CN105101657B - 离轴照明组件及方法 - Google Patents

离轴照明组件及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105101657B
CN105101657B CN201510354247.8A CN201510354247A CN105101657B CN 105101657 B CN105101657 B CN 105101657B CN 201510354247 A CN201510354247 A CN 201510354247A CN 105101657 B CN105101657 B CN 105101657B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
axis
imaging system
electric substrate
template
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510354247.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105101657A (zh
Inventor
大卫·P.·普林斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Speedline Technologies Inc
Original Assignee
Speedline Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Speedline Technologies Inc filed Critical Speedline Technologies Inc
Publication of CN105101657A publication Critical patent/CN105101657A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105101657B publication Critical patent/CN105101657B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • H05K3/1233—Methods or means for supplying the conductive material and for forcing it through the screen or stencil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/14—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95684—Patterns showing highly reflecting parts, e.g. metallic elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/12—Stencil printing; Silk-screen printing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2215/00—Screen printing machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2215/00—Screen printing machines
    • B41P2215/10—Screen printing machines characterised by their constructional features
    • B41P2215/11—Registering devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8822—Dark field detection
    • G01N2021/8825—Separate detection of dark field and bright field
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0269—Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/163—Monitoring a manufacturing process

Abstract

本发明提供一种用于将焊膏沉积到电子基板的表面上的模板印刷机。模板印刷机包括框架和连接到框架的模板。模板具有多个在模板中形成的缝隙。模板印刷机进一步包括连接到框架的分配器。该模板和该分配器被构造和布置以将焊膏沉积到电子基板上。模板印刷机进一步被构造并布置以捕获电子基板的图像的成像系统。该成像系统包括：照相机组件；适于产生充分沿着第一轴的光的轴上照明组件，第一轴通常与电子基板的表面垂直；及适于产生充分沿着第二轴的光线的离轴照明组件，第二轴相对于第一轴呈一定角度地延伸。控制器被连接到成像系统来控制成像系统的运动以捕获图像。

Description

离轴照明组件及方法
本申请是申请日为2007年2月1日、国际申请号为PCT/US2007/002815、国家申请号为200780005638.2、发明名称为“离轴照明组件及方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于分配材料的装置和处理，更具体地涉及通过丝网或模板印刷机将焊膏印刷到电子基板(例如，印刷电路板)上的装置和处理。
背景技术
在通常的表面贴装电路板制造操作中，使用模板印刷机将焊膏印刷到电路板上。通常，在焊膏可以沉积在其上的具有金属焊盘的图案或具有一些其他导电表面的电路板被自动进给到模板印刷机，并且被称为基准(fiducials)的电路板上的一个或多个小孔或标记被用于在焊膏印刷到电路板上之前恰当地校准电路板和模板或印刷机的丝网。在电路板被校准之后，将该板升至模板(或者在某些配置中，模板降至电路板)，焊膏被分配到模板上，刮片(或刮板)在模板上来回运动以将焊膏通过在模板上形成的缝隙(aperture)压到板上。
在一些现有的模板印刷机中，分配器将焊膏传递到第一和第二刮片之间，其中在印刷冲程中使用刮片之一来在模板上运动或滚动焊膏。第一和第二刮片用于交替将板在模板的缝隙上连续地通过焊膏的滚轴以印刷每个连续的电路板。刮片通常与模板具有预定的角度以对于焊膏向下施加压力来使焊膏通过模板的缝隙。在其它现有模板印刷机中，使用分配器来在印刷冲程中从模板上刮掉多余的焊膏。
在焊膏沉积在电路板之后，在特定情况下为了检查焊膏在电路板的焊盘上的沉积的精度，应用成像系统来拍摄电路板和/或模板的区域的图像。成像系统的另一个应用涉及前述在印刷之前模板和电路板的校准，以记录模板与电路板的电子焊盘的缝隙。在Freeman的US专利号RE34615和5060063中公开了这样的成像系统，这两个专利都由本发明的受让人拥有并且被并入本文作为参考。在2005年11月10日申请的名称为“IMAGING SYSTEM ANDMETHOD FOR A STENCIL PRINTER”的专利申请No.11/272,192中揭示了一种改进的成像系统，该专利由本发明的受让人所拥有并且被并入本文作为参考。
需要在基板(例如，电路板)上的焊膏的一致成型以促进视觉系统的最佳二维成像性能以及基于这些图像的随后的检查，不考虑几何结构、定义、或被成像的沉积的通常质量的改变。定义明确的焊膏沉积具有几乎垂直的侧面以及与光学观测轴(即，通常与电路板的平面正交的轴)正交的、相对平坦的顶部表面。单独使用轴上照明可以相对一致地对具有通常正交方向的、良好质地的膏表面进行成像。通过轴上照明，来自焊膏沉积物的顶部表面的散射光的最强分量被沿着光学观测路径向后引导并由成像系统收集。
相反地，当轴上照明照在通常不与入射角正交的表面时，来自该表面的散射光的最强分量被从光学或轴上观测路径引导散开或离轴，而不由成像系统收集。特定地，显示出拙劣形状的焊膏的倾斜侧面和不规则顶部表面没有被有效照明，从而仅使用轴上照明来观测变得更加困难。
发明内容
在阅读下面的附图、具体描述和权利要求之后，将更完全地理解本发明。
