印刷电路板的检测设备的制作方法

本实用新型关于一种板件的检测设备，特别是关于一种可快速且准确侦测出表面状态的印刷电路板的检测设备。

背景技术：

现代的生活中充满着各式各样的电子装置。位于这些电子装置内部的印刷电路板 (Printed circuit board；PCB)，虽然鲜被提及，却默默扮演着极为重要的角色。印刷电路板除了用来固定各种电子零件，更可依据预先设定的方式来提供电子零件之间的电流连接。因此，无论是单面板 (Single-Sided Boards)、双面板 (Double-Sided Boards)、或是多层板 (Multi-Layer Boards)，为了让这些电子零件准确地装设在各自预设的位置上，印刷电路板的检测成了相当重要的工作。

对于印刷电路板的制造厂商而言，进行各项确保品质控制的检测项目，以防止将具有瑕疵的印刷电路板出货给下游厂商，是必须进行的产品监控动作。在各种检测项目中，印刷电路板的表面平整检测是印刷电路板品质控制中的一项重要检测项目。如果引刷电路板的表面不平整，可能会导致后续元件加工出现问题，甚至最终的电子装置产品也将会出现诸如杂讯，接触不良等等的问题。然而，随着市场需求而暴增的印刷电路板产量，使得需检测的印刷电路板数量相当庞大，传统上以人力操作光学仪器来检测的效率已不堪负荷。现有的平整瑕疵检测方式多改为自动光学检查 (Automated Optical Inspection；AOI)。习知技艺中，目前最广为使用的方式，是运用雷射光束的直进特性来进行印刷电路板的检测。

图1为一习知技艺的印刷电路板检测设备的示意图。参见图1，习知技艺中的检测设备100在承载台120两侧设置有雷射装置160。上述雷射装置160在承载台120的两侧分别具有一雷射光产生器、与一雷射光接收器。雷射光产生器可产生雷射光束162，且雷射光束162将直线传输至位于相对侧的雷射光接收器。上述雷射光束162的方向与承载台120的行进方向相互垂直。当承载台120上放置待测印刷电路板140，且沿着承载台行进方向122移动时，待测印刷电路板140将会通过上述雷射光束162。因为待测印刷电路板140具有一定的厚度，所以，当待测印刷电路板140沿着行进方向122通过雷射光束162时，待测印刷电路板140将会遮断部分的雷射光束162。正常状况下，由于待测印刷电路板140的厚度一致，所以，待测印刷电路板140通过雷射光束162时，所遮断的雷射光束162高度也应该完全一致。换言之，假如待测印刷电路板140的表面并非一个平面，而是具有隆起的曲面，则雷射光接收器所得到的讯息将会显示出，待测印刷电路板140遮断的雷射光束162在某个时刻有出现不同高度的遮断讯号。如此一来，就可判断出待测印刷电路板140的表面是否具有曲面隆起。由于这些印刷电路板上的曲面将可能造成后续电子零件装设工序出现错误，因此，提前藉由检测，将具有曲面的瑕疵印刷电路板挑出，是一项很重要的检测项目。

在上述的检测过程中，假如待测印刷电路板140的上方 (侦测表面) 具有凸起的曲面，雷射装置160将侦测到雷射光束162的遮断讯号出现不同，进而得知待测印刷电路板140的上方/侦测表面并非完全的水平面。然而，如果待测印刷电路板140的上方/侦测表面具中间区域有凹陷的曲面或是出现波浪状表面，雷射装置160所侦测到的雷射光束162遮断讯号将不会有所差异，换言之，印刷电路板检测设备100可能会把具有凹陷曲面的待测印刷电路板140误判为没有任何曲面的待测印刷电路板。

在印刷电路板的检测上，选择AOI作为检测方式，是为了更快速、更准确、且更稳定地完成检测工序。倘若检测结果存在着可能有误判的风险，不仅增加复检的人力成本与时间成本，如果因此产出瑕疵品给下游厂商，更可能会因此造成巨额赔偿与商誉损失。因此，虽然上述印刷电路板检测设备100已经是目前业界所广为使用的技术，上述印刷电路板检测设备100的误判可能因素对于印刷电路板的检测工序仍存在着许多不确定性与风险。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种印刷电路板的检测设备，上述印刷电路板的检测设备不仅可以快速检测板体表面的曲度，更可同时有效避免误判发生率。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

