專利名稱:裝配襯底的檢查方法和系統(tǒng)與生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及襯底生產(chǎn)中的檢查方法和系統(tǒng),其中每個襯底具有安裝于其上的組件。該生產(chǎn)過程包括多個步驟,但是通過圖像處理過程(process)在最終生產(chǎn)步驟結(jié)束時或者在包含該最終生產(chǎn)步驟的多個步驟中進行檢查。本發(fā)明還涉及通過進行這些檢查處理來生產(chǎn)這些裝配襯底的方法。
背景技術(shù):
裝配襯底的通常生產(chǎn)步驟的實例包括焊劑印制步驟,用于在印刷電路板上印制乳酪焊劑(cream solder);組件裝配步驟,用于在已涂有乳酪焊劑的位置處裝配組件;以及焊接步驟,用于在已進行組件裝配步驟之后加熱襯底,以將裝配的組件附著于襯底上。用于順序執(zhí)行這些步驟的生產(chǎn)線有時候具有檢查裝置,其用于在每個步驟之后檢查每個襯底的外部視圖,從而具有在關(guān)聯(lián)生產(chǎn)步驟中產(chǎn)生的缺陷的襯底能夠從生產(chǎn)線中被去除,并且將不會被允許向下游傳送。
日本專利公開Tokkai 11-298200公開這樣一種用于襯底的檢查系統(tǒng),其具有用于每個生產(chǎn)步驟的檢查裝置,這些檢查裝置的每一個連接于主機(用作過程控制裝置),并且適于將檢查所得的檢查結(jié)果和各種測量數(shù)據(jù)傳送到該主機。該過程控制裝置具有分析在測量數(shù)據(jù)之間是否有相關(guān)性的功能,這些測量數(shù)據(jù)從檢查裝置中獲得并且可能造成產(chǎn)品中出現(xiàn)缺陷。
在現(xiàn)有技術(shù)的襯底生產(chǎn)步驟中這樣被利用的這些檢查裝置通常適于單獨地建立檢查數(shù)據(jù),比如標(biāo)準參考值,用于評價檢查區(qū)域中的數(shù)據(jù)集或者這樣的檢查區(qū)域中所獲得的測量數(shù)據(jù);按照獨立算法來進行檢查例程。同時常常發(fā)生的是,現(xiàn)代的檢查裝置基于襯底設(shè)計數(shù)據(jù)(比如CAD數(shù)據(jù))來設(shè)置檢查區(qū)域,其前提是按照其設(shè)計已精確地產(chǎn)生印刷電路板。例如,在焊劑印制步驟之后的檢查過程中,焊劑片(solder piece)的圖像可從檢查區(qū)域中被提取,以測量其面積和位置,基于設(shè)計數(shù)據(jù)將這些測量值與標(biāo)準值相比較。然而在實際中,由于抗蝕材料在印刷電路板生產(chǎn)步驟中的錯位,焊接區(qū)(land)的位置會有小的波動,并且焊接區(qū)的位置和大小并非總是與設(shè)計數(shù)據(jù)所描述的那樣精確地相同。
另一方面,裝配于每個襯底上的組件的密度不斷增加,隨著組件變得更小,襯底上的焊接區(qū)也漸漸變得更小。因此,如果焊劑哪怕被印制得離開其預(yù)定焊接區(qū)位置很小距離,仍會有使得恰當(dāng)?shù)匮b配和焊接組件變得很困難的危險。如果用于評價檢查區(qū)域的標(biāo)準參考值基于襯底設(shè)計數(shù)據(jù)來設(shè)置,則可能無法檢測焊劑片的印制位置的錯位。例如在焊劑印制步驟之后的襯底情況下,盡管焊劑是按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)在標(biāo)準位置處印制的,但是如果焊接區(qū)從按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的其標(biāo)準位置被移置,則仍有錯位大于焊接區(qū)和焊劑之間允許極限的可能性。然而,在焊劑印制步驟之后的檢查時,該錯位將不被檢測到,因為只要發(fā)現(xiàn)焊劑是基于襯底設(shè)計數(shù)據(jù)來印制于標(biāo)準位置處的,就會給出“優(yōu)良”產(chǎn)品的判斷。
發(fā)明內(nèi)容
因此,鑒于上述問題,本發(fā)明的目的是,通過利用先前生產(chǎn)步驟中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),來適當(dāng)?shù)剡M行檢查。
按照本發(fā)明用于襯底的檢查方法,這些襯底具有裝配于其上的組件,并通過多個連續(xù)執(zhí)行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn),該方法的特征在于包括步驟提供多個檢查裝置,每個檢查裝置與包括最終生產(chǎn)步驟的這些生產(chǎn)步驟中不同的一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián);以及通過每個檢查裝置利用在與其相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)步驟之后所攝取的襯底圖像,來對于該襯底進行檢查處理;其中,與在另一生產(chǎn)步驟之后進行的所述生產(chǎn)步驟之一相關(guān)聯(lián)的每個所述檢查裝置,該另一生產(chǎn)步驟具有與其相關(guān)聯(lián)的另一檢查裝置,輸入在該襯底在被該另一檢查裝置檢查時產(chǎn)生的數(shù)據(jù),并且利用輸入的數(shù)據(jù)來檢查襯底。
在上述中,這些生產(chǎn)步驟可包括焊劑印制、組件裝配和焊接的步驟。在焊劑印制步驟之前可包含或不含產(chǎn)生印刷電路板的步驟。即使對于該生產(chǎn)步驟提供檢查裝置,但是該生產(chǎn)本身對于實踐本發(fā)明的方法是不必要的,盡管通過檢查印刷電路板來獲得的檢查數(shù)據(jù)是被下游(downstream)一側(cè)上的檢查裝置接收的。換而言之,例如在生產(chǎn)的和別處購買的印刷電路板上可利用本發(fā)明的方法。優(yōu)選地,在每對的這些生產(chǎn)步驟之間提供傳送帶,但是它并非本發(fā)明的必需元件。這些生產(chǎn)步驟可相互被物理分離。盡管希望將檢查裝置與每個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián),但是提供與最終生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的一項檢查和與另一生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的另一檢查是已經(jīng)足夠的。
每個這些檢查裝置可被形成為具有攝像機的圖像攝取裝置或者借助X射線來利用熒光圖像的裝置。同時,無需贅言,并不需要所有檢查裝置來進行作出判斷的處理。一些檢查裝置可適于僅獲得襯底圖像,該襯底圖像在被請求時可被輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置。
期望利用網(wǎng)絡(luò)線路,比如LAN線路,連接這些檢查裝置,從而檢查所必需的數(shù)據(jù)可經(jīng)過這樣的線路來輸入,但是本發(fā)明并不限于這樣的實施例。通過無線手段或者通過提供計算機作為服務(wù)器,可在檢查裝置之間進行通信。而且,替代地,通過檢查來產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可被存儲于指定存儲器介質(zhì)上,從而具有存儲數(shù)據(jù)的存儲器介質(zhì)可被引入到另一檢查裝置。
在上述中,無需從與緊接在前的生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置中請求數(shù)據(jù)。對于單個檢查處理,可從多個檢查裝置請求數(shù)據(jù)。關(guān)于靶(target)襯底的數(shù)據(jù)可包含在其上進行的測量的結(jié)果或者曾被提取用于檢查的那些數(shù)據(jù)。也可包含為檢查而建立的圖像數(shù)據(jù)。這樣的圖像數(shù)據(jù)并不限于攝像機所輸入的密度變化圖像,而且可包含通過對于密度改變圖像進行轉(zhuǎn)換處理而產(chǎn)生的二進制圖像和邊緣圖像。該圖像數(shù)據(jù)可僅僅是與進行檢查的隨后生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置所需的區(qū)域的那些數(shù)據(jù)。
通過該檢查方法,下游一側(cè)上的每個檢查裝置能夠使用這樣的檢查數(shù)據(jù),該檢查數(shù)據(jù)是在正在被上游一側(cè)上的檢查裝置檢查的實際靶襯底上獲得的。由此,能夠按照實際靶襯底的規(guī)格來進行判斷,并能夠更有效地利用通過測量所獲得的數(shù)據(jù)。
按照優(yōu)選的檢查方法,多個檢查裝置適于相互通信;與最終生產(chǎn)步驟之前的生產(chǎn)步驟之一相關(guān)聯(lián)的每個檢查裝置,適于在存儲器中保存在用于每個檢查襯底的檢查處理期間產(chǎn)生的那些數(shù)據(jù),以通過從存儲器獲取所請求的數(shù)據(jù),來響應(yīng)從(下游一側(cè)上的)另一檢查裝置接收到的請求,并將所獲取的數(shù)據(jù)傳送到從下游一側(cè)發(fā)出該請求的檢查裝置。下游一側(cè)上的檢查裝置輸入所傳送的數(shù)據(jù)并且進行檢查。