本发明的一个方面集中于一种用于将焊膏沉积到电子基板的表面上的模板印刷机。模板印刷机包括框架和连接到框架的模板。模板具有多个在模板中形成的缝隙。模板印刷机进一步包括连接到框架的分配器。该模板和该分配器被构造和布置以将焊膏沉积到电子基板上。模板印刷机进一步被构造并布置以捕获电子基板的图像的成像系统。该成像系统包括：照相机组件；适于产生沿着第一轴的光的轴上照明组件，第一轴与电子基板的表面垂直，及适于产生沿着第二轴的光线的离轴照明组件，第二轴相对于第一轴呈一定角度地延伸。控制器被连接到成像系统来控制成像系统的运动以捕获图像。
模板印刷机的实施例可以包括成像系统的轴上照明组件的提供，成像系统的轴上照明组件具有适于在轴上照明组件、电子基板及照相机组件之间引导光的光学路径。成像系统包括适于支撑离轴照明组件的安装托架。离轴照明组件包括由安装托架支撑的光产生模块，在某些实施例中光产生模块可以包括至少一个发光二极管。离轴照明组件还包括配置用于引导光线的透镜，该透镜由安装托架固定。透镜包括一个或多个折射表面，该折射表面适于沿着指定路径引导来自光产生模块的光。照相机组件包括照相机和适于将图像引导到照相机的透镜组件。光学路径包括分束器和反射镜。轴上照明组件包括至少一个发光二极管。在某些实施例中，成像系统被构造并布置以捕获区域内的电子基板的焊盘上的焊膏的图像。控制器包括处理器，该处理器被编程来执行电子基板的结构识别以确定电子基板的焊盘上的焊膏沉积的精度。
本发明的另一方面集中于一种用于捕获电子基板的表面的图像的成像系统。成像系统包括机壳和连接到机壳的照相机组件。照相机组件适于捕获电子基板的图像。轴上照明组件被连接到机壳，该轴上照明组件适于产生沿着第一轴的光的轴上照明组件，第一轴与电子基板的表面垂直。离轴照明组件被连接到机壳，离轴照明组件适于产生沿着第二轴的光线的离轴照明组件，第二轴相对于第一轴呈一定角度地延伸。
成像系统的实施例可以包括适于在轴上照明组件、电子基板及照相机组件之间引导光的光学路径。成像系统的机壳包括适于支撑离轴照明组件的安装托架。离轴照明组件包括由安装托架支撑的光产生模块。在某些实施例中，光产生模块包括至少一个发光二极管。离轴照明组件还包括配置用于引导光线的透镜，该透镜由安装托架固定。该透镜包括一个或多个折射表面，该折射表面适于引导来自光产生模块的光以产生光线。光学路径包括至少一个分束器以及反射镜。照相机组件可以包括照相机和适于将图像引导到照相机的透镜组件。轴上照明组件包括至少一个发光二极管。成像系统被构造并布置以捕获电子基板的焊盘上的焊膏的图像。
本发明的又一方面集中于一种用于将焊膏分配到电子基板的表面上的方法。该方法包括：将电子基板传送到模板印刷机；执行印刷操作以将焊膏印刷到电子基板的表面上；使用轴上光照亮电子基板的至少一个区域，该轴上光沿着第一轴延伸，第一轴与电子基板的表面垂直；使用离轴光照亮电子基板的至少一个区域，离轴光沿着第二轴延伸，第二轴相对于第一轴呈一定角度地延伸；以及捕获电子基板的至少一个区域的图像。
方法的实施例可以进一步包括将电子基板定位到印刷位置；以及将模板定位到电子基板上。捕获电子基板的至少一个区域的图像可以使用成像系统。方法可以进一步包括将成像系统从捕获第一区域的图像的第一位置运动到捕获第二区域的图像的第二位置。另外，方法可以进一步包括执行电子基板的至少一个区域的结构识别序列，以确定电子基板的焊盘上的焊膏沉积的精度。在某些实施例中，方法进一步包括使用离轴光照亮电子基板的至少一个区域，离轴光沿着第三轴延伸，第三轴相对于第一轴呈一定角度地延伸。
本发明的另一方面集中于一种用于将焊膏沉积到电子基板的表面上的模板印刷机。该模板印刷机包括框架和连接到框架的模板。在一个实施例中，模板具有多个在模板中形成的缝隙。分配器被连接到框架，该模板和该分配器被构造和布置以将焊膏沉积到电子基板上。成像系统被构造并布置以捕获电子基板的图像。成像系统包括：照相机组件；适于产生沿着第一轴的光的轴上照明组件，第一轴与电子基板的表面垂直。轴上照明组件包括适于在轴上照明组件、电子基板及照相机组件之间反射光的光学路径。成像系统进一步包括用于产生沿着第二轴的光线的部件，第二轴相对于第一轴呈一定角度地延伸。控制器被连接到成像系统，该控制器被构造和布置来控制成像系统的运动以捕获图像。
模板印刷机的实施例可以进一步包括用于产生光线的、包括离轴照明组件的部件。成像系统还应包括适于支撑离轴照明组件的安装托架。离轴照明组件包括由安装托架支撑的光产生模块，并且在某些实施例中，光产生模块包括发光二极管。离轴照明组件包括配置用于引导光线的透镜，该透镜由安装托架固定并且包括至少一个适于引导来自光产生模块的光以产生光线的表面。在其它实施例中，照相机组件包括照相机和适于将图像引导到照相机的透镜组件。
附图说明
在附图中，相同的参考标记指全部不同视图中的相同或相似的部件。下面说明的附图不必是按比例的，而重点是说明特定的原理。
图1是本发明实施例的模板印刷机的前视图；
图2是本发明实施例的成像系统的示意图；
图3是图2说明的成像系统的照相机和透镜组件的放大的示意图；
图4是加入本发明实施例的离轴照明组件的本发明实施例的成像系统的示意图；
图5是加入与图4示出的离轴照明组件相同的离轴照明组件的本发明另一实施例的成像系统的示意图；
图6是图4示出的离轴照明组件的剖面示图；
图7A是离轴照明组件的安装托架的底平面示图；
图7B是沿着图7A的线7B-7B的离轴照明组件的剖面示图；
图8A是离轴照明组件的pcb基板的顶平面示图；
图8B是沿着图8A的线8B-8B获得的pcb基板的剖面示图，示出离轴照明组件的发光二极管；
图9A是本发明的实施例的透镜的顶平面示图；
图9B是沿着图9A的线9B-9B获得的透镜的剖面示图；
图10A是离轴照明组件的底平面示图；
图10B是沿着图10A的线10B-10B获得的剖面示图；
图11是图6示出的离轴照明组件的一部分的放大的剖面示图；
图12是表示由基板上的轴上照明组件和离轴照明组件产生的光；
图13A-13D分别是离轴照明组件的发光二极管的前示图、顶示图、底示图及侧示图；
图14是本发明实施例的将焊膏分配到电子基板的电子焊盘上的方法的流程图；
图15是本发明实施例的用于执行结构识别方法的成像系统的示意图；
图16是基板的示意表示；及
图17是具有在基板上沉积的焊膏的基板的示意表示。
具体实施方式
为了示意的目的，将参考用于将焊膏印刷到电路板的模板印刷机来描述本发明的实施例。本领域的普通技术人员应该意识到本发明的实施例不用于限制将焊膏印刷到电路板上的模板印刷机，而使可以用于其他将电子器件连接至电路板上而需要各种材料的分配的应用中，这些材料例如的胶、密封剂、底层填料以及其他装配材料。因此，这里的焊膏的任意参考考虑使用这样的其他材料。而且，这里可替换地使用术语“丝网”和“模板”来描述印刷机中用于定义要被印刷到基板上的图案的装置。
图1示出根据本发明的一个实施例的通常以10表示的模板印刷机的前视图。模板印刷机10包括支撑模板印刷机的部件的框架12，模板印刷机包括位于模板印刷机的机柜16内的控制器14、模板18以及用于沉积焊膏的通常以20表示的分配器。分配器20在控制器14的控制下通过台架系统(gantry system)(未示出)能够沿着正交的轴运动，以使得在电路板上印刷焊膏。
模板印刷机10还包括传送机系统，该传送机系统具有用于将电路板26传送到模板印刷机10中的印刷位置的轨道22、24。模板印刷机10具有位于当电路板处于分配位置时的电路板26下面的支撑组件28(例如，销、凝胶膜(gel membrane)等)。支撑组件28用于将电路板26升高离开轨道22、24来当要印刷时接触或接近于模板18。
在一个实施例中，分配器20被配置用于接收至少一个焊膏盒30，在印刷操作过程中焊膏盒30对分配器提供焊膏。在一个实施例中，以公知的方式将焊膏盒30连接到充气气管(pneumatic air hose)的一端。充气气管的另一端被连接到在模板印刷机10的框架12内容纳的压缩机，在控制器14的控制下对焊膏盒30提供压缩空气以将焊膏挤入分配器20及模板18上。还可以使用将焊膏沉积到模板18上的其它配置。例如，在另一实施例中，除了空气压力，或代替空气压力，还可以使用例如活塞等机械装置来将焊膏从焊膏盒30挤入分配器20。在又一实施例中，具有使用应用专用软件的适当操作系统(例如，Microsoft@DOS或Window@NT)的个人计算机被使用来实现控制器14以控制如本文所述控制模板印刷机10的操作。
