1、東莞宣利電子有限公司PDF 文件使用 "pdfFactory Pro"試用版本創建 1/15前言：隨著成千上萬客戶產品的越來越復雜化,常常遇到一種特殊元件識別效果不好或不知用怎么方式識別的問題,在此我們收集了一些?，F在客戶產品中的異形元件,用通俗易懂的方法,將其相關圖片和shape參數的設置提供給大家作為參考(當然你可能用其它的識別類型參數也可以識別),希望有助于減少制作異形元件時間和減少拋料率,至于元件的basic/pick&mount/vision參數比較容易設置,在此文里就沒有貼出.本文中任一異形元件的詳細設置請參閱VIOS文件” special_compon

2、ent_DB”里part data.其對應的comp no.在文中有標識出來. 同時,你也可將有代表性的異形元件拿出來一起討論,我們非常希望通過這樣的方式,讓用戶直接感受到我們服務的實用性,讓用戶更好地使用我們公司代理的YAMAHA貼片機.由于收集的異形元件大多數為樣品,所以拍攝出來的圖片不考慮到送料方向,供料方式,敬請諒解,本文若有錯漏之處,請多指正!一 機器識別原理機器識別系統是指通過機器camera（即圖像攝取裝置,分CMOS和CCD兩種）把圖像抓取到,然后將該圖像傳送至處理單元,通過數字化處理,根據像素分布和亮度、二值化分界參數(Threshold)等信息,來生成元件的有效尺寸和形狀,

3、最終計算出元件的中心位置,進而達到精確貼裝之目的.實際上,整個識別過程是很難用三言兩語所能描述清楚的,在此只能作個簡述,作為YAMAHA用戶編程參考采用.請看下圖可知:YAMAHA貼片機在識別物料時,與識別有關的重要兩個參數即vision和shape. 首先按照vision里設定的識別基本光源條件,對元件按照不同的Aligment Type進行搜索,搜索結果與shape里設定的尺寸和pitch等參數進行對比,是否超出誤差%來判斷vision OK與否?那么機器是如何生成元件的有效尺寸和形狀呢? 還有就是機器如何根據識別出來結果進行元件中心位置的計算?從而確保元件貼裝精度? 簡而言之,生成有效尺

4、寸和外形的關鍵在于二值化分界值(Threshold)的設定;而元件中心的計算,共有五種識別方式(見第四頁附表),分別是Chip/IC/Connector/Ball/Special,不同方式計算方法不同.針對以上問題1: 我們知道part參數里有三個主要選項light level/threshold/ tolerance,元件識別時,首先根據設定的光源類型(main or coaxial or side)及level(1/8.8/8)提供基本光源條件,識別系統為了簡化計算,從最暗到最亮,分別用二進制表示即0255,任何一個物體經過相機識別后的灰度都介于0255之間,而一個物體它本身各部分明暗度也

5、不可能絕對一樣,所以在0255之間設定這個threshold,恰恰利用這”分界值”來決定物體哪個部分是有效部分,哪個部分是無效,從而生成其尺寸與外形,如下圖二所示.詳細地比如:在一個黑色背景下識別的元件,高于此分界值的就用1表示,代表白色象素,低于此分界值的就用0表示,代表黑色象素點,也就是說,要么黑(0)要么白色(1),不存在介于黑白之間的灰色部分,經過掃描出的所有白色象素點的集合就生成出了元件外形圖象.最后按照一定的tolerance將生成值與shape里設定值進行比對,若超出tolerance表示vision NG, 如果小于tolerance表示vision OK.如下圖一所示:圖一P

6、DF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 圖二2/15相反地舉例說明：現有一個系統,要對一個放在白色背景下的黑色物體進行測量, 設定二值化分界值(Threshold)=80, 當元件圖象從相機上方經過時,打描出元件上所有象素,從每個象素中讀出該象素的灰度值,與參數里設定的分界值(80)作比較.比80高,我們認為這個象素屬于是白色背景;如果比80低,就是黑色象素,系統就認為這個象素屬于黑色物體的一部分.累積所有黑色象素從而生成出整個元件的有效尺寸. 如下圖所示:針對以上問題2:如何計算出元件中心位置和角度偏差? 這一步就直接關系到元件的貼裝精度,我們從表

7、中可以得知Aligment Type種類的確很多,但是總的識別方式只有五種. 相同的元件它的Aligment Type可能是不相同的,比如SOP用IC/SOP可以識別同樣用CONN/Con-NSEW也是可以識別,這充分體現出它的靈活性(在IC氧化無法用SOP識別時可采用此法),實踐證明此時對它的識別精度是沒有影響的.原來主觀上認為插座識別方式是不是精度要低一點呢?其實不然. 這里導出識別原理最根本的理論根據是邊角識別理論,即通過邊角點的計算,得出精確的元件中心,通常大家也把它稱作”頂點論”.不同的元件的元件類型其參與計算的頂點數量有可能不同,比如常見chip,connector及sop元件的參