如果這些生產(chǎn)步驟包括生產(chǎn)印刷電路板的電路板生產(chǎn)步驟,則與該步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置優(yōu)選地適于提取焊接區(qū)的位置數(shù)據(jù)或表示其上形成有該焊接區(qū)的區(qū)域的數(shù)據(jù),并將所提取的數(shù)據(jù)輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置。與焊接區(qū)有關(guān)的位置數(shù)據(jù)可與其代表點比如其重心有關(guān)。表示焊接區(qū)區(qū)域的數(shù)據(jù)可包含該焊接區(qū)內(nèi)部的像素或其邊緣上的點的坐標(biāo)。由于焊接區(qū)通常是矩形的,所以可使用其四個拐角點的坐標(biāo)。
如果從與電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置中這樣提取的數(shù)據(jù)被輸入到與進行焊劑印制的生產(chǎn)步驟(稱為焊劑印制步驟)相關(guān)聯(lián)的另一檢查裝置,則與該焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置可適于提取焊劑的位置數(shù)據(jù)或表示其上印制有焊劑的區(qū)域的面積數(shù)據(jù),并適于參照所輸入的數(shù)據(jù)來判斷位置數(shù)據(jù)或面積數(shù)據(jù)的正確性。具體來說,參照焊接區(qū)的位置來比較焊劑的位置,由此評價印制焊劑的錯位,或者將焊劑的面積與焊接區(qū)的面積做比較,以評價焊接區(qū)上的焊劑量是否充分或者檢測已從焊接區(qū)區(qū)域中溢出的焊劑量。
如果從與電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置中提取的數(shù)據(jù)被輸入到與裝配組件的步驟(稱為組件裝配步驟)或焊接的步驟(稱為焊接步驟)相關(guān)聯(lián)的另一檢查裝置,則被輸入有這些提取數(shù)據(jù)的檢查裝置可適于從襯底的圖像中,提取表示組件位置或用于裝配組件的區(qū)域的數(shù)據(jù)(隨后稱為組件數(shù)據(jù)),并適于參照該輸入數(shù)據(jù)來判斷組件數(shù)據(jù)的正確性。具體來說,將參照焊接區(qū)的位置來判斷組件的裝配位置的正確性,以基于焊接區(qū)的位置來確定用于組件的所需區(qū)域,并通過檢驗該檢查裝置所提取的區(qū)域是否與確定的所需區(qū)域相匹配,來檢查組件的位置和方向錯位。
如果從與電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置中提取的數(shù)據(jù)被輸入到與前述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的另一檢查裝置,則被輸入有這些提取數(shù)據(jù)的檢查裝置可適于參照該輸入的數(shù)據(jù)來為該襯底設(shè)置檢查區(qū)域,并通過利用該檢查區(qū)域之內(nèi)的圖像來判斷焊接位置的正確性。例如,基于焊接區(qū)的位置或用于形成焊接區(qū)的區(qū)域,在設(shè)置的檢查區(qū)域之內(nèi)提取焊接位置,并測量其位置和大小。換而言之,由于按照實際焊接區(qū)來判斷焊接位置的狀態(tài),所以能夠進行更準確的判斷。
如果這些生產(chǎn)步驟包括前述電路板生產(chǎn)步驟,則該檢查方法還可包括步驟將與電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置在檢查中所用的圖像,輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置,用于后者的檢查。例如,與電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置所用的圖像可被輸入到下游一側(cè)上與前述裝配或焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置,從而后者的檢查裝置通過比較靶襯底的圖像和輸入的圖像,能夠判斷被裝配的組件的狀態(tài)的正確性。
如果這些生產(chǎn)步驟包括前述焊劑印制步驟,則與焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置可適于提取焊劑的位置數(shù)據(jù)或表示其上印制有焊劑的區(qū)域的面積數(shù)據(jù),并將這些提取的數(shù)據(jù)輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置。如果這些提取的數(shù)據(jù)被輸入到與前述組件裝配步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置,則后者的檢查裝置可適于輸入與焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置所提取的數(shù)據(jù),并適于從靶襯底的圖像中提取表示組件位置或其上裝配有組件的區(qū)域的組件數(shù)據(jù),并適于基于該輸入數(shù)據(jù)來判斷所提取的組件數(shù)據(jù)的正確性。
此外,如果這些生產(chǎn)步驟包括前述焊劑印制步驟,則該檢查方法還可包括步驟將與焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置在檢查中所用的圖像,輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置,用于后者的檢查。例如,與焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置所用的圖像可被輸入到下游一側(cè)上與前述裝配步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置,從而后者的檢查裝置通過比較靶襯底的圖像和輸入的圖像,能夠判斷被裝配的組件的狀態(tài)的正確性可選地,按照本發(fā)明的檢查方法的特征在于包括步驟將如上所述的檢查裝置至少提供給用于襯底的多個生產(chǎn)步驟中的最終生產(chǎn)步驟。換而言之,本發(fā)明教導(dǎo),如果在最終的生產(chǎn)步驟進行檢查處理,則已經(jīng)足夠的,盡管本發(fā)明不旨在將所要進行的檢查數(shù)量限制為一個,而是可進行兩個或更多檢查步驟,如上所述。作為實例,該檢查方法還包括步驟在該襯底上,在早期生產(chǎn)步驟已被完成之后,在最終生產(chǎn)步驟之前,攝取襯底圖像;從該圖像中提取由該早期生產(chǎn)步驟產(chǎn)生的襯底特征;并將該提取的特征用于與最終生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置的襯底檢查。
在上述中,“早期生產(chǎn)步驟”并不一定是指緊接在最終生產(chǎn)步驟之前的生產(chǎn)步驟。例如,如果這些生產(chǎn)步驟包括焊劑印制步驟、組件裝配步驟和焊接步驟,則可將關(guān)聯(lián)的檢查裝置提供給這些生產(chǎn)步驟的每一個。由這樣的早期生產(chǎn)步驟“產(chǎn)生”的襯底“特征”可以是由作為執(zhí)行該早期生產(chǎn)步驟的結(jié)果的襯底所獲取的任何物理特征。例如,如果該早期生產(chǎn)步驟是前述電路板生產(chǎn)步驟,則由該生產(chǎn)步驟產(chǎn)生的特征可與該襯底上形成的焊接區(qū)有關(guān)。如果前述的焊劑印制步驟是早期生產(chǎn)步驟,則所獲取的特征可與該襯底上印制的乳酪焊劑有關(guān)。如果該組件裝配步驟是早期生產(chǎn)步驟,則所獲取的特征可與裝配的組件有關(guān)。因此,通過如上所述這樣的方法,可參照在檢查裝置所關(guān)聯(lián)到的生產(chǎn)步驟之前獲取的特征,來檢查與乳酪焊劑、組件或焊角(fillet)有關(guān)的正確性。例如,可參照焊接區(qū),判斷焊劑量的正確性、組件的錯位和所形成的焊角的狀態(tài)。
作為另一實例,該檢查方法可包括步驟在該襯底上,在早期生產(chǎn)步驟已被完成之后,在最終生產(chǎn)步驟之前,攝取襯底圖像;保存該圖像;并將該保存的圖像輸入到用于對該襯底進行檢查的檢查裝置。
