DE102007063453B3 - Assembled printed circuit board optical inspection arrangement for quality control, has control system connected with color filters to ensure that inspection fields are optically represented in successive manner on image sensor surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die automatische optische Inspektion (AOI), welche vorrangig zur Qualitätssicherung bei der Bestückung von Leiterplatten eingesetzt wird, um möglichst sicher und schnell Fertigungsfehler zu erkennen.The The present invention relates to automatic optical inspection (AOI), which primarily for quality assurance in the assembly of printed circuit boards is used to as possible safe and fast to recognize manufacturing errors.
Derzeitige
optische Inspektionssysteme bilden im Allgemeinen mittels Objektiv
einen Objektausschnitt des Prüflings
(z. B. eine bestückte
Leiterplatte) auf einem Bildaufnehmer ab (
Der erreichbare Prüfdurchsatz, d. h. die inspizierbare Fläche pro Zeiteinheit setzt sich zusammen aus der Größe und Auflösung des Bildaufnehmers, dem Abbildungsmaßstab des Objektives, der Aufenthaltsdauer des Bildaufnehmers über der Inspektionsstelle (Belichtungszeit) sowie der Positionierzeit. Eine Steigerung des Durchsatzes lässt sich somit durch Erhöhung der Inspektionsfläche pro Aufnahme oder/und durch Absenkung der Zeit zwischen den Aufnahmen erreichen.Of the achievable test throughput, d. H. the inspectable area per unit of time is composed of the size and resolution of the image recorder, the magnification of the objective, the residence time of the image sensor over the Inspection point (exposure time) and the positioning time. A Increase in throughput thus by increasing the inspection area per recording or / and by reducing the time between shots to reach.
Zu einer Vergrößerung der Inspektionsfläche kommt man in erste Linie durch einen höher strukturierten Bildaufnehmer bzw. den Einsatz mehrerer parallel abbildender Systeme. Das führt neben den stark ansteigenden Kosten auch zu Platz- und Gewichtsproblemen. Eine Absenkung der Belichtungszeit kann nur bei stärkerer Beleuchtung erfolgen, welche durch technisch realisierbare Lichtstärken limitiert ist. Dazu kommt die Positionierzeit, welche selbst bei hochdynamischen Antrieben im Verhältnis meist viel größer ist.To an enlargement of the Inspection surface is coming one in the first line by a higher one structured imager or the use of several parallel imaging systems. Leading in addition to the steeply rising costs also to space and weight problems. Lowering the exposure time is only possible with stronger lighting which is limited by technically realizable light intensities is. In addition there is the positioning time, which even with highly dynamic Drives in the ratio mostly is much bigger.
Durch
die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne auf Lichtventile zurück zu greifen, eine neue Möglichkeit aufzuzeigen, durch die es mit möglichst geringem Aufwand und unter weitest gehendem Verzicht von Scanbewegungen gelingt, den kompletten Prüfling auf Fehlstellen hin zu untersuchen.Of the Invention is based on the object without resorting to light valves, a new possibility to show by it with as little as possible Effort and with the greatest possible waiver of scanning movements succeed, the complete test object to examine for defects.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Anordnung zur automatischen optischen Inspektion von bestückten Leiterplatten dadurch gelöst, dass die Leiterplatte entsprechend ihren geometrischen Verhältnissen bzw. ihren zu untersuchenden Bereichen in eine beliebige Anzahl von Inspektionsfeldern unterteilt ist, dass Strahlteiler sowie steuerbare Analysatoren oder durchstimmbare Farbfilter vorhanden sind, die derartig angeordnet sind, dass jedes Inspektionsfeld optisch auf einen flächenhaften Bildaufnehmer abgebildet wird, wobei die Inspektionsfelder nacheinander auf die selbe Bildaufnehmerfläche abgebildet werden und dass der flächenhafte Bildaufnehmer mit einem Auswertesystem in Verbindung steht, wobei das Auswertesystem ein Steuersystem als integralen Bestandteil aufweist, welches mit den steuerbaren Analysatoren oder durchstimmbaren Farbfiltern in Verbindung steht, um zu gewährleisten, dass die Inspektionsfelder nacheinander auf der selben Bildaufnehmerfläche optisch abgebildet werden. Die Aufteilung kann dabei entsprechend der Intensität, der Wellenlänge oder mittels Polarisation erfolgen. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Kombination und/oder Kaskardierung der optischen Mittel beliebige Inspektionsfelder realisiert werden können, ohne dabei auf bewegliche mechanische Teile angewiesen zu sein. Die örtlich unterschiedlich gelegenen Inspektionsbereiche werden ausschließlich mit optischen Mitteln realisiert, so dass die zeitaufwendigen Scanbewegungen des Bildaufnehmers wegfallen und ausschließlich durch Strahlteiler sowie steuerbare Analysatoren oder durchstimmbare Farbfilter realisiert werden.According to the invention Task with an arrangement for the automatic optical inspection of stocked Solved printed circuit boards that the circuit board according to their geometric relationships or their areas to be examined in any number is subdivided by inspection fields that beam splitter as well as controllable Analyzers or tunable color filters are present which are arranged such that each inspection field on optically a planar Imager is imaged, with the inspection fields in succession on the same image sensor surface be imaged and that the areal imager with an evaluation system is in communication, the evaluation system a control system as an integral part, which with the controllable analyzers or tunable color filters in Connection is to ensure that the inspection fields one after the other on the same image sensor surface optically be imaged. The division can be according to the intensity, the wavelength or done by polarization. The particular advantage of the invention is that by combining and / or cascading the optical means any inspection fields can be realized without to be dependent on moving mechanical parts. The locally different Inspection areas located exclusively by optical means realized, so that the time-consuming scanning movements of the image sensor dropped out and exclusively by beam splitters and controllable analyzers or tunable Color filter can be realized.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:The Invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. The drawings show:
In
den
In
Gemäß
In
Die Verfahren zur Bildumschaltung lassen sich für die automatische optische Inspektion in vielerlei Anordnungen einsetzen.The Image switching methods can be used for the automatic optical Use inspection in a variety of arrangements.
In
den
Im
Zusammenspiel mit verschiedenen Umlenkeinrichtungen können damit
eine Vielzahl von abbildbaren Ansichten der Inspektionsfelder auf
nur einem Bildaufnehmer
Bei
der Fertigung von elektronischen Schaltungen werden bestückte und
gelötete
Leiterplatten im Anschluss an den Fertigungsprozess auf Fertigungsfehler
untersucht. Zum Stand der Technik zählt dabei, dass die Betrachtung
mittels Kamera-Objektiv-Anordnung nicht nur orthogonal zur Leiterplatte, sondern
auch aus geneigten Positionen heraus erfolgt. Dadurch werden zusätzliche
Informationen von Objektstellen gewonnen, die in der Ansicht von
oben verdeckt sind oder nur unzureichend erkannt werden können. Für jede Perspektive
werden in der Regel eine oder mehrere Kameras eingesetzt. Bei herkömmlicher
Betrachtung aus zusätzlich
4 seitlichen Richtungen sind damit insgesamt mind. 5 Kameras notwendig.
In einem Aufbau nach
Insgesamt ist es mit diesem System möglich, mittels zweier elektrischer Schaltzustände die zwei verschiedenen Ansichten des Objektes nacheinander und ohne mechanische Bewegung, getrennt abzubilden.All in all is it possible with this system, by means of two electrical switching states the two different views of the object consecutively and without mechanical movement, to image separately.
- 11
- Objektansicht, InspektionsfeldObject View, inspection field
- 22
- Lichtventillight valve
- 33
- Strahlteilerbeamsplitter
- 44
- Bildaufnehmerimager
- 55
- Farbfiltercolor filter
- 66
- dichroitischer Strahlteilerdichroic beamsplitter
- 77
- durchstimmbarer Farbfilter, wellenlängenselektierende Einheittunable Color filter, wavelength-selective unit
- 88th
- Polarisationsfilterpolarizing filter
- 99
- polarisierender Strahlteilerpolarizing beamsplitter
- 1010
- steuerbarer Analysator, polarisierende Einheit mit steuerbar veränderlicher Polarisationcontrollable Analyzer, polarizing unit with controllable variable polarization
- 1111
- Umlenkelementdeflecting
- 1212
- Bildumschalterimage switch
- 1313
- Polarisationsrotatorpolarization rotator
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-
2007
- 2007-12-28 DE DE102007063453A patent/DE102007063453B3/en not_active Expired - Fee Related
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