Устройство для контроля печатных плат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим системам для контроля дефектов поверхности, и может быть использовано в производстве печатных плат для автоматизированного контроля дефектов металлизации поверхности . Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности контроля дефектов металлизации отверстий печатных плат. Устройство содержит проекционную и анализирующую системы, двухкоординатный стол 6. Проекционная система состоит из источника 1 света, коллиматора 2, кольцевой диафрагмы 3 и апертурной диафрагмы 5. Анализирующая система включает апертурную диафрагму 7, фокусирующий объектив 8 и телевизионную камеру 9. Для контроля дефектов 12 на всей внутренней поверхности отверстия 10 печатной платы 11 проекционная и анализирующая системы одновременно перемещаются вдоль оптической оси на высоту отверстия 10. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s G 01 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕНТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кость оражЕНиО

1 (21) 4801091/28 (22) 26.01.90 (46) 23.11.91. Бюл, гв 43 (72) В.Н,Иванов (53) 531.715.27 (088.8) (56) $Р! Е. Robot Vision. V. 336, 1982, р.121-1 27. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим системам для контроля дефектов поверхности, и может быть использовано в производстве печатных плат для автоматизированного контроля дефектов металлизации поверхности. Цель изобретения — расширение обла„„5U„„1693378 А1 сти применения устройства за счет возможности контроля дефектов металлизации отверстий печатных плат. Устройство содержит проекционную и анализирующую системы, двухкоординатный стол 6. Проекционная система состоит из источника 1 света, коллиматора 2, кольцевой диафрагмы 3 и апертурной диафрагмы 5. Анализирующая система включает апертурную диафрагму 7, фокусирующий объектив 8 и телевизионную камеру 9, Для контроля дефектов 12 на всей внутренней поверхности отверстия 10 печатной платы 11 проекционная и анализирующая системы одновременно перемещаются вдоль оптической оси на высоту отверстия 10, 2 ил.

1693378

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в производстве печатных плат для автоматизированного KGHTpQflA дефектов металлизации отверстий, а также в других областях техники,,где необходим контроль качества поверхности отверстий.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет возможности контроля дефектов металлизации отверстий печатных плат.

На фиг.1 изобра>кена принципиальная схема устройства для контроля печатных плат; на фиг.2 —. вид А на фиг.1.

Устройство содержи проекционную, систему, включающую источник 1 света, коллиматор 2, щелевую диафрагму 3 кольцевой формы, проекционный объектив 4 и апертную диафрагму 5, двухкоординатный стол 6, анализирующую систему, включающую апертурную диафрагму 7, фокусирующий обьектив 8, телевизионную камеру 9.

Устройство работает следующим образом, Свет от источника 1 света с помощью ,коллиматора 2 освещает кольцевую диафрагму 3, Одновременно источник 1 света с помощью коллиматора 2 проецируется в бесконечность. Прошедший через отверстие в диафрагме 3 свет собирается объективом 4 на апертурной диафрагме 5, установленной в задней фокальной плоскости обьектива 4. Одновременно объектив 4 проецирует изображение источника 1 света в заднюю фокальную плоскость, а изображение кольцевой диафрагмы 3 — в плоскость иэображения, совмещенную с поверхностью отверстия 10 печатной платы 11. Прошедший через отверстие в диафрагме,5 световой пучок в виде полого конуса направляется на поверхность отверстия 10 печатной платы 11, установленной на двухкоординатном столе 6, Отраженный от поверхности отверстия 10 свет собирается на апертурной диафрагме 7, совмещенной с передней фокальной плоскостью объектива

8. Световой пучок, прошедший через отверстие в диафрагме 7, собирается объективом

8 в плоскости приемного окна телевизионной камеры 9, Одновременно объектив 8 проецирует промежуточное изображение кольцевой диафрагмы 3 в плоскость иэображения, совмещенную с плоскостью приемного окна телевизионной камеры 9, а изображение апертурной диафрагмы 7 — в бесконечность. Если поверхность отверстия 10 печатной платы 11 не имеет дефектов металлизации, то изображение в плоскости приемного окна телевизионной камеры 9 в точности повторяет форму коль30 стия 10.

35 ционной системы и входного зрачка анали40 зирующей системы, когда они согласуются

25 цевай диафрагмы 3, Если на поверхности отверстия 10 MMG©Tcp дефекты 12 в виде выступов или впадин, то происходит нарушение изображения кольцевой диафрагмы

3 в виде "местной" или "общей" ошибки, При этом величина отклонения формы кольца в месте ошибки пропорциональна стрелке про-, гиба поверхности отверстия 10, а направлеwe определяется типом дефектов 12.

Для контроля дефектов 12 на всей внутренней поверхности отверстия 10 печатной платы 11 проекционная и анализирующая системы одновременно перемещаются вдоль оптической оси на высоту отверстия

10. При этом на экране телевизионной камеры 9 возникают изображения профиля участков поверхности отверстия 10 платы 11.

Благодаря введению коллиматора 2 и подбору соотношения фокусов коллиматора

2 и.проекционного объектива 4 изображение источника 1 света формируется в задней фокальной плоскости проекционного объектива 4, причем его размеры меньше диаметра отверстия 10 печатной платы 11. Поэтому после задней фокальной плоскости свет падает на поверхность платы 11 расходящимся пучком конической формы, т.е. под некоторым углом к поверхности отверстия

10 печатной платы 11, В результате этого происходит его отражение внутри отверПодбор соотношения фокусов коллиматора 2 и проекционного обьектива 4 обеспечивает такую расходимость пучка, которая требуется только для однократного отражения света внутри отверстия 10 и не более.

Введение диафрагм 5 и 7 обеспечивает такое положение выходного зрачка проекза счет отражения на цилиндрической поверхности отверстия 10 печатной платы 11, В результате после отверстия 10 обеспечивается сходимость пучка лучей в плоскости диафрагмы 7 анализирующей системы.

Благодаря тому, что апертурные диафрагмы 5 и 7 имеют диаметры отверстий, меньшие диаметра отверстия 10 печатной платы 11, достигаются необходимые для получения качественного изображения щели пределы углов падения лучей на поверх-, ность отверстия 10 и исключается воэможность попадания прямых лучей в анализирующую систему устройства.

Выполнение щелевой диафрагмы 3кольцевой формы с диаметром внешнего кольца, равным диаметру отверстия 10 печатной пла гы 11, позволяет согласовать г- форму и размеры промежуточного изображения с формой и размерами отверстия 10

1693378

Составитель Л.Лобзова

Техред М.Моргентал Корректор M,éàðoøè

Редактор О.Головач

Заказ 4067 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 платы 11. При этом, так как после проекционного объектива 4 лучи идут расходящимся пучком в виде полого конуса, промежуточное изображение щели в виде кольца формируется на цилиндрической поверхности отверстия 10 платы 11, образующая которой параллельна оптической оси проекционной системы. Любое нарушение формы цилиндрической поверхности отверстия 10 платы

11 неизбежно приводит к нарушению формы промежуточного иэображения кольцевой щели в виде "общей" или "местной" ошибки, так как в этом случае происходит отклонение лучей от заданного хода в местах появления дефектов поверхности.

Благодаря тому, что проекционная и анализирующая системы установлены соосно с противоположных сторон платы 11, падающий на нее свет после отражения от цилиндрической поверхности отверстия 10 попадает в.анализирующую систему устройства. При этом в плоскости приемного окна телевизионной камеры 9 формируется изображение светящейся щели.

Одновременное перемещение проекционной и анализирующей системы вдоль оптической оси обеспечивает смещение изображения светящейся щели — вдоль оси отверстия 10 для контроля всей поверхности.

Формула изобретения

Устройство для контроля печатных плат. содержащее проекционную систему, включающую источник света, щелевую ди10 афрагму и проекционный объектив, двухкоординатный стол и анализирующую систему, включающую фокусирующий объектив и телевизионную камеру. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения

15 области применения устройства, оно снабжено коллиматором, установленным по ходу излучения перед щелевой диафрагмой, двумя апертурными диафрагмами, одна иэ которых установлена в задней фокальной

20 плоскости проекционного объектива, а другая — в передней фокальной плоскости фокусирующего объектива, щелевая диафрагма выполнена кольцевой формы, а анализирующая и проекционная системы установлены

25 соосно с возможностью перемещения вдоль оптической оси устройства.