本發(fā)明還涉及用于襯底的檢查系統(tǒng),這些襯底具有裝配于其上的組件,并通過多個連續(xù)執(zhí)行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn),該系統(tǒng)的特征在于包括多個檢查裝置,每個檢查裝置與包括最終生產(chǎn)步驟的這些生產(chǎn)步驟中不同的一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián);其中,最終生產(chǎn)步驟的上游一側(cè)上與一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的每個檢查裝置包括數(shù)據(jù)存儲裝置,用于為每個襯底在存儲器中存儲由此在檢查期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù);以及數(shù)據(jù)傳送裝置,用于從下游一側(cè)上的另一檢查裝置接收請求,從該存儲器中按照該請求獲取所請求的數(shù)據(jù),并將獲取的數(shù)據(jù)傳送到發(fā)出該請求的檢查裝置;以及其中,在上游一側(cè)上具有另一檢查裝置的每個檢查裝置包括請求傳送裝置,用于將關(guān)于該襯底的數(shù)據(jù)的請求傳送到上游一側(cè)上的另一檢查裝置;以及處理裝置,用于通過利用響應(yīng)于該傳送請求而接收到的數(shù)據(jù),來進行襯底檢查。
每個這些檢查裝置可被形成為具有攝像機的圖像攝取裝置或使用熒光圖像(其利用X射線)的裝置。數(shù)據(jù)存儲裝置、數(shù)據(jù)傳送裝置、請求傳送裝置和處理裝置均可被形成為具有程序的計算機,該程序被安裝用于實現(xiàn)其功能。
在上述中,優(yōu)選地為每個這些檢查裝置還提供這樣的裝置,該裝置用以例如通過從正在被檢查的圖像中提取附著于該襯底的ID碼,識別與待檢查的襯底有關(guān)的識別數(shù)據(jù)。這樣的ID碼可包含條形碼、二維代碼或字符數(shù)組,并可優(yōu)選地附著于襯底上的指定位置處。
利用這樣構(gòu)造的檢查系統(tǒng),只要與用于襯底的一系列生產(chǎn)步驟(除最終生產(chǎn)步驟之外)相關(guān)聯(lián)的一系列檢查裝置中任一檢查裝置完成其檢查,該檢查所建立的數(shù)據(jù)(比如檢查結(jié)果、測量數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù))都可被存儲于與襯底ID碼相對應(yīng)的存儲器中。對于這些數(shù)據(jù)的請求可作為含有該ID碼的消息來傳送,并且接收到該請求的檢查裝置可相應(yīng)地獲取所請求的數(shù)據(jù),并作為響應(yīng)將它們傳送回去。傳送過該請求的檢查裝置由此能夠在其自身的檢查處理(包括諸如設(shè)置檢查區(qū)域、比較所測量的數(shù)據(jù)和/或圖像數(shù)據(jù)的處理)中使用這些返回的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還涉及通過連續(xù)執(zhí)行多個生產(chǎn)步驟來生產(chǎn)裝配襯底的方法。按照本發(fā)明的該方法的特征在于通過提供多個檢查裝置來利用如上所述的系統(tǒng),每個檢查裝置與包括最終生產(chǎn)步驟的這些生產(chǎn)步驟中不同的一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián);以及通過每個這些檢查裝置利用在與其相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)步驟之后所攝取的襯底圖像,來對襯底進行檢查處理,也如上所述。
在上述中,多個生產(chǎn)步驟可包括焊劑印制、組件裝配和焊接步驟。前述電路板生產(chǎn)步驟還可被包含于焊劑印制步驟之前。優(yōu)選地,將焊劑印制、組件裝配和焊接步驟機械連接,例如借助輸送帶,從而可形成一體化的生產(chǎn)線。盡管電路板生產(chǎn)步驟可從這樣的生產(chǎn)線中分離,但是與該步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置可被設(shè)置于生產(chǎn)線的開始處。
按照本發(fā)明,由于每當(dāng)正在生產(chǎn)的襯底在其生產(chǎn)過程期間被檢查時,使用了在早期執(zhí)行的生產(chǎn)步驟中產(chǎn)生的相同襯底的圖像或數(shù)據(jù),所以能夠更可靠地進行檢查。
圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的用于襯底的生產(chǎn)線的示意圖。
圖2示出了裸(bare)襯底的圖像實例。
圖3是檢查裝置的方框圖。
圖4是裸襯底檢查裝置所提取的數(shù)據(jù)實例。
圖5是焊劑印制檢查裝置所提取的數(shù)據(jù)實例。
圖6是組件裝配檢查裝置所提取的數(shù)據(jù)實例。
圖7示出了檢查(1)的實例。
圖8示出了檢查(2)的實例。
圖9示出了檢查(3)的實例。
圖10示出了檢查(4)的實例。
圖11示出了檢查(5)的實例。
圖12示出了檢查(8)的實例。
圖13是檢查處理的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了應(yīng)用了本發(fā)明的用于襯底的生產(chǎn)線,包括生產(chǎn)裝置,比如焊劑印制機3;高速裝配機4;輪廓裝配機(profile mounter)5;回流爐6;多個檢查裝置1;和數(shù)據(jù)處理器7。檢查裝置1被設(shè)置于四個不同位置一個(符號1A所示)位于焊劑印制機3的上游一側(cè)上;另一個(符號1B所示)位于焊劑印制機3和高速裝配機4之間;第三個(符號1C所示)位于輪廓裝配機5和回流爐6之間;第四個(符號1D所示)位于回流爐6的下游一側(cè)上。
數(shù)據(jù)處理器7是具有大容量硬盤的計算機,以及可具有終端裝置(未示出),比如連接于它的個人計算機。檢查裝置的每一個和數(shù)據(jù)處理器7被設(shè)置為,它們能夠經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)線路2(比如LAN線路)在它們之間通信。單個的檢查裝置1被排列為圖1所示次序,并且被用以傳送襯底的傳送帶(未示出)連接。
焊劑印制機3適于接收印刷電路板的供應(yīng),并適于通過在每個組件上的焊接位置處涂敷乳酪焊劑來進行焊劑印制過程。高速裝配機4用以高速裝配芯片組件,輪廓裝配機5用于裝配除芯片組件之外的組件,也就是,組件裝配過程是通過這兩個裝配機4和5來進行的?;亓鳡t6用以通過在組件裝配過程之后加熱襯底來進行焊接過程。
焊劑印制機3的上游一側(cè)上的檢查裝置1A(裸襯底檢查裝置)用以檢查裸襯底(或者是這樣的襯底,該襯底是在進行焊劑印制過程之前,但是具有已形成于其上的絲印制圖案和焊接區(qū))上的焊接區(qū)位置和大小、以及絲印制狀態(tài)。位于焊劑印制機3和高速裝配機4之間的檢查裝置1B(焊劑印制檢查裝置)用以檢查已涂敷的焊劑在剛剛經(jīng)過焊劑印制過程的襯底上的狀態(tài)。位于輪廓裝配機5和回流爐6之間的檢查裝置1C(組件裝配檢查裝置)用以檢查剛剛經(jīng)過組件裝配過程的襯底上組件的存在和不存在、它們的錯位、以及它們的方向適當(dāng)性?;亓鳡t6的下游一側(cè)上的檢查裝置1D(回流后檢查裝置)不僅用以判斷通過回流爐6在剛剛經(jīng)過焊接過程的襯底上的加熱過程所形成的焊角的適當(dāng)性,而且用以進行與組件裝配檢查裝置1C所進行的檢查相似的檢查。
每個這些檢測裝置1具有用以獲得彩色圖像的CCD攝像機(未示出)和用以支撐襯底的支撐臺(stage),并且通過利用攝像機獲得的襯底圖像來進行觀察,來執(zhí)行檢查。這些檢查裝置1的每一個在進行檢查之前,進行預(yù)備處理,用以教導(dǎo)用于檢查區(qū)域的設(shè)置數(shù)據(jù);提取檢查靶部分色彩時所需的二進制化(binarization)閾值(該靶部分是用于焊劑印制檢查裝置1B的焊劑和用于組件裝配檢查裝置1C的組件);用以檢查所提取的檢查靶部分的程序,該靶部分是通過利用該二進制化閾值和一標(biāo)準值、以與從檢查靶部分獲得的測量數(shù)據(jù)做比較來提取的。教導(dǎo)用于這些檢查的這些數(shù)據(jù)隨后被稱為檢查數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理器7存儲從每個檢查裝置1接收的測量數(shù)據(jù)和檢查結(jié)果。當(dāng)缺陷出現(xiàn)于襯底之中時,緊接在該出現(xiàn)之前和之后的存儲數(shù)據(jù)被分析,并且數(shù)據(jù)處理器7基于該分析的結(jié)果,對于每個檢查裝置1將要使用的檢查數(shù)據(jù)進行校正處理。校正后的檢查數(shù)據(jù)被傳送到每個檢查裝置1,并且作為響應(yīng),每個檢查裝置1更新已注冊于其本身的檢查數(shù)據(jù)。
裸襯底是在用于印刷電路板(圖中未示出)的生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的。在該生產(chǎn)過程中,條形碼被附著于每個生產(chǎn)的電路板用于其識別,并且用于其定位的標(biāo)記被形成于左手側(cè)底部和右手側(cè)頂角處。
圖2示出了裸襯底的圖像實例。為了簡化說明,這是具有僅兩個待裝配的組件的實例,用于其裝配的區(qū)域被放大示出。
