CN1873295A - 一种检查印刷电路板的光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检查印刷电路板的光源装置，在检测PCB的外观时，需要由相机以扫描的方式将PCB的图像采入电脑，而在进行高速图像采集时，对曝光时间要求高，普通的自然光照远远不能达到照度的要求，所以要加以外部定点光。本发明采用红色LED按弧形排列，使光照均匀分布在PCB板上，本发明应用20％的散射光，80％的大角度直射光，能很好地消除成像时产生的眩光，而得到真实的PCB图像，同时，PCB的材质分为铜和树脂两种材料，为了更好的区分这两种材料，本发明对LED光源上进行了特殊的角度分布。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板的检测装置，尤其是涉及一种用于检查印刷电路板的光源装置。
背景技术
现今，印刷电路板(PCB)在电子器件领域已经有了广泛的应用，它们既用于像导弹和工业控制设备之类的大型设备中，也用于像电话、收音机和个人计算机等小型装置中。印刷电路板在经过曝光、腐蚀，形成电路后，会因各种原因造成缺陷，因此需要对电路板进行检查。
印刷电路板通常制成薄膜或卷带的形式。薄膜或卷带式PCB包括那些形成具有卷带自动接合基片的PCB和薄膜覆晶基片的PCB。在薄膜和卷带式PCB上，通过曝光、显影和蚀刻等制造工艺由基片生成电路图案，因为半导体器件正在逐步减小使这些电路图案更加精细，所以通过视觉检测来检测图案缺陷更加困难。因此，在提高PCB生产率时，确定印制的图案是正常的还是缺陷的非常重要。根据这些原因，考虑到欠检查会漏掉缺陷产品而过检查会将合格产品误认为劣质产品的结果是检测PCB外观中完全不利的因素，对用于PCB自动光学检测系统的需求日益增加。
目前，为了确认印刷电路板的制造及缺陷情况，一般需使用照相机和监视显示装置进行检查，用照相机拍摄或扫描所要检查的印刷电路板区域，并放大显示在显示装置上，从而很容易发现印刷电路板上的不良部位(如：焊接不良、薄膜脱落等)，但普通的自然光线远远不能达到亮度的要求，尤其在进行高速图像采集时，对曝光时间要求高，所以要在检查装置中设置光源，来照射被检查的印刷电路板。但是如果将普通光源的光线直接照射在印刷电路板上，然后用照相机进行对其进行扫描的话，则会因为电路板表面状况等因素，使得其表面的光线不均匀，产生一些不希望有的眩光，造成相机产生光曝现象，从而使采集到的电路板图像不真实，于是就会影响对印刷电路板的缺陷进行进一步的分析。
中国实用新型专利说明书(公开号CN2567544Y，公开日2003年08月20日)公开了一种电路的光学检测装置，其在摘要中论述如下：“一种电路的光学检测装置，包括：一支撑面，用于安放和支撑被检测电路；一光学成像器，用于使该电路之至少一部分成像；图像处理电路，用于接收光学成像器的输出，并提供包括有检测数据的输出指示信号；及至少一个照明器，用于照亮被检测电路的至少一部分，以便光学成像器能够使被检测电路的一部分成像；照明器包括：至少一个金属检卤灯；一个反射器，与金属检卤灯组合；及给金属检卤灯供电的电源。本实用新型是一种高效率的电路检测装置。”
然而，由于PCB检测装置需要长期而高效地工作，所以需要照明强度大，能耗低，寿命长的光源。
关于的光的问题，对摄影师来说，光具有强度、质量和颜色三个主要性质。对于本发明而言，在颜色确定的情况下，主要考虑的是光的强度和质量问题。光的强度，是有光源的发光亮度和数量来决定，而光的质量，主要是指直射光和散射光，也有称散射光为环境光，主要是指通过漫反射或者分子间的散射作用下产生的光，具有各向同性的特点。
直射光：以自然光来说，在晴朗的天气条件下，阳光直接照射到被摄者身体的受光面产生明亮的影调，非直接受光面则形成明显的投影，这种光线，我们把它叫做直射光。在这种照明光线下、由于受光面与阴影面之间有一定的明暗反差，比较容易表现出被摄者的立体形态，而且光线的造型效果比较硬，也有人把它叫做硬光。在薄云遮日的天气，由于白云能扩散一部分阳光，使直射光的照明反差降低，适于拍摄人橡。其光线性质仍象晴天的阳光，也属直射光。
散射光：在阴天的时候，阳光被空中的云彩遮挡，不能直接投向被摄者，被摄者依靠天空反射的散射光线作照明，这样就不会形成明显的受光面和阴影面，也没有明显的投影，光线效果比较平淡柔和。这种光线叫做散射光，也叫软光。如果就灯光发出的人工光来说，如果灯上没有聚光设备，或者灯具上附加了能使光线散射的装置(如散光屏、柔光纸、反光伞等)，发出的光线则是漫射性质，也属散射光。散射光没有位置和方向，只有颜色和亮度。
我们希望采用平行点光源生成主要的直射光，提高光的强度，使扫描后的图像具有较好的灰度和对比度。而我们希望通过侧面入光产生散射光，提高画面的细节表现能力，防止漏扫描的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种检查印刷电路板的光源装置，在检测PCB的外观时，需要由相机以扫描的方式将PCB的图像采入电脑，而在进行高速图像采集时，对曝光时间要求高，普通的自然光照远远不能达到照度的要求，所以要加以外部定点光。我们采用红色LED按弧形排列，使光照均匀分布在PCB板上，按我们设计的LED光源，应用20％的散射光，80％的大角度直射光，能很好的消除成像时产生的眩光，而得到真实的PCB图像，同时，PCB的材质分为铜和树脂两种材料，为了更好的区分这两种材料，我们的LED光源上进行了特殊的角度分布。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD及在其下方的光源组，所述的光源组包括至少一对长条形的子光源，该子光源并列排布于一个圆柱面上，并且对称的分布于圆柱面的中轴两侧。子光源的数目是2～20个，较好的是10个子光源。
所述的光源装置还包括一个光源组架，所述的子光源被固定在光源组架上。
所述的每个子光源包含有一个电路板和安装在其上的多个LED，在所述的电路板表面设置有多个LED，设置的方式是焊接，每个LED之间彼此紧密相连。所述的LED垂直和/或倾斜设置于电路板表面。
所述的子光源电路板表面设置有若干行LED，若干行LED的数目是指2～6行，较好的是2行，相邻的两行LED呈交错式排列，即前一行的每个LED分别设置在后一行每个LED的间隙内。
所述的LED是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。
所述的子光源之间的平均间距为10mm～15mm。
所述圆柱面的圆的半径为77mm～87mm，较好的是圆弧的半径是82.5mm；所述圆柱面的园弧的角度为60°～120°，较好的圆弧角度是120°。
所述的至少两个子光源分别设置在不同的高度，并且每个子光源组以确定的射出角度照射被测印刷电路板。
从上面的描述可以看出，本发明的优点是：
1.该光源装置的能量损耗小，因此省电，使用寿命长，且更换LED光源组的频率低。
2.该光源装置的制造工艺简单，原材料价格便宜，故总体制造成本明显降低。
3.发热温度低，耐震性能好，因而故障发生率低，可靠性能大大提高。
4.光源稳定，照明均匀。
附图说明：
附图是为了能进一步理解本发明而提供的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图表示出了本发明的示例性实施例，并与本说明书一起用来说明本发明的原理。附图中：
图1.一种检查印刷电路板的光源装置的子光源结构示意图A。
图2.一种检查印刷电路板的光源装置的子光源结构示意图B。
图3.一种检查印刷电路板的光源装置正视图。
图4.一种检查印刷电路板的光源装置侧视图A。
图5.一种检查印刷电路板的光源装置侧视图B。
1.光源 2.子光源 3.电路板 4.LED发光体
5.线形感光CCD 6.被测试印刷电路板 7.光源架
具体实施方式
实施例1.参见图1，3，4，一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD5，及与其相连的光源1，此光源1包括10个子光源2，每个子光源2被固定在光源架7上，每个子光源2以确定的射出角照射在被测试印刷电路板6上。这10个子光源2都并列排布在一个圆弧面上，且分别设置在不同的高度，圆弧的半径是82.5mm，圆弧的角度是120°，子光源之间的平均间距是12mm，其中每个子光源2都包含有一个电路板3和100个LED发光体4，100个LED发光体4都被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体4之间彼此紧密相连，LED发光体4与电路板3表面的位置关系是垂直的。每个电路板3表面上的LED发光体4被排列成2行，相邻的两行LED发光体4呈交错式排列。LED发光体4是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。
实施例2.参见图2，3，5，一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD5及与其相连的光源1，此光源1包括8个子光源2，每个子光源2被固定在光源架7上，每个子光源2以确定的射出角照射在被测试印刷电路板6上。这8个子光源2都并列排布在一个圆弧面上，且分别设置在不同的高度，圆弧的半径是82.5mm，圆弧的角度是100°，子光源之间的平均间距是11mm，其中靠近线形感光CCD5的两个子光源，分别包含有一个电路板3和200个LED发光体4，这200个LED发光体4被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体4之间彼此紧密相连，LED发光体4与电路板3表面的位置关系是垂直的，并且这200个LED发光体被排列成4行，每行包含50个LED发光体，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。剩余的每个子光源都包含有一个电路板3和100个LED发光体4,100个LED发光体4都被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体4之间彼此紧密相连，LED发光体4与电路板3表面的位置关系是垂直的。每个电路板3表面上的LED发光体4被排列成2行，每行包含50个LED发光体，相邻的两行LED发光体4呈交错式排列。LED发光体4是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。
实施例3.参见图1，3，4，一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD5，光源1及与其相连的拱形灯罩，此光源1包括10个子光源2，每个子光源2被固定在光源架7上，每个子光源2以确定的射出角照射在被测试印刷电路板6上。这10个子光源2都并列排布在一个拱形灯罩的圆弧面内侧，且分别设置在不同的高度，圆弧的半径是82.5mm，圆弧的角度是120°，子光源之间的平均间距是12mm，其中每个子光源2都包含有一个电路板3和100个LED发光体4，100个LED发光体4都被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体之间彼此紧密相连，LED发光体与电路板3表面的位置关系是垂直的。每个电路板3表面上的LED发光体被排列成2行，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。LED发光体是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。在拱形灯罩的圆弧面上，正对着线形感光CCD5的位置设置一条宽度是15mm的缝隙，以便于图像的采集。
实施例4.参见图2，3，5，一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD5，光源1及与其相连的拱形灯罩，此光源1包括8个子光源2，每个子光源2被固定在光源架7上，每个子光源2以确定的射出角照射在被测试印刷电路板6上。这8个子光源2都并列排布在一个拱形灯罩的圆弧面内侧，且分别设置在不同的高度，圆弧的半径是82.5mm，圆弧的角度是100°，子光源之间的平均间距是11mm，其中靠近线形感光CCD5的两个子光源，分别包含有一个电路板3和200个LED发光体，这200个LED发光体被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体之间彼此紧密相连，LED发光体与电路板3表面的位置关系是垂直的，并且这200个LED发光体被排列成4行，每行包含50个LED发光体，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。剩余的每个子光源都包含有一个电路板3和100个LED发光体，100个LED发光体都被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体之间彼此紧密相连，LED发光体与电路板3表面的位置关系是垂直的。每个电路板3表面上的LED发光体被排列成2行，每行包含50个LED发光体，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。LED发光体是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。在拱形灯罩的圆弧面上，正对着线形感光CCD5的位置设置一条宽度是15mm的缝隙，以便于图像的采集。
实施例5.参见图1，3，4，一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD5，反光板，光源1及与其相连的拱形灯罩，此光源1包括10个子光源2，每个子光源2被固定在光源架7上，每个子光源2以确定的射出角照射在被测试印刷电路板6上。这10个子光源2都并列排布在一个拱形灯罩的圆弧面内侧，且分别设置在不同的高度，圆弧的半径是82.5mm，圆弧的角度是120°，子光源之间的平均间距是12mm，子光源之间都设置有反光板，但在拱形灯罩的圆弧面上，最接近线形感光CCD5的两个子光源之间没有设置反光板，其中每个子光源2都包含有一个电路板3和100个LED发光体4，100个LED发光体4都被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体之间彼此紧密相连，LED发光体与电路板3表面的位置关系是垂直的。每个电路板3表面上的LED发光体被排列成2行，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。LED发光体是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。在拱形灯罩的圆弧面上，正对着线形感光CCD5的位置设置一条宽度是15mm的缝隙，以便于图像的采集。
实施例6.参见图2，3，5，一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD5，反光板，光源1及与其相连的拱形灯罩，此光源1包括8个子光源2，每个子光源2被固定在光源架7上，每个子光源2以确定的射出角照射在被测试印刷电路板6上。这8个子光源2都并列排布在一个拱形灯罩的圆弧面内侧，且分别设置在不同的高度，圆弧的半径是82.5mm，圆弧的角度是100°，子光源之间的平均间距是11mm，子光源之间都设置有反光板，但在拱形灯罩的圆弧面上，最接近线形感光CCD5的两个子光源之间没有设置反光板，其中靠近线形感光CCD5的两个子光源，分别包含有一个电路板3和200个LED发光体，这200个LED发光体被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体之间彼此紧密相连，LED发光体与电路板3表面的位置关系是垂直的，并且这200个LED发光体被排列成4行，每行包含50个LED发光体，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。剩余的每个子光源都包含有一个电路板3和100个LED发光体，100个LED发光体都被焊接在电路板3的表面，每个LED发光体之间彼此紧密相连，LED发光体与电路板3表面的位置关系是垂直的。每个电路板3表面上的LED发光体被排列成2行，每行包含50个LED发光体，相邻的两行LED发光体呈交错式排列。LED发光体是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。在拱形灯罩的圆弧面上，正对着线形感光CCD5的位置设置一条宽度是15mm的缝隙，以便于图像的采集。
尽管本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对于本领域技术熟练人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的，都应包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种检查印刷电路板的光源装置包括一个线形感光CCD(5)及在其下方的光源组(1)，其特征在于：所述的光源组(1)包括至少一对长条形的子光源(2)，所述的子光源(2)并列排布于一个圆柱面上，并且对称的分布于圆柱面的中轴两侧。
2.根据权利要求1所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的光源装置还包括一个光源组架(7)，所述的子光源(2)被固定在光源组架(7)上。
3.根据权利要求1所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的每个子光源(2)包含有一个电路板(3)和安装在其上的多个LED(4)，在所述的电路板(3)表面设置有多个LED(4)，每个LED(4)之间彼此紧密相连。
4.根据权利要求3所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的LED(4)垂直和/或倾斜设置于电路板(3)表面。
5.根据权利要求3所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的子光源电路板(3)表面设置有若干行LED，相邻的两行LED呈交错式排列。
6.根据权利要求3所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的LED(4)是红色LED发光体，且所发光大致在600nm和800nm的光谱范围内。
7.根据权利要求3所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的子光源(2)之间的间距为10mm～15mm。
8.根据权利要求1所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述圆柱面的圆的半径为77mm～87mm，所述圆柱面的园弧的角度为60°～120°。
9.根据权利要求1所述的一种检查印刷电路板的光源装置，其特征在于：所述的至少两个子光源(2)分别设置在不同的高度，并且每个子光源组(2)以确定的射出角度照射被测印刷电路板(6)。
10.根据权利要求1所述的一种检查印刷电路板的光源组装置，其特征在于：所述的至少两个子光源(2)数目为2～20个。
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Legal Events
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Owner name: SHENZHEN HENGDA YOUWEI AUTOMATION TECHNOLOGY CO., Free format text: FORMER OWNER: LI XIANWEI; APPLICANT Effective date: 20080808 |
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Effective date of registration: 20080808 Address after: Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Xixiang Xifa Yintian Industrial Zone A two floor post encoding: 518000 Applicant after: Shenzhen Hengda hi tech Automation Technology Co., Ltd. Address before: Room 310, science and technology innovation garden, Baoan the Peach Garden, Guangdong, Shenzhen 518000, China Applicant before: Li Xian Wei Co-applicant before: He Xingzhi Co-applicant before: Wang Qi |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHEJIANG PROV OWAY SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN HENGDA YOUWEI AUTOMATION TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20091113 |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20091113 Address after: Room 3, building three, building 10, 501, hi tech Industrial Park, Zhejiang, Wenzhou Province, China: 325000 Applicant after: Zhejiang OVA Technology Co., Ltd. Address before: Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Xixiang Xifa Yintian Industrial Zone A two floor post encoding: 518000 Applicant before: Shenzhen Hengda hi tech Automation Technology Co., Ltd. |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20061206 |