DE4139189C2 - Vorrichtung zur optischen Lötstellenprüfung - Google Patents
Vorrichtung zur optischen LötstellenprüfungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Löt
stellenprüfung.
Eine Prüfung der äußeren Beschaffenheit von Lötstellen wird
durchgeführt, um über die Eignung des Montagezustands zu ent
scheiden, nachdem elektrische Bauelemente mit einer Leiter
platte oder einem Substrat durch Löten verbunden worden sind.
In der Vergangenheit wurde die Prüfung der äußeren Beschaf
fenheit visuell vorgenommen, während sich in den letzten Jah
ren eine automatische Prüfung durch optische Vorrichtungen
allmählich verbreitete.
Der JP 1-79874 (A) in Patent Abstracts of Japan ist eine Vor
richtung zur Prüfung von Lötstellen zu entnehmen, bei der die
zu prüfenden Lötstellen mittels Lichtquellen beleuchtet und
zweidimensionale Bilder der Lötstellen mit Kameras aufgenom
men werden. Gemäß dem in dieser Veröffentlichung beschriebe
nen Verfahren sind eine obere Kamera zur Prüfung der Lötstel
le senkrecht von oben und seitliche Kameras vorgesehen, um
die Lötstelle schräg von oben derart zu kontrollieren und zu
prüfen, daß Lageabweichungen von der oberen Kamera kontrol
liert und geprüft werden, während vertikale Abweichungen der
Lötstelle von den seitlichen Kameras kontrolliert werden.
Das vorangehend beschriebene herkömmliche Verfahren zur Prü
fung und Untersuchung mit einer oberen sowie seitlichen Kame
ras ist durch einen weite Prüfbereich und eine hohe Prüfge
schwindigkeit gekennzeichnet. Obwohl eine Kamera leicht zwei
dimensionale Informationen wahrnehmen kann, ist es dagegen
schwierig, Informationen über die Höhe eines Gegenstands zu
erhalten. Beispielsweise ist es schwierig, eine Prüfung der
äußeren Beschaffenheit von Lötstellen zu erzielen, weil exak
tere und genauere Informationen erforderlich sind, um die
Qualität von Lötstellen kontrollieren zu können.
Als Einrichtung, die exakte und genaue Informationen über die
Höhe einer Lötstelle liefern kann, ist eine Laservorrichtung
bzw. Laserabtasteinrichtung bekannt. Die Laservorrichtung
dient dazu, einen sehr feinen Laserstrahl auf die Punkt für
Punkt zu untersuchenden Lötstelle zu richten und den reflek
tierten Strahl aufzunehmen. Auf diese Weise kann die Laser
vorrichtung eine exakte und genaue Messung der Höhe der Löt
stelle ergeben. Beim Gebrauch einer Laservorrichtung kann die
Prüfung der äußeren Beschaffenheit exakt und genau durchge
führt werden.
In der Veröffentlichung von Koezuka, T, et. al: "High-speed
3-D vision system using range and intensity images covering a
wide area" ist ein optisches Prüfsystem für bestückte Leiter
platten gezeigt, das eine derartige Laservorrichtung verwen
det. Dabei werden sowohl zweidimensionale Bilder als auch Hö
heninformationen der Laservorrichtung ausgewertet. Genauer
tastet die Laservorrichtung die Objekte ab, wobei eine Bild
verarbeitungseinrichtung aus den gewonnen Informationen zwei
dimensionale Bilder und Höheninformationen erzeugt.
Jedoch ist es nachteilig, daß der Laserstrahl über die gesam
te Oberfläche der zu prüfenden Lötstelle gestrahlt werden
muß, indem der Laserstrahl in X- und Y-Richtung abgelenkt
wird, wobei dies eine beträchtliche Zeit erfordert.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung zur optischen Lötstellenprüfung zu schaffen, die eine
Prüfung der äußeren Beschaffenheit einer zu prüfenden Löt
stelle in schneller und exakter Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 dargelegte
Vorrichtung gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Durch die in den Patentansprüchen beschriebene Vorrichtung
kann die äußere Beschaffenheit der zu prüfenden Lötstelle
durch die erste Prüfvorrichtung kontrolliert und die Eignung
der Lötstelle beurteilt werden. Für eine Lötstelle, für die
über eine Eignungsfähigkeit nicht durch die oben beschriebene
Prüfung der äußeren Beschaffenheit entschieden werden kann,
wird eine exakte Prüfung durch eine zweite Prüfvorrichtung
durchgeführt, um die Eignungsfähigkeit zu beurteilen.
