【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体组装质量控制，尤其是涉及一种基于视觉识别的复合焊接质量控制方法及系统。
技术介绍
1、半导体分立器件与pcb通孔的焊接，实际上是将pcb的通孔及半导体器件的针形引脚焊接并能够通电。pcb表面具有焊盘（一般为镀铜、镀金，且焊盘一般为圆形，焊盘的中心点与通孔的中心点重合，因此焊盘实际一般为环形），半导体针型引脚一般为圆柱形。
2、pcb本身具有一定的厚度，一般是0.1-6mm之间，即pcb内通孔的深度等于pcb的厚度。半导体针形引脚插入pcb通孔中后，半导体阵形引脚凸出pcb表面约1-3mm左右。
3、使用锡合金将pcb上表面焊盘铺满并且将pcb通孔内填满锡合金。锡合金能够填满pcb通孔，即能够到达pcb下表面，此时意味着透锡率100%；如果锡合金从pcb上表面向下渗透过程中仅仅渗透到pcb厚度的一半，此时意味着透锡率50%。透锡率越高意味着效果越好，即意味着焊接更加牢固、通电效果更好。焊接过程中，锡合金渗透的过程，随着越往下渗透，锡合金温度降低、逐渐冷却，流动性降低，所以如何让透锡率接近100%是当前的难题。
4、现有的烙铁焊接、波峰焊等方式，前者存在烙铁头尖端部分的镀层，会随着使用不断的老化，镀层的老化导致效果逐渐变差，所以烙铁头焊接在批量生产时难以保证焊接效果一致性；后者透锡率难以把控，所有通孔的透锡率难以一致，即均相对难以保障焊接质量，因此本申请提出一种新的技术方案。
技术实现思路
1、为了改善半导体器件的焊接质量，本申请提供
2、第一方面，本申请提供一种基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，采用如下的技术方案：
3、一种基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，包括：
4、步骤一、硬件组成设置，其包括：设置锡环盒、点锡膏组件、视觉识别定位装置、激光焊接装置和pcb板加热装置；其中，所述锡环盒中放置有锡环，锡环内径适配电子器件的插针且外径大于pcb板的通孔直径；
5、步骤二、锡环正面定位及取料，其包括：令视觉识别定位装置对锡环盒进行图像采集，基于图像识别定位锡环的位置，并根据锡环的位置对锡环进行吸取/抓取；
6、步骤三、锡环背面定位及移位，其包括：令视觉识别定位装置从被抓取的锡环的下方进行图像采集，基于图像识别提取锡环的内径特征，并移动锡环至电子器件的插针上方；
7、步骤四、焊盘插针定位，其包括：令视觉识别定位装置对电子器件的插针进行图像采集，基于图像识别定位针脚的位置；
8、步骤五、套环及验证，其包括：将锡环套在电子器件的插针上，且令视觉识别定位装置对焊盘会进行图像采集，基于图像识别锡环的姿态；
9、步骤六、点锡膏，其包括：令点锡膏组件将锡膏点至电子器件的插针的顶端，且锡膏在俯视时对锡环和插针之间的间隙进行遮挡；
10、步骤七、视觉定位，其包括：基于视觉识别定位装置采集的图像进行识别定位，得到完成套接的锡环的位置和插针的位置；
11、步骤八、激光焊接，其包括：令激光焊接装置发射激光加热锡环和锡膏，且令pcb板加热装置对焊盘进行加热；
12、步骤九、焊后检测，其包括：令视觉识别定位装置对完成焊接的焊盘进行图像采集，基于图像识别分析铺锡面积占焊盘的比例、相邻的焊点之间是否有短路、是否存在被激光烧伤产生的不良以及漏焊。
13、通过采用上述技术方案，本方法：
14、1）、采用激光焊接，所以过程无接触、无应力、无损伤；
15、2）、通过锡环+锡膏的方式，确保无激光射入pcb通孔、无激光射入pcb下表面的半导体器件，从而避免烧伤pcb及半导体器件；同时，可实现精确控制锡合金量，一方面避免锡合金的浪费，一方面确保透锡率，一方面可避免过量的锡合金导致的短路；
16、3）、视觉识别配合自动化的机械臂等可实现自动拿取锡环、将锡环套在插针上，焊接效率相对更高；
17、4）、pcb下表面有加热设计，可提升锡合金流动性，进一步提高透锡率；
18、5）、基于视觉识别功能进行焊后检测，可减少报废，提高良率；
19、即本方法可用于改善半导体器件的焊接质量。
20、可选的，所述视觉识别定位装置的识别定位过程包括初步定位和精准定位。
21、通过采用上述技术方案，本方法的对锡环、插针等结构的定位更为准确。
22、可选的，所述视觉识别定位装置包括摄像单元一和环形光源，所述环形光源提供多个间距角度相同的光源出光单位，且令摄像单元一采集多个光源出光单位次序开启下以及同时开启下的目标图像。
23、通过采用上述技术方案，建立了环形光源，且环形光源分为多个均等间隔的独立出光模块，可以分别从多个角度对物体进行照射，生成多个角度的图像，不同角度的图像得到的数据可用来提高定位精度，使生产中的识别有更高的精度和可靠性。
24、可选的，令所述视觉识别定位装置对多个光源出光单位同时开启下的锡环图像和套锡环前的焊盘图像进行识别分析脏污、氧化信息，且令所述视觉识别定位装置对多个光源出光单位同时开启下的套锡环后的焊盘图像、涂锡膏后的焊盘图像分别进行识别分析锡环姿态、锡膏的面积和位置分布。
25、通过采用上述技术方案，可以在过程中及时发现锡环、焊盘、锡膏存在的缺陷，以及时进行相关内容的调整和中止，保障产出的pcb板的焊接质量。
26、可选的，所述激光焊接装置包括激光发生模块、红外测温单元、摄像单元二和人机交互屏，所述摄像单元二跟随激光发生模块移动，所述人机交互屏数据连接于摄像单元二和红外测温单元；
