CN1222208C - 检查电路板安装质量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

元件/板检索器(2)从提供给CAD数据输入单元(1)的CAD数据中检索出元件/板数据。电路板信息存储器(3)存储各种板信息，并且输出基于板设计数据的板信息。元件信息存储器(4)存储各种元件信息，并且输出基于元件设计数据的元件信息。安装方案要求存储器(6)存储用于安装方案的要求。安装装置要求存储器(7)存储用于安装装置的要求。设计分析器(8)分析在由应用安装要求输入单元(5)提供的要求之下所设计的电路板是否是可实现的，并且将分析结果通过检查结果输出单元(9)输出到设计者。因此，在安装方案要求和/或安装装置要求中的改变能够容易地被反映到设计检查。因此，对实际原形的质量检查数能够减少，并且满足目标质量的电路板能够在设计的早期被设计。

Description

检查电路板安装质量的方法和设备

技术领域

本发明涉及检查电路板安装质量的方法和设备。具体地说，本发明涉及通过预测具有由安装装置安装的电子元件之电路板质量的用于设计满足目标质量之电路板的安装质量检查方法，显示表示安装质量检查之安装状态的虚拟3D图象的方法，以及使用任何一种或者两种方法的设备。

背景技术

通常，为设计电路板，设计者要参考设计手册或者使用CAD系统中的设计规程检查(DRC)，试图符合预定设计标准，目的是确定元件布置位置，图形形状，接合区形状等。而且，设计者制造所设计电路板的原形以看看在制造时是否发生任何问题，或者具有表示电路板上安装状态的被显示在计算机装置屏幕上的2-D图象(虚拟原形)，以看看是否会发生任何问题。然后，设计者将发现的问题给出一些反馈给该设计。

通过类似循环来重复这种设计-原形(虚拟原形)过程几次，当批量生产时能够确保电路板的安装质量。

为进一步提高安装质量，在日本专利待审公开9-330342(1997-330342)和11-175577(1999-175577)中建议了一些方法，其用于预测和检查电路板的安装质量。

在这些方法中，安装质量是仅仅从诸如元件形状和电路板形状的装置数据进行预测的，没有考虑安装装置和安装线路方案的变化。实际上，依赖于所使用的安装装置，能够确定在安装元件之间的节距为一个小的节距(例如如果使用小的吸嘴或者高精度定位是可能的)或者一个标准节距。

在日本专利待审公开11-330784(1999-330784)中，公开了检查考虑电路板制造方案之安装质量的方法，其示于图37中。

该方法中，制造的基准规则被预先寄存在工厂(制造)部分。根据基于基准规则所公式化的设计规则，设计部分检查所设计的零件。

但是，在上述传统方法中，基于安装装置的操作要求和安装方案的要求，操作员不得不为电路板上的每个检查零件推出一个检查值和将该推出检查值参考为制造基准值。因此，如果安装装置的要求、材料等变化，就不容易预测出这种变化将如何影响该基准规则。

为了保证安装质量，生产率在一些情况下不得不下降。例如，依赖于安装装置，操作速度不得不下降以保证精度。而且，工艺处理不得不在设备中以负载平衡为代价主要由特定设备来完成的。

在设计方面，可以采用多个方案来改变设计，以保证安装质量。在这些方法中，设计者被认为合适地选择最高生产率最低成本的方法。但是，他/她在考虑生产率和成本两者改变设计时做到此是困难的。

在实际制造用于在计算机装置的屏幕上显示电路板上安装状态之原形的传统方法中，元件是仅仅通过两维平面曲线被显示出。因此，当上部形状不同的两个元件(图38的(a))被两维地显示时，它们看上去是相同的(图38的(b))。而且，当高度不同的两个元件(图38的(c))被两维地显示时，它们看上去是相同的(图38的(d))。因此，不能够进行对于元件的形状和高度之安装要求的详细检查，并且其研究做得也不充分。

发明内容

因此，本发明的目的是提供检查电路板安装质量的方法，以虚拟三维显示来显示电路板安装状态的方法，以及使用任何一种或者两种上述方法的设备。借助这些方法和设备，如果所使用的安装方案，安装装置的操作要求等改变，这种改变能够容易地反映在设计检查上。因此，在安装过程期间安装质量的考虑就将质量检查数归结为实际原形，并且满足目标质量的电路板能够在设计的早期被设计。

本发明为获得上述目的而具有下述特征。

本发明的第一方案是关于检查电路板的安装质量的方法，该电路板具有通过安装装置在其上安装的元件，并且该方法包括步骤：

接收与在设计电路中使用的电路板相关的板信息、与使用的元件相关的元件信息以及与元件的安装位置相关的位置信息；

接收在制造电路板中使用的输入的安装要求，它包括安装方案要求和安装装置要求；和

基于预先存储的安装方案使用要求和预先存储的安装装置操作要求，检查在输入的安装要求之下按板信息、元件信息和位置信息制造的电路板是否能够满足预定目标安装质量。

因此，在根据第一方案的方法中，对各个安装方案和安装装置预先寄存这些要求。当用于使用的安装方案和/或用于安装装置的操作要求改变时，该改变容易被反映在设计检查上。因此，在安装过程期间安装质量的考虑将质量检查数归结为实际原形，并且满足目标质量的电路板能够在设计的早期进行设计。

优选地，基于预先存储的安装方案使用要求和预先存储的安装装置操作要求，检查在输入的安装要求之下按板信息、元件信息、和位置信息制造的电路板是否能够满足预定的目标生产率。

因此，通过检查电路板的安装质量和生产率(成本)，有可能设计具有更高生产率和满足目标安装质量要求的低成本电路。

这里，元件信息至少包括每一种元件的数目、形状、封装以及尺寸。板信息至少包括板的材料、形状和厚度、以及每一种元件的接合区形状、印刷掩模形状以及位置校正标记形状。预先存储的安装方案使用要求至少包括焊接方案、所使用的焊接材料和元件被安装之后的板处理/检查。预先存储的安装装置操作要求至少包括可安装元件类型、每一个元件的安装精度、安装循环时间和可安装范围。预定目标安装质量包括元件的安装位置、焊接的状态、元件被安装之后的板处理/检查和电路板的外部形状的固定状态中的至少一个。

通过用上述信息和要求检查安装质量，有可能快速地和正确地设计满足目标质量的电路板。

而且，优选地是，从产生安装装置的操作数据的计算机辅助制造系统中检索出元件信息和预先存储的安装装置操作要求。

因此，元件信息和安装装置操作的要求是从计算机辅助制造系统侧检出的，由此避免了数据冗余和降低了工作负荷。

而且，优选地是，基于在输入的安装要求之下按板信息、元件信息和位置信息实际制造的电路板的质量性能，改变预先存储的安装方案使用要求和预先存储的安装装置操作要求。

因此，实际制造的电路板的性能被反馈回到这些要求，由此在下一个电路设计时用较小的不合格条件来快速和正确地设计电路板。

而且，优选地是，当电路板的设计改变之后重新检查安装质量时，仅仅检查对应于被改变部分或者由于设计改变而发生错误的部分的区域。

因此，仅仅对应于被改变部分或者发生了错误之部分的范围被重新检查。这种有限区域的重新检查要求比整个板进行重新检查的时间少。

本发明的第二个方案是提供用于检查电路板的安装质量的设备，该电路板具有通过安装装置安装的元件。该设备包括：

数据输入单元，用于接收在设计电路时使用的电路板的板数据、有关所使用元件的元件数据以及有关各个元件安装位置的位置信息；

电路板信息存储器，其中预先存储了有关可获得板的信息、用于输出对应于板数据的板信息；

元件信息存储器，其中存储了可获得元件的信息，用于输出对应于元件数据的元件信息；

安装方案要求存储器，其中预先存储了各个可获得的安装方案使用要求；

安装装置要求存储器，其中预先存储了各个可获得的安装装置操作要求；

应用安装要求输入单元，用于输入在制造电路板中使用的安装要求，所述安装要求包括安装方案要求和安装装置要求；和

设计分析器，用于基于预先存储的安装方案使用要求和预先存储的安装装置操作要求，检查在输入的安装要求之下按板信息、元件信息和位置信息所制造的电路板是否满足目标安装质量和生产率。

根据第三方案的设备，对各个安装方案和安装装置预先寄存这些要求。因此，当所使用的安装方案和/或安装装置的操作要求改变时，该改变容易地被反映到设计检查上。因此，在安装过程期间安装质量的考虑减少了在实际原形上的质量检查数，能够在设计早期，设计出满足目标质量的电路板。

优选地是，在实际制造电路板时，预先存储的安装方案使用要求和预先存储的安装装置操作要求都是基于安装质量的性能改变的。

因此，实际制造的电路板的性能被反馈给这些要求，由此在下一个电路板设计时用最少的缺陷条件来快速和正确地设计电路板。

而且，优选地是，当电路板的设计改变之后重新检查安装质量时，设计分析器仅仅重新检查对应于所改变部分或者由于设计改变而发生错误部分的预定区域。

因此，仅仅重新检查对应于被改变部分或者发生了错误部分的范围。这种有限区域重新检查比整板重新检查要求更少的时间。

这里，设计分析器包括：

电路板数据存储器，用于接收和存储安装装置中使用的电路板数据，电路板数据包括有关在电路板上安装的元件的安装位置和形状以及电路板形状的信息；

设备操作数据存储器，用于接收和存储与安装装置相关的设备操作数据，设备操作数据包括有关所使用的吸嘴类型和下落位置、元件之间可允许的距离以及安装装置的可允许操作范围的信息；

数据选择器，用于从所存储电路板数据中选择用于三维显示的电路板；

数据发生器，用来通过从设备操作数据存储器中检索出所选择电路板的电路板数据所要求的设备操作数据并根据检索出的设备操作数据计算表示安装了元件的电路板的状态的数据，来产生用来显示电路板和在对应安装位置之元件的外部形状的三维图形数据；

数据显示单元，用来显示基于所产生三维图形的图象。

借助这种结构，电路板的安装状态能够以3D方式与其上安装的元件一起基于所接收安装数据(电路板数据和设备操作数据)被显示出来，并且所使用的安装装置的操作要求也能够以3D方式被显示出来。因此，在不使用实际板的任何原形的情况下，安装数据能够被虚拟地检查，并且也能够进行可靠地评估。通过减少制作原形的工作负担，能够在较短的时间周期内以较低成本安装电子元件。而且，本发明的方法还适用于元件是通过多个安装装置安装的情况。

另外，优选地是，数据发生器产生三维图形数据，用于以三维方式显示安装后的元件位置、分配给每个安装装置的元件、安装元件的次序以及由吸嘴吸附着的任何元件的状态。而且，显示单元通过根据安装元件的次序顺序地显示活动图象，来显示安装操作。

通过显示使用上述信息和显示方案的电路板的安装状态，能够更快更可靠地检查安装数据。

仍然优选地是，设计分析器还包括数据编辑器，用于改变关于元件或者安装位置的所存储电路板数据或者关于吸嘴类型或者下落位置的所存储设备操作数据，并且存储该改变的数据。

仍然优选地是，设计分析器还包括数据历史管理器，用于将所改变数据的存储时间存储为历史，并且存储基于所改变数据产生的与历史相关的三维图形数据。而且，当图象是基于从所改变数据新产生的三维图形数据被显示时，数据显示单元从所存储历史中搜索改变之前的三维图形数据，并且显示基于改变之后三维图形数据和改变之前三维图形数据的图象，以展示改变之后安装状态的差别。

因此，通过用3D图象显示和检查该改变的安装数据，安装数据能够更快更正确地被改变和检查。

仍然优选地是，当元件不能够被安装在电路板数据规定的安装位置时，数据发生器产生表示缺陷部分或者元件不能被安装的原因的错误状态三维图形数据。另外，数据显示单元显示基于三维图形数据和错误状态三维图形数据的图象。

因此，安装数据中的缺陷部分能够被预先检查和显示。所以，有可能在实际开始安装之前发现任何需要纠正的部分。

仍然优选地是，设备操作数据存储器还接收用于检查电子元件安装状态的一个或多个检查装置的操作要求，并且，数据发生器还通过使用有关被包括在电路板数据中的安装位置的信息作为检查位置信息，来产生三维图形数据，用于以三维方式显示分配给每个检查装置的元件、检查元件的次序和元件之间相互干预的可能范围。

因此，通过将本发明的方法应用于检查装置，能以3D方式显示其上安装了元件的电路板的检查状态、同时还有所使用检查装置之操作要求。因此，有可能在不使用实际板的任何原形的情况下，虚拟地检查在检查中的缺陷状态，并且检查能够更可靠地进行。

典型地是，根据本发明上述第一和第二方案的安装质量检查方法和安装状态显示方法是通过计算机装置实现的，该计算机装置执行其中每个方法的处理都被编制成程序的预定程序。该预定程序可以预先被存储在与计算机装置结合的存储装置(ROM，RAM，硬盘等)中，或者可以通过可写入程序记录媒体(CD-ROM，软盘等)被装载到计算机装置中。

当结合附图，通过下面对本发明的详细说明，本发明的上述目的，特征，方案和优点将变得更为清楚。

附图说明

图1是表示使用根据本发明第一实施例电路板检查安装质量方法之设备结构的方框图；

图2是表示根据本发明第一实施例检查电路板安装质量的方法之过程的流程图；

图3是说明被提供给CAD数据输入单元1之CAD数据的一个例子的示意图；

图4是表示存储在电路板信息存储器3中的板信息的一个例子的示意图；

图5是表示存储在元件信息存储器4中的元件信息的一个例子的示意图；

图6是表示存储在安装方案要求存储器6中的要求的一个例子的示意图；

图7是表示存储在安装装置要求存储器7中的要求的一个例子的示意图；

图8是表示在设计分析器8中的应用要求表的一个例子的示意图；

图9是表示通过设计分析器8形成的特定布置图象的一个例子的示意图；

图10是详细表示由设计分析器8完成的分析处理的流程图；

图11是表示从检查结果输出单元9输出的安装质量检查结果的一个例子的示意图；

图12是表示存储在安装装置要求存储器7中的要求的另一个例子的示意图；

图13是表示实际制造电路板之安装质量性能结果的一个例子的示意图；

图14是表示使用根据本发明第二实施例电路板上安装状态的显示方法之设备结构的方框图；

图15是表示显示根据本发明第二实施例之电路板上安装状态的方法之过程的流程图；

图16是表示提供给电路板数据存储器141的电路板数据的一个例子之示意图；

图17是表示提供给设备操作数据存储器142的设备操作数据之示意图；

图18是表示电路板数据表的一个例子的示意图；

图19是详细表示由3D图形数据发生器144执行的过程的流程图；

图20是表示基于由3D图形数据发生器144产生的3D图形数据所显示的3D图象的示意图；

图21是表示提供给电路板数据存储器141的电路板数据的另一个例子之示意图；

图22是表示提供给设备操作数据存储器142的设备操作数据的另一个例子之示意图；

图23到25是说明在检查结果输出单元9上显示的3D图象例子的示意图；

图26是表示使用显示根据本发明第三实施例之电路板上安装状态的方法之设备结构的方框图；

图27和28是表示显示根据本发明第三实施例之电路板上安装状态的方法之过程的流程图；

图29是表示使用显示根据本发明第四实施例之电路板上安装状态的方法之设备结构的方框图；

图30和31是表示显示根据本发明第四实施例之电路板上安装状态的方法之过程的流程图；

图32是表示由数据历史管理器147管理的历史管理信息一个例子的示意图；

图33是表示由电路板数据编辑器145改变的电路板数据的一个例子的示意图；

图34是表示由数据历史管理器147管理的历史管理信息另一个例子的示意图；

图35是表示在检查结果输出单元149上显示的3D图象的一个例子的示意图；

图36是表示当本发明应用于显示电路板上检查状态时在检查结果输出单元149上显示的3D图象的一个例子的示意图；

图37是展示检查电路板上安装质量之传统方法之概念的示意图；

图38是表示显示电路板上安装状态之传统方法的一个例子的示意图。

具体实施方式

(第一实施例)

图1是表示使用根据本发明第一实施例电路板检查安装质量方法之设备结构的方框图。图1中，根据第一实施例的安装质量检查设备包括CAD数据输入单元1，元件/板搜索器2，电路板信息存储器3，元件信息存储器4，应用安装要求输入单元5，安装方案要求存储器6，安装装置要求存储器7，设计分析器8和检查结果输出单元9。

参考图1，首先说明的是在根据第一实施例的安装质量检查设备中包括的元件的基本概况。

CAD数据输入单元1提供有有关在CAD系统(未示出)下设计的电路板的CAD数据。该CAD数据包括诸如板的名称和尺寸的板数据、诸如每个元件的名称和安装位置的元件数据。用于设计的CAD系统不是专门限制性的，只要系统能够输出对应板数据和元件数据的数据即可。元件/板搜索器2从CAD数据中检索出板数据和元件数据，并且分别将检索出的数据输出到电路板信息存储器3和元件信息存储器4。电路板信息存储器3对每一个各种板预先存储有关板设计的信息(此后称为板信息)。基于由元件/板搜索器2给出的板数据，电路板信息存储器3将所要求的板信息输出到设计分析器8。元件信息存储器4对每个元件预先存储有关元件设计的信息(以后称为元件信息)。基于由元件/板搜索器2给出的元件数据，元件信息存储器4将所要求的元件信息输出到设计分析器8。应用安装要求输入单元5被提供有所设计电路板将在何种环境下如何制造的安装要求，以及有关要检查的检查项目之指令。安装方案要求存储器6预先存储每一个各种安装方案的使用要求。安装装置要求存储器7预先存储各种安装装置中每一个的操作要求。设计分析器8被提供有上述板信息、元件信息、安装要求、以及指令，并且涉及上述各要求。设计分析器8然后分析所设计电路板是否能够在安装要求之下实现并且获得用于支持最佳电路板设计的有用结果。通过在屏幕上显示图象或者提供印刷输出以将由设计分析器8获得的分析结果反馈回到设计人员，检查结果输出单元9输出分析结果。

还参考图2到图13，下面说明的是检查在上述结构安装质量检查设备上完成的电路板安装质量的方法。

图2是表示根据本发明第一实施例安装质量检查方法之过程的流程图。

首先，CAD数据输入单元1输入有关于在CAD系统下设计的电路板的CAD数据(步骤S201)。CAD数据的一个例子示于图3。正如图3所示，CAD数据包括：对于用在电路中的每个元件，包含电路数，元件名称，安装位置(XY坐标)和其它的表31；包含所用板名称，板尺寸(长度和宽度测量)和其它的表32；包含由代码名称表示的连接区形状和印刷掩膜形状的表33；以及包含由代码名称表示的用于位置校正的标记形状和其它数据的表34；CAD数据还包括关于诸如实际形状或者穿孔作为可变长度数据的电路板详细形状的信息。该可变长度数据能够通过使用任何形状表示格式来表示，通常用Gerber格式表示。一些现有CAD系统可以不能够产生表33、表34或者关于电路板消息形状的数据。如果这种CAD系统的CAD数据被用于安装质量检查，则仅仅在表31和32中可获得的项目被用于分析。

一旦CAD数据被提供给CAD数据输入单元1，元件/板搜索单元2就搜索表31和表32到34，并且从中分别检索出元件名称、板名称和连接区/掩膜形状代码(步骤S202)。然后，元件/板搜索单元2将所发现的信息输出到电路板信息存储器3和元件信息存储器4。

电路板信息存储器3涉及由元件/板搜索单元2给出的板名称和连接区/掩膜形状代码以将对应于此的板信息输出到设计分析器8(步骤S203)。电路板信息存储器3预先地存储用于每个板的板信息。这种板信息的一个例子示于图4。正如图4所示，板信息包括：包含所寄存的对于每个板(名称)之板材料的表41；包含对于每个连接区形状和印刷掩膜形状之形状尺寸(长度和宽度测量)的表42；以及包含所寄存的对于每个位置标记之标记尺寸(长度和宽度测量)的表43。这里，类似于上述板形状信息，实际连接区形状和印刷掩膜形状能够通过使用Gerber格式表示。

例如，图3和4中，从板名称“BRD1002PC”获得的板材料“玻璃环氧树脂”，和从连接区形状代码“LND1608R”获得的高度“1.5mm”和宽度“0.8mm”作为板信息从电路板信息存储器3输出到设计分析器8。

元件信息存储器4涉及由元件/板搜索单元2给出的元件名称，以将与此对应的元件信息输出给设计分析器8(步骤S204)。元件信息存储器4预先存储用于每个元件的元件信息。这种元件信息的一个例子示于图5。正如图5所示，元件信息包括包含用于规定所寄存的每个元件(名称)形状或者封装之分类代码的表51；包含用于每个元件形状代码的外部尺寸、引线数和引线节距的表52；包含对于每个封装代码的封装类型、带宽度和元件节距以及寄存的其他项目的表53。形状和封装上相等但内部功能值不同的元件被提供有相同的元件形状和相同的封装代码，由此减少表52和53中的信息量。

例如，在图3和5中，从元件名称“ERJ1GEYJ1”中获得的元件形状(例如高度“1.6mm”和宽度“0.8mm”)和封装(例如类型“纸”和带宽“8.0mm”)被作为元件信息从元件信息存储器4输出到设计分析器8。

图3所示的CAD数据中，每个元件的安装位置和所用电路板的尺寸被直接从CAD数据输入单元1输出到设计分析器8。

基于所提供的数据和信息，设计分析器8能够形成其上具有所安装元件之电路板的特定布置图象(步骤S205)。

在设计的分析之前，应用安装要求输入单元5被由设计人提供有安装要求，并且将该安装要求传送到设计分析器8(步骤S206)。该安装要求通常被分类为安装方案要求和安装装置要求。安装方案要求包括焊接、所用焊接材料、电路板处理方案和电路板检查方案。安装装置要求包括工厂名称和所用安装装置名称。

例如，作为焊接方案的“流水”、作为焊接材料的“焊接材料A”、作为工厂名称的“B工厂”和作为安装装置的“MV2”被输入到应用安装要求输入单元5。

下面说明的是被预先存储在安装方案要求存储器6中的安装方案使用要求。图6是表示在安装方案要求存储器6中存储的要求的一个例子的示意图。

正如图6所示，焊接方案要求包含于表61中，电路板处理要求包含于表62中。所提供的每个表用于每个工厂。出现在表中的每个要求(要求A、要求B、……)在表63中具有设计基准值数据组。在表61中，对每个焊接方案、每个焊接材料和每个板材料都定义了在元件之间、测试点之间、或者元件和测试点之间的距离要求。实际设置要求值(检查值)是通过包含用于每个要求的设计基准值数据的表63提供的。类似地，在表62中，在元件(测试点)和切割线之间静区的要求被定义用于每个切割方案以划分板。不用说，图6未示出的其他要求可以按要求自由地设置。

下面要说明的是预先存储在安装装置要求存储器7中的安装装置操作要求。图7是表示存储在安装装置要求存储器7中的一个例子的示意图。

如图7所示，有关可由安装装置安装之元件的要求包含于表71中，有关可安装元件之间距离的要求包含于表72中。所提供的每个表用于每个工厂。出现在表中的每个要求(要求A，要求B，……)在表73中具有设计基准值数据组。在表71中，对每个安装装置类型和每个元件类型都定义了元件是否为可安装的。实际设置要求值(检查值)是从包含用于每个要求的设计基准值数据的表73提供的。类似地，在表72中，在元件之间距离的要求被定义用于由安装装置可安装的每个元件类型。不用说，图7未示出的其他要求可以按要求自由地设置。

然后，通过设计者，将用于检查电路板上特定元件的指令(步骤S207)，以及用于检查关于要求申请表(后面说明)上之特殊检查项目的特定元件的指令(步骤S208)，输入到应用安装要求输入单元5。然后，应用安装要求输入单元5将这些指令送到设计分析器8中。

这里，为了满足通过使用上面预先设置要求的安装质量，设计分析器8预先存储要求申请表，其已经设置应当被应用于特定检查项目的这些要求。图8是表示包括在设计分析器8中的要求申请表81的一个例子的示意图。当作为应满足高安装质量的一般项目的元件安装位置被进行检查以发现安装位置是否被偏离时或者当焊接状态被进行检查以发现是否没有发生桥接或者倒置时，图8的例子表示了图6和7中的哪个检查项目应当被采用。

然后，分析设计器8检查规定的元件和检查项目以发现所设计的电路板是否满足基于安装方案和所用安装装置要求的每个要求。这种检查包括例如分析特定布置图象，其包括实际连接区形状，掩膜形状和基于CAD数据和其它信息形成的图形布线。

参考图9和10所示的例子，下面的说明是分析由设计分析器8完成的处理。图9是表示由设计分析器8形成的特定布置图象的一个例子。图10是详细表示由设计分析器8完成的分析处理(图2的步骤S209)的流程图。

这里假设设计者给出指令，用于检查被配置在图9所示电路板上的芯片91和芯片92安装位置的质量。在图9的例子中，还假设在芯片91和92之间的距离被设计成0.4mm。还假设在步骤S206提供的安装要求是“A工厂”，“流水”和“板材料A”。

在这种情况下，设计分析器8确定是否有能够安装由设计者确定的元件的任何设备(步骤S1001)。在该例子中，确定的是在A工厂中是否存在在板材料A上通过流水方案能够安装芯片91和92的任何设备。这里，如果这种设备不存在，设计分析器8将表示没有这种设备存在的分析结果输出给检查结果输出单元9(步骤S1002)。如果这种设备存在，另一方面，设计分析器8检索出对应于在要求申请表81中之检查项目的要求(表1003)。在该例子中，检查项目是“元件安装位置”。因此，设计分析器8检索出关于“元件之间距离”、“测试点之间距离”、“整个连接区”的要求和来自要求申请表81的其它内容。

然后，对于每一个检索出的要求，设计分析器8搜索存储在安装方案要求存储器6中的表61和62(步骤S1004)，并且从表63中，检索出进行分析所要求的安装方案相关检查值(步骤S1005)。在该例子中，对于焊接材料A，基于要求“芯片”，“A工厂”，“流水”，“板材料A”和“元件之间的距离”，检索出检查值“0.5mm或更大”。设计分析器8然后分析CAD设计数据的每个值是否满足所检索出的检查值，并且将分析结果输出到检查结果输出单元9(步骤S1006)。在该例子中，在两芯片91和92之间的距离被设计成“0.4mm”。因此，设计分析器8输出分析结果，其表示该值不满足检查值“0.5mm或更大”。

然后，对每个检索出的要求，设计分析器8搜索存储在安装装置要求存储器7中的表71和72(步骤S1007)，并且从表73中检索出分析所要求的安装装置相关检查值(步骤S1008)。在该例子中，当安装装置(设备)是“MV2”时能够安装芯片，并且检索出检查值“0.3mm或更大”。然后，设计分析器8分析CAD设计数据的每个值是否满足所检索的检查值，并且将分析结果输出到检查结果输出单元9(步骤S1009)。在该例子中，两个芯片91和92之间的距离被设计成“0.4mm”因此，设计分析器8输出分析结果，其表示该值满足检查值“0.3mm或更大”。

正如上述，为安装方案和安装装置执行分析处理。如果提供了分析结果，检查结果输出单元9产生基于该分析结果的安装质量检查结果，并且将它们作为屏幕显示或者打印输出(步骤S210)。从检查结果输出单元9输出的这种安装质量检查结果的一个例子示于图11。如图11所示，在由设计者规定的要求之下尽可能多地进行分析，并且示出了对应的结果。这样，多个分析结果使设计者能够容易地发现能够采取什么措施。从检查结果输出单元9输出的安装质量检查结果并不限制表示如图11所示的多个分析结果，并且可以仅仅表示在由设计者规定的安装要求之下的分析结果。在图11的例子中，芯片91和92的设计将不能正确获得根据安装方案得到的使用焊接材料A的安装质量，但对使用焊接材料B则没有问题。因此，从该检查结果，设计者能够采取措施以将芯片之间的距离改变为0.5mm，或者采取措施以规定在制造中使用的焊接材料B。

从检查结果输出单元9输出的安装质量检查结果，不限制获取如图11所示的数据表格式，并且可以作为两维或者三维板布置图象显示出。在这种板布置图象中，发生质量错误的元件能够以不同颜色或者作为闪烁被显示出。通过选择图象上的任何元件，有关元件的诸如产品数、成本、和部分次品的信息可以作为弹跳菜单被显示出。用于以三维板布置图象显示安装质量检查结果的安装状态显示方法和设备将在后面的其它实施例中说明。

正如上述，在根据本发明第一实施例的用于检查电路板安装质量的方法和设备中，对每个安装方案和每个安装装置预先寄存要求。因此，如果所用的安装方案，安装装置的操作要求和其它等被改变，则这种改变能够被容易地反映在设计检查上。因此，对在安装程序期间安装质量的考虑将减少对实际原形板的质量检查数量，并且满足目标质量的电路板能够在设计的早期阶段被设计。

在上述实施例中，图7的表71被示例性地用来包含被存储在安装装置要求存储器7中的可安装元件要求。另外，可以使用还包含图12所示的安装循环(生产流程)时间的表121。借助该表121，在检查电路板安装质量的时刻还能够评估生产率(安装循环时间)。在图9的例子中，能够从表121中了解到，用于芯片91和92的整个安装循环时间为“0.2秒”。除了上述安装循环时间之外，通过考虑诸如设备磨损的固定成本和劳动力成本，能够计算在电路板被实际制造时承受的安装成本。

因此，能够检查根据因设计改变导致元件数量和类型改变而变化的安装循环时间和材料成本。所以，具有高生产率和满足目标安装质量之要求的低成本电路能够被快速地设计。

通常，安装装置使用摄像识别方案例如来精确地校正用于支持元件的吸嘴位置，并且还改变操作速度以确保根据元件大小的操作。因此，用于使安装装置能够操作的所谓NC数据将能够规定元件的安装操作速度和大小。NC数据是通过CAM(计算机辅助制造)产生的，其通常支持对应于存储在元件信息存储器4中的表51到53的信息，以及对应于存储在安装装置要求存储器7中的表71或者121的信息。在根据本发明的安装质量检查设备中，这种信息是通过CAM系统侧提供的，由此避免数据冗余和减少工作量。

基于从根据本发明安装质量检查获得的结果，考虑这种情况：在图9所示的元件91和92之间的距离被改变到“0.5mm”，并且改变后获得的安装质量性能被示于图13中。在这种情况下，希望分析安装质量性能，具体地说，即比预定值更频繁发生的任何缺陷和检查设计基准值数据中的检查值，以便将安装质量性能反映到要求上。例如，在图13中，考虑这种情况，在分析发生十次的安装偏移，并且得到在元件之间的距离不足够大的结果。在这种情况下，在存储于安装方案要求存储器6中的设计基准值数据(表63)中，为了校正，在芯片之间的距离从“0.5mm”改变到“0.6mm”。

而且，正如上述，当芯片91和92之间的距离被改变到“0.6mm”时，假设由该改变影响的元件仅仅可以存在于芯片91和92的附近。因此在这种情况下，仅仅在那个附近区域重新检查(例如在由预定距离进行位置校正的元件区域)安装质量。这种有限区域的重新检查比整个板的重新检查要求更少的时间。

(第二实施例)

下面说明的是安装状态显示方法和设备，其用于显示代表安装质量检查结果的三维板布置图象。一般地说，用于实现安装状态显示方法的设备被包括在图1的设计分析器8中。在该设备中产生的三维图形数据，显示在检查结果输出单元9中。

图14是表示根据本发明第二实施例使用显示电路板上安装状态之方法的设备结构示意图。图14中，根据第二实施例的安装状态显示设备包括电路板数据存储器141，设备操作数据存储器142，数据选择器143和三维(3D)图形数据发生器144。

参考图14，首先说明的是根据第二实施例安装状态显示设备之每个元件的通用外形。

对于每个电路板，电路板数据存储器141存储与电路板相关的数据，例如有关安装位置和每个元件形状的信息、以及有关电路板形状的信息。对于每个设备和元件，设备数据存储器142存储有关设备操作的数据，例如包括吸嘴类型和下落位置、以及允许可安装范围的安装装置的操作要求信息。数据选择器143搜索存储在电路板数据存储器141中的多个电路板数据，以检索出要通过随后给出指令以3D被显示的与电路板相关的数据。数据选择器143还搜索存储在设备操作数据存储器142中的设备操作数据，以检索出用于元件的包含于所发现电路板数据中的设备操作数据。3D图形数据发生器144计算代表基于由数据选择器143检索数据安装后的电路板状态的数据，并且产生用于显示在对应安装位置处电路板和元件的外部形状的3D图形数据。3D图形数据发生器144还产生允许通过颜色或者辅助线来可区分表示元件配置和安装元件次序的3D图形数据，或者表示被吸嘴安装的元件状态的3D图形数据。检查结果输出单元9类似于上面第一实施例中说明的单元，其还包括为了确保以3D表示的图形能够被完全检查而附加的作为图形旋转和图形移向和移离的处理功能。

进一步参考图15到20，具体说明的是通过上述构成安装状态显示设备实现的安装状态显示方法。

图15是表示根据本发明第二实施例显示电路板上安装状态的方法的过程流程图。

电路板数据存储器141是通过CAD数据输入单元1，电路板信息存储器3和元件信息存储器4，提供有所要求的电路板数据的(参考图1)(步骤S1501)。电路板数据的一个例子示于图16。正如图16所示，电路板数据包括包含板数，元件名称和安装位置(XY坐标)的安装位置信息表161；包含所用电路板的名称和尺寸(长度和宽度测量)的电路板形状信息表162；表示在对应元件名称和元件形状代码之间对应性的对应表163；以及包含对每个元件形状代码之每个元件的实际尺寸值的元件形状信息表164。许多安装元件可以在外形上是相互类似的，但是在诸如阻值的内部功能值上是变化的。因此，元件形状是通过用对应元件形状代码，来提供元件形状的表164被管理的，对应元件形状代码是通过用于每个元件名称的表163定义的。在图16所示的例子中，电路板的形状近似为矩形立体，但是可以通过附加变量长度数据被定义成近似为更加实际的形状。该变量长度数据能够以任何格式表示，例如通常是Gerber格式。

所提供电路板数据被暂时存储在电路板数据存储器141中(步骤S1502)。电路板数据通常以与所提供数据相同的格式被存储。但是，如果电路板数据具有多个格式，这些格式可以被转换为预定的统一格式用于存储，由此简单化随后的处理。

然后，检查所存储的电路板数据，以确定是否有任何新的元件(步骤S1503)。如果存在任何新的元件，其设备操作数据就从应用安装要求输入单元5，安装方案要求存储器6和安装装置要求存储器7(参考图1)被输入到设备操作数据存储器142(步骤S1504)。如果电路板数据仅仅包含已经被使用的元件的数据，则它们的设备操作数据就已经被存储在设备操作数据存储器142中。因此，不要求新的输入。设备操作数据的例子示于图17。如图17所示，设备操作数据包括：包含在对应元件名称和元件操作代码之间的对应性的对应表171；对于每个元件操作代码表示诸如所用吸嘴的类型、移动速度和下落位置之操作要求的操作要求信息表172；和包含诸如在电路板上不可安装区域和吸嘴允许大小的适用于任何元件之设备的特定特征的公共操作要求信息表173。正如元件形状一样，操作要求能够被定义为一个，并且因此在表172中提供有用于管理的元件操作代码。元件操作代码被定义在用于每个元件名称的表171中。包含对任何元件为公共特征的表173一旦在被输入和存储后通常不要求其改变。因此，在设备操作数据的第一次输入之后可以省略输入这些特征。

电路板数据的名称对每个电路板是变化的。相反，设备操作数据被应用于任何电路板，并且因此不提供有数据名称。当设备操作数据被管理为文件时，任何附加输入被寄存在存储于设备操作数据存储器142的该文件中。

将所提供设备操作数据暂时存储在设备操作数据存储器142中(步骤S1505)。设备操作数据通常按与所提供的格式相同的格式被存储。但是，如果设备操作数据具有多个格式，这些格式可以被转换成用于存储的预定统一格式，由此简单化随后的处理。

然后，在存储于电路板数据存储器141的电路板数据中，选择要以3D形式显示的电路板(步骤S1506)。该选择是通过选择出现在例如图18所示表181上的任何一个电路板数据名称完成的。这里假设选择电路板数据“BRD0011”。读出所选择电路板数据的内容。对于包括在该数据中的元件，通过将该元件名称看作为密钥，操作要求信息被从存储于设备操作数据存储器142中的设备操作数据中检索出(步骤S1507)。通过例子，参考图16和17，对于包括在电路板数据“BRD0011”中的元件名称“ERJ3EYG10”，检索出包括元件形状(Y方向“1.6mm”，X方向“0.8mm”)的电路板数据，和包括吸嘴“S”和吸嘴下落位置“0.5mm”的设备操作数据。

为了以3D形式显示基于所检索的具有在其上安装元件的电路板图象，产生3D图形数据(步骤S1508)。图19是详细地表示由在步骤S1508的3D图形数据发生器144完成的处理的流程。

参考图19，3D图形数据发生器144使用表示安装元件次序的计数器，以按照实际安装电路板上元件的次序，完成下述处理(步骤S1901，S1908和S1909)。

对于由计数器表示的作为要被处理的元件(今后称为目标元件)，3D图形数据发生器144检索出诸如电路板安装位置和形状的电路板数据，和诸如所用吸嘴和吸嘴下落位置的设备操作数据(步骤S1902)。然后，3D图形数据发生器144确定目标元件是否能够被安装在由电路板数据规定的位置坐标上(步骤S1903)。确定的标准包括是否正确地选择了吸嘴、在吸嘴下落位置和板表面之间是否有正确的间隙、以及在规定位置附近是否有任何物件。如果在步骤S1903中确定出能够安装目标元件，则3D图形数据发生器144产生用于进行位于由电路板数据规定的位置上的目标元件形状之3D表示的3D图形数据(步骤S1904)。作为例子，在图16所示的电路板数据“BRD0011”中，第一安装序列的元件“R101”能够在没有问题的情况下被安装，并且因此按照在电路板规定位置上的安装显示出(参考图20的(a))。

另一方面，如果在步骤S1903中确定出目标元件不能安装，则3D图形数据发生器144确定目标元件是否将有可能被安装在任何其它位置，而不是由因已经安装元件导致的电路板数据规定的位置(例如干扰)(步骤S1905)。作为例子，在图16所示的电路板数据“BRD0011”中，第二安装序列的元件“R102”是与安装元件“R101”的安装位置相同(错误数据)，并且因此不能够被安装在板平面上。在这种情况下，3D图形数据发生器144考虑安装元件来预测一个可能的安装位置，并且产生用于3D显示在预测位置的目标元件之外部形状的3D图形数据(步骤S1906)。因此，目标元件“R102”被显示为位于元件“R101”的顶部(图20的(b))。如果干扰将不仅引起目标元件而且引起任何其它安装元件在位置上变化，3D图形数据发生器144重新产生用于其它元件的3D图形数据。

如果在步骤S1905确定目标元件在除了由电路板数据规定的位置之外不能够被安装在任何其它位置，3D图形数据发生器144不产生用于显示目标元件之图象的3D图形数据(步骤S1907)。作为例子，在图16所示的电路板数据“BRD0011”中，第三安装序列的元件“C101”具有差距离202没有达到吸嘴下落位置的安装位置(图20的(c))。在这种情况下，元件“C101”不能够被安装在任何其它位置，并且因此不产生其3D图形数据。因此，所显示的图象是如图20的(b)中所示。

基于上述方式产生的3D图形数据，图象被显示在检查结果输出单元9上(步骤S1509)。基于电路板数据“BRD0011”以3D显示的图象是如图20的(d)中所示。3D图形数据的格式被确定为符合检查结果输出单元9。标准数据格式包括VRML，STL和Open GL，它们能够被应用于用来进行检查结果输出单元9之处理的可商业获得工具上。检查结果输出单元9可以有利地具有适用于用来检查虚拟原形之3D图形图象的不同眼观功能或者移向/移离功能。

在本例中，前置形状也被被显示出，其基于包括在表164中的与前置相关信息。但是，如果不包括这种与前置相关信息，每个元件可以被近似为仅仅基于高度信息的矩形立体。

下面，考虑在多个安装装置共享在电路板上安装元件之工艺的线上制造的电路板(以后称为“多装置线”)要基于3D图形数据被显示的情况。在这种情况下，存储在电路板数据存储器141中的电路板数据和存储在设备操作数据存储器142中的设备操作数据与上面参考图16和17说明的稍微不同。下面，参考图21和22来说明这些数据。

图21是表示提供给电路板数据存储器141的电路板数据的另一个例子的示意图。正如图21所示，用于多装置线的电路板数据包含安装位置信息表211，其具有图16所示电路板数据表161(对于单个安装装置)，附加地提供有关于哪个安装装置安装哪个元件的信息。而且，对于每个安装装置，元件安装次序也被定义。

图22是表示提供给设备操作数据存储器142的设备操作数据的另一个例子的示意图。正如图22所示，在设备操作数据中，对应于图17表171的表221是与安装装置有关的。类似地，对应于图17表172的表222和对应于图17表173的表223也是与安装装置有关的。而且，新提供了定义安装装置在安装线上操作次序的线结构信息表224。

