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PCBボード用厚膜光源システムの研究
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PCBボード用厚膜光源システムの研究

PCBボード用厚膜光源システムの研究

2022-03-10
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Author:pcb

プロセス検出能力の向上 PCBボード 国内および海外の電子産業やその他の産業における電子製品の実力と長期的な発展と進展に直接関連している. の開発で PCBボード テクノロジー, PCBボードsは3つの主要な開発傾向を示します:より細い線, より小さくより高い線間隔, とより明らかな高さの違い, そして、この傾向は過去5年間でより明確に促進され、反映されている, ITS用機器の開発 PCBボード 産業は国内外で遅れている. 主な理由は、光源技術の開発によって制限されることである. 光源が効果的に照明及び情報抽出を達成できない場合, バックエンド測定技術, 画像処理アルゴリズム技術の適用を含む, 精密電気機械技術位置決め, etc. 大いに制限される. これに応じて, 多くの国内外の学者は、広範囲で徹底的な実験的な研究と理論的な分析を行いました. 光源照明システム自体の改良により, 画像の明快さとコントラストを改善することに加えて, 抽出された情報の確実性を画像から確実にすることがより重要である. 多くの学者の研究は画像品質の直接的改善に基づいている. 同様の研究方法を採用することの直接の結果は、精度管理の難しさを増加させる, 工業化と科学的検出には非常に好ましくない. 2006年, Li - Junマシンビジョン光源の主要技術に関する研究, 電子部品配置システムに適用したカラー環状積層LED光源, より良い画像を得るために光源システムを直接改良し. 現実の物体を取る PCBボード 直接研究対象, 実物を組み合わせた比較研究手法の採用, 光源照明と画像, 効果的に高い画質を得ることに加えて, 実際の物体のテスト特性は、光源の光学設計のプロセスにフィードバックすることもできる. したがって, 光源設計の過程で, 測定精度の効果的な制御を常に維持することができます. 本論文で開発した50°の傾斜led光源の照明効果は,現在の通常暗視野光源とは異なる, これは、明確に、本当に真の回路の特性を反映することができます PCBボード. しかし, LED光源が検査のために開発されるので、それは注目に値する PCBボード濃密な回路, それは良い適用性があります PCBボード-関連試験器具. テストなしで他の試験器具に盲目的にそれを適用することは、不十分な照明効果を引き起こすか、システムにシステムエラーをもたらすかもしれません.

PCBボード

1. Basic theory
1.1 Difficulties in the design of thick and dense plate light sources
In the development of the PCBボード 工業, 現在3つの主要な傾向がある:細い線, より小さい線間隔, 高密度, とより明らかな高さの違い. 本紙で使用される厚い高密度板は、この傾向の集中式です. As shown in Figure 1(a), Aに適用される共通光源の光路である PCBボード 大きな線間隔と小さな厚さで. Figure 1(b) is the light path of a common light source applied to a PCB with a small line spacing and a large thickness. 通常の光源が大きな線間隔及び小さな厚さを有するPCBに適用されるとき, 基板, 行の下と行の上部を照らすことができます, コントラストは良い. これは、実際のサイズについて良い反射を持って PCBボード. 厚板・厚板に適用する場合, 通常の光源は、小さい光の角度によって厚く、高密度の線によって容易に遮断される. 結果的に, 線と基板は、肉眼で区別できる良いコントラストと明るさを持っていない. これは、更なる画像処理ベースの測定を非常に困難にします. 光源の照明に対する厚板の開発に起因する問題は、通常の光源によって解決できないことが分かる.


1.2 Principle of adaptive ring light source based on fixed-angle design
From the previous analysis, 厚い厚板の光源照明の問題を解決するために, 安定性と精度の向上を同時に維持することができます. 厚板の幾何学的及び光学的特性に基づいて、適用対象に適したリング光源の入射角及びパラメータ形状の選択を効果的に解決することが必要である. これに基づきます, 固定角設計に基づく適応型リング光源の提案. リングシェルでできている/回路基板/LED/ディフューザープレート. 内部および外側リング・ハウジングは、全体の光源および内部コンポーネントを保持するために用いる. LEDに電力を供給するためにフレキシブル回路基板上に直列および平行線が存在する. 発光素子として, LEDは、近似点光源である. 放射される光は方向性がよく、ハイライトに照らしやすい. ハイライトが形成される領域は、CCDの電気的特性に起因する隣接画素の出力に影響する, それによって測定精度に影響する. したがって, 光の輝度を均一化するために、本明細書で使用される光源の前に拡散板を設置する.

2. Experimental results and discussion
2.1 Pseudo image error caused by ordinary light source illumination
The image captured by the current common light source has obvious edge deviation from the real cross-sectional view. 2倍の倍率で, 1ピクセルに対応するオブジェクト面のサイズは1です.- 61本. 偽のイメージエッジに起因する線幅差は3ピクセル以上である. これはシステムの精度を著しく低下させる. 虚像のエッジの理由は、通常の光源の照明角が小さすぎることである. 大部分の光が厚くて濃い線によって妨げられるあと, 基板の明るさと色と下の線幅は非常に近い. 一般に線幅テスト, この偏差は測定結果に含まれない. 測定値の固有の方向の系統的誤差をもたらす, それで, を返します。, 測定データは、実際の回路特性の反映ではない PCBボード. しかし, このエラーは、画像の明快さとコントラストを変えることによって排除できない. PCBの太い高密度の線の特性に従って、光源の設計を変更することによって、それを排除または低減することができる.

2.2 Influence of geometric features of thick and dense lines on light source design
The line height/線間隔比は1に近い/2. それで, 角度は27度. ライン検査の対象として厚い密集板を使用する場合, 必要な光源光入射角は、通常の光源によって与えられる光の角度よりもはるかに大きい. 明確で対照的なイメージを得る, 光源の角度を適切な値に上げる必要がある, 基板と回路の光学的性質を考慮に入れる.

2.3 The fixed-angle adaptive ring light source designed in this paper
Based on the above conditions, 本論文では,プリント基板の高密度高密度基板用に設計されたリング光源を設計した. 光源の実際の効果を評価するために, 光源とレンズは、同じ領域である PCBボード, そして、レンズ倍率も同じに調整される. 一般的な光源を使用すると、線幅の近くの法線方向が水平45度, such as the two horizontal bright lines in Figure 5(a). 厚くて濃い線の光に対する強い妨害効果のため, 基板部分の明るさは非常に低く、下側の線幅の明るさに近い, 肉と肉の違いはほとんど区別できない. 線の表面の反射は鏡面反射に近いので, 線の表面に到達した光はレンズの受光円錐に入ることができない, また、線幅内の明るさも非常に低い. イメージは効果的に回路情報を記録しません PCBボード, 解析中の線幅の精度は非常に低い, そして、線幅に一定の系統誤差がある. 本論文で設計した適応光源を用いた画像は均一性と鮮鋭性が良い. 光源角度の慎重な考慮のために, 基板の明るさ/回路遷移/回路表面は階段状の上昇を示し、異なる特徴間の遷移領域は小さい, これは、テストの精度を向上させ、照明のラインと情報の抽出を実現するために. 画像処理のための理想的ソース画像.

3. Conclusion
In order to solve the problem of the existing common light source for the inspection of thick and dense lines on PCBボードs, 一般的ローアングル光源の照明擬似画像誤差解析, 光源設計に対する厚い線と濃密線の幾何学的および光学的特性の影響を論じた., 固定角度設計に基づくPCB回路検査用の特殊光源の提案と設計. この光源の照明効果は通常の暗視野低角度リング光源の照明効果とは異なることを実験で示した, そして、それは厚いと濃密の検出では、現在の問題を解決することができます PCBボードシステムのフロントエンドからのs. 関心の対象の照明および正確な情報抽出が達成される. 基板の高均一性と良好なコントラスト/遷移地域/線幅. バックエンド画像処理と情報抽出には大きな意味がある. これは広く使用することができます PCBボード 線幅検査機で代表される検査装置.