Basierend auf der Beurteilung der Eignungsfähigkeit anhand
dieser exakten Prüfung werden die Prüfungsdaten für die Löt
stelle von der ersten Prüfvorrichtung zusätzlich in den Com
puter als Eignungsbeurteilungsdaten aufgenommen. Bei der zu
sätzlichen Aufnahme der Prüfungsdaten wächst allmählich die
Datenbank des Computers, wodurch die Prüfungsfähigkeit der
erstgenannten Prüfvorrichtung schrittweise verbessert werden
kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu
tert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems zur
Prüfung der äußeren Beschaffenheit;
Fig. 2 zeigt Darstellungen zur Erklärung von Eignungsbeur
teilungsdaten;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer Laservorrichtung;
Fig. 4 zeigt Darstellungen zur Erklärung von exakten Eig
nungsbeurteilungsdaten; und
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das das Prüfsystem zeigt.
In den Zeichnungen werden mit 3 und 4 Kameras, mit 7 eine
Laservorrichtung, mit 10 ein Computer, mit 21 eine erste
und mit 22 eine zweite Prüfvorrichtung bezeichnet.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems zur
Prüfung der äußeren Beschaffenheit, in dem 1 einen X-Y-
Tisch bezeichnet, der eine Leiterplatte 2 auf seiner
obenliegenden Oberfläche in X- oder Y-Richtung bewegt. Auf
dieser Leiterplatte 2 befindet sich ein zu prüfender
quaderförmiges elektrisches Bauelement PA wie beispielsweise ein
Kondensator-Baustein oder ein Widerstand-Baustein und ein
zu prüfendes elektrisches Bauelement PB mit Leitungsdrähten wie
beispielsweise ein QFP- (quad flat package) oder ein SOP-
Baustein (small outline package).
Eine obere Kamera 3 und vier seitliche Kameras 4 sind über
dem X-Y-Tisch 1 angeordnet. Mit 5 ist eine ringförmige
Oberlichtquelle bezeichnet, die in die obere Kamera 3 integriert ist.
Mit 6 sind Seitenlichtquellen, die unter den
seitlichen Kameras 4 angeordnet sind bezeichnet. Diese
Lichtquellen senden Lichtstrahlen senkrecht und schräg von
oben auf die Bauelemente PA und PB. Verfährt man den X-Y-
Tisch 1, um die Leiterplatte 2 in X- oder Y-Richtung zu
bewegen, kontrolliert die obere Kamera 3 die Bauelemente PA
und PB vertikal von oben und die seitlichen Kameras 4
schräg von oben, wodurch man zweidimensionale
Bildinformationen über die Bauelemente PA und PB erhält.
Diese Kameras 3 und 4 sowie die Lichtquellen 5 und 6
stellen eine erste Prüfvorrichtung dar.
Mit 7 ist eine Laservorrichtung bzw. Laserabtasteinrichtung bezeichnet, die über der
Leiterplatte 2 installiert ist, und 8 bezeichnet eine
Lichtempfangseinheit. Wie in Fig. 3 gezeigt ist die
Lichtempfangseinheit 8 mit einem Lageerfassungselement 8a
wie beispielsweise einem PSD (position sensitive detector)
sowie einem Lichtbündelungselement 8b ausgestattet. Das
Lageerfassungselement 8a empfängt einen Laserstahl, der
von der Laservorrichtung 7 ausgestrahlt und vom Bauelement
P reflektiert wird, und erhält Informationen über die Höhe
des Bauelementes P aus dem einfallenden Laserstrahl. Auf
jeder Seite der Laservorrichtung 7 ist eine
Lichtempfangseinheit 8 vorgesehen und durch die jeweilige
Einheit 8 kann die Information über die Höhe in X- und Y-
Richtung kann von jedem Element 8 erhalten werden, während
sich die Leiterplatte 2 in X- oder Y-Richtung bewegt. Ein
Spiegel 9 ist in der Laservorrichtung 7 eingebaut. Durch
Steuern der Winkelstellungen des Spiegels 9 wird der La
serstrahl entlang gelöteter Kehlnähte H abgelenkt. Die
Laservorrichtung 7 und die Lichtempfangseinheit 8 stellen
eine zweite Prüfvorrichtung dar. Ebenso wie die zweite
Prüfvorrichtung kann eine dreidimensionale Kontakt-Typ-
Meßvorrichtung eingesetzt werden.