在圖2中,數(shù)字21表示其中粘貼前述條形碼標(biāo)簽的區(qū)域。M1和M2標(biāo)示定位標(biāo)記,字符數(shù)組R1和R2表示組件代碼。這些字符數(shù)組R1、R2及其圍繞框架22、23都是通過絲印制處理形成的??蚣?2和23表示這樣的區(qū)域,每個區(qū)域在設(shè)計襯底之時被分配給一組件并且,被設(shè)計為大得足以包含對應(yīng)部件及其焊接區(qū)。每個檢查裝置1適于在獲得待檢查的靶襯底圖像之后、在該圖像上通過利用這些框架22和23來設(shè)定其檢查區(qū)域。在該實例中,芯片組件被裝配于這些框架22和23內(nèi)。由于圖2是裸襯底在焊劑和組件被置于其上之前的圖像,所以示出了待連接于每個芯片組件兩端上的電極的焊接區(qū)31和32的完整圖像。
按照該實例的每個檢查裝置1被形成為在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)線路2與其他檢查裝置1和數(shù)據(jù)處理器7通信的同時進行檢查。當(dāng)在支撐臺上收到待檢查的靶襯底時,焊劑印制檢查裝置1B、組件裝配檢查裝置1C和回流后檢查裝置1D特別適于通過從上游一側(cè)上的檢查裝置1接收該檢查所必需的數(shù)據(jù)、利用這些接收的數(shù)據(jù)來進行它們的檢查。
在下文中,將對于每個檢查裝置1描述其結(jié)構(gòu)和待進行的檢查實例。
圖3示出了檢查裝置1的普通結(jié)構(gòu),包括由計算機構(gòu)成的控制單元10,圖像輸入部分11、XY級控制部分12、輸入部分13、監(jiān)視器14、工作存儲器(RAM)15、檢查數(shù)據(jù)存儲器16、檢查結(jié)果存儲器17和通信接口18被連接到該計算機??刂茊卧?0不僅包括CPU而且包括存儲基本程序的ROM。
圖像輸入部分11包括接口電路和A/D轉(zhuǎn)換器電路用于圖像輸入,由此建立的數(shù)字圖像被存儲于工作存儲器15中。XY級控制部分12用以響應(yīng)于來自控制單元10的命令,控制用于襯底的前述支撐臺和用于攝像機的支架的位置,從而攝像機被定位用于初步確定的靶區(qū)域。輸入部分13包括鍵盤和鼠標(biāo),并且在檢查之時用以輸入待檢查的襯底類型,或者在教導(dǎo)之時用以輸入各種設(shè)置數(shù)據(jù)。監(jiān)視器14在教導(dǎo)、檢查靶圖像和檢查結(jié)果之時被用以顯示用戶界面。
檢查數(shù)據(jù)存儲器16是用以存儲前述檢查數(shù)據(jù)的存儲器。檢查數(shù)據(jù)按照襯底種類被制成文件。在檢查之時,所需襯底類型的名稱被輸入,對應(yīng)于該輸入的檢查數(shù)據(jù)文件被讀出和設(shè)置于工作存儲器15中。
檢查結(jié)果存儲器17用以為每個襯底保存檢查所得的數(shù)據(jù),并由大容量硬盤裝置組成。在本實例中,不僅檢查結(jié)果,而且通過前述二進制化閾值所提取的測量的彩色圖案結(jié)果(比如圖案的位置和大小數(shù)據(jù))和用于檢查的襯底圖像數(shù)據(jù),也被存儲于檢查結(jié)果存儲器17中。當(dāng)數(shù)據(jù)被存儲于檢查結(jié)果存儲器中時,為每個襯底設(shè)定文件夾,將襯底的識別碼作為其文件夾名,對于每個檢查的部分,文件形式的數(shù)據(jù)可被存儲于該文件夾中。
通信接口18用于經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)線路2與其他檢查裝置1和數(shù)據(jù)處理器7通信。
回流后檢查裝置1D另外包括光投射部分(未示出),其包含紅、綠和藍環(huán)形光源。該光投射部分用于檢查圓角(fillet)的傾斜狀態(tài)。每個光源具有不同直徑,被設(shè)置為從其發(fā)出的不同顏色光束將以不同仰角照射襯底。前述攝像機被設(shè)置為其光軸穿過每個光源的中央和被垂直定向。由于熔融焊劑具有增強的鏡面特性,所以來自光源的大部分彩色光束被圓角表面鏡面反射。由此,取決于反射表面的傾角,攝像機接收的光線的色彩將是不同的。在回流后檢查裝置1D所建立的圖像圓角部分上,紅-綠-藍次序下的彩色區(qū)域分布將沿著傾斜改變的方向出現(xiàn)?;亓骱髾z查裝置1D用以從靶襯底圖像中提取每個彩色區(qū)域,以測量每個區(qū)域的面積和大小,并將測量值與初步注冊的標(biāo)準值做比較,由此判斷圓角的大小和傾斜狀態(tài)。以這種方式檢查圓角的原理例如在日本專利公開Tokko6-1173中被更為具體地描述。
在如上所述構(gòu)造的襯底生產(chǎn)線中,除裸襯底檢查裝置1A之外的所有檢查裝置1的特征均在于,接收用于先前生產(chǎn)步驟的檢查裝置1的檢查結(jié)果存儲器17中保存的數(shù)據(jù),并通過利用這樣接收的數(shù)據(jù)來進行其自身的檢查。每個檢查裝置1的控制單元10具有色調(diào)校正功能,通過該功能,基于對于不同檢查裝置獲得的圖像進行比較而初步獲得的參數(shù),來進行校正,從而不同檢查裝置1處的圖像亮度和色彩差異將在允許范圍之內(nèi)。
表1示出了每個檢查裝置1獲得的數(shù)據(jù)種類,表2示出了每個檢查裝置的檢查細節(jié)和用于每種檢查的數(shù)據(jù)(包括從上游一側(cè)上的裝置獲得的數(shù)據(jù)和自身提取的數(shù)據(jù))之間的相關(guān)性。至于裸襯底檢查裝置1A,由于它在其上游一側(cè)上沒有檢查裝置,所以它在不利用從不同的一個檢查裝置1接收的任何數(shù)據(jù)情況下進行檢查。
表1
表2
每當(dāng)檢查靶襯底時,每個檢查裝置1從圖像(稱為靶圖像)(從靶襯底獲得)中提取如表1所示的數(shù)據(jù)。提取的數(shù)據(jù)不僅被用于獲得了靶圖像的相同檢查裝置的檢查,而且隨后被保存于檢查數(shù)據(jù)存儲器16中。如果隨后從下游一側(cè)上的另一檢查裝置接收到一要求,則所需數(shù)據(jù)被獲取和傳送到發(fā)出該要求的裝置。發(fā)出該要求的裝置一收到該傳送的數(shù)據(jù),就將其用于自身的檢查。
圖4示出了裸襯底檢查裝置1A提取的數(shù)據(jù)實例。這里需要提醒的是,在每個圖4至13中,從框架22(圖2所示)內(nèi)部提取的圖像將被示出用于每個檢查裝置1,其中對應(yīng)的圖像和區(qū)域由相同的符號來表示。
如表1所示,裸襯底檢查裝置1A提取四種數(shù)據(jù)(a)、(b)、(c)和(d),它們隨后被分別稱為數(shù)據(jù)(a)、數(shù)據(jù)(b)、數(shù)據(jù)(c)和數(shù)據(jù)(d)。數(shù)據(jù)(a)用以表示焊接區(qū)位置和大小。按照所示實例,靶圖像被二進制化,兩個焊接區(qū)31和32被提取,并且包含這兩個焊接區(qū)31和32中每一個的像素坐標(biāo)被獲得。該坐標(biāo)組合被稱為數(shù)據(jù)(a)。
數(shù)據(jù)(b)包含焊接區(qū)31和32的重心g1和g2的坐標(biāo),這些坐標(biāo)是通過利用作為數(shù)據(jù)(a)而獲得的構(gòu)成像素(constituent pixel)的坐標(biāo)來計算的。
數(shù)據(jù)(c)包含每個焊接區(qū)31和32的四個拐角處的點(或焊接區(qū)31的點a1、b1、c1和d1,焊接區(qū)32的點a2、b2、c2和d2)的坐標(biāo)。在該實例中,形成焊接區(qū)31和32邊緣的像素的坐標(biāo)是通過利用數(shù)據(jù)(a)來提取的,四條直線是通過基于這些像素、設(shè)置近似直線來獲得的,這四條直線的交點被計算為對應(yīng)焊接區(qū)的四個拐角點。
數(shù)據(jù)(d)包含焊接區(qū)31和32之間區(qū)域的圖像。按照所示實例,區(qū)域24(具有與焊接區(qū)31和32之間距離及其長度近似相等的寬度和長度)被定義于焊接區(qū)31和32之間,該區(qū)域23的圖像26被提取作為數(shù)據(jù)(d)。
數(shù)據(jù)(a)、(b)和(c)中所含的所有坐標(biāo)被替代為參照前述左手側(cè)底部拐角標(biāo)記M1的相對坐標(biāo)。以將重心g1為實例,其坐標(biāo)是(1x,1y),如圖4所示。其他檢查裝置1也定義關(guān)于相同拐角標(biāo)記M1的各個點的坐標(biāo),從而這些坐標(biāo)在檢查裝置1之間匹配。還應(yīng)注意,作為數(shù)據(jù)(d)獲取的圖像不是二進制化圖像,而是包含R、G和B等級數(shù)據(jù)的密度變化彩色圖像。這對于數(shù)據(jù)(h)-(k)是相同的。
圖5示出了焊劑印制檢查裝置1B提取的數(shù)據(jù)實例。如表1所示,焊劑印制檢查裝置1B適于提取四種數(shù)據(jù)(e)、(f)、(g)和(h),它們隨后被稱為數(shù)據(jù)(e)、數(shù)據(jù)(f)、數(shù)據(jù)(g)和數(shù)據(jù)(h)。
數(shù)據(jù)(e)代表焊劑片的位置和大小。按照所示實例,靶圖像上的焊劑片41和42通過二進制化被提取,與上述關(guān)于裸襯底檢查裝置1A所提取的數(shù)據(jù)(a)一樣。對每個焊劑片41和41而獲得構(gòu)成像素的坐標(biāo),這些坐標(biāo)的組合被稱為數(shù)據(jù)(e)。
