基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统及方法与流程

本发明涉及半导体生产，更具体地说，涉及基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统及方法。

背景技术：

1、在生产过程中，电路板通常首先以大面积、连续的形式被制造出来，这种大面积、连续的电路板通常被称为“大板”或“母板”，为了满足特定电子设备或系统的需求，需要将大板裁分成小块、适合安装的电路板，即“小板”。这时，就会使用到冲切设备。冲切设备通过数控系统进行操作，利用切割和冲压工艺将大板精准地分割成小块电路板，在对电路板分割完毕需将其进行装管操作，以便后续进行再加工处理。

2、电路板在故障诊断中通过，那么它将进入后续的工艺流程，如焊接、组装、测试等，因此故障诊断是后续工艺流程顺利进行的基础，也是提高产品质量的关键步骤。

3、因此，针对上述技术问题，有必要提供基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统及方法，以解决上述的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

3、基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统及方法，所述故障诊断系统包括：视觉诊断模块，所述视觉诊断模块，用于对电路板的外观缺陷和故障位置进行诊断；电气性能诊断模块，用于对电路板电气性能进行诊断；数据库，用于存储和管理电路板的诊断数据和结果；

4、所述视觉诊断模块包括：图像数据采集单元，用于获得捕捉电路板的图像数据，所述图像数据包括彩色图像与深度图像；图像处理单元，用于对采集到的图像数据进行处理和分析，包括对图像滤波、增强、边缘检测、特征提取等操作；缺陷识别单元，基于图像处理单元提取的特征信息，识别电路板上的缺陷或故障；结果输出单元，用于将缺陷识别的结果以可视化的形式输出，并同步至数据库；图像识别模型，用于在上述单元所提供的电路板各外观缺陷和故障类型所对应的位置和图像信息中提取关键特征，并通过以上关键特征为后续进行故障诊断的电路板提供对比依据，在此过程中不断更新和优化模型参数，并同步至数据库。

5、作为本发明的进一步改进，所述电气性能诊断模块包括：设置在装管机构内的测试夹具，确保电路板在测试过程中保持稳定和准确的位置，以便进行测试信号的输入和输出；数字电路测试单元，用于向电路板输入特定的测试信号，并检测输出信号，从而判断数字电路的工作状态是否正常；模拟电路测试单元，用于对模拟电路输入和输出信号的测量和分析，判断模拟电路的性能和故障情况；动态阻抗测试单元，用于测量电路在不同频率下的阻抗变化，可以分析电路板的频率响应和稳定性；可编程程控电源单元，通过调整电源的电压、电流等参数，可以模拟电路板在实际工作环境中的电源情况，从而检测电路板在各种电源条件下的性能表现。

6、作为本发明的进一步改进，所述数据库用于存储电路板诊断后的各种数据，包括视觉检测模块获取的图像数据、图像识别模型处理后的结果数据，以及电气性能检测模块获取的电气信号和数据，数据库可以存储大量的历史故障诊断数据以及各电路板的标准数据，数据库中存储的故障信息和历史数据可以为故障诊断提供重要的参考依据，通过分析数据库中的故障案例和解决方案，可以辅助维修人员快速定位故障点，并给出相应的维修建议。

7、作为本发明的进一步改进，所述彩色图像与深度图像通过以下方式获得，通过工业相机和深度相机在相同位置分别获取电路板的分辨率与尺寸均一致的彩色图像与深度图像，所述工业相机和深度相机在拍摄时位于电路板正上方，其光轴竖直设置，所述光轴与电路板垂直设置，所述工业相机与深度相机进设置在装管机构内。

8、作为本发明的进一步改进，所述图像识别模型通过以下训练方式获得：

9、确定诊断目标：确定图像识别模型需要诊断的电路板故障类型；获取训练样本集合：收集大量包含上述各种故障类型的电路板图像数据；数据标注：对上述收集的电路板图像数据进行标注，明确标出每个故障类型的位置和类别，以便模型进行学习；数据预处理：对图像进行去噪、增强、裁剪等预处理操作，提高图像质量。

10、作为本发明的进一步改进，所述故障类型包括焊点不良、元件缺失以及方向错误。

11、作为本发明的进一步改进，所述图像识别模型采用目标检测模型，如yolo、ssd等。

12、作为本发明的进一步改进，所述数字电路测试包括逻辑电路与时序电路。

13、作为本发明的进一步改进，所述模拟电路测试包括模拟器件的v-i曲线测试、矩阵测试。

14、作为本发明的进一步改进，基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断方法，包括以下步骤：

15、s1、预处理：训练图像识别模型，将训练好的图像识别模型集成到故障诊断系统中；

16、s2、装载系统：在装管机构内搭载故障诊断系统，对进行装管机构中的电路板进行故障诊断；

17、s3、诊断分析一：根据视觉诊断模块结合预先训练图像识别模型对电路板外观的具体故障信息和图像进行采集与分析；

18、s4、诊断分析二：根据电气性能诊断模块对电路板的电气性能进行测试与诊断；

19、s5、诊断报告：记录上述诊断分析中的电路板故障信息，并将其放入数据库中，针对故障信息提供相应的解决方案、统计同一批次电路板中各故障的数量、类型和比例等参数，针对上述参数结合各故障的缘由来对引起故障的设备进行溯源分析，并生成诊断报告。

20、相比于现有技术，本发明的优点在于：

21、本方案首先训练图像识别模型，将训练好的图像识别模型集成到故障诊断系统中，并通过在半导体冲切设备的装管机构中搭载故障诊断系统，对装管机构中的电路板进行故障检测与诊断，根据视觉诊断模块结合预先训练图像识别模型对电路板外观的具体故障信息和图像进行采集与分析，以及电气性能诊断模块对电路板的电气性能进行测试与诊断，大幅降低提高电路板故障检测和诊断所需时间，并即时提供各故障所对应的解决方案，最后再对同一批次的电路板中所诊断出的各故障数量、类型及比例进行统计，根据统计结果结合故障缘由对引起故障的设备进行溯源分析，并生成诊断报告，在电路板冲切装管后马上进行初步故障筛查，确保故障电路板能够得到及时、有效的处理，从源头上减少故障的发生，提高产品质量与竞争力。

技术特征：

1.基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述故障诊断系统包括：视觉诊断模块、电气性能诊断模块以及数据库；

2.根据权利要求1所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述电气性能诊断模块包括：

3.根据权利要求1所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述数据库用于存储电路板诊断后的各种数据，包括视觉检测模块获取的图像数据、图像识别模型处理后的结果数据，以及电气性能检测模块获取的电气信号和数据，数据库可以存储大量的历史故障诊断数据以及各电路板的标准数据，数据库中存储的故障信息和历史数据可以为故障诊断提供重要的参考依据，通过分析数据库中的故障案例和解决方案，可以辅助维修人员快速定位故障点，并给出相应的维修建议。

4.根据权利要求2所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述彩色图像与深度图像通过以下方式获得，通过工业相机和深度相机在相同位置分别获取电路板的分辨率与尺寸均一致的彩色图像与深度图像，所述工业相机和深度相机在拍摄时位于电路板正上方，其光轴竖直设置，所述光轴与电路板垂直设置，所述工业相机与深度相机进设置在装管机构内。

5.根据权利要求2所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述图像识别模型通过以下训练方式获得：

6.根据权利要求5所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述故障类型包括焊点不良、元件缺失以及方向错误。

7.根据权利要求5所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述图像识别模型采用目标检测模型。

8.根据权利要求2所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述数字电路测试包括逻辑电路与时序电路。

9.根据权利要求2所述的基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统，其特征在于：所述模拟电路测试包括模拟器件的v-i曲线测试、矩阵测试。

10.基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了基于半导体冲切设备装管机构用故障诊断系统及方法，属于半导体生产技术领域，本发明通过将训练好的图像识别模型集成到故障诊断系统中，并通过在半导体冲切设备的装管机构中搭载故障诊断系统，对装管机构中的电路板进行故障检测与诊断，根据视觉诊断模块结合预先训练图像识别模型对电路板外观的具体故障信息和图像进行采集与分析，以及电气性能诊断模块对电路板的电气性能进行测试与诊断，可以实现大幅降低提高电路板故障检测和诊断所需时间，并即时提供各故障所对应的解决方案，电路板冲切装管后马上进行初步故障筛查，确保故障电路板能够得到及时、有效的处理，从源头上减少故障的发生，提高产品质量与竞争力。技术研发人员：鲍永峰,陈盼盼受保护的技术使用者：深圳市曜通科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25