Устройство для контроля печатных плат Советский патент 1980 года по МПК H05K3/00 

Изобретение относится к преобразованию световой информации в электрическую и може быть использовано для бесконтактного определения дефектов плоских изделий, преимущественно дефектов рисунка печатных плат. Известны устройства для контроля рисунка печатных плат с использованием телевизионных передающих камер. Основными элементами этих устройств являются передающая телевизионная камера, видеоконтрольный блок и механизм перемещения контролируемой платы относительно передающей телевизионной камеры 1. Контроль плат на таких устройствах осуществляется визуально по изображению на экране видеоконтрольного блока. Такие систем работают в режиме микроскопа и значительного увеличения производительности труда не дают. Известно также устройство для контроля печатных плат, которое содержит передающую телевизионную камеру, блок преобразователя телевизионного сигнала, блок памяти, блок выделения ситнала ошибок и механизм перемещения контролируемой платы относительно передающей телевизионной камеры 2. В этом устройстве сигнал, получе1шый с передающей камеры, после i преобразования синхронно сравнивается по соответствующим координатам с сигналом, заложенным в блок памяти. Разностный сигнал блока памяти и контролируемой платы определяет отклонение от допуска и при превышении его выделяется, как ошибка. Однако такое устройство требует применение ЭВМ и точного механизма перемеще ния, обеспечивающего синхронное сравнение сигналов с контролирующей платы и с ЭВМ. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение производительности работы устройства - достигается тем, что устройство для контроля печатных плат, содержащее передающую телевизионную камеры, блок вьщеления сигнала ошибок, видеоконтрольный блок и блок управления перемещением печатной платы, снабжено эталонным негативным полупрозрачным фотошаблоном с коэффициентом прозрачности, определяемым из условия , где

ki и kj - коэффициенты отражения светового потока соответственно от проводников и диэлектрической основы платы, rj, rj - коэффициент прозрачности рисунка платы соответственно на фотошаблоне и поля фотошаблона вне рисунка.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - участок контролируемой платы с обрывом и коротким замыкнием; на фиг. 3 - соответствующий участок этлонного фотошаблона; на фиг. 4 - изображени полученное в результате наложения фотошаблона на плату.

Устройство для контроля печатных плат 1 содержит эталонный негативный полупрозрачный фотошаблон 2, передающую телевизионную камеру 3 и видеоконтрольный блок 4, соединенные с входом блока выделения сигнала ошибки 5, который через блок управления перемещением печатной платы 6 связан с приводом каретки 7.

Устройство работает следуюшим образом.

Полупрозрачный негативный фотошаблон 2 накладывается на контролируемую печатную плату 1 и с помощью посадочных мест осуществляется совмещение рисунков контролируемой платы и фотошаблона. На сигнальную пластину видикона телевизионной камеры 3 поступает отраженный от контролируемого участка платы световой поток, прошедший сквозь полупрозрачный фотошаблон 2. Коэффициент отражения от контролируемой платы в сумме с коэффициентом прозрачности фотошаблона, в случае отсутствия брака, составляет одну и ту же величину по всему полю платы. Например, при коэффициентах отражения проводников

,8, диэлектрической основы платы ,4, прозрачности рисунка печатной платы на фотошаблоне ,7, поля фотошаблона вне рисунка Г2 1, будет выполняться условие KjrJ и результирующий коэффициент отражения равен kr 0,4 для всех участков платы. Амплитуда видеосигнала в этом случае имеет некоторую постоянную величину для всего поля платы.

При налшшя брака (обрыв, замьпсание и т.д световой поток от участка брака отличается от светового потока, поступающего с остального поля кадра, так как для участка брака изменится величина коэффициента отражения kr (обрыв-коэффициент отражения ,2, короткое замыканий - 0,8, отсутствие брака ,4).

Как показано на фиг. 2-4, при наложении фотошаблона на плату при наличии брака возможны три градации яркости. В структуре видеосигнала, в зависимости от характера брака, имеются положительные или отрицательные импульсы, амплитуда которых превышает амплитуду видеосигнала, соответствующего световому потоку от неповрежденных участков платы. Видеосигнал направляется в блок выделения сигнала ошибки 5, где осуществляется необходимое его преобразование и получение импульсов, поступающих в блок управления перемещением печатной платы 6. При поступлении сигнала ощибки движение каретки 7 прекращается и на экране видеокошрольного блока фиксируется изображение участка платы, содержащего дефект. Здесь же регистрируется координата дефекта.

Предлагаемое устройство для контроля печатных плат имеет более простую конструкцию так как управляемый по программе координ тный стол заменен на простой механизм перемещения плат по двум координатам, исключен блок памяти с большим объемом и кроме того обеспечивает автоматш1еский контроль, а оператор решает вопрос о возможности ремонта платы. При этом у оператора есть возможность обслуживать одновременно несколько устройств что позволяет увеличить производительность работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля печатных плат, содержащее передающую телевизионную камеру, блок выделения сигнала ощибок, видеоконтрольный блок и блок управления перемещением печатной платы, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения производительности работы устройства, оно снабжено эталонным негативным полупрозрач1Ш1М фотошаблоном с коэффициентами прозрачности, определяемыми из условия

kj г 1 k2r 2 .

где ki и k2 - коэффициенты отражения светового потока соответственно от проводников и диэлектрической основы платы,

коэффициенты прозрачности риTI и Г2 сунка платы соответственно на фотошаблоне и поля фотошабло на вне рисунка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Патент США N3909840, кл. 358-81,

1975,

2. Патент США № 3868508, кл. 250-330,

1975.