基于3DAOI及AXI的PCBA检测方法及系统与流程

本发明涉及PCB板组装检测领域，特别是涉及一种基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法及系统。

背景技术：

随着电子制造行业的发展，原有2D AOI已经无法满足行业需求，3D AOI(自动光学检测仪)和AXI(自动X-Ray检测机)近几年应运而生，在行业内基本上已经全面使用。目前市场上使用的3D AOI和AXI的主要检测程式制作无外乎两个方法：1.将已经组装好器件的PCBA板放到机器上进行扫描，将其作为检测标准；2.读入带有元件名和坐标的文件及BOM(物料清单)，再逐个元件创建3D模型数据设置检测算法。

以上两种方法的缺点如下：

第一种、可以说是简单的3D AOI、AXI检测方法，并不能适应正常生产的要求，元件信息等都无法获得，检测只是一个黑盒子，不能满足工业追溯的标准。

第二种、需要花费大量的时间编程，并占用机器的在编程，极大浪费了机器的利用率，显然不适合智能制造的发展要求。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法及系统，用于解决现有技术中获取的检测信息不完整且检测效率低下的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法，包括：预先在一元件实物数据库中配置图形数据；其中，所述图形数据至少包括元件本体数据和引脚数据；通过PCB设计软件输入设计数据，且根据设计数据获得关于PCB的CAD数据；对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据以生成3D实物模型；从所述设计数据中提取BOM信息，根据所述BOM信息从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据，如果搜索到，则根据所述图形数据生成3D实物模型；如果没有搜索到，则根据获取的创建数据生成对应的图像数据以生成3D实物模型；将生成的所述3D实物模型以及所述CAD数据进行合并，产生标准的3D检测原型数据以输出至3D AOI及AXI进行检测。

于本发明一具体实施例中，根据所述BOM信息中包括的关键信息，从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据；所述关键信息包括以下中的一种或多种：元件名、指定物料编码、和通用物料编码。

于本发明一具体实施例中，所述根据获取的创建数据生成对应的图像数据的步骤包括：根据获取的包含元件的长度、宽度、厚度的创建数据生成所述图像数据。

于本发明一具体实施例中，对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据的过程包括以下步骤：根据所述设计数据中PCB板的厚度，将所述厚度平均到每一层PCB上。

于本发明一具体实施例中，预先在一元件实物数据库中配置图形数据的方式包括：从预设的已有元件库中提取所述图形数据；和/或根据获取的封装信息和物料编码创建所述图形数据。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统，包括：元件3D实物模型数据库，用以预先在一元件实物数据库中配置图形数据；其中，所述图形数据至少包括元件本体数据和引脚数据；数据输入模块，用以通过PCB设计软件输入设计数据，且根据设计数据获得关于PCB的CAD数据；基础数据转化模块，用以对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据以生成3D实物模型；搜索模块，用以从所述设计数据中提取BOM信息，根据所述BOM信息从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据，如果搜索到，则根据所述图形数据生成3D实物模型；3D实物模型创建模块，用以在所述搜索模块没有搜索到匹配的图形数据时，根据获取的创建数据生成对应的图像数据以生成3D实物模型；3D检测原型数据生成模块，用以将生成的所述3D实物模型以及所述CAD数据进行合并，产生标准的3D检测原型数据以输出至3D AOI及AXI进行检测。

于本发明一具体实施例中，根据所述BOM信息中包括的关键信息，从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据；所述关键信息包括以下中的一种或多种：元件名、指定物料编码、和通用物料编码。

于本发明一具体实施例中，所述3D实物模型创建模块根据获取的创建数据生成对应的图像数据的方式包括：根据获取的包含元件的长度、宽度、厚度的创建数据生成所述图像数据。

于本发明一具体实施例中，所述基础数据转化模块对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据的过程包括：根据所述设计数据中PCB板的厚度，将所述厚度平均到每一层PCB上。

于本发明一具体实施例中，预先在一元件实物数据库中配置图形数据的方式包括：从预设的已有元件库中提取所述图形数据；和/或根据获取的封装信息和物料编码创建所述图形数据。

如上所述，本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法及系统，预先在一元件实物数据库中配置图形数据；其中，所述图形数据至少包括元件本体数据和引脚数据；通过PCB设计软件输入设计数据，且根据设计数据获得关于PCB的CAD数据；对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据以生成3D实物模型；从所述设计数据中提取BOM信息，根据所述BOM信息从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据，如果搜索到，则根据所述图形数据生成3D实物模型；如果没有搜索到，则根据获取的创建数据生成对应的图像数据以生成3D实物模型；将生成的所述3D实物模型以及所述CAD数据进行合并，产生标准的3D检测原型数据以输出至3D AOI及AXI进行检测。本发明可以便捷、高效的生成标准的3D检测原型数据，且3D检测原型数据的内容较为完整，可以进行较为全面的检测。