27、所述红外测温单元用于对焊接位置进行红外测温；
28、所述步骤八、激光焊接，其还包括：根据红外测温单元反馈的温度信息调整激光发生模块的出光功率，令焊接位置的温度符合预设的温度阈值。
29、通过采用上述技术方案，一方面令工作人员可以实时观察焊接过程；另一方面，实时监测焊接区域的温度，并实时调整激光器出光功率，从而实现可令焊接区域始终维持在设定的温度，可避免焊接过程中焊接区域超过锡合金的熔化温度，可始终维持能够熔化锡合金但不过高的激光能量输入，从而较好的保护pcb及半导体器件不受激光焊接、加热过程的损伤。
30、可选的，所述pcb板加热装置为非接触式加热结构且采用光或热辐射对焊盘进行加热。
31、通过采用上述技术方案，pcb下表面的加热设计，可提升锡合金流动性，进一步提高透锡率；同时，因为是非接触式，所以可减小加热结构失控烫坏pcb的几率，也更为方便pcb在自动化产线上进行流转。
32、可选的，还包括产线异常预测，其包括：
33、调用预建立的神经网络模型对生产过程中的电气控制参数、电气运行参数及各步骤的图像进行训练；
34、将当前生产过程中的电气控制参数、电气运行参数及各步骤的图像导入训练后的神经网络本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述视觉识别定位装置的识别定位过程包括初步定位和精准定位。
3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述视觉识别定位装置包括摄像单元一和环形光源，所述环形光源提供多个间距角度相同的光源出光单位，且令摄像单元一采集多个光源出光单位次序开启下以及同时开启下的目标图像。
4.根据权利要求3所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：令所述视觉识别定位装置对多个光源出光单位同时开启下的锡环图像和套锡环前的焊盘图像进行识别分析脏污、氧化信息，且令所述视觉识别定位装置对多个光源出光单位同时开启下的套锡环后的焊盘图像、涂锡膏后的焊盘图像分别进行识别分析锡环姿态、锡膏的面积和位置分布。
5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述激光焊接装置包括激光发生模块、红外测温单元、摄像单元二和人机交互屏，所述摄像单元二跟随激光发生模块移动，所述人机交
6.根据权利要求5所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述PCB板加热装置为非接触式加热结构且采用光或热辐射对焊盘进行加热。
7.根据权利要求5所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：还包括产线异常预测，其包括：
8.一种应用于如权利要求5-7任一所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法的质量控制系统，其特征在于：包括锡环盒、点锡膏组件、视觉识别定位装置、激光焊接装置和PCB板加热装置。
9.根据权利要求8所述的质量控制系统，其特征在于：一个所述摄像单元一和一个环形光源为一组视觉单元，所述视觉识别定位装置包括多组视觉单元，且至少一组安装于点锡膏组件；所述摄像单元一位于环形光源的中心轴线上。
10.根据权利要求8所述的质量控制系统，其特征在于：所述激光焊接装置包括激光发生模块、红外测温单元、摄像单元二和人机交互屏，所述人机交互屏数据连接于摄像单元二和红外测温单元，所述红外测温单元用于对焊接位置进行红外测温；
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述视觉识别定位装置的识别定位过程包括初步定位和精准定位。
3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述视觉识别定位装置包括摄像单元一和环形光源，所述环形光源提供多个间距角度相同的光源出光单位，且令摄像单元一采集多个光源出光单位次序开启下以及同时开启下的目标图像。
4.根据权利要求3所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：令所述视觉识别定位装置对多个光源出光单位同时开启下的锡环图像和套锡环前的焊盘图像进行识别分析脏污、氧化信息，且令所述视觉识别定位装置对多个光源出光单位同时开启下的套锡环后的焊盘图像、涂锡膏后的焊盘图像分别进行识别分析锡环姿态、锡膏的面积和位置分布。
5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的复合焊接质量控制方法，其特征在于：所述激光焊接装置包括激光发生模块、红外测温单元、摄像单元二和人机交互屏，所述摄像单元二跟随激光发...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建涛，卢财源，杨进，何文强，颜飞亮，雷宝升，唐波，覃正玖，许必坚，
申请(专利权)人：深圳市紫宸激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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