Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля металлизированных отверстий печатных плат при исследовании или анализе материалов с помощью оптических средств и может найти, в частности применение для неразрушающего контроля металлизированных сквозных отверстий печатных плат. Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию или анализу материалов с помощью оптических средств, и может найти применение для неразрушающего контроля металлизированных сквозных отверстий печатных плат. Известно автоматическое устройство для проверки металлизации отверстий печатных плат, содержащее две пары источников и приемников светового потока, установленных с двух сторон печатной платы под углами, обеспечивающими оптимальный режим работы. Обработка информации производится с помощью вычислительной техники. Цель изобретения - расширение области использования и упрощение конструкции устройства за счет большего объема информации и иного выполнения оптического блока . Устройство содержит источник света, оптическую систему преобразования светового поля, зеркально отражающую сферу, светоприемную часть с оптическим блоком, установленные на главной оптической оси, и блок индикации. Оптическая система преобразования светового поля выполнена в виде последовательно расположенных от источника света призмы полного внутреннего отражения, мгтового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой установлена отражающая сфера. Оптический блок светоприемной части выполнен в виде двух одинаковых линз, установленных на оси, проходящей через центр призмы-куба. В качестве источника света установлен лазер оптического диапазона. 1 ил. Недостатком известного устройства является сложность конструкции, заключающаяся в использовании двух пар источников и приемников светового потока. Кроме того, требуется предварительная подготовка к работе, включающая настройку блоков схемы по оптимальному углу, определенному предварительно с учетом графиков зависимости амплитуды сигнала от угла наклона. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату является устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат,, содержащее источник света и последовательно установленные походу излучения по одной оптической оси оптическую ч чэ со N О 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (5l)5 G 01 В 11/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4936663/28 (22) 16.05,91 (46) 07.02.93. Бюл. ¹ 5 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Импульс" (72) Л,Н,Гусев, А,Л.Галкин, В,А.Кособоков, В.И,Кучеренко, А.Э.Эппель, Г.В,Тарасова, Л.Н.Токарева и В.А.Уткин (56) Авторское свидетельство СССР

N 12211490, кл. G 01 В 21/00, 1983.

Патент США N 4712916, кл. G 01 N

21/88, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано. для контроля металлизированных отверстий печатных плат при исследовании или анализе материалов с помощью оптических средств и может найти, в частности, применение для неразрушающего контроля металлизированных сквозных отверстий печатных плат.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию или анализу материалов с помощью оптических средств, и может найти применение для неразрушающего контроля металлизированных сквозных отверстий печатных плат, Известно автоматическое устройство для проверки металлизации отверстий печатных плат, содержащее две пары источников и приемников светового потока, установленных с двух сторон печатной платы под углами, обеспечивак щими оптимальный режим работы, Обработка информации производится с помощью вычислительной техники.

„„5U 1793208 А1

Цель изобретения — расширение области использования и упрощение конструкции устройства за счет большего обьема информации и иного выполнения оптического блока. Устройство содержит источник света, оптическую систему преобразования светового поля, зеркально отражающую сферу. светоприемную часть с оптическим блоком, установленные на главной оптической оси, и блок индикации. Оптическая система преобразования светового поля выполнена в виде последовательно расположенных от источника света призмы полного внутреннего отражения, матового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой установлена отражающая сфера. Оптический блок светоприемной части выполнен в виде двух одинаковых линз, установленных на оси, проходящей через центр призмы-куба. В качестве источника света установлен лазер оптического диРпазона. 1 ил.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, заключающаяся в использовании двух пар источников и приемников светового потока. Кроме того, требуется предварительная подготовка к работе, включающая настройку блоков схемы по оптимальному углу, определенному предварительно с учетом графиков зависимости амплитуды сигнала от угла наклона.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату является устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат,. содержащее источник света и последовательно установленные по ходу излучения по одной оптической оси оптическую

1793208 систему, предназначенную для преобразования светового поля, и зеркально отражающую сферу, оптический блок, фотоприемник и блок индикации.

Недостатки устройства заключаются в ограниченной области использования и сложной конструкции устройства.

Цель изобретения — расширение области использования за счет большего объема информации и упрощение конструкции устройства за счет иного выполнения оптического блока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля металлизированных отверстий печатных плат, содержащем источник света и последовательно установленные по ходу излучения по одной оптической оси оптическую систему, предназначенную для преобразования светового поля, и зеркально отражающую сферу, оптический блок, фотоприемник и блок индикации, оптическая система, предназначенная для преобразования светового поля, выполнена в виде последовательно установленных призмы полного внутреннего отражения, матового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой расположена зеркально отражающая сфера, а оптический блок выполнен в виде двух одинаковых линз, установленных на оси, проходящей через центр призмы-куба.

В устройстве источник света выполнен в виде лазера оптического диапазона.

На чертеже приведена оптико-электронная схема устройства.

Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат содержит источник 1 света (Не-Ne-лазер), призму 2 полного внутреннего отражения, матовый экран 3 с центральным сквозным отверстием 4, призму-куб 5 с полупрозрачной диагональной гранью, зеркально отражающую сферу 6, светоприемную часть с оптическим блоком 7 и фотоприемником 8, установленные на главной оптической оси, Между призмой-кубом 5 и зеркальной отражающей сферой 6 устанавливают печатную плату с контролируемым отверстием

9. Фотоприемник 8 соединен с первым входом блока 10 обработки сигналов, на выходе которого установлен индикатор 11, а. второй вход блока 10 обработки сигналов соединен с фотоприемником 12.

Устройство работает следующим образом.

Узкий луч источника 1 света — лазера проходит сквозь переднюю грань призмы 2 и, отразившись от ее гипотенуэной грани, меняет свое направление на пути к матовому экрану 3. Пройдя через сквозное отверстие 4 в центре экрана, луч лазера проходит сквозь контролируемое отверстие 9 платы, 5 падает на зеркальную отражающую сферу 6.

Л азерный пучок лучей имеет крайне незначительную угловую расходимость (Л= 10 ).

Это обстоятельство позволяет беэ особой погрешности при конструктивных расчетах

"0 считатьегосостоящим из параллельных лучей в пределах относительно малых длин (толщин контролируемой платы, диаметр отражающей зеркальной сферы), что неоднократно подтверждено практикой. Отразившись от зеркальной сферы 6 малого диаметра, соизмеримого с диаметром контролируемого отверстия, лучи лазерного пуч. ка утрачивают свою параллельность.

Отраженный от зеркальной сферы 6 пучок

20 становится рассеянным, близким к гомоцентрическому и проходит через контролируемое отверстие 9 платы еще раз только в обратном направлении, Направляясь к призме-кубу 5, световые пучки претерпева25 toT многократные отражения от метэллизированной внутренней цилиндрической поверхности контролируемого отверстия 9.

Между отдельными лучами возникают многократные разности хода (b), на длине ко30 торых укладывается целое или дробное число полуволн когерентного излучения. Отраженные от поверхности контролируемого отверстия 9 лучи интерферируют между собой, объединяясь в определенные группы, 35 соответствующие той или иной (вполне определенной) разности хода h>,,й, ha u т.д, Проинтерферировэвшие в обратном ходе лучи вторично проходят через призму-куб

5 и, миновав полупрозрачную грань послед"0 ней, встречают на своем пути матовый экран

3, на котором локализуется сложная интерференционная картина, доступная для визуального наблюдения и последующей субъективной оценки. При контроле отвер45 стия с идеальной зеркальной поверхность (постоянная толщина покрытия по всей длине отверстия, отсутствие трещин, царапин, неровностей) оператор наблюдал бы интерференционную картину на матовом экране

50 5 в виде периодически чередующихся темных и светлых (черных и красных в данном случае) концентрических окружностей, коhe4 различной ширины и интенсивности, Часть проинтерферировавшихся лучей не доходит до экрана 3 и, отразившись от внутренней полупрозрачной грани призмыкуба 5, направляется во входной зрачок оптического блока 7. После оптического блока

7 параллельный световой поток собирается

1793208 в задней фокальной плоскости последней, образуя яркое светлое пятно. Это пятно вписывают в плоскость фотокатода светоприемника 8, электрический сигнал с которого подают в блок t0 обработки сигналов.

Часть светового параллельного лазерного потока в прямом ходе после прохождения через сквозное отверстие в экране 3 отражается от полупрозрачной грани призмыкуба 5 и направляется в фотоприемник 12.

Так формируется опорный сигнал, который с фотоприемника 12 также подается в блок

10 обработки сигналов, В блоке 10 оба сигнала — опорный с фотоприемника 12 и переменный с фотоприемника 8 после предварительного усиления сравниваются по амплитуде, Результат сравнения считывают по шкале индикатора 11.

Максимальное отклонение стрелки индикатора 11 соответствует максимальному световому потоку, отраженному слоем металла (например, оловом), нанесенным по всей внутренней цилиндрической поверхности контролируемого отверстия 9 платы.

Полное отсутствие металла на внутренней поверхности отверстия 9 соответствует, естественно, минимальному отклонению стрелки индикатора 11; имеет место диффузионное отражение большей части светового потока от стеклопластика, не подвергнутого в силу тех или иных причин

Формула изобретения

1. Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат, содержащее источник света и последовательно установленные по ходу излучения по одной оптической оси оптическую систему, предназнаанную для преобразования светового поля, и зеркально отражающую сферу, оптический блок, фотоприемник и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования и упрощения конструкции устройства, оптическая система, предназначенная для преобразованикакой металлизации. В случае металлизации только части внутренней поверхности контролируемого отверстия 9 световой поток вызовет только частичное (меньше мак5 симального) отклонение стрелки индикатора 11. Оценивая степень этого отклонения, делают вывод об относительной величине внутренней площади отверстия, покрытой металлом.

10 Таким образом, с помощью устройства осуществляют объективную оценку наличий или отсутствия слоя металла.

Выполнение оптической системы преобразования светового поля упомянутым

15 образом и установление зеркально отражающей сферы напротив призмы-куба позволяет располагать печатную плату между сферой и призмой-кубом, и лучи, попадая на сферу и отражаясь от нее, дважды проходят

20 через контролируемое отверстие. Такая оптическая система позволяет добиться получения прямого и обратного хода лазерных пучков, обеспечивающих в данном случае наличие интерференционной картины, ко25 торая содержит больший объем информации. При этом исключается необходимость в использовании световода и слоя адгезина, включающего светоотражающие частицы алюминия, связывающего световод с зер30 кальной сферой, что способствует упрощению конструкции устройства ния светового поля, выполнена в виде последовательно установленных призмы полного внутреннего отражения, матового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой расположена зеркально отражающая сфера, а оптический блок выполнен в аиде двух одинаковых линз, установленных на оси, проходящей через центр призмы-куба.

2.Устройство поп.1,отл ича ющееся тем, что источник света выполнен в виде лазера оптического диапазона.

1793208

Составитель Л.Гусев

Техред М.Моргентал Корректор Н.Слободяник

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 493 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат Устройство для контроля металлизированных отверстий печатных плат 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машинои приборостроении при изготовлении миниатюрных подшипников, часовых камней, фильер и т.п

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крупногабаритных изделий, имеющих цилиндрическую форму внутренней поверхности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано лля бесконтактного измерения отверстий, в том числе с переменным диаметром Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона контролируемых отверстий

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении диаметра отверстий

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для контроля точности изготовления диаметра отверстий

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для размерного контроля отверстия

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения непрямолйнейнос-

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частг нести к фетоэлектрическим способам контроля диаметра отверстий

Изобретение относится к оптическим измерительным устройствам и может быть использовано для измерения диаметра и контроля внутреннего профиля крупногабаритных изделий

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного измерения геометрической формы элементов, образующих протяженные каналы, и для проецирования световых изображений внутрь каналов