In Fig. 1 bezeichnet 10 einen Computer, mit dem jede der
Kameras 3 und 4 sowie die Lichtempfangseinheit 8 verbunden
sind. Basierend auf den Informationen aus den Kameras 3 und
4 sowie der Lichtempfangseinheit 8 wird die Eig
nungsfähigkeit der gelöteten Teile ermittelt.
Die Kameras 3 und 4 haben einen weiten Prüfungsbereich und
eine hohe Kontrolliergeschwindigkeit. Jedoch können die
Kameras 3 und 4 nur zweidimensionale Informationen erkennen
und nicht die Höhenmessung durchführen. Daraus folgt, daß
keine genauen Form- und Maßangaben erhalten werden können.
Im Gegensatz dazu kann die Prüfvorrichtung bestehend aus
der Laservorrichtung 7 und dem Lageerfassungselement 8a
genaue und exakte Messungen liefern, da ein sehr feiner
Laserstrahl Punkt für Punkt auf den Gegenstand gestrahlt
und der reflektierte Lichtstrahl empfangen wird, während
sie dadurch nachteilig ist, daß zweidimensionale
Informationen nicht erhalten werden können, die durch die
Kameras 3 und 4 erzielbar sind und daß die Prüfge
schwindigkeit gering ist.
Mit dem vorliegenden System ist es möglich, die Prüfung der
äußeren Beschaffenheit einer Lötstelle durch
entsprechenden Gebrauch der Kameras 3 und 4 sowie der
Laservorrichtung 7 durchzuführen, wobei jedoch die
vorstehend erwähnten Vor- und Nachteile auftreten. Nachstehend
ist ein Verfahren zur Prüfung der äußeren
Beschaffenheit von Lötstellen durch dieses
System beschrieben.
Fig. 2 zeigt Eignungsbeurteilungsdaten, die durch die er
ste Prüfvorrichtung 3 bis 6 in den Computer 10 eingegeben
werden. Die Gruppe A stellt quaderförmige elektrische Bauelemente
PA und die Gruppe B elektrische Bauelemente PB mit
Leitungsdrähten dar. Wie nachstehend beschrieben können durch
Schalten der Kameras 3 und 4 sowie der Lichtquellen 5 und 6
Helligkeitsverteilungsdaten über das Bauelement erhalten
werden.
HA in der Gruppe A stellt Lötstellen von guter Qualität
dar. Wenn gemäß Fig. 2A (a) die Oberlichtquelle 5
angeschaltet ist und das Bauelement von der oberen Kamera 3
geprüft wird, wird der Lichtstrahl l, der auf eine normale
Lötstelle HA trifft, in seitliche Richtung reflektiert.
Dadurch, daß das reflektierte Licht nicht in die obere Ka
mera 3 zurückkommt und dunkle Partien Haa der Lötstelle von
der oberen Kamera 3 wahrgenommen werden, wird die äußere
Beschaffenheit der Lötstelle folglich als gut und geeignet
beurteilt.
In Fig. 2(A) (b) stellt Hb eine geeignete Lötstelle dar.
Der Lichtstrahl l, der auf die obere Partie der Lötstelle
Hb gestrahlt wird, wird nach oben reflektiert und gelangt
in die Kamera 3. Dementsprechend wird ein heller Teil Hbb
innerhalb eines dunklen Teils Hba wahrgenommen.
In Fig. 2(A) (c) ist die Lötstelle Hc nicht vollständig
aufgebracht. Der Lichtstrahl l, der von oben auf diese Löt
stelle gerichtet ist, wird nach oben reflektiert und
gelangt in die Kamera 3, wobei der gesamte Bereich als
helle Partie Hca wahrgenommen wird.
In Fig. 2(A) (d) steht das Bauelement PA aufgrund der
Oberflächenspannung hoch, während das flüssige Lot erstarrt
ist. Eine Lötstelle Hd1 wird als dunkle Partie Hd1a
wahrgenommen, während eine Lötstelle Hd2 auf der anderen
Seite als helle Partie Hd2a wahrgenommen wird.
Im Folgenden werden die Fälle der Gruppe B beschrieben. L
stellt einen Leitungsdraht dar. Nach Fig. 2(B) (a)
verbindet eine Lötstelle Hf den Leitungsdraht L fest mit
der Leiterplatte und die äußere Beschaffenheit ist gut und
geeignet. Der von oben kommende Lichtstrahl wird schräg
nach oben reflektiert und gelangt nicht in die Kamera 3.
Folglich wird eine dunkle Partie Hfa wahrgenommen.
Gemäß Fig. 2(B) (b) besitzt das Bauelement PB einen J-
förmigen Leitungsdraht L. Da eine Lötstelle Hg den
Leitungsdraht fest mit der Leiterplatte 2 verbindet, ist
die äußere Beschaffenheit gut und geeignet. Wenn die
Seitenlichtquelle 6 angeschaltet ist und das Bauelement von
der seitlichen Kamera 4 betrachtet wird, werden innerhalb
einer dunklen Partie Hga helle Partien Hgb wahrgenommen.
Gemäß Fig. 2(B) (c) ist eine Lötstelle Hh nicht
ausreichend aufgebracht. Der von oben kommende Lichtstrahl
gelangt in die Kamera 3 und es wird eine helle Partie Hha
wahrgenommen.
Gemäß Fig. 2(B) (d) ist der Leitungsdraht L von einer
Lötstelle Hi getrennt. In diesem Fall wird innerhalb einer
dunklen Partie Hia eine helle Partie Hib wahrgenommen.
Wie voranstehend beschrieben gibt es verschiedene Verfahren
zur Prüfung durch die Verwendung der Kameras 3 und 4 sowie
der Lichtquellen 5 und 6. Ferner ist es natürlich möglich,
eine Prüfung und Kontrolle des Bauelements auf fehlenden
Kontakt oder Lageabweichung durchzuführen oder es kann kon
trolliert werden, ob das Bauelement umgedreht oder fehler
haft ist, wie dies in der genannten japanischen Offen
legungsschrift Nr. 79874/1989 offenbart ist. Die Bereiche
oder die Länge der dunklen und hellen Partien können als
Eignungsbeurteilungsdaten verwendet werden.
Wenn die Eignungsbeurteilungsdaten gemäß der Darstellung in
Fig. 2 in einem ersten Speicher M1 (siehe Fig. 5) des
Computers 10 abgelegt sind, ist es möglich, die Prüfung der
äußeren Beschaffenheit des elektrischen Bauelementes P mit
der ersten Prüfvorrichtung 3 bis 6 vorzunehmen. In diesem
Fall wird die äußere Beschaffenheit geprüft, indem
verglichen wird, welches der Bilder aus Fig. 2 mit dem
Bild übereinstimmt, das von den Kameras 3 und 4 geliefert
wird. Entspricht es (a) oder (b) der Gruppe A oder (a) oder
(b) der Gruppe B, so wird die äußere Beschaffenheit als
geeignet beurteilt. Stimmt es mit (c) oder (d) der Gruppe A
oder mit (c) oder (d) der Gruppe B überein, so wird es als
ungeeignet beurteilt.
In Fig. 4 sind Lötstellen H gezeigt, die mittels der
Laservorrichtung 7 vermessen werden. In diesem Fall wird
die obenliegende Oberfläche der Leiterplatte 2 als
Bezugsebene GND angenommen und eine Höhe Hx der
Lötstelle H gemessen. Ob die Lötstelle zu hoch oder zu
niedrig ist, wird durch einen Vergleich mit einer Dicke Ht
des Bauelementes P beurteilt. Wird beispielsweise eine
Obergrenze H1 mit einem Wert von 1,5 mal der Dicke Ht des
Bauelementes P festgesetzt und ist die Höhe Hx der
Lötstelle H höher als dieser Wert, so wird sie als zu hoch
beurteilt und gilt als ungeeignet. Wird als Untergrenze H2
ein Wert von 0,5 mal der Dicke Ht festgesetzt und liegt die
Höhe Hx unter diesem Wert, so wird die Lötstelle als zu
niedrig beurteilt und gilt als ungeeignet. Liegt die Höhe
über dieser Untergrenze, wird sie als geeignet betrachtet.
Ferner wird ein vorbestimmter Winkel Θf (zum Beispiel 20°)
als Kehlnahtwinkel festgelegt; ist ein gemessener Winkel Θx
kleiner als dieser, so wird die gelötete Kehlnaht als zu
dünn und ungeeignet beurteilt. Oder es kann, falls genügend
Zeit vorhanden ist, die dreidimensionale Gestalt der
Lötstelle H durch wiederholtes Abtasten des Laserstrahles
in X- und Y-Richtungen genauer vermessen werden.
Die genaue Messung durch die Laservorrichtung 7 hat den
Nachteil, daß sie viel Zeit erfordert, während es von Vor
teil ist, daß die dreidimensionale Gestalt der Lötstelle
vermessen werden kann und eine genaue Beurteilung über eine
Eignung erbracht werden kann, weil die Information über die
Höhe der Lötstelle vorhanden ist. Deshalb werden die Da
ten, die anhand der Fig. 4 erläutert wurden, in einem
zweiten Speicher M2 (siehe Fig. 5) des Computers 10 als
Eignungsbeurteilungsdaten abgelegt. In Fig. 4 sind die ex
akten Daten zur Eignungsbeurteilung dargestellt.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Systems zur Prüfung
der äußeren Beschaffenheit. In dieser Figur bezeichnet 2
eine Leiterplatte oder ein Substrat, das geprüft werden
soll. 21 stellt eine erste Prüfvorrichtung dar,
die aus den beschriebenen Kameras 3 und 4 sowie
den Lichtquellen 5 und 6 besteht. Ein Blockbild K1 stellt eine
Abbildung durch die erste Prüfvorrichtung 21 dar. 22
bezeichnet eine zweite Prüfvorrichtung, die aus
der Laservorrichtung 7 und der Lichtempfangseinheit 8 besteht.
Ein Blockbild K2 zeigt die Gestalt der Lötstelle, die
mittels der zweiten Prüfvorrichtung vermessen wird. K3
bezeichnet ein Sortier-Blockbild. M1 und M2 stellen die
Speicher des Computers dar, in denen die in Fig. 2 und
Fig. 4 erläuterten Eignungsbeurteilungedaten abgelegt
sind. Nachstehend wird ein Prüfungsverfahren erläutert.
Gemäß Fig. 1 wird eine Leiterplatte 2 auf einem X-Y-Tisch
1 aufgelegt und ein elektrisches Bauelement P wird durch
Schalten der Kameras 3 und 4 sowie der Lichtquellen 5 und 6
geprüft. Durch Vergleichen eines in den Kameras 3 und 4
geformten Bildes mit den Eignungsbeurteilungsdaten, die in
dem ersten Speicher M1 abgelegt sind, wird über die Eignung
entschieden. Wenn das Bild, das in den Kameras 3 und 4
geformt wird, mit einem Bild nach Fig. 2 übereinstimmt,
das als geeignet betrachtet wird, so ist die äußere
Beschaffenheit der Lötstelle geeignet. Wenn es mit einem
Bild nach Fig. 2 übereinstimmt, das als ungeeignet be
trachtet wird, so gilt die Lötstelle als ungeeignet.
Die Gestalt der Lötstellen ist jedoch verschieden und es
ist schwierig die Bilderdaten aller Lötstellen im voraus im
Speicher M1 abzulegen. Folglich sind nur typische Bilderda
ten im Speicher M1 abgelegt. Dementsprechend gibt es einige
Lötstellen, deren Eignung nicht ausschließlich mittels der
im Speicher M1 abgelegten Daten beurteilt werden können.