附图说明

图1显示为本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统在一具体实施例中的模块示意图。

图2显示为本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法在一具体实施例中的流程示意图。

元件标号说明

10 基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统

11 元件3D实物模型数据库

12 数据输入模块

13 基础数据转化模块

14 搜索模块

15 3D实物模型创建模块

16 3D检测原型数据生成模块

20 基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法

21～25 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了使本发明之叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述之各种实施例。但所提供之实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围；步骤的描述亦非用以限制其执行之顺序，任何由重新组合，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。

于实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则「一」与「该」可泛指单一个或复数个。将进一步理解的是，本文中所使用的「包含」、「包括」、「具有」及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、组件与/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、组件，与/或其中之群组。

请参阅图1，显示为本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统在一具体实施例中的模块示意图。其中，PCBA即assembly of PCB，具体为将各种电子器件通过表面封装工艺组装在线路板上。

所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统10包括：

元件3D实物模型数据库11，用以预先在一元件实物数据库中配置图形数据；其中，所述图形数据至少包括元件本体数据和引脚数据；于一具体应用中，所述元件3D实物模型数据库11为可供多个网络用户使用的元件实物数据库，包含3D形状等。图形数据可以来自现有的DFM系统元件库，也可以根据封装和物料编码自由创建3D实物元件，图形数据包括元件本体和引脚。

数据输入模块12，用以通过PCB设计软件输入设计数据，且根据设计数据获得关于PCB的CAD数据；

基础数据转化模块13，用以对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据以生成3D实物模型；即在设计数据读入后将PCB设计CAD 2D数据转化为3D图形数据显示为3D PCB板。

搜索模块14，用以从所述设计数据中提取BOM(物料清单，Bill of Material)信息，根据所述BOM信息从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据，如果搜索到，则根据所述图形数据生成3D实物模型；优选根据BOM中料号或封装从元件3D实物模型数据库11获取元件的实物数据和三维图形，并且将三维元件实物根据元件坐标放置在2维图形数据上，并作相应的角度模拟放置。

3D实物模型创建模块15，用以在所述搜索模块没有搜索到匹配的图形数据时，根据获取的创建数据生成对应的图像数据以生成3D实物模型；于一具体应用中，根据厂商提供的元件规格说明或者元件三维数据绘制或根据读入的PCB设计CAD基础数据创建元件3D实物数据库。

3D检测原型数据生成模块16，用以将生成的所述3D实物模型以及所述CAD数据进行合并，产生标准的3D检测原型数据以输出至PCBA检测仪器进行检测。其中，所述PCBA检测仪器包括3D AOI(自动光学检测仪)和AXI(自动X-Ray检测机)。

于本发明一具体实施例中，根据所述BOM信息中包括的关键信息，从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据；所述关键信息包括以下中的一种或多种：元件名、指定物料编码、和通用物料编码。

于本发明一具体实施例中，所述3D实物模型创建模块根据获取的创建数据生成对应的图像数据的方式包括：根据获取的包含元件的长度、宽度、厚度的创建数据生成所述图像数据。

于本发明一具体实施例中，所述基础数据转化模块对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据的过程包括：根据所述设计数据中PCB板的厚度，将所述厚度平均到每一层PCB上。

于本发明一具体实施例中，预先在一元件实物数据库中配置图形数据的方式包括：从预设的已有元件库中提取所述图形数据；和/或根据获取的封装信息和物料编码创建所述图形数据。

以下进一步说明所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统10的应用过程：

1)开启数据输入模块12输入并读取PCB设计CAD文件，利用基础数据转化模块13将其转换成3D基础数据并图形显示。方法：PCB板的厚度可以从PCB设计文件数据获得参数。将厚度尺寸平均到每一层PCB上，完成PCB板的3D呈现。

2)将BOM与3D基础数据内的元件位置结合，即根据元件位置(比如U1)将BOM中物料编码关联给3D基础数据内的元件位置(具有唯一性)。

3)搜索模块14用物料编码到元件3D实物模型数据库11中搜索，物料编码相同，如果没有匹配就搜索含有通用物料编码的实物资料，比如料号ABCD，实物元件数据库中有ABCD就可以搜索到，如果没有就搜索ABC*、AB*、以及A*，搜索到可以匹配。将搜索到的3D图形放置到PCB线路板上形成3D PCBA。

