CN1804547A - 自动光学检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于光学检测印制电路板(PCB)精细图案的自动光学检测装置，其包括：对PCB图案进行摄像的摄像部件；用于将光照射到PCB拍摄区的发光部件；以及安装在所述发光部件与所述PCB之间的光引导部件，用于会聚从所述PCB拍摄区偏离而将要损失的光，并将该会聚光导向所述PCB拍摄区。按照本发明的自动光学检测装置，抑制了检测PCB图案时的光损失，从而获得均匀的亮度。

Description

自动光学检测装置
技术领域
本发明涉及自动光学检测装置，具体涉及这样一种自动光学检测装置：在检测由膜或带形成的印制电路板(PCB)的图案时，该自动光学检测装置能防止光损失，并获得均匀的亮度。
背景技术
印制电路板(PCB)是用于液晶显示驱动集成电路(LCD driverIC)、存储器和大规模集成电路(LSI)之类的半导体集成电路(semiconductor IC)以及尺寸最小化产品的主要元件。最近几年以来，PCB由膜或带形成。
PCB中，广泛用到通常被称作为卷带自动结合(tape automaticbonding，TAB)板或薄膜覆晶(chip on film，COF)板的电路。在这种PCB中，通过曝光、显影及蚀刻工艺形成图案。随着最近发展更精细的半导体器件的趋势，PCB图案的尺寸做得非常小。因此，利用工作人员的眼睛来检测图案缺陷基本上是不可能的。所以，精确检测图案缺陷的是增强检测可靠性的重要因素，而增强检测可靠性正是自动光学检测装置的要点。
此外，在对图案宽度极度减小的TAB板和COF板进行检测时，由传统发光设备引起的亮度局限以及检测区的光均匀性具有非常重要的意义。但是，对于传统的发光设备而言，在光从光源到达待测物体之前，存在严重的光损失。由于所述的光损失，光强减弱。强度减弱后的光传输至图像传感器时，很难得到稳定的图像。
如图1所示，对于传统的发光设备而言，在将光照射到待测物体的表面上时，存在严重的光损失。
发明内容
本发明的示例性实施例涉及一种用于光学检测印制电路板(PCB)精细图案的自动光学检测装置。在一种实施例中，该自动光学检测装置可以包括：对PCB图案进行摄像的摄像部件；安装在摄像部件下方的发光部件，用于将光照射到PCB拍摄区；以及安装在发光部件与PCB之间的光引导部件，用于会聚从PCB拍摄区偏离而将要损失的光，并将该会聚光导向PCB拍摄区。
在另一实施例中，该自动光学检测装置可以包括：对PCB图案进行摄像的摄像部件；正对着摄像部件安装的发光部件，用于将光照射到PCB拍摄区；以及安装在发光部件与PCB之间的光引导部件，用于会聚从PCB拍摄区偏离而将要损失的光，并将该会聚光导向PCB拍摄区。
附图说明
图1用于解释传统自动光学检测装置所出现的光损失。
图2用于解释本发明一个实施例的自动光学检测装置。
图3用于解释具有含漫射膜的光引导部件的自动光学检测装置。
图4用于解释具有改进后的图3所示光引导部件的自动光学检测装置。
图5用于解释本发明另一个实施例的自动光学检测装置。
图6A示出了从存在光损失的传统自动光学检测装置获得的图像。
图6B示出了图6A所示图像亮度数据的曲线。
图7A示出了从改进的自动光学检测装置获得的图像，该自动光学检测装置具有用于防止光损失的光引导部件。
图7B是图7A所示图像亮度数据的曲线。
具体实施方式
下面，参照附图更详细地说明本发明的优选实施例。但是，本发明也能以不同方式实施，而不是局限于这里所说明的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使本发明的公开充分完整，并将本发明的保护范围完全传达给本领域的普通技术人员。说明书全文中，相同的附图标记表示相同的部件。
图2示出了本发明一个实施例的自动光学检测装置100。该自动光学检测装置100包括摄像部件110、发光部件120、光引导部件130以及图像处理器140。
摄像部件110是具有CCD线传感器112之类的图像传感器和镜头114的CCD照相机。该摄像部件110摄取印制电路板(PCB)14的图案以获得该PCB 14上的图像数据。将所获得的图像数据传送至图像处理器140。
图像处理器140包括典型的计算机系统，以控制和处理基于自动光学检测的常规操作。该图像处理器140从摄像部件110接收图像数据以检测PCB 14的图案是否正常。
发光部件120设置在摄像部件110下方，输出光以获得PCB 14的图案上的图像数据。该发光部件120的光源可以从由多个线性排列的发光二极管(LED)、直管荧光灯、卤素灯以及金属卤化物灯构成的组中选择。
光引导部件130，它是本发明中最重要的部件，设置在发光部件120与PCB 14之间。该光引导部件130会聚从PCB 14拍摄区(检测区)偏离而将要损失的光，并将该会聚光导向该PCB 14拍摄区(检测区)。
光引导部件130包括具有光通道132b的反射器132，该光通道132b的侧面由反射表面132a包围，且顶部和底部敞开着。经过反射器132的光通道132b之后，发光部件120的光照射到PCB 14拍摄区。偏离光通道132b的光被反射器132的反射表面132a反射，然后会聚至PCB 14拍摄区。该反射器132的反射表面132a可以由例如铝、银以及各种电镀材料之类的金属制成。毫无疑问，该反射器132自身可以由铝制成。
如上所述，自动光学检测装置100在结构上的特征在于光引导部件130，其通过折射式反射，改变从PCB拍摄区(检测区)偏离而将要损失的光的方向，并使该偏离的光射向拍摄区。按照上述的结构特征，显著减小了光的损失，从而增强了光的亮度。
如图3所示，可以在反射器132的反射表面132a上设置漫射膜134。该漫射膜134用于让从反射表面132a反射的光均匀照射至PCB 14拍摄区。该漫射膜134可以是片状膜或者是涂敷在反射表面上的膜。
漫射膜134漫射并散射从反射表面132a反射的光，以增大该光的亮度和反射角。因此，该漫射膜134使得照射至PCB 14的光的亮度均匀一致，即，增大了光的扩散率及亮度均匀性。换句话说，通过增大从反射表面132a反射的光的反射角且让该光更明亮地照射，漫射膜134有助于清楚地摄取精细电路图案的导线和导线之间的空隙。该漫射膜134可以从由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂和非晶态聚烯烃之类的半透明/透明树脂，玻璃之类的无机透明材料及其组合构成的组中选择一种材料而制成。
图4示出了具有改进的光引导部件的自动光学检测装置100。该自动光学检测装置100包括摄像部件110、发光部件120、光引导部件130以及图像处理器140，它们具有如图2所示的相同构造和功能，恕不再赘述。与图2所示反射器132不同的是，该光引导部件130的反射器132具有反射表面136，其上形成有凹面和凸面以散射光。与平的反射表面相比，具有这些凹面和凸面的反射表面136更有利于获得更均匀的亮度。
图5示出了采用透射光图像检测方法的自动光学检测装置100′。该自动光学检测装置100′包括摄像部件110、发光部件120、光引导部件130以及图像处理器140，它们具有如图2所示的相同构造和功能。这一实施例中，摄像部件110设置在印制电路板(PCB)上方，而发光部件120设置在PCB下方。光引导部件130设置在发光部件120与PCB之间。发光部件120输出透射光以获得PCB 14的图案上的图像数据。该透射光中，从PCB 14拍摄区偏离的光被光引导部件130反射并引导而照射至该PCB 14。该光引导部件130具有图2所示光引导部件的相同功能，也可以是图3或图4所示的光引导部件。
图6A示出了从存在光损失的传统自动光学检测装置获得的图像；图6B示出了图6A所示图像亮度数据的曲线。图7A示出了从改进的自动光学检测装置获得的图像，该自动光学检测装置具有用于防止光损失的光引导部件；图7B是图7A所示图像亮度数据的曲线。图6B和图7B中，Y轴表示光的亮度，X轴表示像素数。
图6B中的曲线非均匀性地形成于200级亮度附近。平均而言，图7B所示曲线的亮度比图6B所示曲线的亮度高40级。就图案成分的最大亮度而言，图7B所示曲线的亮度比图6B所示曲线的亮度至少高50级。而且，图7B所示曲线的亮度基本上是均匀一致的。因此，可以看出，亮度增强了20％，且亮度均匀性显著提高。
所述的PCB可以是膜板、TAB板或COF板。
按照改进的自动光学检测装置，减小了从发光部件发射的光的损失，从而增强印制电路板(PCB)拍摄区的亮度以及亮度均匀性。因此，在检测更精细的TAB或COF板时能获得最佳的图像。
尽管结合附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于此。对本领域技术人员来说，显然可以对本发明作各种替换、修改和变化，而没有背离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于光学检测PCB精细图案的自动光学检测装置，包括：
对PCB图案进行摄像的摄像部件；
安装在所述摄像部件下方的发光部件，用于将光照射到PCB拍摄区；以及
安装在所述发光部件与所述PCB之间的光引导部件，用于会聚从所述PCB拍摄区偏离而将要损失的光，并将该会聚光导向所述PCB拍摄区。
2.如权利要求1所述的自动光学检测装置，其中，所述光引导部件包括：
光通道，光沿着该光通道射向所述PCB拍摄区；以及
反射器，其安装得围绕所述光通道的周围，并具有反射表面，用于反射和会聚从所述光通道偏离的光。
3.如权利要求2所述的自动光学检测装置，其中，所述反射表面包括用于散射光的凹面和凸面。
4.如权利要求2所述的自动光学检测装置，其中，所述反射器还包括：
漫射膜，用于让从所述反射表面反射的光均匀照射至所述PCB拍摄区。
5.一种用于光学检测PCB精细图案的自动光学检测装置，包括：
对PCB图案进行摄像的摄像部件；
正对着所述摄像部件安装的发光部件，用于将光照射到PCB拍摄区；以及
安装在所述发光部件与所述PCB之间的光引导部件，用于会聚从所述PCB拍摄区偏离而将要损失的光，并将该会聚光导向所述PCB拍摄区。
6.如权利要求5所述的自动光学检测装置，其中，所述光引导部件包括：
光通道，光沿着该光通道射向所述PCB拍摄区；以及
反射器，其安装得围绕所述光通道的周围，并具有反射表面，用于反射和会聚从所述光通道偏离的光。
7.如权利要求6所述的自动光学检测装置，其中，所述反射表面包括用于散射光的凹面和凸面。
8.如权利要求6所述的自动光学检测装置，其中，所述反射器还包括：
半透明/透明漫射膜，用于让从所述反射表面反射的光均匀照射至所述PCB拍摄区。
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