8、與計算頂點都是4個,如圖一/二所示,所以它的精度是一樣的.而QFP有8個.如圖三所示.(圖一) (圖二) (圖三)如果任一頂點的位置發生變化,都會影響到元件的中心和角度.舉例: 曾經在一家工廠看到生產的一種產品上的TSOP IC偶有偏-0.85度左右的情況,后來仔細觀察發現那顆IC經過燒錄程式后引腳變形導致,我們把它拍圖如下:PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 3/15至于識別方式對識別精度的影響方面來度,QFP參與計算的采樣點比SOP要多4個點,按照概率來算, QFP識別精度相對高一些. 所以我們不難理解其它類型的元件識別方法其實是一樣的,所

9、謂條條大道通羅馬,主要取決于邊角點的位置和取樣點數,因為位置和點數才是關系到元件中心是否精確的重要因素.如何看出邊角點的位置和點數? 我們可以通過part里點parts adjust進入,選擇monitor mode/detection range模式后按Test,此時屏幕上就會顯示出你想看的信息了.如下圖所示:但是,不可能所有的原材料都是十全十美的,如果遇到邊緣較毛糙的片狀元件如果使用chip方式識別,可能拋料率相當高,此時可改用其它識別方式,比如識別元件腳的IC/2ends,如果堅持要用Chip方式識別,可通過修改Ruler offset 值來設置識別標尺線的位置,通常設定35,該值越大表

10、示識別點越往元件內側靠攏,越小表示越往外移,所以針對該種毛糙情況的元件,Ruler offset值大就容易識別,但是識別精度低了(避開外沿部分),要是Ruler offset值低反而不容易識別,但要是識別出來其精度會高一點,這也充分體現出機器識別方面的靈活性.二 元件識別種類AligmentGroup Aligment Type Description ExamplePicture asStd. Chip 標準片狀元件 標準形狀片狀電阻,電容Chip Bare.Chip 特殊封裝(裸露封裝)片狀元件 片狀元件,Bonding型狀元件Small. ChipBallICP-Tr 功率管型元件 MO

11、S管,功率管4/15小尺寸片狀元件 0201片狀元件（Correct positon打開） Sample Flip chip Flip chip 簡單倒裝芯片 復雜倒裝芯片 簡單倒裝芯片復雜分布或數量不均倒裝芯片SOP 雙邊對稱引腳型芯片 SOPPLCC四邊引腳,對邊對稱,引腳內彎型芯片引腳內彎的QFPCon-EConnectorOld.con Specal單邊缺腳型排插 異形引腳型芯片單邊缺腳插座四邊各兩組引腳(中心不對稱)芯片單邊排插單邊插座SpecialAs.mask Sp.Quad Gravity Ingnore標記型特殊元件 直邊異形元件 由元件形狀重心決定位置型元件不使用識別型元件

12、識別面類似Mark的元件金屬屏蔽罩 特殊型屏蔽罩 接觸面不平整不規則電感三 異形元件識別范例1. Connector_1相關圖片如下: 參數設定如下:對應COMP NO. 1把插針底面當作connector腳后用 Con-NSEW識別.PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 5/156/155. Switch_3相關圖片如下:注: 單邊插座pitch一樣但缺腳,用connector/odd.con識別.6. Botton_1相關圖片如下:7. Coil_1相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.7注: 此元件因鍍錫部分形成元件識別腳大小

13、不一,反光度不一致造成拋料,但IC/2Ends識別方式較接近.PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 7/15參數設定如下: 對應COMP NO.8注解： 該元件把上下邊框當作一個腳來識別,加上側邊的那個腳,這樣由最外面的3個點來確認元件的中心點.9. 鉭電容 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO. 9PDF 文件使用 "pdfFactory Pro"試用版本創建 8/1510. 晶振 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO. 1011. 高Q電感 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.1

14、1注: 這種元件用IC/2ends是很難識別的,因為它的腳是呈圓弧形,用CHIP類因為反光部分更增加了識別難度,但它的輪廓還是較清晰,所以用sp.Quad類型.12. 電感 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.12PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 9/1513. 晶振 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.1314. 可調電容 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.14注: 此料其實識別的難度不大,關鍵是吸料的穩定性上.15. 長柄按鈕 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.15PDF

15、 文件使用 "pdfFactory Pro"試用版本創建 10/1516. 開關 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.16注解: 此開關與第五項描述的元件是一樣的,但此例是以IC/Mini-TR SOT開關的四個角點來作為識別點的.17. 開關 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.17注: 把它看作是一個缺腳的SOP IC!PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 11/1512/1521. 插座 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.2122. 插座 相關圖片如下: 參數設定如下: 對應COMP NO.22注: 這是比較特殊的一種電源插座,因為三個腳之間的位置沒有規律可遁,所以利用spcial/special就是分別來定義三個腳的位置/腳寬/反光長度,來達到成功識別的方法.PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創建 13/1523. USB插座