4)对于没有搜索到的元件物料编码可以利用本发明的3D实物模型创建模块15进行生成。基础数据中有元件的长宽和厚度，引脚大小用焊盘按比例缩放即可以。直到PCB线路板上所有元件创建完毕。

5)3D检测原型数据生成模块16根据现有结合后的数据产生标准的3D检测原型数据。

以下为应用本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统后的一具体实施例中，涉及到的元件信息，其中，“//”后面内容为备注说明，单位可以为mm和mil等：

相比于目前行业方案，通过本发明的实施，可以改变目前传统的做法，提高机器的利用率，减少了编程时间。产品追溯符合了工业制造要求。具体如表1所示：

表1

请参阅图2，显示为本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法在一具体实施例中的流程示意图。所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法20包括：

21：预先在一元件实物数据库中配置图形数据；其中，所述图形数据至少包括元件本体数据和引脚数据；

22：通过PCB设计软件输入设计数据，且根据设计数据获得关于PCB的CAD数据；

23：对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据以生成3D实物模型；

24：从所述设计数据中提取BOM信息，根据所述BOM信息从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据，如果搜索到，则根据所述图形数据生成3D实物模型；如果没有搜索到，则根据获取的创建数据生成对应的图像数据以生成3D实物模型；

25：将生成的所述3D实物模型以及所述CAD数据进行合并，产生标准的3D检测原型数据以输出至3D AOI及AXI进行检测。

于本发明一具体实施例中，根据所述BOM信息中包括的关键信息，从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据；所述关键信息包括以下中的一种或多种：元件名、指定物料编码、和通用物料编码。

于本发明一具体实施例中，所述根据获取的创建数据生成对应的图像数据的步骤包括：根据获取的包含元件的长度、宽度、厚度的创建数据生成所述图像数据。

于本发明一具体实施例中，对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据的过程包括以下步骤：根据所述设计数据中PCB板的厚度，将所述厚度平均到每一层PCB上。

于本发明一具体实施例中，预先在一元件实物数据库中配置图形数据的方式包括：从预设的已有元件库中提取所述图形数据；和/或根据获取的封装信息和物料编码创建所述图形数据。

所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法20的技术方案与所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统10对应，所有关于所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测系统10的描述，均可应用于本实施例中。

以下为一应用本发明的所述基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法20的流程描述：

(一)将PCB设计软件产生的PCB CAD数据提取到软件中，数据内容可为IPC-2581工业标准数据，ODB++标准数据等，根据文件内PCB的高度将PCB布线软件绘制的PCB线路板文件转换拉伸显示成3D基础数据并显示图形；

(二)再从设计数据中提取BOM信息，包含供应商和供应商料号，或者读入带有供应商和供应商料号及物料编码和元件名的BOM文件；

(三)将BOM中以元件名作为关联关键字，把元件3D实物模型库中3D数据和供应商，供应商料号及物料编码信息合并到3D基础数据上；

(四)对于没有元件3D实物模型的物料编码可以根据CAD基础数据内的焊盘和元件外框手工生成近似3D元件实物，并将其合并到3D基础数据上(PCB 3D线路板上)；

(五)直到所有元件都有元件3D实物模型；

(六)将CAD基础数据与元件3D实物模型合并，此时完整的形成了3D PCBA模型；

(七)将3D PCBA模型输出成3D AOI及AXI检测程式标准内容；

(八)3D AOI及AXI检测设备可以读入此数据，快速进行PCBA板的检测。

综上所述，本发明的基于3D AOI及AXI的PCBA检测方法及系统，预先在一元件实物数据库中配置图形数据；其中，所述图形数据至少包括元件本体数据和引脚数据；通过PCB设计软件输入设计数据，且根据设计数据获得关于PCB的CAD数据；对生成的所述CAD数据进行转化，生成3D基础图形数据以生成3D实物模型；从所述设计数据中提取BOM信息，根据所述BOM信息从所述元件实物数据库中搜索相匹配的图形数据，如果搜索到，则根据所述图形数据生成3D实物模型；如果没有搜索到，则根据获取的创建数据生成对应的图像数据以生成3D实物模型；将生成的所述3D实物模型以及所述CAD数据进行合并，产生标准的3D检测原型数据以输出至3D AOI及AXI进行检测。本发明可以便捷、高效的生成标准的3D检测原型数据，且3D检测原型数据的内容较为完整，可以进行较为全面的检测。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。