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Verfahren und Einrichtung zum Prüfen von Objekten bestimmter flächenhaft
er oder räumlicher Konfiguration bei vorzugsweise gedruckten Schaltungsträgern,
elektrischen Baugruppen oder dergleichen.
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oder dergleichen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Sinrichtung
zur Durchführung des Verfahrens zum Prüfen von.
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Objekten bestimmter flächenhafter oder räumlicher Konfiguration durch
Vergleich mit einer, die gewünschte Konfiguration aufweisenden Vorlage, bei vorzugsweise
gedruckten Schaltungsträgern, elektrischen Baugruppen oder dergleichen.
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Derartige Prüfverfahren, bei welchen ein in bestimmter Weise bearbeitetes
Objekt mit einer einwandfreien Vorlage derselben Konfiguration verglichen wird und
dabei die Unterschiede zwischen dem Objekt und der Vorlage ermittelt werden, sind
insbesondere in der Technik der sogenannten gedruckten Schaltungen gebräuchlich.
Diese gedruckten Schaltungsträger werden erstellt, indem auf einen mit einer elektrisch
leitenden Schicht versehenen Isolierstoffkörper eine die späteren Beitungszüge bildende
Musterung durch ein foto-mechanisches Übertragungsverfahren aufgebracht wird und
indem durch ein Ätzverfahren die nicht zu dieser teitungskonfiguration gehörenden
Teile der elektrisch leitenden Schicht entfernt werden. Die Beitungen dieser so
erstellten Schaltungskonfiguration werden nun beispielsweise in einem Tauchlötverfahren
verzinnt. Die Praxis zeigt, dass sowohl bei dem Ätzverfahren als auch bei
dem
anschliessenden Lötverfahren häufig Fehler auftreten, die eine spätere Benützung
dieser gedruckten Schaltung in einer elektrischen Anlage unmöglich machen. Beispielsweise
kommt es vor, dass beim Atzvorgang auch Teile der späteren Beitungszüge der gedruckten
Schaltung weggeätzt werden. Weiterhin ist die grösste Fehlerursache bei solchen
teiterplatten oder bei fertigen Flachbaugruppen das Vorhandensein von Zinnbrücken
und Lötspritzern, die bei dem Lötverfahren innerhalb der Schaltungskonfiguration
haften geblieben sind. Solche Zinnbrücken oder Lötspritzer rufen in der elektrischen
Schaltung Kurzschlüsse und Fehlverbindungen hervor. Um diese Fehler zu erkennen,
legt man üblicherweise das bearbeitete Objekt und die einwandfreie Vorlage unmittelbar
nebeneinander und vergleicht visuell die beiden Konfigurationen zonenweise miteinander,
indem man Stelle für Stelle mit dem Auge abtastet und dabei die Übereinstimmung
bzw. die Nichtübereinstimmung der beiden Konfigurationen erkennt. Es ist verständlich,
dass hierbei infolge der Trägheit des menschlichen Auges und infolge eines nicht
zu verhindernden Nachlassens der Konzentration des Prüfenden häufig Fehler bei der
Vergleichstätigkeit auftreten.
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Man hat nun versucht ein vergleichendes Prüfverfahren dadurch zu verbessern,
indem man durch eine optische Einrichtung ein Abbild von dem zu prüfenden Objekt
und ein Abbild von der einwandfreien Vorlage erstellt und diese Abbilder schrittweise
und abwechselnd nacheinander auf einem einzigen Aufzeichnungsträger sichtbar macht.
Es erscheint also zunächst allein das Abbild des zu prüfenden Objektes, kurz darauf
das Abbild der Vorlage und so weiter, wobei die, die Prüfung durchführende Person
die Aufgabe hat, aufgrund der nacheinander auf dem Aufzeichnungsträger erscheinenden
Abbilder die Ubereinstimmung und die Abweichungen zwischen den zu vergleichenden
Abbildern zu erkennen, um danach eventuelle Korrekturen durchführen zu können. Auch
hier wird infolge der Trägheit des
menschlichen Auges und infolge
Ermüdung der mit der Prüfung befassten Person ein einwandfreier, objektiver Vergleich
der miteinander zu vergleichenden- Konfigurationen sowie eine visuelle und gedankliche
Trennung der beiden Abbilder voneinander nur während einer sehr kurzen Prüfdauer
gewährleistet sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Prüfen von Objekten bestimmter flächenhaft er oder räumlicher Konfiguration
durch Vergleich mit einer Vorlage derart zu gestalten, dass- die Trägheit des menschlichen
Auges einerseits und die nicht zu verhindernden Ermüdungserscheinungen der mit der
Prüfung befassten Person weitgehend keinen Einfluss mehr auf die Korrektheit und
Objektivität des Prüfvorganges besitzen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sowohl von
dem zu prüfenden Objekt als auch von der Vorlage ein Abbild erstellt wird, dass
die beiden Abbilder überlagert werden und dass durch Differenzbildung der Bildinhalte
der beiden Abbilder der gegebenenfalls vorhandene Differenzinhalt optisch und/oder
elektrisch angezeigt wird.
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Die beiden miteinander zu vergleichenden Abbilder werden auf einem
Aufzeichnungsträger (Mattscheibe, Beinwand) überlagert, das heisst in Deckung miteinsndor
gebracht, wobei auf optischem oder elektrischem Wege der gegebenenfalls vorhandene
Differenzinhalt, also der objektive Fehler an dem zu prüfenden Objekt angezeigt
wird. In besonders vprteilhafter Weise muss hierbei im Gegensatz zu den bekannten
Prüfmethoden das menschliche Auge keine aufeinanderfolgenden Bilder oder Abbilder
mehr erfassen. Demzufolge werden auch an die mit der Prüfung befasste Person keinerlei
Anforderungen hinsichtlich seines gedanklichen Speicherungsvernögens sowie hinsichtlich
seines Untcrscheidungswermögens zwischen aufeinandefolgenden visuellen Eindrücken
gestellt. Auf diese Weise kann mit grosser
Sicherheit beispielsweise
die Leitungskonfiguration von gedruckten Schaltungsträgern durch Vergleich mit einer
einwandfreien Vorlage geprüft werden. Mit derselben Sicherheit kann dieses Prüfverfahren
auch bei räumlichen Konfigurationen beispielsweise bei mit elektrischen Bauelementen
und dergleichen bestückten Schaltungsplatten, sogenannten elektrischen Baugruppen
angewandt werden, indem von dieser räumlichen Konfiguration eine Projektion seiner
räumlichen Gestaltung in eine Ebene geschaffen wird und dieses die Projektionsebene
darstellendes Abbild mit einer Vorlage, beispielsweise einem Schalt-und Bestückungsplan
verglichen wird, auf welchem ebenfalls die teitungszüge und die elektrischen Bauelemente
in einer Ebene dargestellt sind.
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Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch
gegeben, dass die beiden Abbilder auf optischem Wege erstellt und im Sinne einer
Kompensation in einer optischen oder elektrischen Vergleichseinrichtung überlagert
werden, derart, dass die übereinstimmenden Teile der Abbilder ganz oder teilweise
neutralisiert werden und nur der Differenzinhalt auf einer Mattscheibe, einer Leitwand
oder dergleichen sichtbar wird. Eine derartige Kompensation kann dadurch erfolgen,
dass durch Vorschaltung von entsprechenden Schaltfiltern die beiden Abbilder in
komplementären Farben angezeigt werden, wobei bei den übereinstimmenden Teilen der
Konfiguration eine Neutralisation der Komplementärfarben stattfindet und der Differenzinhalt
in der jeweiligen farbliche Tönung sichtbar wird. Eine solche Kompensation kann
ebenso auf elektrischem Wege durchgeführt werden, indem, beispielsweise unter Ausnützung
der in der Fernsehtechnik üblichen Mittel, die beiden Abbilder elektrisch entgegengesetzt
gepolt werden, wobei auf dem Aufzeichnungsträger die Differenz der beiden Bildinhalte
durch entsprechend unterschiedlichen Hell- oder iunkelwert klar sichtbar wird. Durch
eine derartige Kompensation kann durch die unterschiedlichen Farbtönungen oder durch
die unterschiedlichen Hell- und Dunkvelwerte leicht erkannt werden, ob
beispielsweise
auf dem zu prüfenden Objekt ein Teil der Konfiguration fehlt oder ob auf diesem
Objekt ein nicht zur gewünschten Konfiguration gehörender Teil zusätzlich vorhanden
ist.
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Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Abbilder
durch örtliche getrennte optische Einrichtungen mit foto-elektrischen Wandlern erzeugt
und gemeinsam auf der Mattscheibe einer Bildröhre auf elektrischem Wege wiedergegeben,
wobei durch entgegengesetzte elektrische Polung deren Differenzinhalt sichtbar gemacht
wird.
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Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung werden das zu prüfende Objekt
sowl-eidie Vorlage zonenweise hinsichtlich der Bildinhalte abgetastet. Dabei befinden
sich sowohl die beiden miteinander zu vergleichenden Objekte sowie die beiden beispielsweise
foto-elektrischen Wandler in einer solchen Stellung, dass jeweils dieselben Zonen
erfasst werden. Auf diese Weise sind derGenaugkeit des Prüfvorganges keine Grenzen
gesetzt. So können grossflächige Schaltungsbaugruppen wie auch kleinste Schaltungseinheiten,
wie beispielsweise integrierte Schaltkreise durch Unterteilung in einzelne Abtastzonen,
gegebenenfalls unter Benützung von Mikroskopen oder dergleichen, mit grosser Zuverlässigkeit
überprüft werden.
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Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung bewirkt ein gegebenenfalls
vorhandener Differenzinhalt ein elektrisches und/oder optisches Signal. Ein elektrisches
Signal kann bei Ausnützung der in der Fernsehtechnik üblichen Mittel ausgelöst werden
beispielsweise bei einem bestimmten Hell- oder Dunkelwert des wiedergegebenen Bildinhaltes,
im vorliegenden Falle also des Differenzinhaltes. In ähnlicher Weise kann bei Vorhandensein
eines visuellen Bildes des Differenzinhaltes ein optisches Signal bewirkt werden,
wenn beispielsweise entsprechende Fotozellen benützt werden, die bei entsprechenden
Tönungen oder
Helligkeitsgraden ansprechen und beispielsweise eine
Kontrolllampe zum Leuchten bringen.
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In vorteilhafter Weise kann bei Vorhandensein eines Differenzinhaltes,
also eines Fehlers auf dem zu prüfenden Objekt die erforderliche Korrekturarbeit
oder die ausgeführte Korrektur verfolgt bzw überprüft werden, dadurch, dass nach
der Anzeige des Differenzinhaltes lediglich das Abbild des zu prüfenden und zur
Korrektur der vorhandenen Fehler zu bearbeitenden Obåektes auf der Mattscheibe,
der Leinwand oder dergleichen sichtbar gemacht wird.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten des erfindungegemässen Verfahrens
sowie der Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ergeben sich anhand des
in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Fernsehmonitor mit einer an sich bekannten
Bildröhre bezeichnet, welcher an gut überschaubarer Stelle. eine Mattscheibe 2 enthält.
Dieser Monitor 1 beruht auf einem kastenartigen Untersatz 3, welcher beispielsweie
eine Steuereinrichtung zur Vorschubsteuerung eines nachbeschriebenen Koordinatentisches
enthält. Auf dem Untersatz 3 ruht weiterhin eine Tischplatte 4, welche ausserdem
noch durch Füsse 5 auf dem Boden des Betriebsraumes abgestützt ist.
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Mit 6 ist ein Kordinatentisch bezeichnet, welcher, wie die Pfeile
zeigen, in einer Ebene koordinatenmässig und gegebenenfalls auch senkrecht zu dieser
Ebene manuell oder über eine Vorschubsteuerung motorisch bewegt werden kann. Über
dem Koordinatentisch 6. sind an Trägern 7 und 8 örtlich getrennt zwei optische Einrichtungen
sowie foto-elektrische Wandler binhatende Fernsehkameras 9 und 10 befestigt.
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Auf dem Koordinatentisch 6 sind lösbar befestigt ein Objekt 11 bestimmter
flächenhafter Konfiguration, dessen Korrektheit
durch das nachbeschriebene
Verfahren geprüft werden soll, sowie eine Vorlage 12, welche die gewünschte Konfiguration
einwandfrei enthält. Das zu prüfende Objekt 11 ist vergrössert und nur teilweise
in Fig. 3 dargestellt. Dabei handelt es sich um einen sogenannten gedruckten Schaltungsträger
mit Leitungszügen 13 sowie mit kreisförmigen Lötstellen 14.
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Die die Konfiguration darstellenden Leitungszüge 13 und Lötstellen
14 wurden durch Anwendung von in dieser Technik üblichen Ätz- und Lötverfahren erstellt.
Die in Fig. 2 ebenfalls vergrössert dargestellte Vorlage. 12 enthält die schaltschemagemäss
erwünschte Konfiguration. Sie kann als sogenannte Druckvorlage oder als Schaltungszeichnung
ausgeführt sein. Das Objekt 11 sowie die Vorlage 12 enthält Fixieröffnungen 15 bzw.
16, mittels welcher eine genaue lagemässige Fixierung auf dem beispielsweise mit
Fixierstiften versehenen Koordinatentisch 6 durchgeführt werden kann.
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Ein Vergleich der Konfiguration des Objektes 11 und der Vorlage 12
ergibt, dass das Objekt 11 mit einigen Fehler behaftet ist. So fehlt an der Stelle
17 ein Teil des Leitungszuges; an den Stellen 18 und 19 sind unerwünschte Leitungszüge
oder Zinnbrücken vorhanden und an der Stelle 20 des Objektes befinden sich sogenannte
Lötspritzer. Man erkennt, dass schon das Erkennen dieser Fehler an der denkbar einfachen
Konfiguration des Objektes im Ausfürungsbeispiel durch Vergleich mit der Vorlage
12 relativ viel Zeit und Aufmerksamkeit erfordert.
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In Durchführung des nun beschriebenen, erfindungsgemässen Verfahrens
wird mittels der Pernsehkamera 9 und 10 sowohl ein Abbild des Objektes 11, bzw.
ein Abbild eines Teiles oder einer Zone dieses Objektes, als auch ein Abbild der
Vorlage 12, bzw. ein Abbild der entsprechenden Zone der Vorlage erstellt.
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Über Leitungen 21, 22 werden im Ausführungsbeispiel auf elektrischem
Stege diese Abbilder im Monitor 1 durch in der
Fernsehtechnik an
sich bekannte und daher nicht näher erläuterte Massnahmen überlagert, das heisst
miteinander zur Deckung gebracht.
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Im Ausführungsbeispiel werden die beiden Abbilder auf optischem Wege
erstellt und im Sinne einer Kompensation, also durch entgegengesetzte elektrische
Polung der Abbilder beispielsweise oder durch komplementäre Farbgebung der Abbilder
in-dem eine Vergleichseinrichtung darstellenden Monitor 1 überlagert, derart, dass
durch Differenzbildung der Bildinhalte (Fig. 2, Fig. 3) der beiden Abbilder der
gegebenfalls vorhandene Differenzinhalt optisch und/oder elektrisch angezeigt wird.
Ein solcher Differenzinhalt, der auf der Mattscheibe 2 sichtbar wird, ist in Pig.
4 gezeigt, wobei vorausgesetzt ist, dass die übereinstimmenden Teile der Abbilder
durch die Kompensation völlig neutralisiert sind. Durch das Auftreten dieses Differenzinhaltes
(Pig. 4) kann ein elektrisches Signal bewirkt werden, welches mittels bekannter
akustischer oder optischer Anzeigeelemente das Vorhandensein eines Pehlers am Objekt
11 anzeigt.
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Das Objekt 11 und die Vorlage 12 werden zonenweise in aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritten auf ihre Bildinhalte hin durch Bewegen des Koordinatentisches
6 abgetastet. Um Leerläufe bzw. Unterbrechungen bei dieser Abtastung zu vermeiden
erfolgt ihre durch schrittweises Bewegen des Koordinatentisches 6 entlang einer
meanderartigen Bahn, welche in den Figuren 2 und 3 durch gestrichelte Linien züge
verdeutlicht ist.
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Eine einwandfreie Prüfung des Objektes 11 ist auch dann gewährieistet,
wenn die übereinstimmenden Teile der Konfiguration in bestimmten Hell- -oder Dunkelwerten,
die sich jeweils von den Hell- bzw. Dunkelwerten des Differenzinhaltes unterscheiden,
auf der Mattscheibe 2 sichtbar werden. Durch die Überlagerung-der Abbilder im Sinne
einer Kompensation kann genau erkannt werden, ob es sich bei dem Differenzinhalt
um einen
fehlenden Teil (Stelle 1)) oder um einen unerwünscht hinzugekommenen
Teil der Konfiguration handelt. Bei einer Kompensation durch farblich komplementäre
Abstimmung der Abbilder zum Beispiel durch die Farben Rot und Blau ist ebenfalls
diese klare Unterscheidbarkeit zwischen dem Objekt 11 und der Vorlage 12 gegeben.
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Das durch Auftreten eines Differenzinhaltes bewirkt elektrische Signal
kann zur Vorschubsteuerung des Koordinatentisches 6 ausgenützt werden, in dem Sinne,
dass durch das Signal die Vorschubbewegung dieses Koordinatentisches 6 gestoppt
wird.
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Es kann dann an der entsprechenden, auf dem Monitor 1 angezeigten
Stelle des Objektes eine Korrektur der Konfiguration vorgenommen werden. Die erfolgte
Korrektur bzw. die Durchführung der Korrektur kann angezeigt bzw. verfolgt werden,
indem durch Betätigen eines Schaltmittels,zum'Beispiel 23, lediglich das Abbild
des Objektes 11 am Monitor 1 sichtbar gemacht wird, indem der Vergleichsvorgang
unterbrochen, bzw. die Fernsehkamera 9 abgeschaltet wird.
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8 Patentansprüche 4 Figuren