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Blog de PCB - Investigación sobre el sistema de fuente de Luz LED para la detección de circuitos de placas gruesas y densas de placas de PCB

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Investigación sobre el sistema de fuente de Luz LED para la detección de circuitos de placas gruesas y densas de placas de PCB

2022-03-10
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Author:pcb

La mejora de la capacidad de detección de procesos de placas de PCB está directamente relacionada con la capacidad real y el desarrollo y progreso a largo plazo de los productos electrónicos en la industria electrónica nacional y extranjera y otras industrias. Con el desarrollo de la tecnología de placas de pcb, las placas de PCB muestran tres tendencias principales de desarrollo: líneas más finas, intervalos cada vez más pequeños y diferencias de altura cada vez más obvias, que se han promovido y reflejado más claramente en los últimos cinco años;, El desarrollo de instrumentos en la industria de placas de PCB en el país y en el extranjero está relativamente rezagado. La razón principal es que está limitado por el desarrollo de la tecnología de fuentes de luz. Si la fuente de luz no puede lograr eficazmente la iluminación y la extracción de información de los objetivos de interés, la aplicación de la tecnología de medición de back - end, incluida la tecnología de algoritmos de procesamiento de imágenes y el posicionamiento de la tecnología electromecánica de precisión, estará muy limitada. En este sentido, muchos estudiosos en el país y en el extranjero han llevado a cabo una amplia y profunda investigación experimental y análisis teóricos. Debido a la mejora del propio sistema de iluminación de la fuente de luz, además de mejorar la claridad y el contraste de la imagen, es más importante garantizar la autenticidad de la información extraída de la imagen. La investigación de muchos estudiosos se basa en la mejora directa de la calidad de la imagen. Las consecuencias directas de adoptar métodos de investigación similares dificultan el control preciso, lo que es muy perjudicial para la industrialización y las pruebas científicas. En 2006, Li Jun estudió la tecnología clave de la fuente de luz de visión artificial y desarrolló una fuente de Luz LED estratificada en anillo de color aplicada al sistema de colocación de componentes electrónicos, mejorando directamente el sistema de fuente de luz, obteniendo mejores imágenes y mejorando así la precisión. Tomando el objeto físico de la placa de PCB como objeto de investigación directo, se adopta un método de investigación comparativa que combina el objeto físico, la iluminación de la fuente de luz y la imagen. además de obtener eficazmente una alta calidad de imagen, también se pueden retroalimentar las características de prueba del objeto físico al proceso de diseño óptico de la fuente de luz. Por lo tanto, durante el diseño de la fuente de luz, siempre se puede mantener un control efectivo de la precisión de medición. El efecto de iluminación de la fuente de luz anular LED de 50 ° desarrollada en este artículo es diferente de la fuente de luz de bajo ángulo de campo oscuro ordinaria actual, que puede reflejar claramente y verdaderamente las características del Circuito de la placa de circuito impreso. Sin embargo, cabe señalar que debido a que la fuente de Luz LED se ha desarrollado para detectar placas de PCB gruesas e densas, tiene una buena aplicabilidad a los instrumentos de prueba relacionados con placas de pcb. Aplicarlo ciegamente a otros instrumentos de prueba sin probarlo puede causar una iluminación deficiente o un error del sistema en el sistema.

Tablero de PCB

1. la dificultad de diseño de la fuente de luz de placa gruesa y densa 1.1 de la teoría básica radica en el desarrollo de la industria de placas de pcb, que actualmente tiene tres tendencias principales: líneas más finas, menos espaciamiento de líneas, mayor densidad y diferencia de altura más obvia. Las placas gruesas y densas utilizadas en este artículo son la encarnación concentrada de esta tendencia. Como se muestra en la figura 1 (a), es un camino óptico aplicado a fuentes de luz ordinarias en placas de PCB con gran distancia entre líneas y pequeño espesor. La figura 1 (b) es un camino óptico aplicado a una fuente de luz ordinaria de un PCB con una pequeña distancia entre líneas y un gran espesor. Cuando se aplica una fuente de luz ordinaria a un PCB con una gran distancia entre líneas y un pequeño espesor, se puede iluminar el sustrato, la parte inferior de la línea y la parte superior de la línea, con un buen contraste. Refleja bien el tamaño real de la placa de pcb. Cuando la fuente de luz ordinaria se aplica a placas gruesas y densas, debido al pequeño ángulo de luz, es fácil ser bloqueado por líneas gruesas y densas. Como resultado, la línea y el sustrato no tienen un buen contraste y brillo que puedan distinguirse a simple vista. Esto hace que sea muy difícil realizar nuevas mediciones basadas en el procesamiento de imágenes. Se puede ver que el desarrollo de placas gruesas y densas trae problemas a la iluminación de la fuente de luz que la fuente de luz ordinaria no puede resolver.

1.2 El principio de la fuente de luz anular adaptativa basada en un ángulo fijo se puede ver en el análisis anterior que para resolver el problema de la iluminación de la fuente de luz de placa gruesa y densa, se puede mantener la mejora de la estabilidad y la precisión al mismo tiempo. Es necesario resolver eficazmente el problema de la selección del ángulo de incidencia y la configuración de los parámetros de la fuente de luz anular adecuada para el objeto de aplicación de acuerdo con las características geométricas y ópticas de la placa densa gruesa. Sobre esta base, este trabajo propone una fuente de luz anular adaptativa basada en un diseño de ángulo fijo. Consta de una carcasa circular / placa de circuito / LED / placa de difusión. El anillo interior y la carcasa del anillo exterior se utilizan para fijar toda la fuente de luz y los componentes internos. Hay líneas en serie y paralelas en la placa de circuito flexible para suministrar energía a los led. Como dispositivo emisora de luz, el LED es una fuente de luz puntual aproximada. La luz emitida tiene una buena directividad y es fácil de iluminar como punto culminante. Debido a las características eléctricas del cld, las áreas que forman puntos destacados afectarán la salida de los píxeles adyacentes, lo que afectará la precisión de la medición. Por lo tanto, se instala una placa dispersante frente a la fuente de luz utilizada en este artículo para homogeneizar el brillo de la luz. Resultados experimentales y discusión del error de artefactos causado por la iluminación de la fuente de luz ordinaria 2.1 Las imágenes tomadas por la fuente de luz ordinaria actual tienen una clara desviación de borde de la sección transversal real. Bajo la ampliación de 2x, el tamaño de la superficie del objeto correspondiente a un píxel es de 1,61 micras. La diferencia de ancho de línea causada por el borde de la pseudo - imagen es mayor de 3 píxeles. Esto reduce en gran medida la precisión del sistema. La razón por la que el borde de la pseudo - imagen es que el ángulo de iluminación de la fuente de luz ordinaria es demasiado pequeño. Después de que la mayor parte de la luz está bloqueada por líneas gruesas y densas, el brillo y el color del sustrato están muy cerca del ancho de línea más bajo. En la prueba general de ancho de línea, la desviación no se incluye en los resultados de la medición. Esto resulta en un error del sistema en la dirección inherente del valor medido, es decir, si el error no se puede eliminar, los datos medidos no son un reflejo de las características reales del Circuito de la placa de circuito impreso. Sin embargo, este error no se puede eliminar cambiando la claridad y el contraste de la imagen. Esta situación solo puede eliminarse o reducirse cambiando el diseño de la fuente de luz en función de las características de la línea de recogida gruesa del pcb. 2.2 Las características geométricas de la línea de recogida gruesa tienen una relación de altura / distancia entre líneas cercana a 1 / 2 en el diseño de la fuente de luz. Es decir, el ángulo es de 27 °. Cuando se utiliza una placa gruesa y densa como objeto de inspección de línea, el ángulo de incidencia de la luz de la fuente de luz necesaria es mucho mayor que el ángulo de incidencia de la luz proporcionado por la fuente de luz ordinaria. Para obtener una imagen claramente contrastada, es necesario elevar el ángulo de la fuente de luz a un valor adecuado, teniendo en cuenta las características ópticas del sustrato y el circuito. 2.3 La fuente de luz anular adaptativa de ángulo fijo diseñada en este artículo se basa en las condiciones anteriores, y este artículo diseña una fuente de luz anular diseñada específicamente para placas gruesas y densas de pcb. Para evaluar el efecto real de la fuente de luz, la fuente de luz y la lente se alinean en la misma zona de la placa de pcb, y el aumento de la lente se ajusta al mismo. El uso de una fuente de luz ordinaria solo puede iluminar líneas con una dirección normal cercana al nivel de 45 ° cerca del ancho del rayo, como las dos líneas brillantes horizontales en la figura 5 (a). Debido a que las líneas gruesas y densas tienen un fuerte efecto de oclusión sobre la luz, el brillo de la Parte base es muy bajo, cerca del brillo del ancho de la línea inferior, y la diferencia entre carne y carne es casi indistinguible. Debido a que el reflejo en la superficie de la línea está cerca del reflejo espejo, la luz que llega a la superficie de la línea no puede entrar en el cono de recepción de luz de la lente, y el brillo dentro del ancho de la línea también es muy bajo. La imagen no registra eficazmente la información del Circuito de la placa de circuito impreso, la precisión del ancho de línea en el análisis es muy baja y hay un error fijo del sistema en el ancho de línea. Las imágenes obtenidas con la fuente de luz adaptativa diseñada en este artículo tienen una buena uniformidad y claridad. Debido a una cuidadosa consideración del ángulo de la fuente de luz, el brillo de la transición del sustrato / circuito / superficie del circuito muestra un aumento escalonado, y el área de transición entre diferentes características es pequeña, lo que favorece la mejora de la precisión de la prueba y la iluminación y extracción de información de las líneas de interés. Imagen fuente ideal de procesamiento de imágenes. Conclusión con el fin de resolver el problema de la detección de líneas de colección gruesas y densas de placas de PCB por fuentes de luz comunes existentes, este trabajo analiza el error de artefactos de iluminación de las fuentes de luz de bajo ángulo comunes y discute la influencia de la geometría y las características ópticas de las líneas de colección gruesas y densas en el diseño de las fuentes de luz. Se propone y diseña una fuente de luz especial para la detección de circuitos de PCB basada en un ángulo fijo. Los experimentos han demostrado que el efecto de iluminación de esta fuente de luz es diferente de la fuente de luz circular ordinaria de campo oscuro de bajo ángulo, que puede resolver mejor el problema actual de detectar placas de PCB de densidad gruesa desde la parte delantera del sistema. Se logra la iluminación de los objetivos de interés y la extracción precisa de información. Alta uniformidad de la imagen y buen contraste sustrato / región de transición / ancho de línea. Es de gran importancia para el procesamiento de imágenes de back - end y la extracción de información. Puede ser ampliamente utilizado en equipos de detección de placas de PCB representados por máquinas de detección de ancho de línea.