模板印刷机10如下进行操作。使用运输轨道22、24将电路板26载入到模板印刷机中的印刷位置。然后沿Z方向将分配器20放下，直到分配器与模板18接触。在第一印刷冲程分配器完全经过模板18以通过模板18的缝隙挤压焊膏并将焊膏挤压到电路板26上。一旦分配器20已经完全经过模板18，就通过模板印刷机10的运输轨道22、24传送电路板26，从而第二个、随后的电路板可以被载入模板印刷机。为了在第二电路板上印刷，分配器20可以在第二印刷冲程与在第一电路板中使用的方向相反的方向运动经过模板18。
除了图1之外，参考图2，通常以32表示本发明实施例的成像系统。如所示出的，成像系统32被布置在模板18和电路板26之间，模板18和电路板26依此由支撑组件28(图1)支撑。成像系统32被连接到台架系统34(图1)，其是用于运动分配器20的台架的一部分或可以在模板印刷机10内被分离地设置。在焊膏印刷机内的检测的技术中用于运动成像系统32的台架系统34的构架是公知的。该布置是这样的，成像系统32可以位于模板18的下面、电路板26的上面以分别捕获电路板或模板的预定区域的图像。在其它实施例中，当将成像系统32定位于印刷套的外部时，成像系统32可以位于模板18和电路板26的上面或下面。
如图2所示，在一个实施例中，成像系统包括光学组件，该光学组件具有两个照相机36、38，一般以40、42表示的两个透镜、两个照明装置44、46、两个分束器48、50，以及反光镜组件52。在某个实施例中，照相机和透镜组件可以被合起来配置为照相机组件。这样的组件以及成像系统还可以被称为视频探测器。框架54支撑成像系统32的部件。照相机36、38可以在构造上互相相同，每个照相机是那种可以从马萨诸塞州的剑桥市的Opteon公司以型号CHEAMDPCACELA010100购买的数字CCD照相机。下面将参考图3提供照相机36、38的进一步说明。
在一个实施例中，照明装置44、46可以是一个或多个发光二极管(白光二极管)，该发光二极管能够在各个分束器48或50上产生强的光。照明装置44、46可以是由密歇根州的底特律市的Nichia公司以型号NSPW310BSB1B2/ST销售的类型。分束器48、50和具有零分束的双反光镜的反光镜组件52在现有技术中是公知的。在其它实施例中，氙和卤素灯可以被用于产生需要的光。也可以使用光导纤维来将光从遥远的光源传送到应用的点。
分束器48、50被设计来沿着垂直轴A向电路板26和模板18分别反射各个照明装置44、46产生的一部分光，而且进一步使由电路板和模板反射的一部分光通向反射镜组件52。如这里使用的，照明装置44和分束器48可以被称为轴上照明组件，其被配置来引导光实质上沿着或平行于轴A的方向，轴A一般与电路板26的平面垂直。为了捕获电路板的预定区域的图像，来自电路板26的反射光通过分束器48向后传送并传送到反射镜组件52，在反射镜组件52该反射光被改变方向到透镜组件40。
依靠分束器48、50和反射镜组件52在照明装置44、46及各个照相机36、38之间定义光学路径对于本领域技术人员是已知的。如所示出的，通过分束器48、50向各个目标(即，电路板26和模板18)反射的光实质上沿着或平行于轴A延伸，轴A通常与目标的平面正交。在一个实施例中，除了反射镜是完全反射镜(由于提供两个照相机36、38)并且不允许部分光通过之外，分束器48、50和反射镜组件52产生的光学路径的构造与在美国专利No.5,060,063中揭示的路径实质上相似。
参考图3，说明照相机36和透镜组件40。如上所述，照相机38与照相机36在构造上可以相同。另外，透镜组件42的构造与透镜组件40在构造上可以相同。因此，照相机36和透镜组件40的下面的说明通常分别适用于照相机38和透镜组件42，并且如上所述，该种组件可以被称为照相机组件或视频探测器。如示意性示出的，透镜组件40包括机壳56、在机壳内设置的一对透镜58、60以及在透镜之间设置的光圈(未示出)。透镜58、60共同提供透镜组件40的焦阑性能。集合的透镜组件40还可以被称为“透镜”，这里其被特定地称为焦阑透镜组件。
该布置是这样的：从反射镜组件52反射的光被直接引导到透镜组件40。一旦在透镜组件40中，光通过透镜58、通过光圈(未示出)、通过第二透镜60，并到达照相机36的光敏区域，在该区域形成图像。在一个实施例中，照相机的CCD读取器可以包括电子快门。部分地由于焦阑透镜组件，照相机36被设计为观看全部预定的区域而不展示图像四周或附近的失真。
如图3所示，照相机36由机壳56支撑，照相机36可以被螺纹地连接至透镜组件40的机壳56。透镜组件40的机壳56和照相机36的机壳62互相在轴向校准，使得由线64以放射性形式指示的图像被正确导向照相机。将透镜组件40的机壳54适当地固定于成像系统的框架54。
该布置是这样的：当拍摄电路板26的图像时，照明装置44向各个分束器48产生强的光。分束器48将光反射到电路板26，然后被反射回反射镜组件52。反射镜组件52引导光通过透镜组件40并到达照相机36，照相机36捕获电路板26的预定区域的图像。例如，该图像可以被电子存储或实时使用使得图像可以由控制器14处理和分析以检测故障焊料沉积或校准电路板26和模板18。
类似地，当拍摄模板18的图像时，照明装置46产生被引导到各个分束器50的光束。然后该光被引导到模板18并通过分束器50反射回反射镜组件52。然后，该光被引导到焦阑透镜组件42并到达捕获模板18的预定区域的图像的照相机38。一旦被捕获，就可以为了检测的目的(例如，检测模板中的被堵塞的缝隙)，由控制器14分析模板18的区域，或为了校准的目的，将模板18的区域与电路板26的区域相比较。下面将参考结构识别程序的描述更具体的说明成像系统32的检测性能。
如上所述，关于捕获电路板的区域的图像，照明装置44被配置以沿着或平行于轴A引导光，轴A与电路板的平面正交。从而，照相机38适于仅捕获从电路板26上的表面反射的光的图像，该表面与发射到电路板的光的方向垂直。当将光从光学路径反射开时，不规则的、圆形的或有刻面的表面(即和电路板的平面具有角度的焊膏沉积的表面)倾向于变得不太突出。
现在转向图4，存在一般以70表示的本发明实施例的离轴照明组件，在最底下的分束器48上或在其邻近处安装该离轴照明组件。如下面将更具体说明的，离轴照明组件70被配置以通常沿着或平行于轴B引导光线，轴B和由轴上照明装置产生的光的轴A具有角度(例如，30度到60度之间)地延伸。离轴照明组件70被设计以补充由轴上照明装置提供的直接的照明，从而提供间接的光以更清楚的看到电路板上的圆形和有刻面的或其它不规则表面。如所示出的，离轴照明组件70被设置在使用两个照相机36、38的成像系统32上。然而，如图5所示，离轴照明组件70可以被设置在仅使用一个照相机36的成像系统34中，并且其也落入本发明的范围中。无论使用单独的或两个照相机装置，控制器14都适于控制成像系统34的运动以捕获电路板26的图像。
在某些实施例中，离轴照明组件70的一个方面是该组件可以被配置以具有非常低的或窄的外形以安装在分束器48和基板(例如，电路板26)之间的空间内。离轴照明组件70被设计来以非常近的工作距离将光引导到电路板26上，同时保持对入射的局部角度以及穿过目标区域的光的分配与平衡的控制。离轴照明组件70被进一步设计以主要通过衍射引导光。
如图6所示，并且另外参考图7A、7B、8A和8B，离轴照明组件70包括矩形形状的安装托架72，安装托架72具有适于保护离轴照明组件的可操作部件的四个侧轨72a、72b、72c、72d。在一个实施例中，安装托架72可以是由合适的轻型材料(例如，铝)制成的。可以提供其它可选择的轻型材料，例如塑料或合适的金属合金。通过例如窝头螺丝(未示出)的合适的固定装置穿过连接孔71将安装托架72连接到分束器48正下方的成像系统32的框架54。安装托架72不仅支撑离轴照明组件70的部件，而且进一步用作吸热设备以吸收离轴照明组件产生的热量。将pcb(印刷电路板)基板74固定为向下面对安装托架72的表面以对离轴照明组件70提供电能，下面将更具体地说明其特定构造。
安装托架72可以进一步包括狭槽75以使光(如对于3D三角测量使用的光)以一个角度通过并到达需要成像的区域。安装托架72还可以经由紧密公差有线通道81为经由连接到离轴照明组件的进料线提供应变消除(stain relief)以最小化短路的可能性，该紧密公差有线通道81具有pcb基板上的倒角的减缓。
在某些实施例中，离轴照明组件70包括体现发光二极管的光产生模块，以76表示每一个光产生模块，将参考图13更具体的说明光产生模块的构造。发光二极管76被固定(例如锡焊)到pcb基板74的面向底部的表面，并且如图8A、8B、10A、10B及11最佳示出的，将发光二极管76沿着安装托架72的轨道的长度方向均匀隔开。pcb基板74与电源(未示出)电联系以对发光二极管76提供电能。沿着与光学路径的垂直轴A垂直的通常水平平面设置发光二极管76。发光二极管76沿着水平平面互相校准，但不校准电路板26。下面将更具体地说明将发光二极管76产生的光引导向电路板26的方式。
