用于检测PIN脚碳浆的智能检测系统研究

用于检测PIN脚碳浆的智能检测系统研究

王曙敦,贺杰

深圳晶华电子股份有限公司 广东 深圳 518000

摘要：随着现今时代的不断发展，各种新的技术不断涌现，智能检测系统也应用于现代社会，为我们的生活和工作带来了极大的便利。智能测试技术是一项尽量减少所需要人工的测试技术，是依靠仪器仪表，包括物理、电子学等多个学科的综合性科学技术。能够降低人类对测试结果有意或无意的影响，降低人的工作压力，进而提高了被测试对象的安全性。自动监测技术人员主要有二个职能，一方面，利用自动监测技术能够直观获取被测量对象的数据以及变化趋势等内容；另一方面，把自动监测技术人员直接测量的被监测对象的信息内容列入考虑范畴，以便制订相应策略。但对于检测PIN脚碳浆的智能检测，中所要面对的问题，就需要有针对性地对其进行开发研究。

关键词：PIN脚；智能检测；AOI系统

1、前言

引脚，又叫管脚，英文叫Pin。它是集成电路（晶片）内电路引出和外围集成电路的连线，全部的插针就组成了这个晶片的连接。引线末梢的组成部分，使用软钎焊使这部分和印刷板上的焊盘一同成为焊点。插针可区分为脚跟（bottom)、脚趾（toe)、脚侧（side）等组成部分。用于检测PIN脚碳浆的智能检测系统，包括PIN脚、点浆机、传感器、传感器控制单元、LED光源、光源控制单元、图像采集单元、AOI系统、控制中心、传送装置；控制中心与AOI系统连接，各控制中心分别与灯光管理单位、图像收集单位连接，并且图像收集单位为CCD摄像机头；灯光监控系统模块与感知器监控系统模块链接，而感知器监控系统模块则与感知器链接。就应开发一套对PIN脚碳浆检测AOI系统，使用高配置的摄像镜头对碳浆涂层进行成像检测，由AOI系统对涂碳浆效果进行识别，达到挑选不良产品的效果。AOI技术可以100%把错误判断出来，在不降低服务质量的前提下，增加了生产可靠性，提高了生产的效率[1]。

1.1技术背景

随着科学技术的提高，液晶显示在人类日常生活中的使用日益普遍。一般来说，带有PIN脚的LCD都是通过金属管脚与LCD相连，以实现电子驱动显示器的作用。但因为金属管脚与LCD引脚相互之间是硬性的，业中使用的方法是在金属脚和相应的阴极中间涂上一层PIN脚导电碳浆，使电子元器件的内部完全接触，从而降低了接触温度，以此增加线路间的导电性能。

LCD端子（PIN）是LCD显示器的重要组成部分。改善PIN的涂覆面积有利于优化LCD显示。其作用是通过与LCD显示器连接，使LCD显示器正常工作。因此，通过更科学合理的制造工艺来增加LCD端子的涂覆面积是重要的工序。LCD 端子（PIN）涂覆面积率为：PIN电镀高亮度结构在LCD显示屏和LCD玻璃板上的实际应用涂覆面积的分割比及其理想的涂覆面积。通常他们的实际应用涂覆面积并不是一个固定的数字，这不利于工作人员计算涂覆面积的面积大小。因此，通过将不规则区域近似为规则四边形，可以大大简化实际应用中涂覆面积的计算过程。一般来说，增加导电碳浆的涂覆面积比可以提高LCD显示器在操作过程中的可靠性能，并使其能够适应相对恶劣的操作环境，例如：环境振动复杂的汽车、环境湿度高的船舶仪表等，这在很多情况下只能达到40%至60%，远远不能满足高端技术产品80%甚至更高比例的要求。因此，有必要通过采用科学先进的生产和制造工艺来提高LCD端子（PIN）的涂覆面积比，以便在中国研发高端技术产品。工业中使用的工艺是在金属脚和LCD电极之间涂覆一层导电碳浆，以使部件之间充分接触，降低接触电阻，并增加线路之间的导电性[2]。

2.设计内容及步骤

2.1技术方案

本文讲述的用于检测PIN脚碳浆的智能检测系统，其工作流程包括如下步骤：

首先开启AOI系统，传动装置开始工作，并带动PIN脚在传动装置上的移动速度不高于4米/分钟连续经过点浆机；将PIN脚运动到点浆机下方后，通过点浆机的喷嘴对PIN脚卡口内上侧涂覆碳浆；涂覆碳浆后的PIN交经过传感器，该传感器通过对PIN脚进行信号反馈，将信息传输给传感器控制单元，经过传感器控制单元处理后将信号传输给光源控制单元；传感器控制单元根据传感器反馈的信号进行处理，并对图像采集单元的CCD相机及光源控制单元输入触发信号；光源控制单元收到触发信号后，随即点亮LED光源；PIN脚通过LED光源，CCD相机根据触发信号对PIN脚进行图像采集，并将图像信息传输给正在运行AOI系统；AOI系统检测到相机所采集的图像后，即开始处理和分析，并对机器的传送装置进行控制；最后，AOI系统对PIN脚卡口内上侧涂覆碳浆检测OK，则进入下一个检测流程；若检测NG，则报警并控制设备停机。

技术特点：一种用于检测PIN脚碳浆的智能检测系统，包括PIN脚、点浆机、传感器、传感器控制单元、LED光源、光源控制单元、图像采集单元、AOI系统、控制中心、传送装置；控制中心与AOI系统连接，该控制中心分别与光源控制单元、图像采集单元连接，其中图像采集单元包括CCD相机；光源控制单元与传感器控制单元连接，该传感器控制单元与传感器连接；图像采集单元与LED光源连接，该LED光源与光源控制单元连接；传送装置用于传送PIN脚，该传送装置上方设有点浆机，其中点浆机的喷嘴用于对PIN脚进行碳浆涂覆。

3.具体实施方式

下面通过实施方式结合图示一，进行理解。

用于检测PIN脚碳浆的智能检测系统，主要由PIN脚1、点浆机2、传感器3、传感器控制单元4、LED光源6、光源控制单元5、图像采集单元7、AOI系统、控制中心8、传送装置9等组成。其中，控制中心8与AOI系统 连接，该控制中心8分别与光源控制单元5、图像采集单元7连接，其中图像采集单元7包括 CCD相机。在光源控制单元5与传感器控制单元4连接，该传感器控制单元4与传感器3连接； 图像采集单元7与LED光源6连接，该LED光源6与光源控制单元5连接；传送装置9  用于传送PIN脚1，该传送装置9上方设有点浆机2，其中点浆机2的喷嘴用于对PIN脚1 进行碳浆涂覆[3]。

传感器3用于对经过的PIN脚1进行信号反馈；传感器控制单元4用于对传感器 3 反馈的信号进行计数，并根据信号格式，对CCD相机及光源控制单元5输出触发信号。光 源控制单元5根据外触发信号对LED光源6进行自动点亮及关闭控制；LED光源6为CCD相 机拍摄时提供足够的亮度。图像采集单元7根据外触发信号对待检测的PIN脚进行图像采集，并传送给系统 控制中心8，其中控制中心8用于对得到的图像进行实时处理，并根据处理结果对系统其他 部分进行功能控制。 AOI检测系统，包括系统菜单，控制面板，图像显示单元，检测信息储存模块，系统 日志和检测结果，其中系统菜单里面包括使用者的登录，相机参数，IO参数，系统参数和帮 助信息。控制面板包括PIN脚模板的建模和选择，系统检测的开启和停止，和数据统计分析 的调用。图像显示单元主要是显示正在检测的pin的图像，以及后续的缺陷信息的查询的 显示。检测信息储存模块包括AOI检测系统检测得总的帧数、好帧数和缺陷帧数，以及当前检测缺陷pin的缺陷率（万分之）。系统日志和检测结果，主要包括了系统的一些启动和登 录信息，检测结果的信息。

工作流程就要参考图示二的部分，首先开启AOI系统，传动装置开始工作，并带动PIN脚在传动装置上的移动速度不 高于4米/分钟连续经过点浆机；PIN脚运动到点浆机下方后，通过点浆机的喷嘴对PIN脚卡口内上侧涂覆碳浆；涂覆碳浆后的PIN交经过传感器，该传感器通过对PIN脚进行信号反馈，将信息传 输给传感器控制单元，经过传感器控制单元处理后将信号传输给光源控制单元；传感器控制单元根据传感器反馈的信号进行处理，并对图像采集单元的CCD相机 及光源控制单元输入触发信号；光源控制单元收到触发信号后，随即点亮LED光源；PIN脚通过LED光源，CCD相机根据触发信号对PIN脚进行图像采集，并将图像信息 传输给正在运行AOI系统；AOI系统检测到相机所采集的图像后，即开始处理和分析，并对机器的传送装置进 行控制；最后，AOI系统对PIN脚卡口内上侧涂覆碳浆检测OK，则进入下一个检测流程；若 检测NG，则报警并控制设备停机[4]。

图2

结语

为了提升点碳浆的效率，绝大多数公司采用的工艺是使用机器在PIN脚上涂碳 浆，由于细小的PIN脚在操作过程中会抖动，以及一些外力的因素会造成碳浆涂不满或涂 不上的情况，这将影响LCD的正常工作。虽然有人工监测碳浆的涂覆效果，但很容易出现漏检，造成产品的功能性质量隐患。

参考文献：

[1]陈振教, 阮峰, 梁建军,等. 液晶显示器端子接触面积率的影响因素分析与改善措施[J]. 模具工业, 2011, 37(1):4.

[2]颜杰, 宋以鹰. 一种检测LCD显示串扰的方法及系统[J]. 电子技术与软件工程, 2021(1):3.

[3]黎三峰, 高全杰, 宋建,等. 基于双目视觉系统的LCD端子在线测量研究[J]. 自动化仪表, 2020, 41(6):7.

[4]倪光明. 液晶模组ACF互连自动光学检测技术研究[D]. 电子科技大学.