提供一种印刷电路板的检测设备，前述印刷电路板的检测设备包含承载台、参考标记、光源、影像撷取装置、以及处理器。上述承载台可用以承载待测印刷电路板。上述印刷电路板的检测设备可以一次检测一待测印刷电路板，也可一次检测复数个待测印刷电路板。上述参考标记设置于上述承载台的上方。上述参考标记可以是复数个几何图形的重复单元。上述光源设置于上述承载台的斜上方。上述的光源可以是一点光源，或是可产生点光源效果的发光装置。上述的光源以非正投影的方式照射上述参考标记，并在承载台与待测印刷电路板上产生参考标记投影。上述影像撷取装置设置于上述承载台的上方，用以撷取投影于承载台与待测印刷电路板上的参考标记投影。上述处理器连接于上述影像撷取装置，可用以计算影像撷取装置所撷取的影像信号，以获知待测印刷电路板的表面资讯。

本实用新型所产生的技术效果如下。

本实用新型的一目的为提供一种印刷电路板的检测设备，藉由全面性的影像信号撷取，可有效地大幅降低误判发生率，进而达到避免重复检查的效果。

本实用新型的另一目的为提供一种印刷电路板的检测设备，藉由全面性撷取待测表面影以达到快像的设计，使得根据本实用新型的印刷电路板的检测设备可速完成检测工序的效果。

本实用新型的又一目的为提供一种印刷电路板的检测设备，藉由可同时检测复数组印刷电路板的设计，使得根据本实用新型的印刷电路板的检测设备可进一步缩短检测的时间。

本实用新型的又一目的为提供一种印刷电路板的检测设备，藉由简单的光学原理与光学器材的选择，使得根据本实用新型的印刷电路板的检测设备可以达到比习知技艺的印刷电路板的检测设备更省成本且更简易操作的效果。

附图说明

图1为习知技艺的印刷电路板的检测设备的示意图。

图2为本新型的一具体实施例的印刷电路板的检测设备的示意图。

图3为本新型的一具体实施例的印刷电路板的检测设备的示意图。

图号说明：

100 印刷电路板检测设备

120 承载台

122 承载台行进方向

140 待测印刷电路板

160 雷射装置

162 雷射光束

200 印刷电路板的检测设备

220 待测印刷电路板

240 参考标记

240’ 参考标记投影

260 光源

280 影像撷取装置

300 印刷电路板的检测设备

320 第一待测印刷电路板

325 第二待测印刷电路板

340 参考标记

340’ 第一参考标记投影

340’ 第二参考标记投影

360 第一光源

365 第二光源

380 第一影像撷取装置

385 第二影像撷取装置。

具体实施方式

根据本说明书的一实施例，揭露一种印刷电路板的检测设备。图2一根据本实施例印刷电路板的检测设备200的示意图。上述印刷电路板的检测设备200包含承载台、参考标记240、光源260、影像撷取装置280、以及处理器。上述印刷电路板的检测设备200可用来进行印刷电路板的曲面检测。上述承载台，未显示于图中，可以用来承载待测印刷电路板220。

上述参考标记240设置于上述承载台的上方。根据本实施例，上述参考标记240可以是复数个几何图形的重复单元。在根据本实施例的一较佳范例中，上述参考标记240可以是复数条直线。在根据本实施例的另一较佳范例中，上述参考标记240可以是由两组彼此相交的线所形成的网状轮廓。在根据本实施例的又一较佳范例中，上述参考标记240可以是复数个参考点。

上述光源260设置于上述承载台的斜上方。根据本实用新型的设计，上述光源260可以是一点光源，或是可产生点光源效果的发光装置，例如以面光源或线光源搭配光栅、聚光元件、导光元件、或其他习知该项技艺者所熟知可产生点光源效果的技术组合。根据本实施例的设计，上述光源260以非正投影的方式照射上述参考标记240，并在承载台与待测印刷电路板220上产生参考标记投影240’。在根据本实施例的一较佳范例中，上述光源260可以是以约10~85度的入射角照射参考标记240，以产生参考标记投影240’。

上述影像撷取装置280设置于上述承载台的上方。上述影像撷取装置280可撷取投影于承载台与待测印刷电路板220上的参考标记投影240’的影像信号。上述处理器，未显示于图中，连接于上述影像撷取装置280。处理器可用以计算影像撷取装置280所撷取的影像信号，以获知待测印刷电路板220的表面资讯。

