Способ контроля печатных плат Советский патент 1980 года по МПК H05K3/08 G01B9/08 

Изобретение относится к технике контроля печатных плат в процессе производ ства, в частности, к контролю печатных плат,-при котором оценивается удовлетворение допускам расстояний между печатными проводниками. Известен способ контроля печатных плат путем замера расстояний между про.водни1сами, например, с помощью изме рительных l . Этим способом контролируют точность соблюдения размеров в печатной плате. Мерительные выпуклые линзы изготавливают из органическогхэ стекла. На их плоскую сторону наносят сеточную шкалу для измерения расстояний между проводниками, например, таких наиболее часто употребляющихся в практике как 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1 мм. Накладывая линзу на узкое место платы, визуально опреде деляют точность его выполнения. . Процесс реализации способа контроля качества плат, под которым понимается удовлетворение заданному допуску pacстоя{1Ий между проводниками, состоит в наложении линзы, фиксации начала отсчета, снятии замера в числовой форме, запоминания числовых значений, округлении числовых значений, сравнении снятого замера с велич1шой допуска. Способ является трудоемким, так как требует большого напрянсения внимания контролера при фиксации начала отсчета и снятии замера после каждого очередHOIX) перемещения линзы. Кроме того контроль не обладает достаточной полнотой, поскольку выбор числа наложений, . осуществляемый контролером, является заведомо неполным. Известен способ контроля печатных плат, основанный на последовательном сравнении расстояний между проводниками печатной платы и изображением проводников, полученным при помощи оптических средств . Путем наложения изображения проводников контролируемой плать и uici6noifa получают наложенное изображение. По3

слс дотщательно от)1оситс;лыю изображения объекта контроля, добивсчются совмещени краев изображения объекта и шаблона под визуальным контролем. Если изображение объекта контроляС шаблоном . совмещены, прш1имается решение о правильности контролируемого объекта.

Однако при контроле печатных плат известным способом производительность остается низкой и&-за многократного повторения одинаковых операций с каждой парой проводников по всей их длине, а качество контроля неудовлетворительным из-за погрешностей оптического проецирования изображения платы на экран и погрешностей изготовления шаблона

Цель изобретения - повышегие производительности и точности контроля.

Поставленная цель достигается тем , что в способе контроля печатных плат, основанном на последовательном срав нении расстоаиий между проводниками печатной платы и изображением проводников, полученным при помощи оптичес ких средств, смещают изображение од ного из пары проводников на величину допуска на расстояние между проводниками платы, например с помощью оптического клина, и сравнивают смещенное изображение с друг14М проводником пары.

На фиг, 1 изображена контролируемая по описываемому способу печатная пла- Taj на фиг. 2 - показано смещенное изо бражение проводника в оптическом клине на фиг. 3 - ход лучей в оптическом клине при смещении изображения; на фиг. 4 изображены проводники печатно платы, расстояния между которыми удовлетворяют Норме допуска на фиг. 5 - проводники печатной платы, расположенные на расстоянии, меньше допустимого} На фиг 6 изображены зонды, выполненные в виде фоточувствительных полосок или масок, используемые для распознавания результатов контроля.

Печатная плата 1, контролируемая по описываемому способу, расположена под оптическим клином 2 на определенном расстоянии, обеспечивающем возможность ее перемещения.

Над оптическим клином 2 перпендикулярно грани сс 8d расположена чувствительная головка 3 распознающего устройства, при этом ребро СС , клина делит чувствительную поверхность распознающей головки 3 на две части.

9А

одна из кото(.ых находится над плоскос;т1 :) rpaiiH ccdd, а другая над поверхностью платы 1. Благодаря этому появля€ ся возможность одновременного обзора изображения на поверхности платы 1 и на грани ccdd клина 2.

