)目的閃光儀76的光線照射而從每一個電極84反射的光的比率來判斷的。
此外，當芯片是一筒形芯片電阻器78″時，如圖7所示，芯片78″的電極84′由于閃光儀76(圖4示)發(fā)出的光在芯片78″周圍形成的陰影80″中的反射而閃爍，因此芯片的安裝可以根據(jù)圖像檢測器鏡頭窗口82″的邊緣和芯片78″的閃光邊緣部位之間的比較得到判斷。特別地，在檢查中，當芯片78″的邊緣能夠由每一個窗口82″檢測到，而該芯片的邊緣未與在這些窗口82″的邊緣重疊時，可以確定芯片在基板上的裝配是恰當?shù)模钱斝酒?8″兩側(cè)邊緣的至少一側(cè)與窗口82″的邊緣重疊時，或者該芯片的任一邊緣未被窗口82″檢測到時，則可確定裝配是不恰當?shù)?。同樣，當光的照射未產(chǎn)生任何陰影出現(xiàn)時，則可確定裝配的故障。
還要注意，在上述的實施方案中，恰當?shù)陌惭b是利用芯片的圖像與由于光的照射在芯片上形成的陰影的比較來判斷的，因此，可以即精確又容易地完成對于任何形狀的芯片的判斷。
由此可見，從前面的描述顯而易見，能夠有效地達到本發(fā)明前述的目的。由于前述的結(jié)構(gòu)仍按上述的方法執(zhí)行能做某些改動這并不背離本發(fā)明的精神和范圍所在，這是打算把包含在前面描述的和附圖中所示的全部內(nèi)容看作為說明而做的解釋，而沒有限制的意思。
還需要知道，下述的權(quán)利要求
打算包含本發(fā)明所有的一般和將有的特點，發(fā)明實質(zhì)的陳述以文字列于各權(quán)項要求中。
權(quán)利要求
1.檢測和修改用于電路部件在基板上的安裝故障的方法包括下列步驟用貼標簽，打印或類似手段把代碼標記施加到裝有電話部件的每一個基板表面上；把多個上述的基板排列成行；觀測所說的電子部件的圖像；連續(xù)地檢查所觀察到的上述電子部件的上述圖像，并且產(chǎn)生出有關(guān)安裝有故障的基板的檢查數(shù)據(jù)。處理和儲存加在上述基板上的每一代碼標記的上述檢查數(shù)據(jù)；和把上述安裝有故障的基板從合格的基板里分選出來，并根據(jù)上述儲存數(shù)據(jù)對上述安裝有故障的基板進行修改。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中上述代碼標記是由條型代碼組成的。
3.用于檢測和修改電路部件在基板上的安裝故障的裝置包括用于在裝有電路部件的每一個基板表面上施加代碼標記的裝置;用于把多個上述基板排列成行的X-Y工作臺;在上述的X-Y工作臺上面，與上述基板排列的位置一一對應(yīng)的位置上布置著多個檢查照相機;一個連續(xù)檢查所說的電子部件圖像的、由上述檢查照相機提供的用以產(chǎn)生有關(guān)安裝有故障的基板的檢查數(shù)據(jù)的圖像檢驗器;用于處理和儲存附加在上述安裝有故障的基板上的每一代碼標記的上述檢查數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)編轉(zhuǎn)控制器;根據(jù)上述儲存數(shù)據(jù)，把上述安裝有故障的基板與合格基板分開的分選機構(gòu)，上述的分選機構(gòu)安排在上述X-Y工作臺的前方位置上并連接到上述數(shù)據(jù)編輯控制器。用于修改上述安裝有故障的基板的，并被連接到上述數(shù)據(jù)編輯控制器的修改裝置;和用于讀出每一個上述安裝有故障的基板的上述代碼標記的代碼讀出器，上述代碼讀出器包含在上述修改裝置之中的;所說的修改裝置根據(jù)上述代碼標記讀出器所讀出的每一個上述安裝有故障的基板上的代碼標記和儲存在上述數(shù)據(jù)編輯控制器中的上述數(shù)據(jù)的對比，對每一個安裝有故障的基板進行修改。
4.用于檢測電子部件在基板上的安裝故障的方法包括的下列步驟將光線向下照射到其上安裝有電子部件的基板上，以形成有關(guān)上述電子部件的陰影;有限地攝取上述的在沿著電子部件邊緣多個點帶有陰影的電子部件的圖像;觀察有限攝取到的圖像與上述陰影的對比，以檢測在電子部件在上述基板上的安裝故障。
專利摘要
這里公開了一個用于檢測和修改電子部件在基板上的安裝故障的方法，它能夠自動地和有效地完成對電子部件在基板上的安裝故障的檢測，并能對合格的基板和安裝有故障的基板進行分選，以改進整個電子部件安裝線的工作效率。此法是采用將代碼標記打在每一個裝有電子部件的基板上，檢測安裝后的安裝故障，存儲安裝有故障的基板的故障數(shù)據(jù)和代碼標記，并將安裝有故障基板和合格基板分開，以及根據(jù)存儲數(shù)據(jù)對安裝有故障的基板進行修改。此外，還公開一個用于檢測和修改安裝故障的裝置。
文檔編號H01L21/00GK86104342SQ86104342
公開日1987年6月10日 申請日期1986年6月24日
發(fā)明者太田正憲 申請人:Tdk株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan