Способ контроля печатных плат и фотошаблонов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности и скорости контроля бинарных и многоградационных изображений за счет повышения помехоустойчивости и выбора областей контроля. Цель достигается способом контроля, основанным на анализе изменения градиентов яркости в допусковой области сравниваемых эталонного и контролируемого изображений. Поскольку в данном способе яркости соответствующих точек эталонного и контролируемого изображений непосредственно не сравниваются по величине, требования к идентичности условий освещения эталона и образца могут быть значительно снижены . Способ реализован в устройстве , содержащем координатный стол 1, блок 2 управления, два источника 3 и 4 видеосигналов, генератор 5 развертки , блок 6. Устройство сравнивает видеосигналы с помощью двух многоотводных цифровых линий 7 и В задержки , которые позволяют получить на выходе одновременно сигналы яркости элементов, соседних с контролируемым и находящихся на допусковом расстоянии от контролируемого элемента. При этом для каждого элемента контролируемого и эталонного изображений оценивается мрдуль градиента яркости и максимальная разница в яркости его периферийных элементов. Изображения . считаются одинаковыми, если элементу на контролируемом изображении, у которого градиент яркости обусловлен переходом проводник - подложка, соответствует элемент эталонного изображения , у которого разница в яркости его периферийных элементов обусловлена их расположением как на проводнике , так и на подложке. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. ю (Л 00 ьо со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИН (51)4 С 01 В 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3951142/24-28 (22) 13.09,85 (46) 23.05.87. Бюл. ¹ 19 (72) Ю.П. Голинков, А.П.Рябов, В.А.Хиздер, Л.М.Шашук и А.Г.Шелудченко (53) 531. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 481766, кл. G 01 В 9/04, 1975. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

И ФОТОШАБЛОНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения — повышение достоверности и скорости контроля бинарных и многоградационных изображений за счет повышения помехоустойчивости и выбора областей контроля. Цель достигается способом контроля, основанным на анализе изменения градиентов яркости в допусковой области сравниваемых эталонного и контролируемого изображений. Поскольку в данном способе яркости соответствующих точек эталонного и контролируемого изображений непосредственно не сравниваются по величине, требования к иден„„SU„„1312383 А 1 тичности условий освещения эталона и образца могут быть значительно снижены. Способ реализован в устройстве, содержащем координатный стол 1, блок 2 управления, два источника 3 и

4 видеосигналов, генератор 5 развертки, блок 6. Устройство сравнивает видеосигналы с помощью двух многоотводных цифровых линий 7 и 8 задержки, которые позволяют получить на выходе одновременно сигналы яркости элементов, соседних с контролируемым и находящихся на допусковом расстоянии от контролируемого элемента. При этом для каждого элемента контролируемого и эталонного иэображений оценивается модуль градиента яркости и максимальная разница в яркости его периферийных элементов. Изображения считаются одинаковыми, если элементу на контролируемом изображении, у которого градиент яркости обусловлен переходом проводник — подложка, соответствует элемент эталонного иэображения, у которого разница в яркости его периферийных элементов обусловлена их расположением как на проводнике, так и на подложке. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1 13123

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к области оптических и радиотехнических измерений.

Цель изобретения — повышение дос5 товерности и скорости контроля бинарных и многоградационных изображений за счет повышения помехоустойчиности и выбора, областей контроля.

На фиг. 1 представлена структур- 10 ная схема устройства контроля печатных плат и фотошаблонов, на фиг.2 схема, поясняющая способ контроля печатных плат и фотошаблонов; на фиг. 3 — вариант расположения элемен- 15 тов изображения, участвующих в процессе контроля.

Устройство контроля печатных плат и фотошаблонов содержит координатный стол 1, способный перемещаться во Zp взаимно перпендикулярных направлениях, блок 2 управления, выход которого подключен к входу управления координатного стола, первый 3 и второй 4 источники видеосигналов соответствен- 25 но контролируемого и эталонного изображений, генератор 5 развертки, выход которого соединен с входами развертки первого 3 и второго 4 источников видеосигналов, блок 6 визуаль- 30 ного контроля, первую 7 и вторую 8 многоотводные линии задержки, входы которых соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 4 источников видеосигналов, первый 9, второй 35

10, третий 11 и четвертый 12 многовходовые пороговые блоки, два инвертора 13 и 14, два логических элемента И 15 и 16, логический элемент

ИЛИ 17. 40

Причем вход и первые m выходов первой 7 и второй 8 линий задержки соединены соответственно с m + 1 входами первого 9 и второго 10 пороговых блоков, а и вторых выходов первой 7 и второй 8 линий задержки соединены соответственно с п входами третьего 11 и четвертого 12 noporoBb1x 6lIoKoB При этом один из вторых и выходов первой линии задержки— выход монитора соединен также с входом яркостного сигнала блока 6 визуального контроля, вход развертки которого подключен к выходу задержан ного сигнала развертки генератора 5 развертки, 4

Выход первого порогового блока 9 через первый инвертор 13 подключен

83 2 к входу первого логического элемента

И 15, другой вход которого соединен с выходом четвертого порогового блока 12, а выход второго порогового блока 10 через второй инвертор 14 подключен к входу второго логического элемента И 16, другой вход которого соединен с выходом третьего порогового блока 11. Выходы первого

15 и второго 16 логических элементов

И соединены соответственно с первым и вторым входами включения цвета блока 6 визуального контроля и первым и вторым входами логического элемента ИЛИ 17, выход которого подключен к входу регистрации дефектов блока 2 управления.

Способ контроля печатных плат рассмотрим на примере сравнения двух изображений„ наложенных друг на друга (фиг.2). Штриховой линией обозначены границы эталонного изображения, сплошной — границы контролируемого изображения. На контролируемом изображении имеется дефект — разрыв проводника.

Элемент а контролируемого изобра— жения лежит на границе проводник— подложка и обладает большим градиентом яркости, соответствующий элемент эталонного изображения вместе со всеми соседними элементами находится на проводнике, и его градиент яркости близок к нулю. Однако элемент а контролируемого изображения не является дефектным, так как элементы эталонного изображения, расположенные равномерно на окружности на допусковом расстоянии от соответствующего ему эталонного элемента— периферийные элементы, расположены и на проводнике, и на подложке, т.е, обладают высокой разнояркостью.

Элемент Ь контролируемого изображения (фиг. 2) не обладает большим градиентом яркости, однако соответствующий ему элемент эталонного изображения расположен на границе, поэтому вычисляется разнояркость периферийных элементов контролируемого изображения, соответствующих элементу б, поскольку эти элементы расположены как на проводнике, так и на подложке, то элемент 5 также не является дефектом.

Элементы в и g (фиг. 2) являются примерами определения дефектных граничных точек по предлагаемому способу. Этим элементам на одном из изоб3 13123 ражений соответствуют большие градиенты яркости, а на другом все периферийные точки лежат либо на про- воднике (элемент g ) либо на подложке (элемент e ) )и не обладают большой разнояркостью. Элементы и е контролируемого изображения не обладают высоким градиентом яркости, поэтому они не анализируются. Таким образом выявляются как "лишние" гра- 10 ницы, так и "отсутствующие границы контролируемого изображения.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства, используя конкретный вариант его реализации (фиг. 1), в котором в качестве источников 3 и 4 видеосигнала контролируемого и эталонного изображений Hcnovb3ye cs рае телекамеры, 2р обеспечивающие чересстрочную развертку с числом строк разложения, равным

625, форматом кадра Зх4 и разрешающей способностью не менее 800 элементов разложения в строке. Уточним количество видимых элементов разложения. Число элементов на видимой части строки выбрано равным 256х3 = 768, а

768х3 видимое число строк — — — = 576.

4 30

Расположение элементов, соседних с контролируемым (элементы VIII †), и периферийных (элементы О, I - VII) показано на фиг. 3. Для максимально высокой локализации границы проводник — подложка элементы VIII-XI расположены на двух соседних строках одного поля (полукадра). Следовательно, контролируемый элемент К расположен на строке другого поля (полукадра). Допусковое расстояние — радиус окружности, на которой расположены периферийные элементы, — выбрано равным семи элементам, а число этих элементов — равным восьми, ра- 4S диус окружности, на которой расположены четыре соседних элемента, равен 1 Г2, где 1 — длина элемента разложения.

Минимальная шикина проводника или минимальное расстояние между проводниками, таким образом, составляет приблизительно двадцать четыре элемента, что соответствует на телевизионном экране с диагональю 61 см

488 мм х 24 линии длиной -- — — — — — — = »5,3 мм.

768

Допусковое расстояние составляет

0,64 х 7 = 4,48 мм, область в като83 4 рай происходит локализация границы имеет радиус 0,64 х 1,41 = 0,9 мм.

Поле обзора при контроле проводников с минимальной шириной 0,4 мм

О 4 х 576 составляет = 9,6 мм на

0 4 х 768 2 8

24

Меняя увеличение изображения с помощью оптической системы, можно контролировать печатные платы с разной минимальной шириной проводника, при этом будет меняться и поле обзора, для проводников с шириной

0,2 мм оно уменьшится до 4,8 х 6,4 мм.

Поэтому при контроле печатных плат с большими размерами требуется высокая скорость обработки изображений, равная скорости появления элементов изображения на выходе передающей трубки.

Сигналы яркости от источников 3 и

4 видеосигналов соответственно контролируемого и эталонного изображений поступают в соответствующие линии 7 и 8 задержки, при этом каждому выходу линии задержки соответст— вует растровый элемент, изображенный на фиг. 3. Многовходовый пороговый блок 11 (фиг. 1) определяет превышение разности яркостей соседних с контролируемым элементов определенного порога, равного минимальному контрасту проводник — подложка, если это произошло, то на элемент И 16 посту- пает логическая "1". Если разнояркость между периферийными элементами эталонного изображения также больше порога, равного минимальному контрасту проводник — подложка в эталоне, то на выходе порогового элемента 10 появляется логическая "1", а на выходе инвертора 14 — логический "О", следовательно, на выходе элемента

И 16 сохраняется логический "О" признак отсутствия дефекта.