根据本实施例，进行检测时，可先在上述承载台上放置标准样板 (Golden sample) 来进行影像撷取。光源260照射参考标记240，并在上述承载台与标准样板上产生标准样板的参考标记投影240’。此时，影像撷取装置280可从上方撷取标准样板的参考标记投影240’的影像信号V₀，并将影像信号V₀传送至处理器进行记录。接下来，在上述承载台上放置待测印刷电路板220。光源260照射参考标记240并在上述承载台与待测印刷电路板220形成待测印刷电路板的参考标记投影240’后，影像撷取装置280可从上方撷取待测印刷电路板220的参考标记投影240’的影像信号V₁，并将影像信号V₁传送至上述的处理器。上述的处理器藉由计算分别已先滤除背景资料之后的影像信号V₀与V₁，将可判断出待测印刷电路板220是否有出现异于标准样板的异常曲面。更好的是，根据本实施例，上述的处理器藉由滤除背景资料之后的影像信号V₀与V₁的计算结果，也可判断出待测印刷电路板220出现异常曲面的位置。

在根据本实施例的一较佳范例中，上述参考标记240可以包含一组第一参考标记、与一组第二参考标记。根据本范例，上述第一参考标记与第二参考标记可以是彼此具有一不为零度或180度夹角的两组几何图形，例如两组彼此不平行的线条。在根据本范例的一较佳实施方式中，上述的参考标记240可以是由两组直线所形成的网状轮廓。根据本范例，上述的影像撷取装置280撷取上述两组参考标记所产生的参考标记阴影的影像信号，并传送至处理器进行计算分析后，除了可判断待测印刷电路板220是否有异常曲面之外，更可建立待测印刷电路板220表面的3D模型。如此一来，将可进一步有助于降低自动光学检测 (AOI) 所可能产生的误判与进行其他分析。

根据本说明书的另一实施例，揭露一种印刷电路板的检测设备。根据本说明书，上述印刷电路板检测设备可同时进行多组引刷电路板的检测。在本实施例中，仅以同时进行两印刷电路板的检测做为代表性说明。图3一根据本实施例印刷电路板的检测设备300的示意图。上述印刷电路板的检测设备300包含承载台、参考标记340、第一光源360、第一影像撷取装置380、第二影像撷取装置385、以及处理器。上述印刷电路板的检测设备300可用来进行多组印刷电路板的表面检测。上述承载台，未显示于图中，可同时承载第一待测印刷电路板320、与第二待测印刷电路板325。

上述参考标记340设置于上述承载台的上方。根据本实施例，上述参考标记340可以是复数个几何图形的重复单元。在根据本实施例的一较佳范例中，上述参考标记340可以是复数条直线。在根据本实施例的另一较佳范例中，上述参考标记340可以是由两组彼此相交的线所形成的网状轮廓。在根据本实施例的又一较佳范例中，上述参考标记340可以是复数个点。

上述第一光源360设置于上述承载台的斜上方。根据本实用新型的设计，上述第一光源360可以是一点光源，或是可产生点光源效果的发光装置。根据本实施例的设计，上述第一光源360以非正投影的方式照射上述参考标记340，并在承载台与第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影340’与340”。在根据本实施例的一较佳范例中，上述第一光源360可以是以约10~85度的入射角照射参考标记340，以产生参考标记投影340’与340”。

上述第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385分别设置于上述第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325的上方。上述第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385分别可撷取投影于承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上的参考标记投影340’与340”的影像信号。上述处理器，未显示于图中，连接于上述第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385。处理器可用以计算第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385所撷取的影像信号，以获得第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325的表面状态资讯。

根据本实施例，进行检测时，可先在上述承载台上输送两标准样板，让第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385分别撷取标准样板的参考标记投影的影像信号V₀与V₀’，并将影像信号V₀与V₀’传送至上述的处理器。然后，再以上述承载台输送第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325。上述第一光源360照射参考标记340并分别在第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325产生参考标记阴影340’与340”。第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385分别撷取第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325的参考标记投影340’与340”的影像信号V₁与V₁’，并将影像信号V₁与V₁’传送至处理器。处理器可藉由分别计算由滤除背景资料的后的影像信号V₀与V₁、以及滤除背景资料之后的影像信号V₀’与V₁’而分别得到第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325的表面资讯，进而判断出第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325是否有出现异于标准样板的异常曲面。