离轴照明组件70进一步包括固定到覆盖发光二极管76的安装托架72的透镜78。例如，以80表示的开口在透镜78的四个角形成以使用在安装托架和透镜之间设置的pcb基板74例如通过平头螺丝钉(未示出)将透镜固定到安装托架72。如上所述，安装托架72进一步包括多个进料线连接孔81以向pcb基板74提供电联系。透镜78是透明的或半透明的，并且在某些实施例中是由丙烯酸树脂玻璃制成的。例如，透镜78可以由透明的丙烯酸树脂制成以减少物体的闪耀。当使用透明的丙烯酸树脂时，保持引导光的透镜78的衍射的特性和能力。当由丙烯酸树脂材料制成透镜时，透镜可以被注模，其中需要至少1°的斜度(draft)。
透镜78包括四个洞，以82表示的每一个洞提供用于发光二极管76的沿着透镜的每一个侧面的长度的空间。洞82也在图10A、10B和11中被示出。图10A示出在安装托架72的轨道上的发光二极管的定位。布置是这样的：安装托架72、pcb基板74、发光二极管76及透镜共同定义矮的外形组件，该组件适于分束器48和电路板26之间提供的相对小的空间内。在某些实施例中，全部组件具有大约7mm的厚度，离轴照明组件70和电路板26之间的微小间距大约是5mm。除了将光以指定的角度引导到电路板26的预定区域，透镜78还被设计来封住并保护发光二极管76和pcb基板74。
特别参考图9A和9B，透镜78的每一个洞82具有折射表面84，其适于引导来自发光二极管76的光通过折射表面84和86并到达电路板26。特定地，引导到折射表面84和86的光通常沿着或平行于轴B被折射到基板(电路板26)的预定区域从而提供关于观察轴A的离轴照明。如所示出的，每一个洞82按大小制造以在洞内充裕地接受发光二极管。折射表面84向与pcb基板74的下侧匹配的透镜78的表面86倾斜。在一个实施例中，折射表面84的折射指数大约是1.49。可以使通过折射表面84和86引导的光沿着平行路径前行以提供不变的照明角度，或者可以使通过折射表面84和86引导的光沿着用于区域位置决定的角度的扇形路径前行。如所示出的，透镜78具有大约3mm的厚度。
如图11所示，在一个实施例中，由离轴照明组件70产生的光沿着通常窄扇形图形前行。可以更改折射表面84和86的角度以改变光传播的角度，可以进一步处理透镜表面以包括多个角度、刻面和/或曲率。例如，可以以同心或弯曲的Fresnel形切面布置发光二极管76和折射表面84，或可以以线形、棱柱形来布置。沿通常向上方向传播的、由每一个发光二极管76产生的光的一部分被在发光二极管的前面的pcb基板74的下部设置的反射表面88反射开。例如，反射表面88可以是pcb基板74的裸材料(bare material)。在其它实施例中，反射表面88可以由遮光板材料(mask material)或墨制成。在某些其它实施例中，反射材料可以是裸铜或镀金铜、或具有镀金铜的线(trace)或垫(pad)。使用镀金铜，对于一致的反射性能防止氧化。在其它实施例中，反射表面88可以是分别应用了箔、乙烯树脂、纸或这些材料的组合。例如，可以通过使用胶或压敏材料连接反射表面88。可选择地，如果需要，可以通过变黑的表面吸收发光二极管76产生的杂光。
关于示出的实施例，透镜78的折射表面84关于垂直轴大概是55°。每一个发光二极管76产生大致椭圆圆锥体形的光。从而，引导到折射表面84和反射表面88的光适于被引导到印刷电路板26的目标或预定区域上。如果需要，可以通过反射或由变黑的表面吸收而改变发光二极管76产生的任何杂光的方向。
应该理解，在本发明的这些益处下，本领域技术人员可以以多种方式布置发光二极管76。例如，虽然全部附图说明了矩形配置，但是当然其它形状的配置也考虑。在一个实施例中，包括绕着环形定位的发光二极管的圆形安装托架可以被设置，并且其也落入本发明的范围内。在另一实施例中，安装托架可以是椭圆形的。然而，离轴照明组件70的矩形(例如，正方形)提供最小的物理尺寸，并且还向需要成像的预定区域提供最佳离轴角度的光。还应该理解，根据成像系统使用两个照相机(见图4)或一个照相机(见图5)，可以配置第二离轴照明组件以照亮模板18。
参考图11，示出引导到电路板26上的发光二极管76产生的扇形光90。由绕着安装托架72设置的每一个发光二极管76产生扇形光90以在电路板26上扩散离轴光。从折射表面84和86和反射表面88引导的光提供扇形光90，扇形光90一般沿着或实质上平行于轴B延伸，以和观察轴A和轴上照明组件70产生的光具有某个角度设置轴B。离轴照明组件70产生的扇形光90更好地照亮了焊膏的不规则表面或其它在电路板26上沉积的物质。图12说明离轴照明组件产生的扇形光90和轴上照明组件产生的轴上光。
图13A-13D分别说明在离轴照明组件70中使用的单个发光二极管76的前视图、顶视图、底视图和侧视图。如所示出的，每一个发光二极管76包括输出面92和电接触器94。输出面92是通过其发光的表面。电接触器94被固定(例如，通过锡焊)到在pcb基板中形成的电路线(circuit trace)上并与电路线电联系。在一个实施例中，发光二极管76密歇根州的底特律市的Nichia公司以型号NASW008B销售的类型，其具有有1500mcd的平均亮度的U2和V1等级的亮度。
现在转向图14，一般以100指出用于将焊膏分配到电路板的电子焊盘的方法。如所示出的，在102，例如经由传送机系统将印刷电路板传送到模板印刷机。参考图1，经由传送轨道将电路板传送到印刷套(print nest)。一旦被传送，将电路板定位在支撑组件的顶部上的印刷套内，然后使用成像系统将电路板与模板精确地校准，并通过支撑组件将电路板升高从而将电路板保持在印刷位置。然后，在104，将分配器降低以啮合模板从而在电路板上沉积焊膏。一旦完成印刷，就可以检测电路板和/或模板。当电路板被传送到印刷套区域或从印刷套区域传送出时可以同时并独立地执行模板检测。
特定地，在106，通过使用轴上光照亮预定区域来对电路板(或模板)的预定区域进行成像。同时，在108，可以使用离轴光照亮该预定区域。一旦电路板(或模板)被充分照亮，在110，照相机就捕获该区域的图像。
随后，对电路板或模板的随后的区域进行成像。通过从第一预定区域运动到第二预定区域来执行对电路板的多个预定区域的成像。在控制器的指导下，例如为了检查的目的，成像系统继续运动到其它预定区域以捕获图像。在其它实施例中，替代捕获电路板的图像，或除了捕获电路板的图像之外，该方法可以包括捕获模板的区域的图像。
在一个实施例中，可以使用成像系统32以执行结构识别方法，例如授予Prince的美国专利No.6,738,505揭示的名称为“METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING SOLDERPASTE DEPOSITS ON SUBSTRATES”中的方法，本发明的受让人拥有该专利并且将该专利并入本文作为参考。授予Prince的美国专利No.6,891,967，名称为“SYSTEMS AND METHODSFOR DETECTING DEFECTS IN PRINTED SOLDER PASTE”(本发明的受让人也拥有该专利，并且该专利也被并入本文作为参考)延伸了美国专利No.6,738,505的教导。详细地，这些专利教导了结构识别系统，用于确定焊膏是否被恰当地沉积在位于电路板上的预定区间，例如，铜接触焊盘。
参考图15，在一个实施例中，显示丝网印刷机30，用于检查具有沉积在其上的物质202的基板200。基板200可以体现为印刷电路板(例如，电路板12)、晶片或相似的平面，并且物质202可以体现为焊膏或其他粘性材料，例如胶、密封剂、底层填料以及其他适于将电子器件连接到印刷电路板或晶片的金属焊盘的组装材料。如图16和17所示，基板200具有有兴趣的区间204和接触区间206。例如，基板200进一步包括轨道(trace)208和孔(vias)210，其用于相互连接装配到基板上的器件。图16表示没有物质沉积在任何接触区间206的基板200。图17表示具有分布在接触区间206上的例如焊膏沉积的物质202的基板200，。在基板200上，接触区间206分布在指定的有兴趣的区间204。
