Способ контроля печатных плат и фотошаблонов и устройство для его осуществления

(51) ЗОБРЕТЕН ПИ ИДЕТЕПЬСТ АВТОРСНО 2/24-288587. Бюл. У 19олинков, А.П,Л.М.Шашук и А 39511 13.09 23.05 вещения эталон значительно сн словиигут быт тичностиобразца жены. Сп ве, соде блок 2 у.П.здер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 531.7(088.8)Авторское свидетельство ССС 766, кл, С 01 В 9/04, 1975,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТИ ФОТОШАБЛОНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цельизобретения - повышение достоверности и скорости контроля бинарных имногоградационных изображений засчет повышения помехоустойчивости ивыбора областей контроля. Цель достигается способом контроля, основанным на анализе изменения градиентовяркости в допусковой области сравниваемых эталонного и контролируемогоизображений. Поскольку в данном способе яркости соответствующих точекэталонного и контролируемого изображений непосредственно не сравниваются по величине, требования к иденсоб реализован в устроистжащем координатный стол 1равления, два источника 3 4 видеосигналов, генератор 5 развертки, блок 6. Устройство сравнивает видеосигналы с помощью двух много- отводных цифровых линий 7 и 8 задержки, которые позволяют получить на выходе одновременно сигналы яркости элементов, соседних с контролируемым и находящихся на допусковом расстоянии от контролируемого элемента. При этом для каждого элемента контролируемого и эталонного иэображений оценивается модуль градиента яркости Щ и максимальная разница в яркости его периферийных элементов. Изображения . Я Ф считаются одинаковыми, если элементу на контролируемом изображении, у которого градиент яркости обусловлен ф переходом проводник - подложка, соответствует элемент эталонного иэображения, у которого разница в яркости его периферийных элементов обуслов 9 фва лена их расположением как на проводнике, так и на подложке. 2 с.п. ф-лы, 3 ил, СО001 13123Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к области оптических и радиотехнических измерений.Цель изобретения - повышение дос 5 товерности и скорости контроля бинарных и многоградационных изображений за счет повышения помехоустойчивости и выбора, областей контроля.На фиг. 1 представлена структур ная схема устройства контроля печатных плат и фотошаблонов, на фиг.2 схема, поясняющая способ контроля печатных плат и фотошаблонов; на фиг. 3 - вариант расположения элемен тов изображения, участвующих в процессе контроля.Устройство контроля печатных плат и фотошаблонов содержит координатный стол 1, способный перемещаться во 20 взаимно перпендикулярных направлениях, блок 2 управления, выход которого подключен к входу управления координатного стола, первый 3 и второй 4 источники видеосигналов соответствен но контролируемого и эталонного изображений, генератор 5 развертки, выход которого соединен с входами развертки первого 3 и второго 4 источников видеосигналов, блок 6 визуаль ного контроля, первую 7 и вторую 8 многоотводные линии задержки, входы которых соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 4 источников видеосигналов, первый 9, второй 35 10, третий 11 и четвертый 12 многовходовые пороговые блоки, два инвертора 13 и 14, два логических элемента И 15 и 16, логический элемент ИЛИ 17. 40 Причем вход и первыеш выходов первой 7 и второй 8 линий задержки соединены соответственно с ш + 1 входами первого 9 и второго 10 пороговых блоков, а и вторых выходов первой 7 и второй 8 линий задержки соединены соответственно с и входами третьего 11 и четвертого 12 пороговых блк. При этом Один из вторых и выходов первой линии задержки - выход монитора соединен также с входом яркостного сигнала блока 6 визуального контроля, вход Развертки которого подключен к выходу задержан ного сигнала развертки генератора 5 развертки,4Выход первого порогового блока 9 через первый инвертор 13 подключен 83 2к входу первого логического элемента И 15, другой вход которого соединен с выходом четвертого порогового блока 12, а выход второго порогового блока 10 через второй инвертор 14 подключен к входу второго логического элемента И 16, другой вход которого соединен с выходом третьего порогового блока 11. Выходы первого 15 и второго 16 логических элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами включения цвета блока 6 визуального контроля и первым и вторым входами логического элемента ИЛИ 17, выход которого подключен к входу регистрации дефектов блока 2 управления.Способ контроля печатных плат рассмотрим на примере сравнения двух изображений наложенных друг на друга (фиг.2). Штриховой линией обозначены границы эталонного изображения, сплошной - границы контролируемого изображения. На контролируемом изображении имеется дефект - разрыв проводника.Элемент с контролируемого изображения лежит на границе проводник - подложка и обладает большим градиентом яркости, соответствующий элемент эталонного изображения вместе со всеми соседними элементами находится на проводнике, и его градиент яркости близок к нулю. Однако элемент а контролируемого изображения не является дефектным, так как элементы эталонного изображения, расположенные равномерно на окружности на допусковом расстоянии от соответствующего ему эталонного элемента - периферийные элементы, расположены и на проводнике, и на подложке, т.е, обладают высокой разнояркостью.Элемент Ь контролируемого изображения (фиг. 2) не обладает большим градиентом яркости, однако соответствующий ему элемент эталонного изображения расположен на границе, поэтому вычисляется разнояркость периферийных элементов контролируемого изображения, соответствующих элементу б, поскольку эти элементы расположены как на проводнике, так и на подложке, то элемент Б также не является дефектом.Элементы в и(фиг. 2) являются примерами определения дефектных граничных точек по предлагаемому способу. Этим элементам на одном из изоб 3 13123 ражений соответствуют большие градиенты яркости, а на другом все периферийные точки лежат либо на про-воднике (элемент), либо на подложке (элемент В ) и не обладают большой разнояркостью. Элементыи е контролируемого изображения не обладают высоким градиентом яркости, поэтому они не анализируются. Таким образом выявляются как "лишние" гра ницы, так и "отсутствующие границы контролируемого изображения.Устройство работает следующим образом.Рассмотрим работу устройства, используя конкретный вариант его реализации (фиг. 1), в котором в качестве источников 3 и 4 видеосигнала контролируемого и эталонного изображений используются две телекамеры 20 обеспечивающие чересстрочную развертку с числом строк разложения, равным 625, форматом кадра Зх 4 и разрешающей способностью не менее 800 элементов разложения в строке. Уточним количество видимых элементов разложения. Число элементов на видимой части строки выбрано равным 25 бхЗ = 768, а768 хЗвидимое число строк --- = 576. Расположение элементов, соседних с контролируемым (элементы 7111-Х 1), и периферийных (элементы О, 1 - 711) показано на фиг. 3. Для максимально высокой локализации границы проводник - подложка элементы Ч 111-Х 1 расположены на двух соседних строках одного поля (полукадра). Следовательно, контролируемый элемент К расположен на строке другого поля (полу кадра). Допусковое расстояние - радиус окружности, на которой расположены периферийные элементы, - выбрано равным семи элементам, а число этих элементов - равным восьми, ра диус окружности, на которой расположены четыре соседних элемента, равен 1 Г 2, где 1 - длина элемента разложения.Минимальная шикина проводника или минимальное расстояние между проводниками, таким образом, составляет приблизительно двадцать четыре элемента, что соответствует на телевизионном экране с диагональю 61 см488 мм х 24линии длиной------ = 15, 3 мм.768Допусковое расстояние составляет0,64 х 7 = 4,48 мм, область в като 83 4рай происходит локализация границы имеет радиус 0,64 х 1,41 = 0,9 мм. Поле обзора при контроле проводников с минимальной шириной О,Й мм0 4 х 576составляет= 9,6 мм наОт 4 х 768 24 Меняя увеличение изображения с помощью оптической системы, можно контролировать печатные платы с разной минимальной шириной проводника, при этом будет меняться и поле обзора, для проводников с шириной 0,2 мм оно уменьшится до 4,8 х 6,4 мм, Поэтому при контроле печатных плат с большими размерами требуется высокая скорость обработки изображений, равная скорости появления элементов изображения на выходе передающей трубки.Сигналы яркости от источников 3 и 4 видеосигналов соответственно контролируемого и эталонного изображений поступают в соответствующие линии 7 и 8 задержки, при этом каждому выходу линии задержки соответст - вует растровый элемент, изображенный на фиг. 3. Многовходовый пороговый блок 11 (фиг, 1) определяет превышение разности яркостей соседних с контролируемым элементов определенного порога, равного минимальному контрасту проводник - подложка, если это произошло, то на элемент И 16 посту- пает логическая "1". Если разнояркость между периферийными элементами эталонного изображения также больше порога, равного минимальному контрасту проводник - подложка в эталоне, то на выходе порогового элемента 10 появляется логическая "1", а на выходе инвертора 14 - логический "0", следовательно, на выходе элемента И 16 сохраняется логический "0" признак отсутствия дефекта.Если на выходе порогового блока 10 в этом случае оказывается логический "О", т.е. элементу с большим градиентом яркости на контролируемом изображении соответствует элемент эталонного изображения, чьи периферийные элементы расположены только или на подложке, или на проводнике и обладают малой разнояркостью, то на выходе инвертора 14 появляется логическая 1 следовательно, на5 13выходе логического элемента И 16 появляется логическая "1" - сигнал дефекта. Этот сигнал поступает на устройство визуального контроля (в ка. -честве которого может быть использован цветной телевизионный приемник),обеспечивая цветовую подсветку дефектной точки, например, синим цветом,Аналогично контролируется элементс высоким градиентом яркости эталонного изображения. Ему должен соответствовать элемент с большой разнояркостью своих периферийных элементов. В случае несоответствия,т. е, наличия логической "1" на выходепорогового элемента 15 и логической"1" на выходе инвертора 13, появляется логическая "1" на выходе логического элемента И 15 - сигнал дефекта, при этом обеспечивается подсветка данного дефекта в устройствевизуального контроля, например, красным цветом.При этом синие точки означают наличие лишних границ на контролируемом изображении, а красные - отсутствие необходимых границ. Сигналы свыходов логических элементов И 15 и16 поступают на логический элементИЛИ 17 и далее на блок 2 управления,который останавливает передвижениекоординатного стола 1 при наличиидефектов.Синхронизацию источников 3 и 4видеосигналов и блока 6 визуальногоконтроля осуществляет генератор 5развертки. Для индикации контролируемого изображения на экране блока 6визуального контроля используетсявыход линии 7 задержки, соответствующий центральному растровому элементу (в данном случае он соответствует элементу К, фиг.3). Этот выходсоединен с входом яркостного сигнала блока 6 визуального контроля. Длясинхронизации блока 6 визуальногоконтроля используется задержанный(на время задержки элемента изображения Х 11, фиг, 3) сигнал генератора 5 развертки.Формула изобретения1. Способ контроля печатных плат и фотошаблонов путем сравнения получаемых с помощью двух источников видеосигналов контролируемого и эталонного изображений, о т л и ч а ю 12383 6 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 2. Устройство контроля печатных плат и фотошаблонов, содержащее координатный стол, установленный с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях, блок управления, выход которого подключен к входу управления координатного стола, первый и второй источники видеосигналов соответственно контролируемого и эталонного изображений,генератор развертки, выход которого соединен с входами развертки первого 50 55 ш и й с я тем, что, с целью повышения достоверности и скорости контролябинарных и многоградационных изображений, сигнал яркости элементов контролируемого изображения многократнозадерживают таким образом, что одновременно получают сигналы яркостиэлементов, соседних с контролируемым, и периферийных элементов, расположенных равномерно по окружностина допусковом расстоянии от контролируемого элемента, причем допусковое расстояние выбирают не большимполовины меньшего размера из минимальной ширины проводника или половины минимального расстояния между проводниками, таким же образом многократно задерживают сигнал яркостиэлементов эталонного изображения,получая сигналы яркости элементовэталонного изображения, координатыкоторых соответствуют аналогичнымэлементам контролируемого изображения, при этом для каждого элементаконтролируемого и эталонного изображения оценивают модуль градиента яркости и максимальную разницу в яркости его периферийных элементов,приэтом изображения считают одинаковыми,если элементу на контролируемом изоизображении, у которого градиентобусловлен переходом проводник - подложка, соответствует элемент эталонного изображения, у которого разница в яркости его периферийных элементов обусловлена их положением какна проводнике., так и на подложке, иесли элементу эталонного изображения, у которого градиент яркостиобусловлен переходом проводникподложка, соответствует элемент контролируемого изображения, у которого разница в яркости его периферийных элементов обусловлена их расположением как на проводнике, так и наподложке.13123 и второго источников видеосигналов, и блок визуал.ного контроля, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и скорости контроля бинарных и многоградацион 5 ных изображений, в него введены первая и вторая многоотводные линии за-держки, четыре многовходовых пороговых блока, два инвертора, два логических элемента И и логический эле мент ИЛИ, входы первой и второй линий задержки соединены соответственно с первым и вторым источниками видеосигнала, при этом вход и а выходов первой и второй линий задержки 15 соединены соответственно с ш + 1 входами первого и второго порогового блока, а и выходов первой и второй линий задержки соединены соответственно с и входами третьего и четвер того пороговых блока, при этом один из и выходов первой линии задержки 83 8соединен также с входом яркостногосигнала блока визуального контроля,вход развертки которого подключен квыхбду задержанного сигнала развертки генератора, причем выход первогопорогового блока через первый инвертор подключен к входу первого логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом четвертогопорогового блока, а выход второго порогового блока через второй инвертор подключен к входу второго логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом третьего порогового блока, а выходы первого ивторого логических элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами выключения цвета блокавизуального контроля и первым и вторым входами логического элемента ИЛИ,выход которого подключен к входублока управления.1312383 пф Составитель Е, ГлазкоТехред А.Кравчук Петр едакт орректор А.Воров аказ 1960/3ВН 8 Тираж 678ИИПИ Государственногопо делам изобретений3035, Москва, Ж, Рауш дписно омитета СССРоткрытийкая наб., д,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4