Оптический клин 2 выполняет смещение изображения проводника с печатной платы 1 и дает смещенное изображение а . Хэд лучей в оптическом клине представлен на фиг. 3, где точка А является изображением проводника платы, точка А изображением проводника, смещенного с помощью оптического

клина. Расстояние Ъ соответствует расстоянию смещения изображения А проводника. Угол © -преломлящий угол клина. Расстояние S - расстояние от клина до смещенного изображения, (Л) утоп смещения. Известноа что величина смещения V изображения А нроводн 1ка зависит от преломляющего угла оптического клина 0 , от материала оптического клшш и от расстояния S от

клина до изображения. Известно, что при изготовлении плат большой сложности и насыщенности с применением мшфосхем, расстояния между проводниками могут составлять от 0,4 мм до 1 мм.

Так, например, для получения смещенного изображения проводника проведем расчет оптического клина для допусков 6 д 0,4 мм и 1 мм,, расстояния от платы S равного 5 мм.

Угол смещения рассчитывается по формуле

ш.)

5

Для ,4 мм, IJU 4°35l (0,08 радиан) , а для у 1 мм, UJ 11°2733 (0,2 радиана).

Угол . преломления S оптического клина рассчитывается по формуле

Q

(2)

где Ц.

- величина, связанная с особенностями стекла, из которого изготавливается оптический клин. Например для стекла К8 по ГОСТ 3514И

1,51163. Тогда по формуле (2)

для ш 0,О8 радиан & а для UJ 0,2 радиана © 22°11

Располагая, например, оптический клин с в 22°ll из стекла К8 на расстршши S 5 мм от поверхности контролируемой платы получаем смешени изображения проводника на величину допуска между проводниками д - 1 мм В результате смешения изображений проводншсов платы могут получаться следующие их варианты (см. фиг. 4 и фиг. 5), На фиг 4 показан вариант совместного изображения в зоне распознавания головки 3 изображений проводника Ъ и смешенного изображения Ct проводника С( . Изображение в зоне распознавания будет Называться признаком несовмешенности. Такой признак появляется при удовлетворении расстоя ния мржду проводниками а и Ь норме допуска д .На фиг. 5 показ признак совмещенности в зоне распоэнавания, которой свидетельствует о несоответствии расстояния между проводниками норме допуска. Для распознавания совмещенности изображений проводов и смещенных изображений соседних проводов.удобно испо зовать метод зондов 4 (см. фиг. 6) размещенных на реценторном поле 5, ку да -проецируют подлежащий распознавани образ. Зонды 4 выполнены в виде фотопроводящих полосок или масок. Электропроводность зондов увеличивается при освещении. Зонды подключены к устройст осуществляющему идентификацию распо знаваемого признака. На основе идентификации распознаваемого признака принимают решение о ка честве изготовления распознаваемой зон платыо В случае удовлетворения требованиям по качеству продолжают сканирование распознаваемой зоны по поверхности платы. В случае неудовлетворения требованиям по качеству производят останов и сигнализацию о результатах контроля. Сканирование зоны распознавания может производиться с использованием. например, графических регистрирующих устрюйств, содержащих механизм-пост|х - итель, силовую электронную схему упра&ления электродвигателями. С помощью механизма-построителя каретка устройства перемещается в плоскости прямоуголь ной системы координат. Вид траектории движения каретки определяется характером изменения входных напряжений по осям X 11 V : и, U%j . Примерами устройств сканирования является, например, двухкоординатное регистрирующее устройство ДГУ-1, а также графическое регистрирующее ycrpoifcTBo планшетного типа ВС-70§1. Формула изобретения Способ контроля печатных плат, основанный на последовательном сравнении засстояний между проводниками печатной платы и изображением проводников, полученным при помощи оптических средств, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, смещают изображение одного из пары проводников на величину допуска на расстояние между проводниками платы, например с помощью оптического клина, и сравнивают смещенное изображение с другим проводником пары. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Евтюхин Г. А., Томашевский Д. И., Явич АО А. Компоновка РЭА на ма1. нитных матрицах. М., Сов. радио. 1974, с. 43. 2.Коломейцев Ю. В.и др. Оптические приборы для измерения линейных и угловых величин в машиностроении. М., Машиностроение, 1974, с. 135136, Ф14г,2 Фи&.3

iX

ФигЛ

Фиг.В

Фиг.5