图17示出与接触区域206不重合的焊膏沉积物202。如所示出的，每一个焊膏沉积物202都部分地接触一个接触区域206。为了确保良好的电接触并且为了防止邻近接触区域(例如，铜接触焊盘)之间的搭桥，应该在特定的公差内将焊膏沉积物校准各个接触区域。美国专利No.6,738,505和No.6,891,967揭示的该类型的结构识别方法检测接触区域上的没有校准的焊膏，作为结果，通常提高了基板的生产收益。
图17表示焊膏沉积202和接触区间206的误校准。如图所示，每一个焊膏沉积202部分接触接触区间206之一。为了确保良好的电接触以及防止例如铜接触焊盘的相邻接触区间之间的桥接，焊膏沉积应该在特定的容差内与各个接触区间校准。在美国专利第6738505号和6891967号中公开的类型的结构识别方法检测在接触区间的误校准的焊膏沉积，并且结果通常提高基板的制造产量。
参考图15，在一个实施例中，用于焊膏结构识别的方法包括使用成像系统32来捕获具有沉积在其上的物质202的基板200的图像。成像系统32可以配置为发送实时模拟或数字信号212至恰当的数字通信端口或专用的帧接收器214。数字端口可以包括公知的USB、以太网或Firewire(IEEE 1394)的类型。实时信号212对应于其上沉积了物质的基板200的图像。一旦接收，该端口或帧接收器214创建可以显示在监视器218上的图像数据216。在一个实施例中，图像数据216被划分为预定数目的像素，每个像素具有从0到255灰阶的亮度值。在一个实施例中，信号212表示基板200和沉积在其上物质202的的实时图像信号。然而，在另一个实施例中，如果需要，图像被存储在本地存储器并且根据请求发送至控制器14。
该端口或帧接收器214电连接至包括处理器220的控制器。处理器220计算物质202的图像216中的结构的统计变化。物质202的图像216中的结构变化的计算独立于基板200上的非物质背景特征的相对亮度，由此使得处理器220能够确定基板上物质的位置，并且比较物质的位置和期望的位置。在一个实施例中，如果期望的位置和物质202的实际位置之间的比较出现超过预定阈值的误校准，处理器220反应为自适应的手段来减小或消除误差，并且可以通过控制器触发告警或弹出基板。控制器14电连接至模板印刷机10的驱动马达222来帮助模板18和基板的校准以及涉及印刷过程的其他动作。
控制器14是控制环224的一部分，控制环224包括模板印刷机10的驱动马达222、成像系统32、帧接收器214及处理器220。如果物质202与接触区域206不重合，则控制器14发送信号来调整模板18的校准。
控制器14是控制循环224的部分，控制循环224包括模板印刷机10的驱动马达222、成像系统32、帧接收器214以及处理器220。如果物质202与接触区间206误校准，控制器14发送信号来调整模板18的校准。
因此，应该注意到，本发明的成像系统32特别适合在如执行结构识别方法需要的各种条件下捕获均一地被照明的图像，并且提供有效的实时、闭环控制。并且，由于由离轴照明系统提供的附加的光能够更加缩短曝光时间，因此成像系统能够更快速的对感兴趣的区域(预定区域)进行成像，从而能够更快速地分析数据。
在操作过程中，当在基板上沉积物质时，沉积的物质的图像被捕获。在一个实施例中，物质是焊膏，基板是印刷电路板。具有物质的基板的图像可以被实时捕获或者从控制器14的存储器提取。图像被发送到控制器14的处理器220，其中检测图像中的结构变化。这些结构变化用于确定基板上物质的位置。处理器220被编程来比较物质的特定位置和基板的预定位置。如果变化在预定界限内，处理器220可以反应为自适应的手段来细化处理。如果变化在预定界限之外，可以应用恰当的恢复手段，例如弹出基板、终止过程或触发告警。如果检测到故障，控制器14被编程以执行这些功能的一个或多个。
在一个实施例中，模板18和/或电路板26可以相对于成像系统32以分别拍摄模板和电路板的图像。例如，模板18可以远离印刷套平移(translate)并且在静止的成像系统32的上面或下面运动。相似地，电路板26可以穿梭往复地远离印刷套并且在成像系统32上面或下面运动。然后成像系统32的照相机(例如，照相机36)可以以上述方式拍摄模板和/或电路板的图像。
在另一个实施例中，成像系统可以应用于设计用于在例如印刷电路板的基板上分配例如焊膏、胶、密封剂、底层填料以及其他组装材料的粘性或半粘性材料的分配器。这样的分配器是Speedline技术公司销售的、商标为的类型。
应该注意到，通过增加更多的离轴照明增加了反射率，从而拙劣形状的焊膏的不规则或非直角的表面的相对亮度沉积。通过增加离轴照明，来自这些表面的分散光的最强分量更倾向于被引导到光学观察路径，在该路径中，该光可以被成像系统32搜集并使用以生成图像。离轴照明组件提供的增加效率的照明减少了获取图像需要的时间。
离轴照明发明的实施例的离轴照明组件70被设计来补充轴上照明的不足，其中离轴照明倾向于强调不规则的、成角的、有刻面或不能构成理想焊膏表面的其它问题，单独使用轴上照明不能有效照明或充分照射该表面。本发明的实施例的组件70具有矮的外形，从而足够小到能安装在现有的视觉探测器硬件和电路板或需要照明的其它表面之间的可用的有限空间内。应该注意，必须提供充分的另外的间隙，以确保具有非平面的几何形状或在其上安装有部件的电路板上的检测系统的运动不会发生碰撞。离轴照明组件能够以非常近的工作距离将光引导到电路板或其它表面，而且保持对入射的局部角度以及穿过目标区域的光的分配和平衡的控制。
作为结果，本发明实施例的离轴照明组件70的供给提高了二维焊膏检测的能力，特别是存在决非理想的焊膏沉积几何形状的情况下。在某些应用中，该情况可以存留并几乎稳定，而不产生不利地影响随后的处理的重大的缺陷。然而，拙劣限定的焊膏沉积物通常表示重大缺陷的存在，并且如果没有检查出来，可能最终导致灾难性的电路板缺陷。离轴照明组件被特定地设计以提供检查该种缺陷的能力。
在其它实施例中，应该看到，离轴照明组件70可以被用于将离轴照明引导到模板18。特定地，与组件70相同的离轴照明组件可以以在分束器48上安装组件70的相同方式被配置或装配在分束器50上。
虽然参考特定实施例已经示出并描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，不脱离仅限于随后的权利要求的本发明的范围，可以进行在形式上和细节上的各种改变。

Claims (27)

1.一种用于将焊膏沉积到电子基板的表面上的模板印刷机，所述模板印刷机包括：
框架；
连接到所述框架的基板支撑件，所述基板支撑件被构造和布置以支撑所述电子基板；
连接到所述框架的模板，所述模板具有多个在所述模板中形成的缝隙；
连接到所述框架的分配器，所述模板和所述分配器被构造和布置以将焊膏沉积到所述电子基板上；
被构造并布置以捕获所述电子基板的图像的成像系统，所述成像系统包括：
照相机组件，
适于产生沿着第一轴的光的轴上照明组件，所述第一轴与所述电子基板的所述表面垂直，
适于产生沿着第二轴的光线的离轴照明组件，所述第二轴相对于所述第一轴呈一定角度地延伸，所述离轴照明组件包括光产生模块和用于引导光线到所述电子基板的透镜，所述透镜和所述光产生模块是可分离的部件，但是所述透镜具有洞，所述洞的大小适合于在所述洞内容纳所述光产生模块，其中所述离轴照明组件被配置为具有非常低或窄的外形，并且其中所述离轴照明组件被设计来以非常近的工作距离将光引导到所述电子基板上，同时保持对入射的局部角度以及穿过目标区域的光的分配与平衡的控制，及
适于支撑所述离轴照明组件的所述光产生模块和所述透镜的安装托架；
以及
连接到所述成像系统的控制器，所述控制器被构造和布置来控制所述成像系统的运动以捕获图像，
其中所述成像系统用于在所述模板和所述基板支撑件之间操作。
2.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中，所述成像系统的所述轴上照明组件进一步包括适于在所述轴上照明组件、所述电子基板及所述照相机组件之间引导光的光学路径。
3.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中，所述光产生模块包括至少一个发光二极管。
4.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中，所述透镜包括一个或多个折射表面，所述折射表面适于沿着指定路径引导来自所述光产生模块的光。
5.根据权利要求2所述的模板印刷机，其中，所述照相机组件包括照相机和适于将图像引导到所述照相机的透镜组件。
6.根据权利要求2所述的模板印刷机，其中，所述光学路径包括分束器和反射镜。