Im Blockbild K1 nach Fig. 5 sind x1 und x2 Lötstellen, für
die die Eignungsfähigkeit nicht mittels der ersten Prüfvor
richtung 21 beurteilt werden kann, weil diese Daten nicht
im ersten Speicher M1 abgelegt sind. Für solche Lötstellen
x1 und x2 wird eine genaue Messung mittels der zweiten
Prüfvorrichtung 22 durchgeführt und über die Eignung wird
gemäß den exakten Eignungsbeurteilungsdaten entschieden,
wie sie in Verbindung mit Fig. 4 erläutert wurden. Wie in
Blockbild K3 gezeigt, werden die Lötstellen nach
geeigneten und fehlerhaften sortiert, und Bilder der Löt
stellen x1 und x2 werden zusätzlich im Speicher M1
abgelegt. Die Lötstelle x1 ist fehlerhaft, und wird
zusätzlich in einem Fehler-Teil (4) der Gruppe A des
Speichers M1 abgelegt. Die Lötstelle x2 ist geeignet und
wird zusätzlich in einem Teil (5) für die geeigneten
Lötstellen der Gruppe B im Speicher M1 abgelegt. In (e) der
Fig. 2(A) und (B) wird gezeigt, daß die Bilder dieser
Lötstellen x1 und x2 als neue Eignungsfähigkeitsdaten für
die erste Prüfvorrichtung 3 bis 6 abgelegt werden.
Wie oben beschrieben ist die exakte Prüfung mittels der
zweiten Prüfvorrichtung 22 für diejenige Lötstelle vorge
sehen, für die die Eignung nicht mittels der ersten
Prüfvorrichtung 21 beurteilt werden kann. Basierend auf
diesen Ergebnissen werden neue Daten zusätzlich im Speicher
M1 abgelegt und die dazugefügten Daten können für die
nachfolgende Prüfung verwendet werden. Mit diesem Verfahren
kann die Prüffähigkeit der ersten Prüfvorrichtung 21
schrittweise verbessert werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung verwendet die Vorrichtung zur optischen
Lötstellenprüfung ein erstes
Verfahren zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit einer zu
prüfenden Lötstelle mittels einer ersten Prüfvorrichtung
basierend auf Eignungsbeurteilungsdaten, die sich in einem
Computer befinden, ein zweites Verfahren zur exakten
Prüfung der Eignung der äußeren Beschaffenheit einer zu
prüfenden Lötstelle mittels einer zweiten Prüf
vorrichtung basierend auf exakte Eignungsbeurteilungsdaten,
die sich in einem Computer befinden, und schließlich noch
ein drittes Verfahren zum zusätzlichen Registrieren der
Prüfungsdaten der ersten Prüfvorrichtung bezüglich der
zu prüfenden Lötstelle als Eignungsbeurteilungsdaten in
dem Computer gemäß den Ergebnissen der Eig
nungsbeurteilung der exakten Prüfung durch die zweite
Prüfvorrichtung. Daraus folgt nun, daß man die Eignung der
Lötstelle effizient beurteilen kann.
Dabei ist es möglich, die Prüffähigkeit der
ersten Prüfvorrichtung allmählich zu steigen, und
schließlich die Eignungsbeurteilung fast aller Lötstellen
schnell und genau mittels der ersten Prüfvorrichtung durch
zuführen.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur optischen Lötstellenprüfung mit
- a) einer ersten Prüfvorrichtung, die mittels zumindest einer Lichtquelle (5, 6) die zu prüfende Lötstelle (H) beleuchtet und aus dem von der zu prüfende Lötstelle reflektierten und mittels zumindest einer Kamera (3, 4) aufgenommenen Licht Informationen über die Beschaffenheit der zu prüfenden Lötstelle ableitet,
- a) aus dem reflektierten und mittels der zumindest einen Kamera (3, 4) aufgenommenen Licht zweidimensionale Bilder der zu prüfenden Lötstelle abgeleitet werden und die zweidimensionalen Bilder zur Beurteilung der zu prüfenden Lötstelle mit einer Vielzahl zweidimensionaler Bilder (Fig. 2) verglichen werden, die in einer ersten Speichereinrichtung (M1) eines Computers (10) abgelegt sind, und
- b) eine zweite Prüfvorrichtung vorgesehen ist, die, falls die Beurteilung der zu prüfenden Lötstelle durch die erste Prüfvorrichtung (3-6) kein eindeutiges Ergebnis liefert, die zu prüfenden Lötstelle (H) mittels einer Laservorrichtung (7) dreidimensional abtastet, wobei Daten über die Höhe (Hx) der zu prüfenden Lötstelle (H) aus dem reflektierten Laserstrahl mittels einer Lichtempfangseinheit (8) abgeleitet werden und die abgeleiteten Daten zur Beurteilung der zu prüfenden Lötstelle (H) mit in einer zweiten Speichereinrichtung (M2) des Computers (10) enthaltenen oberen Grenzhöhe (H1) und einer unteren Grenzhöhe (H2) bezüglich einer Bezugsebene (GND) verglichen werden, wobei
- c) nach Beurteilung der zu prüfenden Lötstelle (H) mittels der zweiten Prüfvorrichtung (7, 8) die mittels der ersten Prüfvorrichtung (3-6) erhaltenen zweidimensionalen Bilder zusammen mit dem Ergebnis der mittels der zweiten Prüfvorrichtung (7, 8) durchgeführten Beurteilung in der ersten Speichereinrichtung (M1) des Computers (10) zusätzlich zu der Vielzahl der bereits gespeicherten zweidimensionalen Bilder abgelegt werden, wobei bei zukünftigen Messungen von der ersten Prüfvorrichtung (3-6) das Ergebnis der mittels der zweiten Prüfvorrichtung (7, 8) durchgeführten Beurteilung als Eignungsbeurteilungsdaten berücksichtigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich die zu prüfende Lötstelle (H) auf einen X-Y-Tisch befin
det, der verstellt wird, um die zu prüfende Lötstelle (H) in
X- oder Y-Richtung zu bewegen und um die zweidimensionalen
Bilder sowie die Höhe (Hx) der zu prüfenden Lötstelle (H) zu
erhalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zu prüfende Lötstelle (H) die Lötstelle eines quaderför
migen elektrischen Bauelements (PA) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zu prüfende Lötstelle (H) die Lötstelle eines elektri
schen Bauelements (PB) mit Leitungsdrähten ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Prüfvorrichtung (7, 8) überprüft, ob ein gemesse
ner Winkel (Θx) zwischen einer Seitenfläche der zu überprü
fenden Lötstelle (H) und einer Seitenfläche des die zu über
prüfende Lötstelle (H) aufweisenden quaderförmigen elektri
schen Bauelements (PA) ermittelt und mit einem Mindestwinkel
(Θf) verglichen wird, und das Ergebnis für die Beurteilung
der Beschaffenheit der zu prüfenden Lötstelle (H) heranzieht.
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Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE4139189C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2241878A2 (de) | 2009-04-15 | 2010-10-20 | Göpel electronic GmbH | Verfahren zur Inspektion von Lötstellen an elektrischen und elektronischen Bauteilen |
DE102009017694B3 (de) * | 2009-04-15 | 2010-12-02 | Göpel electronic GmbH | Anordnung einer rotatorischen Bildaufnahmeeinheit für die Abbildung von Objekten auf Leiterplatten unter einem polaren Betrachtungswinkel von 45° |
CN108759728A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-06 | 无锡远及科技有限公司 | Pcb电路板平整度检测用光线照射检测系统及其检测方法 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4233438C2 (de) * | 1992-10-05 | 1996-11-21 | Stribel Gmbh | Einrichtung mit einem Transportsystem |