Изобретение относится к способам для обнаружения и измерения цилиндрических поверхностей в огнеупорных керамических деталях и может быть использовано в металлургии. Для реализации указанного способа используется измерительная труба, при этом на ней расположена камера, объектив которой направлен по меньшей мере на одну расположенную в измерительной трубе отражательную поверхность, в то же время отражательная поверхность проходит на расстоянии от объектива и наклонно к аксиальному направлению измерительной трубы. Кроме того, измерительная труба на противолежащем отражательной поверхности участке контура является светопроницаемой, а в измерительной трубе или на ней расположено устройство для измерения расстояния. Камера при соответствующем фокусном расстоянии между объективом и отражательной поверхностью регистрирует проходящую на радиальной расстоянии от измерительной трубы часть цилиндрической поверхности соседней огнеупорной керамической детали и с помощью устройства регистрирует расстояние точки или участка поверхности на зарегистрированной камерой части цилиндрической поверхности огнеупорной керамической детали до неподвижной точки отсчета. Технический результат - возможность надежного обнаружения и измерения цилиндрической поверхности на огнеупорных керамических деталях. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля соосности вертикальных отверстий, горизонтальности, параллельности, перпендикулярности и взаимного расположения поверхностей при сборке крупногабаритных изделий. Лазерный отвес содержит лазер, оптическую систему, создающую стабильное базовое направление путем образования кольцевой структуры лазерного пучка, контрольный элемент (марки трипельпризма) и измерительный блок: визуальный и с фотоприемником (цифровой камерой, подключенной к компьютеру). С целью обеспечения стабильного вертикального базового направления большой протяженности в схему прибора включены жидкостная кювета и жидкостный уровень, которые обеспечивают автоматически строго вертикальное направление лазерного пучка независимо от наклонов прибора. Используемая в качестве марки трипельпризма, наклоны которой не влияют на направление отраженного луча, возвращает падающий на нее вертикально лазерный пучок параллельно первоначальному направлению также вертикально. Технический эффект - создание базовых вертикальных осей большой протяженности с высокой степенью стабилизации, повышение точности вертикальных измерений и возможность производить измерения на больших глубинах (более 20 метров) без присутствия наблюдателя. 3 ил.

Изобретение относится к способам для оптического измерения внутренних размеров изготовленной прокаткой трубы. Способ включает горизонтальное перемещение внутри трубы (3) сенсорного средства (9), имеющего лазерный трекер (12), посредством которого испускают лазерный луч (10) внутрь трубы (3). Сенсорное средство (9) горизонтально перемещают внутри трубы (3). Лазерный трекер (12) устанавливают неподвижно и линейно напротив конца пути сенсорного средства (9). При этом лазерный трекер (12) посредством лазерного луча (13) отслеживает текущее положение сенсорного средства (9) во внутреннем пространстве трубы (3) и регистрирует отклонения сенсорного средства (9) от внутренней поверхности трубы. При этом лазерный луч (13) отражается от установленного на сенсорном средстве (9) рефлектора (14) обратно к лазерному трекеру (12), и осуществляют непрерывную регистрацию расстояния сенсорного средства (9) от лазерного трекера (12), посредством которого осуществляют трехмерное измерение и представление внутреннего контура и/или сварного шва трубы (3) на оптическом устройстве регистрации изображений. Технический результат заключается в упрощении способа измерения внутренних размеров изготовленной прокаткой трубы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к метрологической технике для сканирования геометрии поверхности и контроля качества геометрических параметров твердых объектов. Лазерный двумерный триангуляционный датчик для измерения отверстий малого диаметра содержит корпус датчика, который выполнен цилиндрическим и состоит из двух соосных цилиндрических совмещенных торцами частей. Цилиндрические части корпуса выполнены разного диаметра, в полости большей по диаметру цилиндрической части корпуса датчика расположена оптическая схема датчика, состоящая из лазерного излучателя, электронной печатной платы с вмонтированной CMOS матрицей, установленной под углом к электронной печатной плате фокусирующей линзы. В большей по диаметру цилиндрической части корпуса выполнено отверстие, в которое установлено защитное стекло. В полости меньшей по диаметру цилиндрической части корпуса расположен блок питания и вычисления. В совмещенных торцах обеих частей корпуса выполнено отверстие, соединяющее полости обеих частей корпуса, в упомянутом отверстии проложены провода питания, управления режимами работы лазера и матрицы, а также провода передачи данных с матрицы на вычислительный блок. Датчик дополнительно содержит цилиндрический кронштейн, совмещенный соосно со вторым торцом меньшей по диаметру цилиндрической части корпуса, с расположенными внутри кронштейна проводами питания блока питания и вычисления и проводами связи с электронно-вычислительной машиной. Технический результат - повышение скорости считывания данных, повышение точности сканирования, снижение погрешности сканирования до ±0,005 мм. 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля металлизированных отверстий печатных плат при исследовании или анализе материалов с помощью оптических средств и может найти, в частности применение для неразрушающего контроля металлизированных сквозных отверстий печатных плат

Наверх