7.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中，所述轴上照明组件包括至少一个发光二极管。
8.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中，所述成像系统被构造并布置以捕获区域内的所述电子基板的焊盘上的焊膏的图像。
9.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中，所述控制器包括处理器，所述处理器被编程来执行所述电子基板的结构识别以确定所述电子基板的焊盘上的焊膏沉积的精度。
10.一种用于捕获电子基板的表面的图像的成像系统，所述成像系统包括：
机壳，所述机壳包括安装托架；
连接到所述机壳的照相机组件，所述照相机组件适于捕获所述电子基板的图像；
连接到所述机壳的轴上照明组件，所述轴上照明组件适于产生沿着第一轴的光，所述第一轴与所述电子基板的所述表面垂直；以及
连接到所述机壳的所述安装托架的离轴照明组件，所述离轴照明组件适于产生沿着第二轴的光线，所述第二轴相对于所述第一轴呈一定角度地延伸，所述离轴照明组件包括光产生模块和用于引导光线到所述电子基板上的透镜，所述透镜和所述光产生模块是可分离的部件，但是所述透镜具有洞，所述洞的大小适合于在所述洞内容纳所述光产生模块，所述光产生模块和所述透镜由所述安装托架支撑，其中所述离轴照明组件被配置为具有非常低或窄的外形，并且其中所述离轴照明组件被设计来以非常近的工作距离将光引导到所述电子基板上，同时保持对入射的局部角度以及穿过目标区域的光的分配与平衡的控制，
其中所述成像系统用于在模板印刷机的模板和基板支撑件之间操作。
11.根据权利要求10所述的成像系统，进一步包括适于在所述轴上照明组件、所述电子基板及所述照相机组件之间引导光的光学路径。
12.根据权利要求10所述的成像系统，其中，所述光产生模块包括至少一个发光二极管。
13.根据权利要求10所述的成像系统，其中，所述透镜包括折射表面，所述折射表面适于引导来自所述光产生模块的光以产生所述光线。
14.根据权利要求11所述的成像系统，其中，所述光学路径包括至少一个分束器和反射镜。
15.根据权利要求11所述的成像系统，其中，所述照相机组件包括照相机和适于将图像引导到所述照相机的透镜组件。
16.根据权利要求11所述的成像系统，其中，所述轴上照明组件包括至少一个发光二极管。
17.根据权利要求11所述的成像系统，其中，所述成像系统被构造并布置以捕获电子基板的焊盘上的焊膏的图像。
18.一种用于将焊膏分配到电子基板的表面上的方法，所述方法包括：
将电子基板传送到模板印刷机；
支撑所述电子基板；
使用模板执行印刷操作以将焊膏印刷到所述电子基板的所述表面上；
将成像系统定位在所述模板和所述电子基板之间；
使用轴上光照亮所述电子基板的至少一个区域，所述轴上光沿着第一轴延伸，所述第一轴与所述电子基板的所述表面垂直；
使用用于引导沿着第二轴延伸的来自光产生模块的离轴光到所述电子基板上的透镜照亮所述电子基板的所述至少一个区域，所述第二轴相对于所述第一轴呈一定角度地延伸，其中，所述透镜和所述光产生模块是可分离的部件，但是所述透镜具有洞，所述洞的大小适合于在所述洞内容纳所述光产生模块，其中所述离轴照明组件被配置为具有非常低或窄的外形，并且其中所述离轴照明组件被设计来以非常近的工作距离将光引导到所述电子基板上，同时保持对入射的局部角度以及穿过目标区域的光的分配与平衡的控制；以及
使用所述成像系统捕获所述电子基板的所述至少一个区域的图像。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
将所述电子基板定位到印刷位置；以及
将模板定位到所述电子基板上。
20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括将所述成像系统从捕获第一区域的图像的第一位置移动到捕获第二区域的图像的第二位置。
21.根据权利要求18所述的方法，进一步包括执行所述电子基板的所述至少一个区域的结构识别序列，以确定所述电子基板的焊盘上的焊膏沉积的精度。
22.根据权利要求18所述的方法，进一步包括使用离轴光照亮所述电子基板的所述至少一个区域，所述离轴光沿着第三轴延伸，所述第三轴相对于所述第一轴呈一定角度地延伸。
23.一种用于将焊膏沉积到电子基板的表面上的模板印刷机，所述模板印刷机包括：
框架；
连接到所述框架的模板，所述模板具有多个在模板中形成的缝隙；
连接到所述框架的基板支撑件，所述基板支撑件被构造和布置以支撑电子基板；
连接到所述框架的分配器，所述模板和所述分配器被构造和布置以将焊膏沉积到所述电子基板上；
被构造并布置以捕获所述电子基板的图像的成像系统，所述成像系统包括：
照相机组件，
适于产生沿着第一轴的光的轴上照明组件，所述第一轴与所述电子基板的所述表面垂直，所述轴上照明组件包括适于在所述轴上照明组件、所述电子基板及所述照相机组件之间反射光的光学路径，
用于产生沿着第二轴的光线的部件，所述第二轴相对于所述第一轴呈一定角度地延伸，用于产生光线的所述部件包括光产生模块和用于引导所述光线到所述电子基板上的透镜，所述透镜和所述光产生模块是可分离的部件，但是所述透镜具有洞，所述洞的大小适合于在所述洞内容纳所述光产生模块，其中用于产生光线的所述部件被配置为具有非常低或窄的外形，并且其中用于产生光线的所述部件被设计来以非常近的工作距离将光引导到所述电子基板上，同时保持对入射的局部角度以及穿过目标区域的光的分配与平衡的控制，及
适于支撑用于产生光线的所述部件的所述光产生模块和所述透镜的安装托架；以及
连接到所述成像系统的控制器，所述控制器被构造和布置来控制所述成像系统的运动以捕获图像，
其中所述成像系统用于在所述模板和所述基板支撑件之间操作。
24.根据权利要求23所述的模板印刷机，其中，用于产生光线的所述部件包括离轴照明组件。
25.根据权利要求23所述的模板印刷机，其中，所述光产生模块包括发光二极管。
26.根据权利要求23所述的模板印刷机，其中，所述透镜包括适于引导来自所述光产生模块的光以产生所述光线的至少一个表面。
27.根据权利要求23所述的模板印刷机，其中，所述照相机组件包括照相机和适于将图像引导到所述照相机的透镜组件。
CN201510354247.8A 2006-02-01 2007-02-01 离轴照明组件及方法 Active CN105101657B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/345,432 US7458318B2 (en) 2006-02-01 2006-02-01 Off-axis illumination assembly and method
US11/345,432 2006-02-01
CNA2007800056382A CN101384897A (zh) 2006-02-01 2007-02-01 离轴照明组件及方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800056382A Division CN101384897A (zh) 2006-02-01 2007-02-01 离轴照明组件及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105101657A CN105101657A (zh) 2015-11-25
CN105101657B true CN105101657B (zh) 2018-10-26

Family

ID=38191377

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510354247.8A Active CN105101657B (zh) 2006-02-01 2007-02-01 离轴照明组件及方法
CNA2007800056382A Pending CN101384897A (zh) 2006-02-01 2007-02-01 离轴照明组件及方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800056382A Pending CN101384897A (zh) 2006-02-01 2007-02-01 离轴照明组件及方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7458318B2 (zh)
