Автоматическое устройство для проверки качества металлизации отверстий печатных плат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (дд 4 G 01 N 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4292159/25-28 (22) 03.08.87 (46) 30.03.89. Вюл. Р 12 (71) Смоленское специальное конструкторско-технологическое бюро систем программного управления (72) В.M.Ëîáàíoâ, Г.М.Пономарев и А.П.Агапов (53). 620.179.14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 729498, кл. G 01 N 27/90, 1977.

Авторское свидетельство СССР

9 983527, кл. С 01 N 27/90, 1981. (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПРОВЕРКИ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Из обрете ние относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повьппение точности и надежности контроля качества металлизации отверстий в печатных платах. Это достигается за счет того, что в процессе измерения происходит перемещение печатной платы относительно измерительной голонки по программе от контроллера, после че„„SU„, 1469419 А1 го выполняется автоматический поиск центра отверстия с помощью блока l4 поиска центра отверстия, сигнал на который подается с телекамеры 13, расположенной под контролируемой платой. Только после этого преобразователь 5 вводится в отверстие платы. Таким образом обеспечивается равномерный зазор между стенками отверстия и поверхностью преобразователя 5. Датчики положения измерительной головки 4 определяют ее рабочее положение и выдают сигналы на контроллер 7. Если преобразователь 5 не проходит в отверстие, на контроллер

7 поступает сигнал с датчика положения преобразовауеля, перемещающегося в этом случае относительно измерительной головки 4. Для обеспечения качественного изображения осветитель выполняется в виде кольца, охватывающего преобразователь 5. Источники освещения при этом располагаются под углом к оси кольца так, чтобы их световые пучки сходились в плоскости печатной платы. 2 s.ï.

4-лы, 3 ил.

1469419

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества металлизации отверстий в печатных платах.

Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля путем обеспечения более точной установки преобразователя в рабочее положение.

На фиг.1 изображена структурная схема автоматического устройства для проверки качества металлизации отверстий печатных плат; на фиг.2— конструкция измерительной головки; на фиг.3 - конструкция.. осветителя, .вид снизу (а) и продольное сечейие (б) .

Устройство содержит координатный стол 1 с закрепленной на нем печатной платой 2, на которой расположено контролируемоеотверстие З,перемещаемуюизмерительную головку4,вихретоковыйпреобразователь 5,установленныйв головке 4, последовательно соединенные 25 блок 6 измерений, к которому подключен вихретоковый преобразователь 5, контроллер 7 и соединенный с ним всеми входами блок перемещений, состоящий из последовательно соединенных блоков 8 и 9 управления шаговыми двигателями, входы которых подключены к выходам контроллера 7,и шаговых двигателей 10 и 11, соединенных со столом 1, блок 12 вывода информации, вход которого подключен к второму выходу блока 6 измерений, блок коррекции положения платы, выполненный в виде последовательно соединенных телекамеры 13 и блока 14 поиска центра отверстия, второй блок которо40 го подключен к четвертому выходу контроллера 7, третий выход которого подключен к второму входу блока 6 измерений, и осветителя 15, механически соединенного с измерительной головкой 4, датчики 16 и 17 положения измерительной головки и датчик

18 положения преобразователя, выходы которых подключены к третьему, четвертому и пятому входам контроллера

7 соответственно.

Вихретоковый преобразователь 5 установлен в направляющих 19, закрепленных неподвижно. на измерительнОй головке 4, которая установлена с 55 возможностью перемещения в направляющих 20, и соединен с головкой 4 возвратной пружиной 21.

Осветитель 1 5 выполне н в форме кольца 22, на котором равномерно по окружности расположены отдельные источники 23 освещения.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с управляющей программой контроллер 7 осуществляет управление блоками 8 и 9 управления шаговыми двигателями, которые коммутируют шаговые двигатели 10 и

11, перемещающие координатный стол с печатной платой 2, устанавливая ее в позицию измерения толщины металлизации отверстия 3 относительно измерительной головки 4. После программного перемещения контроллер 7 управления Формирует команду управления поиска центра (ПЦ), подаваемую в блок 14 поиска центра, который производит цифровую обработку изображения, поступающего с телекамеры