Если на выходе порогового блока

10 в этом случае оказывается логический 0, т.е. элементу с большим градиентом яркости на контролируемом изображении соответствует элемент эталонного изображения, чьи периферийные элементы расположены только или на подложке, или на проводнике и обладают малой разнояркостью, то на выходе инвертора 14 появляется логическая "1" ° следовательно, на

5 13 выходе логического элемента И 16 появляется логическая "1" — сигнал дефекта. Этот сигнал поступает на устройство визуального контроля (в ка.— честве которого может быть использован цветной телевизионный приемник), обеспечивая цветовую подсветку дефектной точки, например, синим цветом.

Аналогично контролируется элемент с высоким градиентом яркости эталонного изображения. Ему должен соответствовать элемент с большой разнояркостью своих периферийных элементов. В случае несоответствия, т. е. наличия логической "1" на выходе порогового элемента 15 и логической

"1" на выходе инвертора 13, появляется логическая "1" на выходе логического элемента И 15 — сигнал дефекта, при этом обеспечивается подсветка данного дефекта в устройстве визуального контроля, например, красным цветом.

При этом синие точки означают наличие лишних границ на контролируемом изображении, а красные — отсутствие необходимых границ. Сигналы с выходов логических элементов И 15 и

16 поступают на логический элемент

ИЛИ 17 и далее на блок 2 управления, который останавливает передвижение координатного стола 1 при наличии дефектов.

Синхронизацию источников 3 и 4 видеосигналов и блока 6 визуального контроля осуществляет генератор 5 развертки. Для индикации контролируемого изображения на экране блока 6 визуального контроля используется выход линии 7 задержки, соответствующий центральному растровому элементу (в данном случае он соответствует элементу К, фиг.3). Этот выход .соединен с входом яркостного сигнала блока 6 визуального контроля. Для синхронизации блока 6 визуального контроля используется задержанный (на время задержки элемента изображения XII фиг. 3) сигнал генератора 5 развертки.

Формула изобретения

Способ контроля печатных плат и фотошаблонов путем сравнения получаемых с помощью двух источников видеосигналов контролируемого и эталонного изображений, о т л и ч а ю12383 6

5

45 ш и и с я тем, что, с целью повышения достоверности и скорости контроля бинарных и многоградационных изображений, сигнал яркости элементов контролируемого изображения многократно задерживают таким образом, что одновременно получают сигналы яркости элементов, соседних с контролируемым, и периферийных элементов, расположенных равномерно по окружности на допусковом расстоянии от контролируемого элемента, причем допусковое расстояние выбирают не большим половины меньшего размера из минимальной ширины проводника или половины минимального расстояния между проводниками, таким же образом многократно задерживают сигнал яркости элементов эталонного изображения, получая сигналы яркости элементов эталонного изображения, координаты которых соответствуют аналогичным элементам контролируемого изображения, при этом для каждого элемента контролируемого и эталонного изображения оценивают модуль градиента яркости и максимальную разницу в яркости его периферийных элементов,при этом изображения считают одинаковыми, если элементу на контролируемом изоизображении, у которого градиент обусловлен переходом проводник — подложка, соответствует элемент эталонного изображения, у которого разница в яркости его периферийных элементов обусловлена их положением как на проводнике., так и на подложке, и если элементу эталонного изображения, у которого градиент яркости обусловлен переходом проводник подложка, соответствует элемент контролируемого изображения, у которого разница в яркости его периферийных элементов обусловлена их расположением как на проводнике, так и на подложке.

2. Устройство контроля печатных плат и фотошаблонов, содержащее координатный стол, установленный с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях, блок управления, выход которого подключен к входу управления координатного стола, первый и второй источники видеосигналов соответственно контролируемого и эталонного изображений,генератор развертки, выход которого соединен с входами развертки первого

13123 и второго источников видеосигналов, и блок визуал .ного контроля, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и скорости контроля бинарных и многоградацион5 ных изображений, в него введены первая и вторая многоотводные линии за- держки, четыре многовходовых пороговых блока, два инвертора, два логических элемента И и логический эле- 10 мент ИЛИ, входы первой и второй линий задержки соединены соответственно с первым и вторым источниками видеосигнала, при этом вход и m выходов первой и второй линий задержки 15 соединены соответственно с ш + 1 входами первого и второго порогового блока, а и выходов первой и второй линий задержки соединены соответственно с и входами третьего и четвер- 20 того пороговых блока, при этом один из и выходов первой линии задержки

83 8 соединен также с входом яркостного сигнала блока визуального контроля, вход развертки которого подключен к выхбду задержанного сигнала развертки генератора, причем выход первого порогового блока через первый инвертор подключен к входу. первого логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом четвертого порогового блока, а выход второго порогового блока через второй инвертор подключен к входу второго логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом третьего порогового блока, а выходы первого и второго логических элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами выключения цвета блока визуального контроля и первым и вторым входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока управления. г юг.2

1312383 и 2

Составитель Е. Глазкова

Техред А.Кравчук Корректор А.Ворович

Редактор В. Петраш

Заказ 1960/38 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4