KR (1) KR101380359B1 (zh)
CN (2) CN105101657B (zh)
DE (1) DE112007000238B4 (zh)
GB (1) GB2447822B (zh)
IL (1) IL193039A (zh)
WO (1) WO2007089917A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7710611B2 (en) 2007-02-16 2010-05-04 Illinois Tool Works, Inc. Single and multi-spectral illumination system and method
US7861650B2 (en) * 2007-04-13 2011-01-04 Illinois Tool Works, Inc. Method and apparatus for adjusting a substrate support
US8590447B2 (en) * 2009-07-02 2013-11-26 Museum Of Science System and method for self-administering automated hand-markings
US9493022B2 (en) * 2009-08-05 2016-11-15 Cornell University Methods and apparatus for high-throughput formation of nano-scale arrays
US7845541B1 (en) * 2009-12-01 2010-12-07 Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. Soldering apparatus and soldering method
JP4873100B2 (ja) * 2010-03-11 2012-02-08 Ｊｆｅスチール株式会社 表面検査装置
PL2646422T3 (pl) 2010-12-01 2015-12-31 Poxel Rozdział enancjomerów pochodnych triazyny z zastosowaniem kwasu winowego
JP5565384B2 (ja) * 2011-06-29 2014-08-06 パナソニック株式会社 スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷装置における画像認識方法
US11176635B2 (en) 2013-01-25 2021-11-16 Cyberoptics Corporation Automatic programming of solder paste inspection system
US8939074B2 (en) 2013-03-12 2015-01-27 Illinois Tool Works Inc. Color-based linear three dimensional acquisition system and method
US9743527B2 (en) * 2013-08-09 2017-08-22 CyberOptics Corporaiton Stencil programming and inspection using solder paste inspection system
US9370925B1 (en) 2015-03-25 2016-06-21 Illinois Tool Works Inc. Stencil printer having stencil shuttle assembly
US9370924B1 (en) 2015-03-25 2016-06-21 Illinois Tool Works Inc. Dual action stencil wiper assembly for stencil printer
US10703089B2 (en) 2015-04-07 2020-07-07 Illinois Tool Works Inc. Edge lock assembly for a stencil printer
US10723117B2 (en) 2015-04-07 2020-07-28 Illinois Tool Works Inc. Lift tool assembly for stencil printer
US9370923B1 (en) 2015-04-07 2016-06-21 Illinois Tool Works Inc. Lift tool assembly for stencil printer
CN107505318A (zh) * 2017-07-21 2017-12-22 芜湖雅葆轩电子科技股份有限公司 Pcba板钢网透光测试方法
US11318549B2 (en) 2019-06-13 2022-05-03 Illinois Tool Works Inc. Solder paste bead recovery system and method
US20200391530A1 (en) 2019-06-13 2020-12-17 Illinois Tool Works Inc. Multi-functional print head for a stencil printer
US11247286B2 (en) 2019-06-13 2022-02-15 Illinois Tool Works Inc. Paste dispensing transfer system and method for a stencil printer
KR20220033259A (ko) 2020-09-09 2022-03-16 정희이앤지(주) 교각 수중 받침구조물의 절단을 위한 와이어 쏘 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5058178A (en) * 1989-12-21 1991-10-15 At&T Bell Laboratories Method and apparatus for inspection of specular, three-dimensional features
US6198529B1 (en) * 1999-04-30 2001-03-06 International Business Machines Corporation Automated inspection system for metallic surfaces
US6891967B2 (en) * 1999-05-04 2005-05-10 Speedline Technologies, Inc. Systems and methods for detecting defects in printed solder paste

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US34615A (en) 1862-03-04 Improvement in cartridges for fire-arms
US4924304A (en) 1987-11-02 1990-05-08 Mpm Corporation Video probe aligning of object to be acted upon
US5278012A (en) 1989-03-29 1994-01-11 Hitachi, Ltd. Method for producing thin film multilayer substrate, and method and apparatus for detecting circuit conductor pattern of the substrate
US5060063A (en) * 1990-07-30 1991-10-22 Mpm Corporation Viewing and illuminating video probe with viewing means for simultaneously viewing object and device images along viewing axis and translating them along optical axis