數(shù)據(jù)(f)包含利用數(shù)據(jù)(e)計算出的焊劑片41和42的重心坐標(biāo)。數(shù)據(jù)(g)包含每個焊劑片41和42的四個拐角點(關(guān)于焊劑片41的點A1、B1、C1和D1,關(guān)于焊劑片42的點A2、B2、C2和D2)的坐標(biāo)。這些點的坐標(biāo)是以與對數(shù)據(jù)(c)進行相同的方式來計算的,也就是通過設(shè)置四條接近每個焊劑片邊緣的直線、獲得這些直線的交點來計算的。數(shù)據(jù)(e)也被用于這些計算。
數(shù)據(jù)(h)包含焊劑片41和42之間區(qū)域的圖像。按照所示實例,基于數(shù)據(jù)(e)和(g),通過利用與關(guān)于裸襯底檢查裝置1A的數(shù)據(jù)(d)所用技術(shù)相似的技術(shù),定義在焊劑片41和42之間的區(qū)域25,該區(qū)域的圖像27被提取作為數(shù)據(jù)(h)。
圖6示出了組件裝配檢查裝置1C提取的數(shù)據(jù)實例。為了清楚示出所提取的數(shù)據(jù)的范圍,裝配的組件在圖6中未被示出。
如表1所示,組件裝配檢查裝置1C適于提取兩種數(shù)據(jù)(i)和(j),它們隨后被稱為數(shù)據(jù)(i)和數(shù)據(jù)(j)。
數(shù)據(jù)(i)包含焊接區(qū)之間區(qū)域的圖像。按照本實例,區(qū)域24是通過利用來自裸襯底檢查裝置1A的數(shù)據(jù)(a)和數(shù)據(jù)(c)、與裸襯底檢查裝置1A所進行過的一樣來設(shè)置的,該區(qū)域24的圖像26被提取作為數(shù)據(jù)(i)。被裸襯底檢查裝置1A提取作為數(shù)據(jù)(d)的區(qū)域24的構(gòu)成像素坐標(biāo)可這樣被保存,使得數(shù)據(jù)(i)能夠由組件裝配檢查裝置1C通過獲得這些保存的坐標(biāo)被提取。
數(shù)據(jù)(j)包含焊劑片之間區(qū)域的圖像。按照本實例,區(qū)域25是通過利用來自焊劑印制檢查裝置1B的數(shù)據(jù)(e)和(g)、與焊劑印制檢查裝置1B所進行過的一樣來設(shè)置的,該區(qū)域25的圖像27被提取作為數(shù)據(jù)(j)。被焊劑印制檢查裝置1B提取作為數(shù)據(jù)(h)的區(qū)域25的構(gòu)成像素坐標(biāo)可這樣被保存,使得數(shù)據(jù)(j)能夠由組件裝配檢查裝置1C通過獲得這些保存的坐標(biāo)來提取。
如表1所示,回流后檢查裝置1D適于提取數(shù)據(jù)(k),其隨后也被稱為數(shù)據(jù)(k)。數(shù)據(jù)(k)包含焊接區(qū)之間區(qū)域的圖像,并且由于它們能夠以與如上所述組件裝配檢查裝置1C提取數(shù)據(jù)(i)相同的方式來提取,所以這里將不再單獨說明。此外,回流后檢查裝置1D用以為前述圓角檢查提取紅、綠和藍色數(shù)據(jù)。
接下來說明表2中所述的八種檢查。這八種檢查隨后被分別稱為檢查(1)-(8)。
焊劑印制檢查裝置1B對于被當(dāng)作靶部分的焊接區(qū)上所放置的乳酪焊劑進行檢查(1)、(2)和(3)。進行檢查(1),用以判斷焊劑是否錯位。如果焊劑相對于對應(yīng)焊接區(qū)有大的錯位,則盡管組件被放置于其上、隨后進行回流過程,但是由于焊劑不足,可能無法形成適當(dāng)圓角。結(jié)果,焊接區(qū)和組件之間的電接觸可能變得不足??紤]到這樣的可能性,在開始下一生產(chǎn)過程之前、在焊接過程之后,進行檢查焊劑錯位的處理。
圖7示出了在檢查(1)中進行的處理實例。從裸襯底檢查裝置1A提供的數(shù)據(jù)(b)和焊劑印制檢查裝置1B自身獲得的數(shù)據(jù)(f)被用于該處理。具體來說,分別計算每對互相對應(yīng)的焊接區(qū)和焊劑片的重心的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)之差Δx和Δy。為方便起見,圖7僅示出了一對焊接區(qū)31和焊劑片41的測量結(jié)果,但是也為另一對焊接區(qū)32和焊劑片42進行相似計算。這些差值Δx和Δy被單獨與指定閾值做比較。如果發(fā)現(xiàn)任一這些差值超過對應(yīng)閾值,則判斷有過度錯位。
檢查(2)是用于這樣的目的,即確定是否足量焊劑已被放置于每個焊接區(qū)上,因為如果焊劑不足,則焊接過程無法恰當(dāng)形成圓角,可能造成不充分的接觸。
圖8示出了在檢查(2)中進行的處理實例。從裸襯底檢查裝置1A提供的數(shù)據(jù)(a)和其自身獲得的數(shù)據(jù)(e)被用于該處理。具體來說,數(shù)據(jù)(a)和(e)中所含的像素被提取,從而焊接區(qū)31上攜帶有焊劑片41的區(qū)域部分(隨后稱為焊劑承載區(qū)域43)被提取。接著,該焊劑承載區(qū)域43的大小和焊接區(qū)31的整個面積之比被計算,并且與指定閾值做比較。如果計算的比率小于閾值,則判斷焊劑不足。
盡管圖8未示出,從另一焊接區(qū)32相似地提取焊劑承載區(qū)域,對于焊劑片42在焊接區(qū)32上的充分性進行判斷。
檢查(3)用以檢查是否大量焊劑沒有溢出到每個焊接區(qū)外,因為如果大量焊劑溢出焊接區(qū),則焊接區(qū)的溢出部分在焊接過程之后往往固化為球形,例如通過與用于相鄰組件的焊接區(qū)接觸而導(dǎo)致殘品。
圖9示出了在檢查(3)中進行的示范處理。該處理也是通過利用來自裸襯底檢查裝置1A提供的數(shù)據(jù)(a)和其自身獲得的數(shù)據(jù)(e)來進行的。在檢查(3)中,數(shù)據(jù)(e)中而不是數(shù)據(jù)(a)中所含的像素被提取,從而焊接區(qū)以外的焊劑溢出部分所覆蓋的區(qū)域(隨后稱為溢出焊劑區(qū)域44)被提取。接下來,該溢出焊劑區(qū)域44的大小被獲得,并且與指定閾值做比較。如果計算出的溢出焊劑區(qū)域44的大小超過閾值,則推斷有大量焊劑溢出。
盡管圖9未示出,從另一焊接區(qū)32相似地提取溢出焊劑區(qū)域,對于溢出焊劑的量進行判斷。
按照檢查焊劑印制的現(xiàn)有方法,檢查窗口按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)來設(shè)置以包含焊接區(qū),并且測量過程在該窗口之內(nèi)進行用于檢查。為此,如果盡管焊劑是位于按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的標(biāo)準位置處的,但是焊接區(qū)從基于襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的標(biāo)準位置錯位,從而焊接區(qū)和焊劑之間的相對錯位超過可允許上限,則無法檢測到這樣的錯位。另一方面,如果焊接區(qū)和焊劑均在相同方向上錯位從而焊劑被恰當(dāng)?shù)爻休d于焊接區(qū)上,要是焊劑從按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的標(biāo)準位置錯位,則這樣的產(chǎn)品也被作為殘品拒絕。
相對照地,通過按照本發(fā)明的檢查(1)、(2)和(3),參照焊接區(qū)的實際位置和大小,測量焊劑的錯位、焊接區(qū)上的焊劑量、和溢出到焊接區(qū)之外的焊劑量。由此,能夠獲得恰當(dāng)表示與實際焊接區(qū)大小和位置之間關(guān)系的測量數(shù)量,并且對于焊接狀態(tài)能夠進行更有意義的檢查。
應(yīng)當(dāng)注意,檢查(1)是簡單的檢查方法,同時檢查(2)和檢查(3)是嚴格的方法。用戶可依其目的自由選擇是否進行易于完成的檢查(1)或更為嚴格的檢查(2)或(3)。至于檢查(2)和檢查(3),有這樣的可能性,靶襯底按照檢查(2)被判斷為良品,但是按照檢查(3)卻被判斷為殘品。因此,如果需要嚴格的檢查,則檢查(2)和檢查(3)都是需要的。
組件裝配檢查裝置1C的檢查(4)是用于檢查組件是否被裝配于每個裝配位置處。檢查(5)是對于在檢查(4)中已被確定為存在的組件而進行的,并用于這樣的目的檢查被確定為存在的組件是否相對于焊接區(qū)或焊劑片錯位(包括旋轉(zhuǎn)錯位),因為放置不當(dāng)?shù)慕M件可能被不適當(dāng)?shù)睾附印?br>
檢查(4)是通過不僅接收裸襯底檢查裝置1A所提取的數(shù)據(jù)(d)和焊劑印制檢查裝置1B所提取的數(shù)據(jù)(h)、而且接收其自身所提取的數(shù)據(jù)(i)或(j)來進行的,數(shù)據(jù)(i)和(j)之間的選擇取決于是提供數(shù)據(jù)(d)還是數(shù)據(jù)(h)。
圖11示出了對于從焊劑印制檢查裝置1B接收數(shù)據(jù)(h)(焊劑片41和42之間區(qū)域的圖像,由符號27a表示)、使用與之相對應(yīng)的數(shù)據(jù)(j)(該實例中由符號27b表示)的情況而在檢查(4)中進行的處理。
在該實例中,對應(yīng)于數(shù)據(jù)(h)的圖像27a是在焊劑印制過程從靶圖像獲得的,因此該圖像中不含組件。另一方面,在裝配組件之后,數(shù)據(jù)(j)對應(yīng)于與襯底圖像數(shù)據(jù)(h)相同的區(qū)域的圖像27b。由此,包含于數(shù)據(jù)(j)中而不包含于數(shù)據(jù)(h)中的部分可被認為對應(yīng)于組件50。
