Устройство для контроля печатных плат

)5 6 01 й 21/8 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИИ ГКНТ СССР ПИСАНИ ЗС)Б ЕТЕ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ М 43 ,А.Юшкевич 1 В 11/О матизац ических цусин га 35-442., 1983.я визуальногоисунков печаткай ромбун си,ОЛЯ ПЕЧАТКОН Изобретение относится к оптическим системам для автоматизированного контроля дефектов поверхности и может быть использовано, в частности, в производстве печатных плат, а также в других областях техники, где необходимо исследование поверхности микрообъектов.Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик устройства, например повышение КПД, при одновременном упрощении конструкции,На Фиг.1 изображено устройство для контроля печатных плат, на фиг,2 - оптическая схема устройства.Устройство содержит осветитель, включающий протяженный источник 1 света, конденсор 2, диафрагму 3 с двумя прямоугольными отверстиями и, двухзеркальный световод 4, параболоцилиндрический отратверстием, ко и ПЗС-линей(21) 4761007/25(57) Изобретениеустройствам для а относится к оптическим томатизированного контроля дефектов поверхности в областях техники, где необходимо исследование микро- объектов. Оно позволяет производить контроль дефектов печатных плат путем сравнения с платой-эталоном. Устройство содержит осветитель прямого и косого освещения, световод, диафрагму, конденсатор, координатный стол, объектив, ПЗС-линейку, Конденсатор и зеркало выполнены в виде идентичных параболоцилиндрических отражателей. Образующие их поверхностей параллельны ПЗС-линейке. Фокусы парабол совмещены с источником света, с плоскостью предметов обьектива, Объектив установлен против осветителя наклонно к поверхности координатного стола. 2 ил.а жатель 5 с прямоугольным оординатный стол 6, объективку 8.Устройство работает следующим образом,В направлении сканирования координатного стола источник 1 света с помощью конденсатора 2 изображается в бесконечность. Отраженный от поверхности параболы свет направляется через диафрагму 3 и световод 4 на отражатель 5. Отраженный от поверхности отражателя 5 свет собирается на объекте, установленном на координатном столе 6, в плоскости предметов объектива 7. Одновременно отражатель 5 проецирует изображение источника 1 света иэ бесконечности в свою фокальную плоскость, совмещенную с плоскостью предметов объектива 7. Отраженный от поверхностиобъекта свет проходит через отверстие в отражателе 5 и собирается объективом 7 на поверхности ПЗС-линейки 8. Одновременно объектив 7 проецирует изображение поверхности предмета в плоскость ПЗС-линейки 8. Если отверстие диафрагмы 3 расположено в центре, то на отражатель 5 попадают лучи, соответствующие углу наклона объектива 7 к поверхности контролируемого предмета. После отражения от поверхности отражателя 5 свет идет под углом а к нормали поверхности контролируемого объекта, равном углу наклона объектива к нормали этой поверхности, т.е. имеет место прямое освещение поверхности предмета, Если центральная часть за-.крыта, т.е. два отверстия диафрагмы 3 расположены в периферийной части осветителя, та на отражатель 5 падают лучи, имеющие после отражателя 5 углы наклона к нормали контролируемой поверхности, отличные от угла наклона к нормали этой поверхности объектива 7, т,е. имеет место косое освещение поверхности предмета. Для получения смешанного освещения диафрагма выводится из хода лучей,В направлении фотоэлектрического сканирования свет от источника 1 направляется канденсарам 2 через диафрагму 3 в световод 4. Прошедший через диафрагму 3 свет. после многократного отражения нэ зеркалах световода 4 направляется нэ поверхность отражателя 5. После отражения от плоской поверхности отражателя 5 свет попадает на поверхность контролируемого предмета, установленного нэ координатном столе б, Отраженный от предмета свет проходит через отверстие в отражателе 5 и направляется в объектив 7. Объектив 7 собирает отраженный от поверхности обьектэ свет и направляет его на поверхность ПЗС- линейки 8, Одновременна объектив 7 строит изображение поверхности предмета в плоскости ПЗС-линейки 8, В результате сложения двух ортогональных составляющих светового потока, прошедшего через осветитель, на поверхности объекта формируется изображение источника 1 в виде светящейся полосы, ориентированной вдоль ПЗС-линейки, с высокой равномерностью освещенности по всей длине.Максимальная освещенность в плоскости предметов объектива 7 достигается, ког-. да угол наклона а объектива к нормали контролируемой поверхности равен его апертурному углу, Это вьлекает из следуащих соображений. Выходная апертура осветителя прямого освещения и входная апертура объектива 7 должны быть сагласо ваны, кроме того, для получения прямоугольного освещения необходимо, чтобы центральная часть светового пучка (фиг.1) после отражения от поверхности отражателя 5 и поверхности предмета попадала. в отверстие отражателя 5, а затем в обьектив 7. Укаэанные условия обеспечиваются только в том случае, если угол между оптической осью осветителя и нормалью к поверхности 10 При малых значениях этого угла часть света срезается отверстием параболоцилиндрическаго отражателя, При больших углах будет нерезким изображение на краях поля зрения объектива, Кроме того, в этом случае появляется тень ат проводников печатной платы, имеющих рельеф поверхности. Поэтому оптимальным с точки зрения максимальной освещенности и резкости иэображения является угол а, равный апертурному углу объектива. 20 Считывание информации с поверхности контролируемого объекта осуществляется за счет перемещения координатного стола 25 и фотоэлектрического сканирования с помощью ПЗС-линейки.Изменение шага при сканировании осуществляется перемещением каретки каар 30 динэтнага стала,Устройство имеет следующие характеристики; увеличение объектива 0,2 - 4, линейное поле зрения 120-27 мм, размер зэсвечивэемоа поля в плоскости предметов 2 х 120 мм, неравномерность освещенности в плоскости предметов 5 О, КПД осветителя 10 оь, чта в 2 раза больше по сравнению с известными. Кроме того, устройство имеет более простую конструкцию, так .как из ега осветителя исключены два источника света и два светавода, упрощенс устройство переключения способов освещения,35 40 45 50 55 Формула изобретения Устройстводля контроля печатных плат, содержащее осветитель прямого и косого освещения, включающий источник света, конденсор, светавод, диафрагму и зеркало, а также координатный стол с держателем образцов, объектив, плоскость предметов которою совмещена с держателем образцов, и ПЗС-линейку, установленную в плоскости изображения объектива, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, чта, с целью улучшения энергетических характеристик при одновременном упрацении конструкции устройства, канденсор и зеркало выполнены в виде идентичных пэраболоцилиндрических отражателей, ускоординатного. стала равен апертурному углу объектива.тановленных так, что образующие цилиндрических поверхностей параллельны ПЗС- линейке, фокус одного из параболических отражателей совмещен с источником света, а второго параболического отражателя - с держателем образца, причем во втором отражателе в месте пересечения его поверхности с оптической осью объектива выполнено отверстие, световод выполнен в виде двух плоских зеркал, установленных между отражателями, диафрагма выполнена в виде непрозрачного экрана с двумя прямоугольными окнами, параллельными 5 образующей отражателей, установленногопосле конденсора внутри световода с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном к образующим, а осветитель и объектив установлены под углом к 10 нормали поверхности координатного стола,равным апертурному углу объектива.с еена издательский комбинат "Патент", г. Ужгородул,Гагарина, 1 ро Заказ 4073 ВНИИПИ Го Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская йаб., 4/б