DE4222804A1 (de) 1991-07-10 1993-04-01 Raytheon Co Einrichtung und verfahren zur automatischen visuellen pruefung elektrischer und elektronischer baueinheiten
US5157438A (en) * 1992-02-04 1992-10-20 Dek Printing Machines Limited Workpiece support and clamping means
GB9323978D0 (en) * 1993-11-22 1994-01-12 Dek Printing Machines Ltd Alignment systems
US5943089A (en) * 1996-08-23 1999-08-24 Speedline Technologies, Inc. Method and apparatus for viewing an object and for viewing a device that acts upon the object
GB2323664A (en) * 1997-03-25 1998-09-30 Dek Printing Machines Ltd Viewing and imaging systems
DE19728144C2 (de) * 1997-07-02 2001-02-01 Ekra Eduard Kraft Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Testmustern
US6738505B1 (en) * 1999-05-04 2004-05-18 Speedline Technologies, Inc. Method and apparatus for detecting solder paste deposits on substrates
GB2377908A (en) 2001-05-31 2003-01-29 Blakell Europlacer Ltd Screen printer for PCB with alignment apparatus
US7239399B2 (en) * 2001-11-13 2007-07-03 Cyberoptics Corporation Pick and place machine with component placement inspection
US7028391B2 (en) * 2002-06-19 2006-04-18 Speedline Technologies, Inc. Method and apparatus for supporting a substrate
US20040238003A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Gerald Pham-Van-Diep Stencil cleaner for use in the solder paste print operation
GB2403003B (en) 2003-06-19 2006-06-07 Dek Int Gmbh Inspection system for and method of inspecting deposits printed on workpieces
US20070102477A1 (en) 2005-11-10 2007-05-10 Speedline Technologies, Inc. Imaging system and method for a stencil printer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5058178A (en) * 1989-12-21 1991-10-15 At&T Bell Laboratories Method and apparatus for inspection of specular, three-dimensional features
US6198529B1 (en) * 1999-04-30 2001-03-06 International Business Machines Corporation Automated inspection system for metallic surfaces
US6891967B2 (en) * 1999-05-04 2005-05-10 Speedline Technologies, Inc. Systems and methods for detecting defects in printed solder paste

Also Published As

Publication number Publication date
IL193039A0 (en) 2009-02-11
DE112007000238T5 (de) 2009-04-23
WO2007089917A1 (en) 2007-08-09
GB2447822B (en) 2009-09-02
CN101384897A (zh) 2009-03-11
US7458318B2 (en) 2008-12-02
KR101380359B1 (ko) 2014-04-11
DE112007000238B4 (de) 2013-05-16
KR20080103516A (ko) 2008-11-27
GB0813496D0 (en) 2008-08-27
CN105101657A (zh) 2015-11-25
IL193039A (en) 2013-11-28
GB2447822A (en) 2008-09-24
US20070175343A1 (en) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105101657B (zh) 离轴照明组件及方法
CN101606448B (zh) 单一和多光谱照明系统和方法
US6385507B1 (en) Illumination module
CN109804238B (zh) 光学检查装置
US20070019186A1 (en) Apparatus for feature detection
CN105979706B (zh) 布线电路基板的制造方法以及检查方法
JP2008046103A (ja) 表面検査装置
EP1278853A2 (en) Listeria monocytogenes genome, polypeptides and uses
US6529624B1 (en) Apparatus for inspecting cream solder on PCB and method thereof
JP4987511B2 (ja) プリント配線板の検査装置
CN105979695B (zh) 布线电路基板的制造方法以及检查方法
JP7135297B2 (ja) 検査装置、検査システム、および検査方法
CN113219765A (zh) 一种光学成像系统
KR101079686B1 (ko) 영상인식장치 및 영상인식방법
KR101124567B1 (ko) 하이브리드 조명부를 포함하는 웨이퍼 검사 장치
WO2021099680A1 (en) An led matrix lighting device
JP2005283199A (ja) センサーユニットおよび該センサーユニットを用いた印刷状態検査装置
KR101314539B1 (ko) 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치
JP2005337725A (ja) 撮像装置用照明装置、表面実装機および部品検査装置
CN117330509A (zh) 一种光学外观检测设备
JPWO2021099680A5 (zh)
JP2002139440A (ja) パターン検査用照明装置
KR20090126066A (ko) 회로기판 검사용 조명 장치 및 이를 구비한 회로기판 검사장치
JP2002165118A (ja) 撮影装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant