DE112011100269T5

DE112011100269T5 - Leiterplattenprüfvorrichtung

Info

Publication number: DE112011100269T5
Application number: DE112011100269T
Authority: DE
Inventors: Jong-Kyu Hong; Jung Hur; Sang-Kyu YUN; Hong-Min KIM; Moon-Young Jeon
Original assignee: Koh Young Technology Inc
Current assignee: Koh Young Technology Inc
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-11-08
Also published as: WO2011087337A2; JP2013517474A; KR20110084703A; KR101207198B1; US20120287264A1; US9046498B2; WO2011087337A3; CN102782446B; CN102782446A

Abstract

Eine Vorrichtung für das Prüfen einer Leiterplatte wird gezeigt. Die Leiterplattenprüfvorrichtung schließt zumindest ein Beleuchtungsmodul, eine Bilderzeugungslinse, einen ersten Strahlenteiler, eine erste Kamera und eine zweite Kamera ein. Das Beleuchtungsmodul führt einer Prüfleiterplatte Licht zu, und die Bilderzeugungslinse überträgt ein von der Prüfleiterplatte reflektiertes Licht. Der erste Strahlenteiler überträgt einen Teil des von der Bilderzeugungslinse übertragenen Lichts und reflektiert das übrige übertragene Licht. Die erste Kamera nimmt durch den Empfang des Lichts, welches der erste Strahlenteiler überträgt, die Bilderfassung vor, und die zweite Kamera nimmt durch den Empfang des vom ersten Strahlenteiler reflektierten Lichts die Bilderfassung vor. Daher kann durch die Verwendung einer Bilderzeugungslinse für die Prüfung der Prüfleiterplatte die Verringerung der Genauigkeit verhindert werden, welche durch die unterschiedliche optische Achse oder Vergrößerung verursacht wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Prüfen einer Leiterplatte, im Besonderen eine Vorrichtung für das Prüfen einer dreidimensionalen Form der Leiterplattenoberfläche.
[Allgemeiner Stand der Technik]
Eine Vorrichtung für das Prüfen einer dreidimensionalen Form einer Leiterplattenoberfläche weist ein Beleuchtungsmodul auf, das dem Prüfgegenstand Licht zuführt, und ein Bilderfassungsmodul, welches die Bilderfassung des vom Prüfgegenstand reflektierten Lichts vornimmt, wobei das Bilderfassungsmodul eine Bilderzeugungslinse aufweist, die ein Licht, das vom Prüfgegenstand reflektiert wird, überträgt, und eine Kamera, welche die Bilderfassung eines Lichts vornimmt, welches die Bilderzeugungslinse überträgt.
In jüngster Zeit wird der Prüfgegenstand größer, jedoch wird, im Vergleich zum Prüfgegenstand, der Bilderfassungsbereich verhältnismäßig kleiner. Im Ergebnis davon und um der Größe des Prüfgegenstandes zu entsprechen, weist das jüngste Bilderfassungsmodul der Leiterplattenprüfvorrichtung eine Vielzahl von Kameras und eine Vielzahl von Bilderzeugungslinsen auf, die den Kameras entsprechen.
Wenn der Prüfgegenstand durch die Vielzahl von Bilderzeugungslinsen geprüft wird, können jedoch die unterschiedliche optische Achse zwischen den Bilderzeugungslinsen, eine unterschiedliche Vergrößerung zwischen den Bilderzeugungslinsen, ein unterschiedlicher Abstand zwischen den Bilderzeugungslinsen und der Prüfleiterplatte etc. eine Verzerrung zwischen den Bildern verursachen, deren Bilderfassung die Kameras vornehmen, was zu einer Verringerung der Prüfgenauigkeit der Prüfleiterplatte führt. Es kann ebenfalls ein komplexer Algorithmus erforderlich sein, um ein einzelnes integriertes Bild zusammenzusetzen, das eine Verzerrung der Bilder ausgleicht, deren Bilderfassung die Kameras vornehmen.
[Detaillierte Beschreibung der Erfindung]
[Gegenstand der Erfindung]
Daher soll die vorliegende Erfindung das oben beschriebene Problem lösen. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Prüfgenauigkeit und die Vereinfachung des Algorithmus und weiterhin die Bereitstellung einer Leiterplattenprüfvorrichtung für das Prüfen größerer Bereiche. Darüber hinaus kann hinsichtlich einer Struktur, die mehrere Kameras einsetzt, die Größe der Prüfvorrichtung verringert werden.
[Technische Lösung]
Die erste beispielhafte Ausführungsform der Leiterplattenprüfvorrichtung schließt zumindest ein Beleuchtungsmodul, eine Bilderzeugungslinse, einen ersten Strahlenteiler, eine erste Kamera und eine zweite Kamera ein.
Das Beleuchtungsmodul führt einer Prüfleiterplatte Licht zu, und die Bilderzeugungslinse überträgt ein von der Prüfleiterplatte reflektiertes Licht. Der erste Strahlenteiler überträgt einen Teil des von der Bilderzeugungslinse übertragenen Lichts und reflektiert das übrige übertragene Licht. Die erste Kamera nimmt durch den Empfang des Lichts, welche der erste Strahlenteiler überträgt (nachstehend „Übertragungslicht” genannt), die Bilderfassung vor, und die zweite Kamera nimmt durch den Empfang des vom ersten Strahlenteiler reflektierten Lichts (nachstehend „Reflexionslicht” genannt), die Bilderfassung vor.
Der erste Strahlenteiler kann eine erste Reflexionsebene aufweisen, zu der das Licht von der Bilderzeugungslinse bereitgestellt wird, und überträgt einen Teil des bereitgestellten Lichts und reflektiert das übrige bereitgestellte Licht. Die erste Reflexionsebene und eine Bezugsebene der Bilderzeugungslinse können einen vorgegebenen Winkel bilden, und die erste Kamera und die zweite Kamera können die Bilderfassung verschiedener Bereiche der Prüfleiterplatte vornehmen. Die erste Kamera und die zweite Kamera können in verschiedenen Richtungen angeordnet sein. Die erste Reflexionsebene kann 50% des von der Bilderzeugungslinse bereitgestellten Lichts übertragen und 50% davon reflektieren.
Eine Mittellinie eines Bilderfassungselements der ersten Kamera und eine Mittellinie der Bilderzeugungslinse können so angeordnet sein, dass sie nicht miteinander übereinstimmen. In diesem Fall kann einem folgenden Verhältnis entsprochen werden: i ≥ 2b, wobei i eine Breite des Bilderfassungselements der ersten Kamera ist und b ein horizontaler Abstand zwischen der Mitte des Bilderfassungselements der ersten Kamera und der Mitte der Bilderzeugungslinse ist. Darüber hinaus können ein erster Bereich, der durch die erste Kamera gemessen wird, und ein zweiter Bereich, der durch die zweite Kamera gemessen wird, zumindest einen Teilüberlappungsbereich aufweisen.
Die Leiterplattenprüfvorrichtung kann weiterhin einen zweiten Strahlenteiler und eine dritte Kamera einschließen. Der zweite Strahlenteiler ist zwischen dem ersten Strahlenteiler und der ersten Kamera angeordnet und führt der ersten Kamera den übertragenen Teil des Übertragungslichts zu und reflektiert das übrige Übertragungslicht. Die dritte Kamera nimmt durch den Empfang des vom zweiten Strahlenteiler reflektierten Lichts die Bilderfassung vor. Der zweite Strahlenteiler kann eine zweite Reflexionsebene aufweisen, die einen Teil des Übertragungslichts überträgt und das übrige Übertragungslicht reflektiert.
Darüber hinaus kann die Leiterplattenprüfvorrichtung weiterhin einen dritten Strahlenteiler und eine vierte Kamera einschließen. Der dritte Strahlenteiler ist zwischen dem ersten Strahlenteiler und der Reflexionslicht-Kamera angeordnet, und er führt der zweiten Kamera den übertragenen Teil des Reflexionslichts zu und reflektiert das übrige Reflexionslicht. Die vierte Kamera nimmt durch den Empfang des vom dritten Strahlenteiler reflektierten Lichts die Bilderfassung vor. In diesem Fall kann der dritte Strahlenteiler eine dritte Reflexionsebene aufweisen, die einen Teil des Reflexionslichts überträgt und das übrige Reflexionslicht reflektiert, und die dritte Reflexionsebene und eine Bezugsebene der Bilderzeugungslinse können einen vorgegebenen Winkel bilden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Gemäß der Leiterplattenprüfvorrichtung ist es möglich, da der erste Strahlenteiler das von der Prüfvorrichtung reflektierte Licht in zwei Teile teilt und das geteilte reflektierte Licht jeweils den zwei Kameras zugeführt wird, den Messbereich unter Einsatz einer Bilderzeugungslinse zu erweitern. Daher können die unterschiedliche optische Achse zwischen den Bilderzeugungslinsen, die unterschiedliche Vergrößerung zwischen den Bilderzeugungslinsen oder der unterschiedliche Abstand zwischen den Bilderzeugungslinsen und der Prüfleiterplatte und so weiter, welche die Verringerung der Prüfgenauigkeit der Prüfleiterplatte verursachen, verhindert werden, und der Algorithmus, der Bilder zu einem einzelnen integrierten Bild unter Verwendung von zwei Kameras für die Bilderfassung der Bilder kombiniert, kann einfacher sein. Darüber hinaus kann das Volumen der Prüfvorrichtung durch die Anordnung von mehreren Kameras in unterschiedlichen Richtungen verringert werden.
Wenn der Prüfgegenstand durch die Vielzahl von Bilderzeugungslinsen geprüft wird, können jedoch die unterschiedliche optische Achse zwischen den Bilderzeugungslinsen, die unterschiedliche Vergrößerung zwischen den Bilderzeugungslinsen, der unterschiedliche Abstand zwischen den Bilderzeugungslinsen und der Prüfleiterplatte und so weiter eine Verzerrung zwischen den Bildern, deren Bilderfassung durch die Kameras vorgenommen wird, verursachen und zur Verringerung der Prüfgenauigkeit der Prüfleiterplatte führen. Ebenfalls kann ein komplexer Algorithmus erforderlich sein, um ein einzelnes integriertes Bild zusammenzusetzen, welches eine Verzerrung der Bilder ausgleicht, deren Bilderfassung die Kameras vornehmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, welche eine Leiterplattenprüfvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Abstraktionsschnittansicht, die einen Strahlenteiler und eine Kamera der in 1 veranschaulichten Leiterplattenprüfvorrichtung darstellt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Beleuchtungsmodul der in 1 veranschaulichten Leiterplattenprüfvorrichtung darstellt.
4 ist eine Zeichnung, welche ein Verhältnis zwischen einer Prüfvorrichtung, einer Bilderzeugungslinse und einer ersten Kamera der Prüfvorrichtung in 1 veranschaulicht.
5 ist eine Schnittansicht, die eine Leiterplattenprüfvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine Abstraktionsschnittansicht, die einen Strahlenteiler und eine Kamera der in 5 veranschaulichten Leiterplattenprüfvorrichtung darstellt.
Bezugszeichenliste

10: Prüfleiterplatte
200: Bilderzeugungslinse
310: erster Strahlenteiler
312a: erste Symmetrieebene
322: zweite Reflexionsebene
330: dritter Strahlenteiler.
332a: dritte Symmetrieebene
420: zweite Kamera
440: vierte Kamera
100: Beleuchtungsmodul
210: Bezugsebene
312: erste Reflexionsebene
320: zweiter Strahlenteiler
322a: zweite Symmetrieebene
332: dritte Reflexionsebene
410: erste Kamera
430: dritte Kamera

Ausgestaltungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
Allerdings ist die vorliegende Erfindung in vielen verschiedenen Formen ausführbar und sollte nicht als auf die hier vorgestellten Ausführungsformen beschränkt angesehen werden. Zahlwörter wie ”eine”, ”zwei” usw. können als Grundzahlwörter zur Bezeichnung verschiedener Strukturelemente verwendet werden, aber die Strukturelemente werden durch diese Bezeichnungen nicht beschränkt. Die Bezeichnungen werden ausschließlich zur Unterscheidung eines Strukturelementes von einem anderen Strukturelement verwendet. Beispielsweise kann ein erstes Strukturelement als zweites Strukturelement bezeichnet werden, solange der Anwendungsbereich nicht ausgeweitet wird. Entsprechend kann das zweite Strukturelement als erstes Strukturelement bezeichnet werden.
Die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Begriffe sollen lediglich die konkrete Ausführungsform beschreiben, aber die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Die Begriffe ”ein”, ”eine” bzw. ”der”, ”die”, ”das” bedeuten ”eine oder mehrere”, soweit nicht ausdrücklich anders festgelegt. Die Begriffe ”einschließlich”, ”umfassend” usw. bezeichnen Eigenschaften, Zahlen, Prozesse, Strukturelemente, Einzelteile und Kombinationen aus Komponenten des Antrags und sollten nicht so ausgelegt werden, als sei die Möglichkeit einzelner oder mehrerer anderer Eigenschaften, Zahlen, Prozesse, Strukturelemente, Einzelteile und Kombinationen aus Komponenten ausgeschlossen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
<Ausführungsform 1>
1 ist eine Schnittzeichnung, die eine Leiterplattenprüfvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Abstraktionsschnittzeichnung eines Strahlenteilers und einer Kamera der in 1 veranschaulichten Leiterplattenprüfvorrichtung, und 3 ist eine vergrößerte Zeichnung eines Beleuchtungsmoduls der in 1 veranschaulichten Leiterplattenprüfvorrichtung.
Bezugnehmend auf 1 bis 3 entspricht eine Leiterplattenprüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einer Vorrichtung für das Prüfen einer dreidimensionalen Form der Oberfläche der auf einer Prüfplatte (nicht dargestellt) angeordneten Prüfleiterplatte, welche zumindest ein Beleuchtungsmodul 100, eine Bilderzeugungslinse 200, einen ersten Strahlenteiler 310, eine erste Kamera 410, eine zweite Kamera 420 und ein Steuersystem (nicht dargestellt) einschließt.
Das Beleuchtungsmodul 100 kann eine Beleuchtungseinheit 110, eine Gittereinheit 120, eine Projektionslinse 130 und eine Gitterübertragungseinheit 140 einschließen. Die Beleuchtungseinheit 110 kann eine Lichtquelle und zumindest eine Linse einschließen, um Licht zu emittieren, und die Gittereinheit 120 kann unterhalb der Beleuchtungseinheit 110 angeordnet sein, um das von der Beleuchtungseinheit 110 emittierte Licht in ein Gittermusterlicht umzuwandeln. Die Projektionslinse 130 ist in einem unteren Teil der Gittereinheit 120 angeordnet und überträgt das ein gitterförmiges Muster aufweisende Licht, das von der Gittereinheit 120 ausgestrahlt wird. Die Gitterübertragungseinheit 140 kann die Gittereinheit 120 in einem vorgegebenen Schritt gleichmäßig bewegen.
Die Anzahl der Beleuchtungsmodule 100 kann 2, 3, 4 oder mehr betragen. Wenn die Anzahl der Beleuchtungsmodule 100 beispielsweise 4 beträgt, kann das Beleuchtungsmodul 100 an jeder Ecke des Quadrats angeordnet sein. In diesem Fall kann der Mittelpunkt der Prüfleiterplatte 10 vorzugsweise im Wesentlichen mit dem Mittelpunkt des Quadrats übereinstimmen.
Die Bilderzeugungslinse 200 überträgt das von der Prüfleiterplatte 10 reflektierte, ein gitterförmiges Muster aufweisende Licht und stellt es dem ersten Strahlenteiler 310 zur Verfügung. Die Bezugsebene 210 der Bilderzeugungslinse 200 kann so angeordnet sein, dass sie praktisch parallel zur Prüfleiterplatte 10 ausgerichtet ist, und der Mittelpunkt der Bilderzeugungslinse 200 kann praktisch mit dem Mittelpunkt der Prüfleiterplatte 10 übereinstimmen. In diesem Fall kann beispielsweise der Mittelpunkt der Bilderzeugungslinse 200 praktisch mit der optischen Achse der Bilderzeugungslinse 200 übereinstimmen, die praktisch parallel zur normalen Ausrichtung der Bezugsebene 210 der Bilderzeugungslinse 200 ausgerichtet ist.
Der erste Strahlenteiler 310 kann einen Teil des von der Bilderzeugungslinse 200 übertragenen Lichts übertragen und reflektiert das übrige übertragene Licht. Insbesondere enthält der erste Strahlenteiler 310 eine erste Reflexionsebene 312, zu der das Licht von der Bilderzeugungslinse bereitgestellt wird, und die einen Teil des bereitgestellten Lichts überträgt und das übrige bereitgestellte Licht reflektiert. In diesem Fall können die erste Reflexionsebene 312 und eine Bezugsebene 210 der Bilderzeugungslinse 200 einen vorgegebenen Winkel bilden, beispielsweise von 45 Grad. Die erste Reflexionsebene 312 kann außerdem 50% des von der Bilderzeugungslinse 200 bereitgestellten Lichts übertragen und 50% davon reflektieren.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein von der Bilderzeugungslinse 200 übertragenes Licht als ein Eintrittslicht (Li) bezeichnet, das Eintrittslicht (Li), welches der erste Strahlenteiler überträgt, wird als ein Übertragungslicht (L1) bezeichnet, und das Eintrittslicht (Li), welches vom ersten Strahlenteiler 310 reflektiert wird, wird als ein Reflexionslicht (L2) bezeichnet.
Die erste Kamera 410 enthält ein erstes Bilderfassungselement 412, welches so angeordnet ist, dass es das vom ersten Strahlenteiler 310 ausgesendete Übertragungslicht L1 empfängt, und welches die Bilderfassung des Übertragungslichts L1 vornehmen kann. Ferner kann ein zweites Bilderfassungselement 422, welches so angeordnet ist, dass es das vom ersten Strahlenteiler 310 ausgesendete Reflexionslicht 12 empfängt, die Bilderfassung des Reflexionslichts 12 vornehmen. In diesem Fall können die erste Kamera 410 und die zweite Kamera 420 entweder eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera sein.
Die erste Kamera 410 und die zweite Kamera 420 können die Bilderfassung verschiedener Bereiche der Prüfleiterplatte 10 vornehmen. Mit anderen Worten können die erste Kamera 410 und die zweite Kamera 420 zumindest die Bilderfassung eines Teilüberlappungsbereichs der Prüfleiterplatte 10 vornehmen.
Die erste Kamera 410 und die zweite Kamera 420 können in verschiedenen Richtungen angeordnet sein, und insbesondere können sie symmetrisch zu einer ersten Symmetrieebene 312a angeordnet sein, die als virtuelle Linie ausgehend von der ersten Reflexionsebene 312 verläuft. Beispielsweise kann ein Eintrittslicht (Li), das auf einem Teil des ersten Strahlenteilers 310 auftrifft, dem ersten Bilderfassungselement 412 der ersten Kamera 410 zugeführt und bildlich erfasst werden, und ein anderes Eintrittslicht (Li), das auf dem anderen Teil des Strahlenteilers 310 auftrifft, dem zweiten Bilderfassungselement 422 der zweiten Kamera 420 zugeführt und bildlich erfasst werden. Das bedeutet, dass das erste Bilderfassungselement 412 die Bilderfassung des auf einem Teil des ersten Strahlenteilers 310 auftreffenden Lichts vornimmt, und dass das zweite Bilderfassungselement 422 die Bilderfassung des auf dem anderen Teil der ersten Strahlenteilers 310 auftreffenden Lichts vornimmt. Infolgedessen kann die vorliegende Ausführungsform der Leiterplattenprüfvorrichtung mittels des ersten Bilderfassungselements 412 und des zweiten Bilderfassungselements 422 die Bilderfassung sämtlicher Bereiche des Eintrittslichts (Li) vornehmen.
Das Steuersystem prüft die Prüfleiterplatte unter Verwendung der Bilder, die vom Bilderfassungsmodul bildlich erfasst werden. Das Steuersystem kann beispielsweise zusätzlich ein Bildempfangsteil, ein Modulsteuerungsteil und ein zentrales Steuerungsteil enthalten.
Das Bildempfangsteil kann mit der ersten Kamera 410 und der zweiten Kamera 420 elektrisch verbunden sein und die von der ersten Kamera 410 und der zweiten Kamera 420 gelieferten Musterbilder der Prüfleiterplatte 10 speichern. Das Modulsteuerungsteil kann eine Prüfplatte, auf der die Prüfvorrichtung 100, die erste Kamera 410, die zweite Kamera 420 und das Beleuchtungsmodul 100 angebracht sind, steuern und mit ihr verbunden sein, und kann beispielsweise eine die Beleuchtungseinheit steuernde Beleuchtungssteuereinheit, eine die Gitterübertragungseinheit steuernde Gittersteuereinheit und eine die Prüfplatte steuernde Prüfplattensteuereinheit einschließen. Das zentrale Steuerungsteil kann das Bildempfangsteil und das Modulsteuerungsteil steuern und mit diesen elektrisch verbunden sein und kann eine Bildverarbeitungsleiterplatte, eine Steuerungsleiterplatte und eine Schnittstellenleiterplatte einschließen.
Ebenfalls gemäß 3 bildet sich ein gitterförmiges Musterbild auf der Prüfleiterplatte 10, wenn das von einem leuchtenden Teil der mehreren Beleuchtungsmodule 100 übertragene Gittermusterlicht zur Prüfvorrichtung 10 gesendet wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das gitterförmige Musterbild mehrere Gitterformen enthalten und der Abstand zwischen den Gitterformen kann unabhängig von der Art des Gittermusterlichts den gleichen Wert aufweisen, aber die Werte können in Abhängigkeit von der Art des Gittermusterlichts unterschiedliche Werte annehmen.
Das von der Prüfleiterplatte 10 reflektierte Gittermusterlicht kann mittels der ersten und zweiten Kameras 410 und 420 eine Vielzahl von Musterbildern ausbilden. Insbesondere können N Gittermusterlichter zur Prüfleiterplatte 10 ausgesendet werden, beispielsweise durch 3 oder 4 Seitwärtsbewegungen, um N Musterbilder zu erzeugen.
Im weiteren Verlauf ermittelt das Steuersystem die N Helligkeiten der jeweiligen Punkte im X-Y-Koordinatensystem aus den N Musterbildern in jeder Richtung und berechnet eine Phase der jeweiligen Richtung, eine durchschnittliche Helligkeit und eine Sichtbarkeit. In diesem Fall kann zur Berechnung einer Phase der jeweiligen Richtung, einer durchschnittlichen Helligkeit und einer Sichtbarkeit ein N-Bucket-Algorithmus verwendet werden.
4 ist eine Zeichnung, welche ein Verhältnis zwischen einer Prüfvorrichtung, einer Bilderzeugungslinse und einer ersten Kamera der Prüfvorrichtung in 1 erläutert. In diesem Fall ist der erste Strahlenteiler 310 in 4 nicht dargestellt.
Gemäß 4 können eine Mittellinie der ersten Kamera 410, d. h. eine Mittellinie eines ersten Bilderfassungselements 412, und eine Mittellinie der Bilderzeugungslinse 200 so angeordnet sein, dass sie nicht miteinander übereinstimmen, und eine Mittellinie der Prüfvorrichtung 10 und eine Mittellinie der Bilderzeugungslinse 200 so angeordnet sein, dass sie nicht miteinander übereinstimmen. Beispielsweise können eine Mittellinie des ersten Bilderfassungselements 412 und eine Mittellinie der Prüfvorrichtung 10 an jeder Seite einer Mittellinie der Bilderzeugungslinse 200 angeordnet sein.
Es ergibt sich ein Verhältnis 1/S1 + 1/S2 = 1/F (mit F als einer Fokusdistanz der Bilderzeugungslinse 200), wobei eine erste Intervalldistanz S1 ein vertikaler Abstand zwischen der Prüfleiterplatte 10 und der Bezugsebene 210 der Bilderzeugungslinse 200 ist, und wobei eine zweite Intervalldistanz S2 ein vertikaler Abstand zwischen der Bezugsebene 210 der Bilderzeugungslinse 200 und dem ersten Bilderfassungselement 412 ist. Weiterhin ergibt sich ein Verhältnis a = S1·tan(θ), b = S2·tan(θ), wobei a ein horizontaler Abstand zwischen der Mittellinie der Bilderzeugungslinse 200 und der Mittellinie der Prüfleiterplatte ist, wobei b ein horizontaler Abstand zwischen der Mittellinie der Bilderzeugungslinse und der Mittellinie des ersten Bilderfassungselements 412 ist, und wobei θ ein Winkel zwischen einer einen Mittelpunkt der Prüfleiterplatte 10 und einen Mittelpunkt des ersten Bilderfassungselements 412 verbindenden Linie und einem Mittelpunkt der Bilderzeugungslinse 200 ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann folgendes Verhältnis bestehen: i ≥ 2b, wobei i eine Breite des ersten Bilderfassungselements 412 ist, mit anderen Worten eine Breite, die von dem ersten Bilderfassungselement 412 bildlich erfasst werden kann, und wobei b ein horizontaler Abstand zwischen einem Mittelpunkt des ersten Bilderfassungselements 412 und einem Mittelpunkt der Bilderzeugungslinse 200 ist. Wenn also sozusagen eine Bilderzeugungslinse 200 und mehrere Kameras verwendet werden, um jeden Bereich der Prüfleiterplatte 10 zu messen, dann sollten die Bilderzeugungslinse 200 und die mehreren Kameras ein Verhältnis i ≥ 2b erfüllen, damit der Gesamtbereich der Prüfleiterplatte 10 gemessen werden kann. In diesem Fall ist ein Verhältnis i ≥ 2b erfüllt, wenn das erste Bilderfassungselement 412 den Mittelpunkt der Bilderzeugungslinse 200 wie in 3 dargestellt überlappt, und infolgedessen kann der von dem Bilderfassungselement der Kameras bildlich erfassbare Bereich zumindest einen Teilüberlappungsbereich aufweisen und den Gesamtbereich der Prüfleiterplatte 10 messen.
Ein Verhältnis zwischen der Prüfleiterplatte 10, der Bilderzeugungslinse 200 und der zweiten Kamera wird hier zwar nicht beschrieben, entspricht aber im Wesentlichen dem Verhältnis zwischen der Prüfleiterplatte 10, der Bilderzeugungslinse 200 und einer ersten Kamera, abgesehen davon, dass der erste Strahlenteiler 310 der zweiten Kamera 420 Licht zuführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Verhältnis zwischen einem ersten Strahlenteiler 310, einer ersten Kamera 410 und einer zweiten Kamera 420 in 1 und 2 im Wesentlichen dem Verhältnis zwischen einem zweiten Strahlenteiler 320, einer ersten Kamera 410 und einer dritten Kamera 430 in 3 und 4, und das Verhältnis zwischen einem Eintrittslicht Li, einem Übertragungslicht L1 und einem Reflexionslicht 12 in 1 und 2 entspricht im Wesentlichen dem Verhältnis zwischen einem Übertragungslicht L1, einem übertragenen Übertragungslicht 13 und einem übertragenen Reflexionslicht 14 in 3 und 4. Dementsprechend werden das Verhältnis zwischen einem zweiten Strahlenteiler 320, einer ersten Kamera 410 und einer dritten Kamera 430 in 3 und 4 sowie das Verhältnis zwischen einem Eintrittslicht L1, einem übertragenen Übertragungslicht 13 und einem übertragenen Reflexionslicht 14 in 3 und 4 hier nicht beschrieben.
Der zwischen dem ersten Strahlenteiler 310 und der zweiten Kamera 420 angeordnete dritte Strahlenteiler 330 führt der zweiten Kamera 420 einen übertragenen Anteil des Reflexionslichts 12 zu und reflektiert den Rest des Reflexionslichts. Mit anderen Worten enthält der dritte Strahlenteiler 330 eine dritte Reflexionsebene 332, welche einen Teil des Reflexionslichts 12 überträgt und den Rest des Reflexionslichts 12 reflektiert.
Die dritte Reflexionsebene 332 und die Bezugsebene 210 der Bilderzeugungslinse 200 können einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise etwa 45 Grad bilden. Weiterhin kann die dritte Reflexionsebene 332 etwa 50% des Reflexionslichts 12 übertragen und die restlichen etwa 50% des Reflexionslichts reflektieren. Während in der vorliegenden Ausführungsform ein reflektiertes Übertragungslicht 15 ein vom dritten Strahlenteiler 300 übertragenes Reflexionslicht 12 ist, ist ein reflektiertes Reflexionslicht 16 ein Reflexionslicht 12, das vom dritten Strahlenteiler 330 reflektiert wird.
Die vierte Kamera 440 ist so angeordnet, dass sie das vom dritten Strahlenteiler 330 ausgesendete reflektierte Reflexionslicht 16 empfangen kann, und enthält ein viertes Bilderfassungselement 442, welches die Bilderfassung des reflektierten Reflexionslichts 16 vornehmen kann. Die zweite Kamera 420 und die vierte Kamera 440 können symmetrisch zu einer dritten Symmetrieebene 332a angeordnet sein, die eine virtuelle Erweiterungsebene der dritten Reflexionsebene 332 ist.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Verhältnis zwischen einem ersten Strahlenteiler 310, einer ersten Kamera 310 und einer zweiten Kamera 420 in 1 und 2 im Wesentlichen dem Verhältnis zwischen einem dritten Strahlenteiler 330, einer zweiten Kamera 420 und einer vierten Kamera 440 in 3 und 4, und das Verhältnis zwischen einem Eintrittslicht Li, einem Übertragungslicht L1 und einem Reflexionslicht 12 in 1 und 2 entspricht im Wesentlichen dem Verhältnis zwischen einem Reflexionslicht 12, einem reflektierten Übertragungslicht 15 und einem reflektierten Reflexionslicht 16 in 3 und 4.
Dementsprechend werden das Verhältnis zwischen einem dritten Strahlenteiler 330, einer zweiten Kamera 420 und einer vierten Kamera 440 in 3 und 4 sowie das Verhältnis zwischen einem Reflexionslicht 12, einem reflektierten Übertragungslicht 15 und einem reflektierten Reflexionslicht 16 in 3 und 4 hier nicht beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform verfügt die beschriebene Leiterplattenprüfvorrichtung über drei Strahlenteiler (310, 320, 330) und vier Kameras (410, 420, 430, 440), aber die Anzahl der Strahlenteiler und die Anzahl der Kameras können in manchen Fällen verändert werden. Mit anderen Worten ist es bei Anordnung eines zusätzlichen Strahlenteilers zwischen einem der Strahlenteiler und einer der Kameras möglich, eine zusätzliche Kamera anzuordnen, um die Bilderfassung des durch den zusätzlichen Strahlenteiler bereitgestellten reflektierten Lichts vorzunehmen, wodurch sich die Anzahl der Strahlenteiler und die Anzahl der Kameras weiter erhöhen kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann sich der unter Verwendung einer Bilderzeugungslinse bildlich erfasste Bereich vergrößern, wenn die Anzahl der Strahlenteiler zur Diversifizierung des geteilten Pfads des von der Bilderzeugungslinse 200 übertragenen Lichts erhöht wird.
Die ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, doch kann der Fachmann Ergänzungen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung vornehmen, die im Geist oder Umfang der folgenden Patentansprüche der vorliegenden Erfindung enthalten sind.

Claims

Leiterplattenprüfvorrichtung, umfassend: zumindest ein Beleuchtungsmodul, welches ein Musterlicht zu einer Prüfleiterplatte bereitstellt; eine Bilderzeugungslinse, die das von der Prüfleiterplatte reflektierte Licht überträgt; einen ersten Strahlenteiler, welcher einen Teil des von der Bilderzeugungslinse übertragenen Musterlichts überträgt und das übrige übertragene Musterlicht reflektiert; eine erste Kamera, die durch Empfang des Musterlichts, welches der erste Strahlenteiler überträgt, die Bilderfassung vornimmt (nachstehend „Übertragungslicht” genannt); und eine zweite Kamera, welche durch Empfang des Musterlichts, das vom ersten Strahlenteiler reflektiert wird, die Bilderfassung vornimmt (nachstehend „Reflexionslicht” genannt).
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlenteiler umfasst: eine erste Reflexionsebene, zu der das Musterlicht von der Bilderzeugungslinse bereitgestellt wird, einen Teil des bereitgestellten Musterlichts überträgt und das übrige bereitgestellte Musterlicht reflektiert.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflexionsebene und eine Bezugsebene der Bilderzeugungslinse einen vorgegebenen Winkel bilden.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera und die zweite Kamera eine Bilderfassung verschiedener Bereiche der Prüfleiterplatte vornehmen.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera und die zweite Kamera in verschiedenen Richtungen angeordnet sind.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflexionsebene 50% des von der Bilderzeugungslinse bereitgestellten Musterlichts überträgt und 50% reflektiert.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittellinie eines Bilderfassungselements der ersten Kamera und eine Mittellinie der Bilderzeugungslinse so angeordnet sind, dass sie nicht miteinander übereinstimmen.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einem folgenden Verhältnis entsprochen wird: i > 2b, wobei i eine Breite des Bilderfassungselements der ersten Kamera ist und b ein horizontaler Abstand zwischen der Mitte des Bilderfassungselements der ersten Kamera und der Mitte der Bilderzeugungslinse ist.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Bereich, der durch die erste Kamera gemessen wird, und ein zweiter Bereich, der durch die zweite Kamera gemessen wird, zumindest einen Teilüberlappungsbereich aufweisen.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittellinie eines Bilderfassungselements der ersten Kamera und eine Mittellinie der Bilderzeugungslinse so angeordnet sind, dass sie nicht miteinander übereinstimmen.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen zweiten Strahlenteiler, angeordnet zwischen dem ersten Strahlenteiler und der ersten Kamera und welcher den übertragenen Teil des Übertragungslichts der ersten Kamera zuführt und das übrige Übertragungslicht reflektiert; und eine dritte Kamera, welche durch Empfang des vom zweiten Strahlenteiler reflektierten Lichts die Bilderfassung vornimmt.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strahlenteiler umfasst: eine zweite Reflexionsebene, welche einen Teil des Übertragungslichts überträgt und das übrige Übertragungslicht reflektiert, wobei die zweite Reflexionsebene und eine Bezugsebene der Bilderzeugungslinse einen vorgegebenen Winkel bilden.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: einen dritten Strahlenteiler, angeordnet zwischen dem ersten Strahlenteiler und der Reflexionslichtkamera und welcher den übertragenen Teil des Übertragungslichts der zweiten Kamera zuführt und das übrige Übertragungslicht reflektiert; und eine vierte Kamera, welche durch Empfang des vom dritten Strahlenteiler reflektierten Lichts die Bilderfassung vornimmt.
Leiterplattenprüfvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Strahlenteiler umfasst: eine dritte Reflexionsebene, welche einen Teil des Reflexionslichts überträgt und das übrige Reflexionslicht reflektiert, und wobei die dritte Reflexionsebene und eine Bezugsebene der Bilderzeugungslinse einen vorgegebenen Winkel bilden.