在圖11的實例中,基于上述原理,對于數(shù)據(jù)(h)和(j)所示圖像27a和27b進行差分計算過程,從處理后的圖像5 1中提取包含于數(shù)據(jù)(j)中而不包含于數(shù)據(jù)(h)中的特征部分52。接下來,該提取的特征部分52的面積被計算,并且與指定閾值做比較。如果該計算的面積超過閾值,則推斷安裝了組件。通過利用數(shù)據(jù)(d)和數(shù)據(jù)(i)來進行相似過程,以比較焊接區(qū)31和32之間的圖像。
在檢查(5)中,不僅接收裸襯底檢查裝置1A所提取的數(shù)據(jù)(c)或焊劑印制檢查裝置1B所提取的數(shù)據(jù)(g)的供應(yīng),而且提取組件的每個拐角點P、Q、R和S,并且將該提取的結(jié)果與所供應(yīng)的數(shù)據(jù)做比較。
圖11示出了在檢查(5)中進行的處理實例。在該實例中,數(shù)據(jù)(g)(焊劑片的四個拐角點的坐標(biāo))從焊劑印制檢查裝置1B被接收,數(shù)據(jù)(g)中所含點的位置外部的點A1、C1、B2和D2的坐標(biāo)與最靠近它們的拐角點P、Q、R和S的坐標(biāo)做比較。
兩個對應(yīng)點的比較是通過計算這兩點的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)之差Ux和Uy來進行的。盡管圖11僅示出了點B2和R之差的計算,但是也在點A1和P之間、在點C1和Q之間、在點D2和S之間進行相似計算。計算出的這些差值均與指定閾值做比較。如果發(fā)現(xiàn)任一比較值超過該閾值,則推斷組件50錯位。
檢查(5)可通過利用數(shù)據(jù)(c)來相似地進行。
按照檢查裝配組件的現(xiàn)有方法,檢查窗口被設(shè)置于按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)將要裝配組件之處,組件圖像是在該窗口之內(nèi)提取的。為此,如果盡管組件被裝配于按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的標(biāo)準位置處,但是焊劑片或焊接區(qū)從按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的標(biāo)準位置錯位,則無法檢測到組件相對于焊劑或焊接區(qū)的錯位。作為另一實例,即使組件在與焊劑或焊接區(qū)相同的方向上錯位,從而組件被適當(dāng)?shù)匮b配,如果組件從按照襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的標(biāo)準位置錯位,則裝配可能被視為有缺陷。
相對照地,通過檢查(5),參照在早期生產(chǎn)步驟中提取的實際焊接區(qū)或焊劑位置,判斷組件錯位。由此,能夠恰當(dāng)?shù)貦z查裝配組件的狀態(tài)。也能夠更可靠地進行檢查(4),因為參照了在早期生產(chǎn)步驟中提取的實際焊接區(qū)或?qū)嶋H焊劑片之間區(qū)域的圖像。
在裝配組件的檢查中,用戶可自由選擇是以焊接區(qū)還是焊劑片的位置作為標(biāo)準來進行判斷。由于焊劑在熔融時的表面張力,在裝配過程之后,在回流過程中預(yù)料到會產(chǎn)生所謂的自對準效果,所以如果相對于具有印制焊劑的區(qū)域來恰當(dāng)?shù)匮b配組件,則有望獲得充分的焊接結(jié)果。由此,在裝配組件的檢查中可預(yù)期,參照焊劑位置來進行判斷是充分的。由于組件在回流過程之后的靶位置是焊接區(qū)位置,所以也有應(yīng)當(dāng)以焊接區(qū)位置作為參考來進行判斷的觀點。
考慮上述數(shù)據(jù)(c)和數(shù)據(jù)(d)(來自裸襯底檢查裝置1A)或數(shù)據(jù)(g)和(h)可被選擇作為檢查(4)和(5)中所用的數(shù)據(jù)。鑒于上述描述,還能夠使判斷標(biāo)準對于檢查(5)沒有對于檢查(7)那么嚴格,下面將討論。
回流后檢查裝置進行的檢查(6)和(7)與組件裝配檢查裝置1C進行的檢查(4)和(5)是相似的,因此將省略具體說明。由于希望通過利用焊接區(qū)作為標(biāo)準、在回流過程之后進行組件檢查,所以檢查(6)和(7)是通過利用來自裸襯底檢查裝置1A的數(shù)據(jù)(c)和(d)來進行的。
檢查(8)是用以判斷焊接步驟中形成的圓角的狀態(tài)。由于圓角和焊接區(qū)之間的關(guān)系必需在檢查(8)中被檢驗,所以也從裸襯底檢查裝置1A接收數(shù)據(jù)(a)和(c)。圖12示出了在檢查(8)中進行的處理實例。在該實例中,包含左手側(cè)焊接區(qū)31的框架22(圖10和11中所示)內(nèi)的圖像部分22A被放大示出。
在檢查(8)中,基于從裸襯底檢查裝置1A提供的數(shù)據(jù)(a)和(c),大得足以包含焊接區(qū)31的檢查窗口28被設(shè)置于靶圖像內(nèi)部。對于每個R、G和B等級,對該窗口28之內(nèi)的圖像進行二進制化,以提取彩色區(qū)域45R、45G和45B。每個這些彩色區(qū)域45R、45G和45B的面積和位置被測量,并且與對應(yīng)閾值做比較,以判斷圓角的傾斜狀態(tài)。
按照檢查圓角的現(xiàn)有方法,檢查窗口是基于襯底設(shè)計數(shù)據(jù)來設(shè)置的,對于該窗口之內(nèi)的每個像素進行二進制化。為此,如果焊接區(qū)錯位,則通過基于襯底設(shè)計數(shù)據(jù)的檢查不能夠恰當(dāng)評價該錯位焊接區(qū)上恰當(dāng)形成的圓角。相對照地,按照本發(fā)明的檢查(8),由于窗口是按照焊接區(qū)的實際位置和大小來設(shè)置的,所以能夠恰當(dāng)評價焊接區(qū)上形成的圓角。
圖13示出了焊劑印制檢查裝置1B、組件裝配裝置1C和回流后檢查裝置1D所通用的檢查例程。圖13中所示例程是用以處理僅一個襯底。當(dāng)多個襯底被處理時,只要有待檢查的襯底,圖13中所示例程就必須被重復(fù)多次。
當(dāng)待檢查的靶襯底被傳送帶引入進來(步驟ST1)時,通過XY級控制部分12,相對于襯底設(shè)置攝像機位置,啟動圖像攝取過程(步驟ST2)。襯底上條形碼標(biāo)簽的圖像被首先攝取,圖像中的條形碼被解碼以識別該襯底(步驟ST3)。
進行隨后的步驟ST4-ST9,同時移動攝像機和XY級,以在需要之時連續(xù)攝取靶區(qū)域的圖像。從一開始,基于檢查數(shù)據(jù)來為目標(biāo)位置設(shè)置靶區(qū)域(步驟ST4),從而靶區(qū)域足夠大,例如包含框架22和23。該設(shè)置是在從圖像中提取框架22和23之后、通過參照所提取的位置來完成的。由此,每個檢查裝置能夠在相同位置處設(shè)置相同大小的檢查區(qū)域。由于該檢查區(qū)域之內(nèi)的坐標(biāo)被替代為參照拐角標(biāo)記M1的相對坐標(biāo),所以它們能夠在檢查裝置1之中良好匹配。
接下來,基于將在該檢查區(qū)域內(nèi)部進行的檢查邏輯,確定來自早期步驟的數(shù)據(jù)是否是必需的(步驟ST5)。如果需要這樣的數(shù)據(jù)(步驟ST5中的“是”),則將消息傳送到上游一側(cè)上這樣的檢查裝置,指定所需數(shù)據(jù)的類型(步驟ST6)。這樣的消息包含襯底的識別碼和待檢查的組件的組件代碼。接收消息的檢查裝置1一旦收到這樣的消息,就從其檢查結(jié)果存儲器17中獲取所請求的數(shù)據(jù),并將它們返回到正在進行檢查的檢查裝置1。
在提供了所需數(shù)據(jù)之后,通過利用接收到的數(shù)據(jù)來進行預(yù)定檢查(步驟ST7)。如果不需要從上游一側(cè)上的任何檢查裝置1將被傳送的數(shù)據(jù)(步驟ST5中的“否”),則步驟ST6被跳過,只有它自身存儲的數(shù)據(jù)被用于檢查。不需要來自上游一側(cè)上任一檢查裝置1的任何數(shù)據(jù)的檢查實例包括焊劑印制檢查裝置1B和組件裝配檢查裝置1C的橋接檢查;組件裝配檢查裝置1C和回流后檢查裝置1D的裝配錯誤檢查。
在完成檢查工作之后,通過將檢查結(jié)果、用于檢查的數(shù)據(jù)、對應(yīng)于數(shù)據(jù)(d)和(h)-(k)的圖像與組件代碼相關(guān)聯(lián)來建立文件,將該文件存儲于檢查結(jié)果存儲器17中(步驟ST8)。
為每個待檢查的靶部分重復(fù)這些步驟。在所有靶部分被檢查之后(步驟ST9中的“是”),判斷靶襯底的整體質(zhì)量(好或差),該判斷的結(jié)果被顯示于監(jiān)視器14上,并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)線路2輸出到數(shù)據(jù)處理器7(步驟ST11)。隨后將靶襯底傳送走(步驟ST12),完成該處理。
裸襯底檢查裝置1A進行的例程與圖13所示是相同的,除了未進行步驟ST5和ST6的處理。
應(yīng)當(dāng)注意,只要發(fā)現(xiàn)需要數(shù)據(jù)時,都會傳送用以請求這些數(shù)據(jù)的消息。由此,當(dāng)待檢查的不同靶區(qū)域需要來自不同檢查裝置1的數(shù)據(jù)時,該例程是特別方便的。如果從一開始就知道將僅需要來自指定檢查裝置1的數(shù)據(jù),則在檢查工作之前,所有的所需數(shù)據(jù)可從該指定檢查裝置1被接收,并存儲于工作存儲器15中。
權(quán)利要求
1.一種用于襯底的檢查方法,所述襯底具有裝配于其上的組件,并通過多個連續(xù)進行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn),所述檢查方法包括如下步驟提供多個檢查裝置,每個所述檢查裝置與包括最終生產(chǎn)步驟的所述生產(chǎn)步驟中不同的一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián);以及通過每個所述檢查裝置利用在與其相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)步驟之后所攝取的襯底圖像,來對所述襯底進行檢查過程;其中,與在另一生產(chǎn)步驟之后進行的所述生產(chǎn)步驟之一相關(guān)聯(lián)的每個所述檢查裝置,該另一生產(chǎn)步驟具有與其相關(guān)聯(lián)的另一檢查裝置,輸入在所述另一檢查裝置檢查所述襯底時產(chǎn)生的數(shù)據(jù),并利用所輸入的數(shù)據(jù)來檢查所述襯底。
2.如權(quán)利要求1所述的檢查方法,其中,所述多個檢查裝置適于相互通信;其中,與最終的生產(chǎn)步驟之前的所述生產(chǎn)步驟之一相關(guān)聯(lián)的每個所述檢查裝置,適于在存儲器中保存在用于每個所述襯底的所述檢查過程期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù),以通過從所述存儲器獲取所請求的數(shù)據(jù),來響應(yīng)從另一檢查裝置接收到的請求,并將所獲取的數(shù)據(jù)傳送到所述另一檢查裝置;以及其中所述另一檢查裝置輸入所傳送的數(shù)據(jù)并進行檢查。
3.如權(quán)利要求1所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括生產(chǎn)印刷電路板的電路板生產(chǎn)步驟,與所述電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置適于提取焊接區(qū)的位置數(shù)據(jù)或表示其上形成有焊接區(qū)的區(qū)域的數(shù)據(jù),并適于將所提取的數(shù)據(jù)輸入到下游一側(cè)上的另一所述檢查裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括生產(chǎn)印刷電路板的電路板生產(chǎn)步驟,與所述電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置適于提取焊接區(qū)的位置數(shù)據(jù)或表示其上形成有焊接區(qū)的區(qū)域的數(shù)據(jù),并適于將所提取的數(shù)據(jù)輸入到下游一側(cè)上的另一所述檢查裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括進行焊劑印制的焊劑印制步驟;其中,所提取的數(shù)據(jù)被輸入到與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置提取焊劑的位置數(shù)據(jù)或表示其上印制有焊劑的區(qū)域的面積數(shù)據(jù),并參照所輸入的數(shù)據(jù)來判斷所述位置數(shù)據(jù)或面積數(shù)據(jù)的正確性。
6.如權(quán)利要求4所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括進行焊劑印制的焊劑印制步驟;其中,所提取的數(shù)據(jù)被輸入到與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置提取焊劑的位置數(shù)據(jù)或表示其上印制有焊劑的區(qū)域的面積數(shù)據(jù),并參照所輸入的數(shù)據(jù)來判斷所述位置數(shù)據(jù)或面積數(shù)據(jù)的正確性。
7.如權(quán)利要求3所述的方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟和焊接步驟;其中,所提取的數(shù)據(jù)被輸入到與所述組件裝配步驟或所述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所提取的數(shù)據(jù)的檢查裝置從所述襯底的圖像中提取表示組件的位置或用于裝配組件的區(qū)域的組件數(shù)據(jù),并參照所輸入的數(shù)據(jù)來判斷所述組件數(shù)據(jù)的正確性。
8.如權(quán)利要求4所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟和焊接步驟;其中,所提取的數(shù)據(jù)被輸入到與所述組件裝配步驟或所述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所提取的數(shù)據(jù)的檢查裝置從所述襯底的圖像中提取表示組件的位置或用于裝配組件的區(qū)域的組件數(shù)據(jù),并參照所輸入的數(shù)據(jù)來判斷所述組件數(shù)據(jù)的正確性。
9.如權(quán)利要求3所述的檢查方法,其中,所述檢查步驟包括生產(chǎn)步驟;其中,所提取的數(shù)據(jù)被輸入到與所述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所提取的數(shù)據(jù)的檢查裝置參照所輸入的數(shù)據(jù)來為所述襯底設(shè)置檢查區(qū)域,并通過利用所述檢查區(qū)域之內(nèi)的圖像來判斷焊接位置的正確性。
10.如權(quán)利要求4所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括焊接步驟其中,所提取的數(shù)據(jù)被輸入到與所述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所提取的數(shù)據(jù)的檢查裝置參照所輸入的數(shù)據(jù)來為所述襯底設(shè)置檢查區(qū)域,并通過利用所述檢查區(qū)域之內(nèi)的圖像來判斷焊接位置的正確性。
11.如權(quán)利要求1所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括生產(chǎn)印刷電路板的電路板生產(chǎn)步驟,所述檢查方法還包括步驟將與所述電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置在檢查中所用的圖像,輸入到下游一側(cè)上與另一所述生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的另一所述檢查裝置。
12.如權(quán)利要求2所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括生產(chǎn)印刷電路板的電路板生產(chǎn)步驟,所述檢查方法還包括步驟將與所述電路板生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置在檢查中所用的圖像,輸入到下游一側(cè)上與另一所述生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的另一所述檢查裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟和焊接步驟;其中,所述圖像被輸入到與所述組件裝配步驟或所述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所述圖像的檢查裝置通過比較所述襯底的圖像和所輸入的圖像,來判斷被裝配的組件的狀態(tài)的正確性。
14.如權(quán)利要求12所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟和焊接步驟;其中,所述圖像被輸入到與所述組件裝配步驟或所述焊接步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所述圖像的檢查裝置通過比較所述襯底的圖像和所述輸入的圖像,來判斷被裝配的組件的狀態(tài)的正確性。
15.如權(quán)利要求1所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括進行焊劑印制的焊劑印制步驟;其中,與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置提取焊劑的位置數(shù)據(jù)或表示其上印制有焊劑的區(qū)域的面積數(shù)據(jù),并將所提取的數(shù)據(jù)輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置。
16.如權(quán)利要求2所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括進行焊劑印制的焊劑印制步驟;其中,與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置提取焊劑的位置數(shù)據(jù)或表示其上印制有焊劑的區(qū)域的面積數(shù)據(jù),并將所提取的數(shù)據(jù)輸入到下游一側(cè)上的另一檢查裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的檢查方法,其中所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟;以及其中,與所述組件裝配步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置輸入與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置所提取的數(shù)據(jù),從所述襯底的圖像中提取表示組件位置或裝配有所述組件的區(qū)域的組件數(shù)據(jù),并基于所輸入的數(shù)據(jù)來判斷所提取的組件數(shù)據(jù)的正確性。
18.如權(quán)利要求16所述的檢查方法,其中所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟;以及其中,與所述組件裝配步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置輸入與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置所提取的數(shù)據(jù),從所述襯底的圖像中提取表示組件位置或裝配有所述組件的區(qū)域的組件數(shù)據(jù),并基于所輸入的數(shù)據(jù)來判斷所提取的組件數(shù)據(jù)的正確性。
19.如權(quán)利要求1所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括進行焊劑印制的焊劑印制步驟,所述檢查方法還包括步驟將與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置在檢查中所用的圖像,輸入到下游一側(cè)上與另一所述生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的另一所述檢查裝置。
20.如權(quán)利要求2所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括進行焊劑印制的焊劑印制步驟,所述檢查方法還包括步驟將與所述焊劑印制步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置在檢查中所用的圖像,輸入到下游一側(cè)上與另一所述生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的另一所述檢查裝置。
21.如權(quán)利要求19所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟;其中,所述圖像被輸入到與所述組件裝配步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所述圖像的檢查裝置通過比較所述襯底的圖像和所輸入的圖像,來判斷被裝配的組件的狀態(tài)的正確性。
22.如權(quán)利要求20所述的檢查方法,其中,所述生產(chǎn)步驟包括組件裝配步驟;其中,所述圖像被輸入到與所述組件裝配步驟相關(guān)聯(lián)的檢查裝置;以及其中,輸入所述圖像的檢查裝置通過比較所述襯底的圖像和所輸入的圖像,來判斷被裝配的組件的狀態(tài)的正確性。
23.一種用于襯底的檢查方法,所述襯底具有裝配于其上的組件,并通過多個連續(xù)進行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn),所述檢查方法包括如下步驟提供與最終的生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查方法;在襯底上,在早期生產(chǎn)步驟已被完成之后,在所述最終生產(chǎn)步驟之前,攝取所述襯底的圖像;從所述圖像中提取由所述早期生產(chǎn)步驟產(chǎn)生的所述襯底的特征;以及使用所提取的特征,以通過與最終生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的所述檢查裝置來檢查所述襯底。
24.一種用于襯底的檢查方法,所述襯底具有裝配于其上的組件,并通過多個連續(xù)進行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn),所述檢查方法包括如下步驟提供與最終的生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的檢查方法;在襯底上,在早期生產(chǎn)步驟已被完成之后,在所述最終生產(chǎn)步驟之前,攝取所述襯底的圖像;保存所述圖像;以及通過與最終生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的所述檢查裝置,輸入所述襯底的所保存的圖像,用以進行所述襯底的檢查。
25.一種用于襯底的檢查系統(tǒng),所述襯底具有裝配于其上的組件,并通過多個連續(xù)進行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn),所述檢查系統(tǒng)包括多個檢查裝置,每個所述檢查裝置與包括最終生產(chǎn)步驟的所述生產(chǎn)步驟中不同的一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián);其中,該最終生產(chǎn)步驟的上游一側(cè)上與一個所述生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)的每個檢查裝置包括數(shù)據(jù)存儲裝置,用于為每個襯底在存儲器中存儲在檢查期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù);以及數(shù)據(jù)傳送裝置,用于從下游一側(cè)上另一所述檢查裝置接收請求,從所述存儲器中獲取按照所述請求所請求的數(shù)據(jù),并將所獲取的數(shù)據(jù)傳送到發(fā)出所述請求的檢查裝置;以及其中,在上游一側(cè)上具有另一所述檢查裝置的每個檢查裝置包括請求傳送裝置,用于將關(guān)于所述襯底的數(shù)據(jù)的請求傳送到上游一側(cè)上另一所述檢查裝置;以及處理裝置,用于通過利用響應(yīng)于所傳送的請求而接收到的數(shù)據(jù),來進行所述襯底的檢查。
26.一種生產(chǎn)襯底的方法,所述襯底具有裝配于其上的組件,所述方法包括如下步驟連續(xù)進行多個生產(chǎn)步驟;提供多個檢查裝置,每個所述檢查裝置與包括最終檢查步驟的所述生產(chǎn)步驟中不同的一個生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián);通過每個所述檢查裝置利用在與其相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)步驟之后攝取的襯底的圖像,來對于所述襯底進行檢查過程;其中,所述多個檢查裝置適于相互通信;其中,與最終的生產(chǎn)步驟之前的所述生產(chǎn)步驟之一相關(guān)聯(lián)的每個檢查裝置,適于在存儲器中保存在用于每個所述襯底的所述檢查過程期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù),以通過從所述存儲器獲取所請求的數(shù)據(jù),來響應(yīng)從另一所述檢查裝置接收到的請求,并將所獲取的數(shù)據(jù)傳送到所述另一檢查裝置;以及其中,所述另一檢查裝置輸入所傳送的數(shù)據(jù),并進行檢查。
全文摘要
本發(fā)明提供裝配襯底的檢查方法和系統(tǒng)與生產(chǎn)方法。具有裝配于其上的組件的襯底是通過多個連續(xù)進行的生產(chǎn)步驟來生產(chǎn)的。提供檢查裝置,每個檢查裝置與包括最終步驟的這些生產(chǎn)步驟中不同的生產(chǎn)步驟相關(guān)聯(lián)。這些檢查裝置在它們之間相互通信,并且均使用隨后攝取的待檢查的靶襯底的圖像或者早期執(zhí)行的生產(chǎn)步驟中獲得的數(shù)據(jù)。
文檔編號H05K13/00GK1665385SQ20051005176
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者石羽正人, 栗山淳, 村上清, 四谷輝久 申請人:歐姆龍株式會社