13, на которую проецируется иэображение отверстия 3, освещаемого кольцевым осветителем 15, определяет центр отверстия 3, одновременно вырабатывая .сигналы управления на блоки 8 и 9. управления шаговыми дви" гателями, которые перемещают координатный стол 1 с помощью шаговых двигателей 10 и 11 по направлению к центру отверстия 3, при достижении которого блок 14 поиска центра формирует сигнал о нахождении центра (ЦН), поступающий в контроллер 7 управления. Последний формирует команду опускания вихретокового преобразователя 5 измерительной головки 4. При этом измерительная головка 4 перемещается вниз по направляющим 20 вместе с вихретоковым преобразователем 5, который попадает в центр контролируемого отверстия 3 печатной платы 2. При достижении измерительной головкой 4 .нижнего. положения срабатывает датчик 17 нижнегс положения измерительной головки 4, Формируя сигнал нижнего положения измерительной головки 4 (ФДН), поступающий в контроллер 1, в результате чего последний вырабатывает сигнал начала измерения . (НИ), поступающий на блок б измерений. Результат измерения может быть выведен на блок 12 вывода информации.

По окончании цикла измерения в контроллер 7 с блока 6 измерений поступает сигнал окончания измерения

1469419 (КИ), после чего контроллер 7 осуществляет подъем измерительной головки 4 до момента срабатывания датчика 16 верхнего положения измери5 тельнои головки 4, в результате чего формируется сигнал верхнего положения измерительной головки 4 (ФДВ), после чего весь цикл перемещается и измерения повторяется. Отверстие

3 печатной платы 2 не всегда бывает правильной формы из-за влияния случайных факторов и нарушений технологического процесса изготовления печатных плат, в результате чего пре1 образователь 5 не всегда может быть вреден в измеряемое отверстие 3 беэ поломки. В данном автоматическом устройстве с целью защиты преобразователя 5 конструкция измерительной головки 4 предусматривает подпружиненное перемещение вихретокового преобразователя 5 по направляющим 19 вверх по мере опускания измерительной головки 4 вниз. Величина хода 25 перемещения преобразователя 5 равна толщине печатной платы. При перемещении на эту величину преобразователя

5 вверх в случае, когда он не входит в измеряемое отверстие, срабатывает датчик 18, формируя сигнал непрохождения преобразователя в отверстие (ФДЩ), поступающий в контроллер 7, по которому последний производит подъем головки 4 беэ проведения измерения толщины металлизации отверс35 тия 3, которое считается дефектным, а его номер и координаты выводятся на блок 12 вывода информации. При этом преобразователь 5 возвращается в исходное положение возвратной пружиной 2 1 °

Для освещения монтажного отверстия

3 в печатной плате 2 применен кольцевой неподвижный осветитель 15, что повышает надежность и уменьшает время измерения, так как отсутствует дополнительный механизм введения осветиа теля в рабочую зону.

Оптические оси источников 23 освещения, расположенные на кольце 22 вокруг преобразователя 5, наклонены к вертикали под углом ы, чтобы световой поток от каждого источника был направлен в центр измеряемого отверстия 3, а количество источников 23 освещения выбирают таким, чтобы с учетом диамеров их световых пятен в поле зрения телекамеры 13 образовалось непрерывное изображение измеряемого отверстия.

Формула из обре те ния

1. Автоматическое устройство для проверки качества металлизации отверстий печатных плат, содержащее перемещаемую измерительную головку, вихретоковый преобразователь, установленный в измерительной головке, последовательно соединенные блок измерений, вход которого подключен к выходу вихретокового преобразователя, контроллер и соединенный с ним входами блок перемещений и блок вывода информации, вход которого соеди-. нен с вторым выходом блока измерений, третий выход блока измерений соединен с входом вихретокового преобразователя, а третий выход контроллера соединен с вторым входом блока измерений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, оно снабжено блоком коррекции положения платы, выполненным в виде последовательно. соединенных телекамеры и блока поиска центра отверстия, второй вход ко" торого подключен к четвертому выходу контроллера, а три выхода подключены соответственно к первому и второму входам блока перемещений и к второму входу контроллера, осветителя, механически соединенного с измерительной головкой, и тремя датчиками положения измерительной головки и преобразователя, выходы которых подключены к третьему, четвертому и пятому входам контроллера соответственно.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что осветитель выполнен в форме охватывающего вихретоковый преобразователь кольца, на котором равномерно по окружности расположены источники освещения, углы наклона оптических осей которых к оси кольца равны.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что вихретоковый преобразователь установлен в направляющих, закрепленных неподвижно на измерительной головке, и соединен с ней посредством возвратной пружины.

14б 9419

Составитель В.Крапивин

Техред Я. Ходакич

Корректор В.Романенко

Редактор А.Лежнина

Заказ 1353/50 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101