在图21和22所示的例子中，表211表示元件“ERJ3EYG10”是通过安装装置“MH1”安装的。基于该信息，数据选择器143从设备操作数据的表221中获得元件操作代码“M1608R”。基于该元件操作代码，数据选择器143然后从表222中，获得详细的设备操作要求。基于作为密钥的安装装置“MH1”，数据选择器143从表223中获得适用于任何元件的要求。基于由数据选择器143获得的这些数据，3D图形数据发生器144计算表示安装之后电路板状态的数据，并且产生用于显示电路板的外部形状和安装在安装位置处元件的3D图形数据。此时，3D图形数据是根据在表224中所示的安装装置的操作次序和表211中所示的安装次序而产生的。在图21和22中，元件是以“ERJ3EYG10”、“ERJ3EYG20”、“ECJ4EYD10”，之后为“TRD3GEY”的次序被安装的，并且因此3D图形数据是如此产生的。基于通过3D图形数据发生器144如此产生的3D图形数据，检查结果输出单元9显示图象。

因此，即使在包括多个安装装置的多装置线的情况下，也能够获得类似于在单个安装装置情况下的那些效果。

下面用特定例子说明的是通过本发明安装状态显示方法获得的3D图形显示。

在根据本发明的方法中，能够显示元件的安装次序。作为例子，安装次序用箭头显示出，如图23的(a)中所示，其清楚地表示出首先安装元件231，然后是元件232。与看表161相比较，这种显示能比较容易发现安装次序中的任何错误。在制造电路板原形的传统方法中，安装次序不能够从原形中知道。因此，为了检查安装次序，不得不在制造原形期间监视安装操作。另一方面，本方法提供了安装次序的清楚表示。而且，不同于传统的2D显示，3D显示能够提供元件之间形状的清楚区分，即使当从上面观察时它们在形状和大小上看上去类似也是如此。

而且，根据本发明的方法，安装元件的次序也能够通过顺序地显示图20的(a)到(d)中所示的图象被提供。这种顺序的显示使用户能够容易地知道在安装过程中问题发生在哪里。例如，在图20中，元件“R102”被放置在元件“R101”上，如图20的(b)中所示。因此，问题就发生在此刻。在表211中，为这两个元件规定相同的安装坐标，并且因此安装位置是错误的。对于元件“C101”，其没有被安装在电路板上，如图20的(d)中所示。该显示不告诉为什么元件“C101”不被安装的原因，诸如在安装元件“C101”或者使其脱落的另一个元件时发生的问题。另一方面，显示连续屏幕能够使用户知道由于吸嘴下落量的不足元件“C101”没有被连续地安装在电路板上，如图20的(c)中所示。

如果这种连续显示是在多装置线中进行的，安装状态屏幕被从在线的开头的第一个安装装置的屏幕连续地显示。

而且，在根据本发明的方法中，能够显示吸嘴如何吸住元件的状态。例如，正如图23的(b)中所示，有可能显示在哪个位置吸嘴237吸住元件235、吸嘴237在哪个位置被降落、或者元件237是否不与另一个元件236相干扰。对于形状上非对称的元件，因为整个元件的重力、其在上平面的中心部分缺乏任何适合于吸住的部分、或者其他的原因，所以，吸嘴在非对称元件的中心可以不吸。但是，在这种情况下，在要被吸住的位置和要被安装的位置之间即元件的中心位置，不得不设置适当的补偿。但是，该补偿是易于被错误设置的。根据本发明的显示能够使用户可视地知道例如要被吸住的位置是否是合适的，补偿是否是正确的。

仍然是，在根据本发明的方法中，元件是如何被分配给多装置线上的设备。即，正如上述，当有多个安装装置时，哪个元件是通过哪个安装装置被安装是由表211给出。表211还给出了在每个安装装置中安装元件的次序。通过使用这种信息，分配元件的结果被显示成：使得在屏幕上，用不同颜色显示每个安装装置元件。这种显示能够使用户知道元件231和232，元件233和元件234被分配到不同的安装装置。

另外，在根据本发明的方法中，当确定元件不能够被正确地安装时能够同时地显示安装状态和安装错误。即，正如上述，基于电路板数据和设备操作数据，3D图形数据发生器144确定元件是否能够被安装在规定的位置。因此，如果确定元件不能够被安装在规定的位置，则产生基于该确定的3D图形数据表示值和要求以用于显示。

例如，在图19的步骤S1903中，目标元件在由电路板数据规定的坐标上是否是可安装的是基于吸嘴选择、在吸嘴下落位置和板的上表面之间的间隙、在规定位置附近任何可能干扰物体、设备可操作范围和其它因素确定的。此时，如果确定出不能在规定位置安装目标元件，则产生表示错误的预定图形，用于3D显示。在图16和17的例子中，电路板数据“BRD0011”包含对于元件“R102”和“R101”在XY坐标的相同安装位置。因此，这些元件不能够被直接安装在板平面上。在该情况下，正如图24的(a)中所示，所显示的干扰元件“R101”被着有不同的颜色(图形241)。对于元件“C101”，如果确定因吸嘴下落的不足而不可安装，则产生表示间隙的辅助图形242，如图24的(b)中所示。而且，如果规定的安装位置是在可安装范围之外，则显示表示可安装范围要求的图形243，如图24的(c)中所示。另外，如果元件244和吸嘴245在某个位置相互干扰，这种干扰的状态被显示成图24的(d)中所示。在传统的2D平面图形表示中，吸嘴和元件不是容易区分的，并且它们是如何相互干扰的也是难以理解。但是，在3D图形表示中，它们是容易区分的。

这样，能快速了解错误安装的原因，由此适当地处理错误的安装和减少校正和检查所要求的时间。

而且，在根据本发明的方法中，能够显示安装元件的各种状态。例如，如图25的(a)中所示，在焊接时的等温线251被显示在元件之上，用于确定在每个元件上的热冲击程度。另外，如图25的(b)中所示，焊铁252与元件一起被显示，用于确定焊铁的形状是如何影响元件的。

正如上述，在根据本发明第二实施例的用于显示电路板上安装状态的方法和设备中，电路板上的安装状态以3D被显示在例如计算机装置的显示屏幕上。因此，以2D显示不能够被区分的任何元件能够被足够地区分。而且，能够检查高度要求是否满足。因此，在不使用电路板原形的情况下能够可视和可靠地检查和研究安装数据，由此在短的时间周期内，以低成本设计电路板。

(第三实施例)

在上述第二实施例中，所说明的是用于显示电路板上安装状态的方法和设备。在第三实施例中，所说明的是用于适当地基于显示结果改变电路板数据和设备操作数据。

图26是表示根据本发明第三实施例使用显示电路板上安装状态的方法的设备结构的方框图。图26中，根据第三实施例的设备包括电路板数据存储器141、设备操作数据存储器142、数据选择器143、3D图形数据产生器144、电路板数据编辑器145和设备操作数据编辑器146。

如图26所示，根据第三实施例的显示设备具有根据上述第二实施例的显示设备的结构、附加有电路板编辑器145和设备操作数据编辑器146。下面说明的是根据第三实施例的显示设备，重点在这些所加的编辑器上。

电路板数据编辑器145读出存储在电路板数据存储器141中的用于编辑的电路板数据，并且将编辑结果写入用于存储的电路板数据存储器141。类似地，设备操作数据编辑器146读出存储在设备操作数据存储器142中的用于编辑的设备操作数据，并且将编辑结果写入设备操作数据存储器142。

图27和28是表示根据本发明第三实施例显示电路板上安装状态方法的过程的流程图。在图27和28中，类似于图15中的每个步骤提供有相同的步骤数，在此不说明。

一旦电路板数据被存储在电路板数据存储器141中，且设备操作数据被存储在设备操作数据存储器142中(步骤S1501到S1505)，就选择数据改变或者3D图形数据产生(步骤S2701)。

当选择数据改变时，就选择电路板数据或者设备操作数据，用于改变(步骤S2702)。如果选择了电路板数据用来改变，则电路板数据编辑器145从电路板数据存储器141中读出要被改变的电路板数据(步骤S2703)。之后，电路板数据编辑器145通过按照来自用户的指令编辑该数据，并且将编辑数据存储在电路板数据存储器141中(步骤S2704)。另一方面，如果选择了设备操作数据用来改变，则因为设备操作数据是不依赖于电路板的类型，所以，设备操作数据编辑器146读出存储在设备操作数据存储器142中的全部设备操作数据(步骤S2705)。之后，设备操作数据编辑器146通过按照来自用户的指令编辑该数据，并且将编辑数据存储在设备操作数据存储器142中(步骤S2706)。在编辑处理在步骤S2704或者S2706结束之后，程序返回到步骤S2701，用来选择数据改变或者3D图形数据生成。

如果选择了3D图形数据生成，则为电路板产生3D图形数据用于3D显示，并且基于3D图形数据的图象被显示在检查结果数据单元9上(步骤S1506到S1509)，其已经在上述的第二实施例中说明。

然后检查显示的图象，以发现是否有要求数据校正的任何问题。如果没有发现问题，程序结束。如果发现了问题，程序返回到步骤S2701用于选择数据改变(步骤S2707)。

正如上述，根据本发明第三实施例的用于显示电路板上安装状态的方法和设备，能够使该数据被编辑和能够使安装状态在每次编辑之后被显示用于检查。因此，即使在3D显示屏幕上已经发现了任何问题，设备不需要必须接收新的数据，由此节省了用于检查和校正的时间。

(第四实施例)

在上述第三实施例中，所说明的是按照基于显示结果的要求，用于改变电路板数据和设备操作数据的方法和设备。在第四实施例中，所说明的是用于显示在改变之前和改变之后之间的差别的方法，以更方便对数据改变之后显示的检查。

图29是表示根据本发明第四实施例使用用于显示电路板上安装状态的方法的设备结构的方框图。图29中，根据第四实施例的安装状态显示设备包括电路板数据存储器141、设备操作数据存储器142、数据选择器143、3D图形数据产生器144、电路板数据编辑器145、设备操作数据编辑器146、数据历史管理器147和数据存储器148。

如图29所示，根据第四实施例的安装状态显示设备具有根据上述第二实施例的安装状态显示设备的结构、附加有数据历史管理器147和数据存储器148。而且，检查结果输出单元149等价于具有其上加有新功能的检查结果输出单元9。下面说明的是根据第四实施例的安装状态显示设备的结构，重点在这些不同的组成上。

数据历史管理器147存储电路板数据名称，以及用于存储在电路板数据存储器141中的每个电路板数据的存储时间。类似地，数据历史管理器147存储被存储在设备操作数据存储器142中的设备操作数据的存储时间。注意设备操作数据对任何电路板是共用的，并且因此是单信息。

为了显示图象，通过使用基于当前3D图形数据已经通过3D图形数据产生器144产生之电路板数据的名称，检查结果输出单元149首先涉及数据历史管理器147。如果确定出任何3D图形数据已经基于电路板数据被预先产生并且然后已经编辑了电路板数据或者设备数据，则检查结果输出单元149从数据存储器148中读出在先的3D图形数据，并且同时显示基于当前和在先3D图形数据两者的图象。

在数据存储器148中，在检查结果输出单元149上显示之后的3D图形数据被为与电路板数据名称相关联地存储。

图30和31是表示根据本发明第四实施例用于显示电路板上安装状态的过程的流程图。注意在类似于图15，27和28的图30和31中的每个步骤提供有相同的步骤数，在此不说明。

一旦提供的电路板数据被存储在电路板数据存储器141中，电路板数据的名称和存储时间就被存储在数据历史管理器147中(步骤S3001)。如果设备操作数据被提供和存储在设备操作数据存储器142中，设备操作数据的存储时间就被存储在数据历史管理器147中(步骤S3002)。

图32是表示由数据历史管理器147管理的数据历史管理信息的一个例子的示意图。图32中，数据历史管理信息包括用于管理电路板数据存储时间的表321、用于管理设备操作数据存储时间的表322、和用于管理3D图形数据的表323。电路板数据的存储时间被寄存在表321中，设备操作数据的存储时间被寄存在表322中。开始，正如图32的(a)中所示，不产生3D图形数据，因此没有与电路板数据相关的信息被寄存在表323中。

在数据管理信息被存储在数据历史管理器147之后，选择数据改变或者3D图形数据生成(步骤S2701)。首先说明的是选择3D图形数据生成的情况。在这种情况下，正如上述，为要被以3D显示的电路板(目标电路板)产生3D图形数据，并且将其给予检查结果输出单元149(步骤S1506到S1508)。这里，检查结果输出单元149搜索数据历史管理信息，并且如果有的话从表323中检索出用于目标电路板的在先3D图形数据(步骤S3005)。在图32的(a)中所示的例子中，没能发现在先数据。因此，检查结果输出单元149显示仅仅基于当前3D图形数据的图象(步骤S3006，S1509)。

然后，对于基于电路板数据和/或设备操作数据产生的任何3D图形数据，检查结果输出单元149再次搜索表323，其在存储时间上与当前3D图形数据的相等(步骤S3008)。在该例子中，当前3D图形数据是所产生的第一个3D图形数据。因此，一组当前3D图形数据、电路板数据和设备操作数据的存储时间被寄存在表323中，并且自动地提供有唯一的3D图形数据名称。在数据存储器148中，3D图形数据与所提供的作为密钥的3D图形名称一起存储。

下面说明的是在步骤S2701选择数据改变的情况。当选择电路板数据用来改变时，电路板数据被编辑和然后被存储在电路板数据存储器141中。然后，在步骤S3001被存储在表321中的存储时间被修改(步骤S3003)。另一方面，当选择设备操作数据用来改变时，设备操作数据被编辑和然后被存储在设备操作数据存储器142中。然后，在表322中的存储时间被修改(步骤S3004)。

例如，正如图20的(d)中所示，基于图16所示的数据，元件的安装位置相互一致。因此，电路板数据的安装位置信息被改变成图33中所示。表321中的存储时间被修改成当改变结果被存储在电路板数据存储器141中时的时间，如图32的(b)中所示。在图16的例子中，设备操作数据不被改变，因此表322不被改变。

基于改变结果，产生新的3D图形数据。在屏幕显示时刻，数据历史管理器147的表323包含数据改变之前的在先3D图形数据“BRD0011-1”(图32的(b))。因此，检查结果输出单元149同时显示基于改变之后新的3D图形数据的图象和所存储的在先3D图形数据“BRD0011-1”(步骤S3006，S3007)。

图35表示用于表示改变之前和改变之后之间的差别的、所显示的图形图象的例子。正如图35的(a)中所示，可以同时显示两个图象；正如图35的(b)中所示，可以用不同颜色来显示改变之前的元件与改变之后的元件；以及正如图35的(c)的左半部分上所示，根据在在先和被改变的3D图形数据之间的比较，仅仅与改变之前的元件不同的元件可以被显示(c)的右半部分上，视点被旋转改变)。这种显示例子能够使用户容易地检查数据变化和其对安装状态的影响。

然后，对于基于电路板数据和/或设备操作数据产生的任何3D图形数据，检查结果输出单元149再次搜索表323，其在存储时间上与当前3D图形数据的相等(步骤S3008)。此时，变化的3D图形数据在电路板数据的存储时间中不同于在先的3D图形数据。因此，包括电路板数据和设备操作数据的存储时间的被改变3D图形数据也被寄存在表323中(图34)。借助这种处理，3D图形数据能够被存储在数据存储器148中，作为表示仅仅当电路板数据或者设备操作数据被改变时的差别的数据。

对于存储在数据存储器148中的3D图形数据的删除，与删除包含于表321中的对应电路板数据的同一时刻，执行这种删除。另外，可以预先确定要被存储的一定数量的生成，并且当达到该生成时，3D图形数据可以以生成的次序被删除，最老的首先删除。

正如上述，在根据本发明第四实施例的用于显示电路板上安装状态的方法和设备中，数据历史被用于显示在当前数据和在先数据之间的差别。这种显示能够使用户更容易检查数据改变对安装状态的影响。

在第二到第四实施例中说明的显示电路板上安装状态的方法能够被应用于这种情况，在这里检查其上安装有元件的实际电路板和显示检查的状态。所说明的是用于显示检查状态的过程的一个例子。

在这种情况下，电路板数据存储器141被提供有上述的数据、也有用于每个元件的检查位置数据和用于存储的其它数据。设备操作数据存储器142被提供有上述的数据，也有诸如与用于存储的检查设备相关的可检查范围之检查操作要求信息。数据选择器143从电路板数据存储器141和设备操作数据存储器142中，检索出与检查项目相关的用于3D显示的电路板和数据。基于由数据选择器143检索出的对应数据，3D图形数据发生器144计算表示电路板上安装状态的数据，以产生用于显示电路板外部形状和在安装位置上安装的每个元件的3D图形数据。3D图形数据发生器144还产生另一个3D图形数据，其基于对应于对应检查项目的操作能够被表示出。例如，基于这种3D图形数据，元件分配的状态和检查的次序能够被颜色或者辅助线所表示，或者激光检查用激光轴表示。检查结果输出单元9或149显示基于由3D图形数据发生器144产生的与安装相关3D图形数据和与检查相关3D图形数据的图象。

在检查结果输出单元9或149上显示的检查状态的一个例子示于图36。图36的(a)中所示的是示意图，其表示通过用于图象检查的摄像机从顶部检查的电路板上的安装状态。正如图36的(a)中所示，因为电路板数据中的误差，元件362被放置在电路板的元件361上。在这种电路板中，例如，不能够检查元件361，并且因此不能以不同颜色显示。图36的(b)中所示的是示意图，其表示通过用于安装位置检查的激光来检查的电路板上的安装状态。正如图36的(b)中所示，显示了激光的辐射平面365，由此能够使用户容易地识别出因为较高的元件364而导致不能够检查元件363。

这样，除了电路板上的安装状态之外，也能够显示检查状态。因此，在不使用电路板任何原形的情况下，有可能可视和可靠地检查该检查数据。而且，在短的时间周期内和以低的成本能够设计该电路板。

根据本发明的检查安装质量的方法和显示安装状态的方法能够应用于例如印刷电路板电路，柔性树脂板电路和盒上的电路印刷或刻蚀。

一般地说，根据上述实施例的检查安装质量的方法和显示安装状态的方法是通过在计算机装置上执行预定程序实现的。使用上述方法之任何一个的设备是通过其中已经存储预定程序的存储器(ROM，RAM，硬盘单元等)和用于执行该程序的CPU(中央处理单元)实现的。在这种情况下，预定程序可以通过诸如CD-ROM或者软盘由计算机装置可读的记录媒体提供。

尽管本发明已经进行了详细地说明，前述的说明在所有方面是示例性的而非限制性的。应当理解，在脱离本发明范围的情况下，能够进行很多的其他修改和改进。

Claims (20)

1.一种检查电路板的安装质量的方法，该电路板具有通过安装装置在其上安装的元件，所述方法包括步骤：

接收与在设计电路中使用的所述电路板相关的板信息、与使用的所述元件相关的元件信息以及与所述元件的安装位置相关的位置信息；

接收在制造电路板中使用的输入的安装要求，它包括安装方案要求和安装装置要求；和

基于预先存储的安装方案使用要求和预先存储的安装装置操作要求，检查在所述输入的安装要求之下按所述板信息、所述元件信息和所述位置信息制造的电路板是否能够满足预定目标安装质量。

2.权利要求1的方法，还包括步骤：基于所述预先存储的安装方案使用要求和所述预先存储的安装装置操作要求，检查在所述输入的安装要求之下按所述板信息、所述元件信息和所述位置信息制造的电路板是否能够满足预定的目标生产率。

3.权利要求1的方法，其中

所述元件信息至少包括每一种元件的数目、形状、封装以及尺寸。

4.权利要求1的方法，其中

所述板信息至少包括板的材料、形状和厚度、以及每一种元件的接合区形状、印刷掩模形状以及位置校正标记形状。

5.权利要求1的方法，其中

所述预先存储的安装方案使用要求至少包括焊接方案、所用的焊接材料和元件被安装之后的板处理/检查。

6.权利要求1的方法，其中

所述预先存储的安装装置操作要求至少包括可安装元件类型、每一个元件的安装精度、安装循环时间和可安装范围。

7.权利要求1的方法，其中

所述预定目标安装质量包括元件的安装位置、焊接的状态、元件被安装之后的板处理/检查和所述电路板的外部形状的固定状态中的至少一个。

8.权利要求1的方法，还包括步骤：从产生安装装置的操作数据的计算机辅助制造系统中，检索出所述元件信息和所述预先存储的安装装置操作要求。

9.权利要求1的方法，还包括步骤：基于在所述输入的安装要求之下按所述板信息、所述元件信息和所述位置信息实际制造的电路板的质量性能，改变所述预先存储的安装方案使用要求和所述预先存储的安装装置操作要求。

10.权利要求1的方法，其中

在所述检查步骤中，当所述电路板的设计被改变之后，重新检查安装质量时，仅仅重新检查对应于被改变部分或者由于设计改变而发生错误的部分的区域。

11.一种用于检查电路板的安装质量的设备，该电路板具有通过安装装置安装的元件，所述设备包括：

数据输入单元，用于接收在设计电路时使用的所述电路板的板数据、有关所使用元件的元件数据以及有关各个元件安装位置的位置信息；

电路板信息存储器，其中预先存储了有关可获得板的信息，用于输出对应于所述板数据的板信息；

元件信息存储器，其中存储了可获得元件的信息，用于输出对应于所述元件数据的元件信息；

安装方案要求存储器，其中预先存储了各个可获得的安装方案使用要求；

安装装置要求存储器，其中预先存储了各个可获得的安装装置操作要求；

应用安装要求输入单元，用于输入在制造所述电路板中使用的安装要求，所述安装要求包括安装方案要求和安装装置要求；和

设计分析器，用于基于所述预先存储的安装方案使用要求和所述预先存储的安装装置操作要求，检查在所述输入的安装要求之下按所述板信息、所述元件信息和所述位置信息制造的电路板是否满足目标安装质量和生产率。

12.权利要求11的设备，其中

在实际制造电路板时，所述预先存储的安装方案使用要求和所述预先存储的安装装置操作要求都是基于安装质量的性能改变的。

13.权利要求11的设备，其中

当电路板的设计改变之后重新检查安装质量时，所述设计分析器仅仅重新检查对应于所改变部分或者由于设计改变而发生错误部分的预定区域。

14.权利要求11的设备，其中

所述设计分析器包括：

电路板数据存储器，用于接收和存储所述安装装置中使用的电路板数据，所述电路板数据包括有关在电路板上安装的元件的安装位置和形状以及电路板形状的信息；

设备操作数据存储器，用于接收和存储与所述安装装置相关的设备操作数据，所述设备操作数据包括有关所使用的吸嘴类型和下落位置、元件之间可允许的距离以及所述安装装置的可允许操作范围的信息；

数据选择器，用于从所述所存储电路板数据中选择用于三维显示的电路板；

数据发生器，用来通过从所述设备操作数据存储器中检索出所选择电路板的所述电路板数据所要求的设备操作数据和根据检索出的设备操作数据计算表示安装了元件的电路板的状态的数据，来产生用来显示电路板和在对应安装位置之元件的外部形状的三维图形数据；和

数据显示单元，用来显示基于所述所产生三维图形的图象。

15.权利要求14的设备，其中

所述数据发生器产生所述三维图形数据，用于以三维方式显示安装后的元件位置、分配给每个安装装置的元件、安装元件的次序以及由吸嘴吸附着的任何元件的状态。

16.权利要求14的设备，其中

所述显示单元通过根据安装元件的次序顺序显示活动图象，来显示安装操作。

17.权利要求14的设备，其中

所述设计分析器还包括数据编辑器，用于改变关于元件或者安装位置的所述所存储电路板数据或者关于吸嘴类型或者下落位置的所述所存储设备操作数据，并且存储该改变的数据。

18.权利要求17的设备，其中

所述设计分析器还包括数据历史管理器，用于将所述所改变数据的存储时间存储为历史，并且存储基于所改变数据产生的与历史相关的所述三维图形数据，和

当图象是基于从所改变数据新产生的三维图形数据被显示时，所述数据显示单元从所述所存储历史中搜索改变之前的所述三维图形数据，并且显示基于改变之后三维图形数据和改变之前三维图形数据的图象，以展示改变之后安装状态的差别。

19.权利要求14的设备，其中

当元件不能够被安装在所述电路板数据规定的安装位置时，所述数据发生器产生表示缺陷部分或者元件不能被安装的原因的错误状态三维图形数据，和

所述数据显示单元显示基于所述三维图形数据和所述错误状态三维图形数据的图象。

20.权利要求14的设备，其中

所述设备操作数据存储器还接收用于检查电子元件安装状态的一个或多个检查装置的操作要求，和

所述数据发生器还通过使用有关包括于所述电路板数据中的安装位置的信息作为检查位置信息，来产生三维图形数据，用于以三维方式显示分配给每个检查装置的元件、检查元件的次序和元件之间相互干预的可能范围。

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