在根据本实施例的一较佳范例中，上述印刷电路板的检测设备300可以更包含一第二光源365。上述第二光源365设置于上述承载台的斜上方，如图3所示。上述第二光源365可以是一点光源，或是可产生点光源效果的发光装置。根据本范例，上述第一光源360与第二光源365可以是分别设置于第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325的斜上方。第一光源360与第二光源365皆以非正投影的方式照射上述参考标记340，并在承载台、第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影340’与340”。依据本范例的设计，上述第一光源360与第二光源365可设定为轮流开启。例如，在欲使用第一影像撷取装置380撷取第一待测印刷电路板320的影像信号V₁时，只有第一光源360照射上述参考标记340并在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影。在欲使用第二影像撷取装置385撷取第二待测印刷电路板325的影像信号V₁’时，只有第二光源365照射上述参考标记340并在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影。如此一来，可让第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385得到更清晰的影像信号。在根据本范例的一实施方式中，依序以第一光源360与第二光源365照射参考标记340并在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影，第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385将可撷取到影像信号V₁与V₁’、以及V₂与V₂’。其中，以第一光源360照射参考标记340，在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影，第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385分别撷取到的影像信号为V₁与V₁’；以第一光源360照射参考标记340，在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影，第一影像撷取装置380与第二影像撷取装置385分别撷取到的影像信号为V₂与V₂’。处理器分别比对滤除背景资料之后的影像信号V₀与V₁、V₀与V₂，将可得到更细致的第一待测印刷电路板320表面资讯。相同地，处理器分别比对滤除背景资料之后的影像信号V₀与V₁’、V₀与V₂’，将可得到更细致的第二待测印刷电路板325的表面资讯。

在根据本实施例的另一较佳范例中，上述印刷电路板的检测设备300可以更包含一第二光源。上述第二光源设置于上述承载台的斜上方。上述第二光源可以是一点光源，或是可产生点光源效果的发光装置。根据本范例，上述第一光源360与第二光源可以是分别设置于第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325的斜上方。第一光源360与第二光源皆以非正投影的方式照射上述参考标记340，并在承载台、第一待测印刷电路板320与第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影340’与340”。依据本范例的设计，上述第一光源360与第二光源可设定为轮流开启。例如，在欲使用第一影像撷取装置380撷取第一待测印刷电路板320的影像信号V₁时，只以第二光源照射上述参考标记340并在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影；在欲使用第二影像撷取装置385撷取第二待测印刷电路板325的影像信号V₁’时，只以第一光源360照射上述参考标记340并在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影。在进行标准样板的检测时，是以第二光源照射参考标记340，在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影后，让第一影像撷取装置380撷取到放置在第一待测印刷电路板320的位置的标准样板的影像信号为V₀；以第一光源360照射参考标记340，在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影后，以第二影像撷取装置380撷取到放置在第二待测印刷电路板325的位置的标准样板的影像信号为V₀’。在进行待测印刷电路板检测时，以第二光源照射参考标记340，在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影，第一影像撷取装置380撷取到第一待测印刷电路板320的影像信号为V₁；以第一光源360照射参考标记340，在承载台与第一待测印刷电路板320以及第二待测印刷电路板325上产生参考标记投影，第二影像撷取装置385撷取到的影像信号为V₁’。处理器比对滤除背景资料之后的影像信号V₀与V₁，将可得到第一待测印刷电路板320的表面资讯。处理器比对滤除背景资料之后的影像信号V₀’与V₁’，将可得到第二待测印刷电路板325的表面资讯。

综合上述，本说明书揭露了一种印刷电路板的检测设备。上述印刷电路板的检测设备包含承载台、参考标记、光源、影像撷取装置、以及处理器。上述承载台可用以承载待测印刷电路板。根据本说明书的设计，上述印刷电路板的检测设备可以一次检测一待测印刷电路板，也可一次检测复数个待测印刷电路板。上述参考标记设置于上述承载台的上方。上述参考标记可以是复数个几何图形的重复单元。上述光源设置于上述承载台的斜上方。上述的光源可以是一点光源，或是可产生点光源效果的发光装置。上述的光源以非正投影的方式照射上述参考标记，并在承载台与待测印刷电路板上产生参考标记投影。上述影像撷取装置设置于上述承载台的上方，用以撷取投影于承载台与待测印刷电路板上的参考标记投影。上述处理器连接于上述影像撷取装置，可用以计算影像撷取装置所撷取的影像信号，以获知待测印刷电路板的表面资讯。根据本说明书的设计，上述印刷电路板的检测设备除了可以有效达到快速检测板体表面的曲度的效果之外，更可藉由投射光影来模拟出待测板体的表面的类2D，甚至类3D模型，进而有效避免对于板体表面的曲度产生误判。换言之，本说明书提供了一种可兼具提升侦测速率与有效避免误判发生率，同时又可降低检测设备成本、与方便用户操作的印刷电路板的检测设备。