DE4239053A1 (de) * | 1992-11-20 | 1994-05-26 | Diehl Gmbh & Co | Prüfanordnung für Stiftgruppen |
DE4330783A1 (de) * | 1993-09-10 | 1995-03-16 | Otto Bihler | Stelleinrichtung in einer Bearbeitungsmaschine |
DE9401711U1 (de) * | 1994-02-02 | 1995-06-01 | Kratzer Automatisierung GmbH, 85716 Unterschleißheim | Abbildungsvorrichtung |
US5661249A (en) * | 1994-08-11 | 1997-08-26 | Walter Grassle Gmbh | Apparatus and method for inspecting small articles |
DE19511948A1 (de) * | 1994-08-11 | 1996-02-15 | Graessle Walter Gmbh | Vorrichtung zum Vereinzeln von kleinen Gegenständen |
JPH10141929A (ja) * | 1996-11-12 | 1998-05-29 | Hitachi Ltd | はんだ付け検査装置 |
EP0871027A3 (de) * | 1997-04-07 | 1999-05-19 | Hewlett-Packard Company | Prüfung gedruckter Leiterplatten |
DE19754871C2 (de) * | 1997-12-10 | 2003-12-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Qualität von Drahtverbindungen elektrischer Bauteile |
FR2861948B1 (fr) * | 2003-10-30 | 2006-03-24 | Airbus France | Procede pour determiner des modifications apportees a une carte electronique et methodes de fabrication d'une carte electronique et d'un equipement muni d'une carte electronique |
DE102014213086A1 (de) * | 2014-07-04 | 2016-01-07 | Mahle International Gmbh | Verfahren zur Prüfung der Verlötung eines Bauteils, sowie Wärmeübertrager |
CN110102492B (zh) * | 2019-03-26 | 2021-04-13 | 红板(江西)有限公司 | 电路板电性能检测冶具 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4654583A (en) * | 1983-04-15 | 1987-03-31 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting defects of printed circuit patterns |
DE3636607A1 (de) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Elektro App Werke Veb | Verfahren zum pruefen von loetstellen elektronischer baugruppen |
JPS6479874A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for inspecting external appearance of electronic parts |
DE3838032A1 (de) * | 1987-11-09 | 1989-05-24 | Hitachi Ltd | Verfahren und einrichtung zur strukturpruefung |
DD279321A1 (de) * | 1989-01-03 | 1990-05-30 | Tu Wismar | Verfahren der automatischen, beruehrungslosen und zerstoerungsfreien beurteilung von fuegestellen |
EP0385474A2 (de) * | 1989-03-02 | 1990-09-05 | Omron Corporation | Verfahren und Einrichtung zur Untersuchung von gedruckten Schaltungen |
-
1991
- 1991-11-28 DE DE4139189A patent/DE4139189C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4654583A (en) * | 1983-04-15 | 1987-03-31 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting defects of printed circuit patterns |
DE3636607A1 (de) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Elektro App Werke Veb | Verfahren zum pruefen von loetstellen elektronischer baugruppen |
JPS6479874A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for inspecting external appearance of electronic parts |
DE3838032A1 (de) * | 1987-11-09 | 1989-05-24 | Hitachi Ltd | Verfahren und einrichtung zur strukturpruefung |
DD279321A1 (de) * | 1989-01-03 | 1990-05-30 | Tu Wismar | Verfahren der automatischen, beruehrungslosen und zerstoerungsfreien beurteilung von fuegestellen |
EP0385474A2 (de) * | 1989-03-02 | 1990-09-05 | Omron Corporation | Verfahren und Einrichtung zur Untersuchung von gedruckten Schaltungen |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
Elektronik 18, 1.9.89, S. 96-100 * |
KOEZUKA, T. et.al.: High-speed 3-D vision system using range and intensity images covering a wide area, Applications of Artificial Intelligence VII (1989), Procedings of the Spie - The Internatio- nal Society for Optical Engineering, 1989, S. 1134-1141 * |
MOLITOR, Martin: Berührungslaseroptoelektronische Meßautomaten für die Geometrieerfassung an Werkstücken, VDI-Verlag, Düsseldorf 1988, S.25-32 * |
Patents Abstracts of Japan, Vol. 13, Nr. 306, (P-897), July 13, 1989 & JP-A-1079874 … * |
productronic 3, 1990, S. 50-52 * |
Technische Rundschau 6/90, S. 46-53, 3/90, S. 14-17 und 38/90, S. 136-143 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2241878A2 (de) | 2009-04-15 | 2010-10-20 | Göpel electronic GmbH | Verfahren zur Inspektion von Lötstellen an elektrischen und elektronischen Bauteilen |
DE102009017694B3 (de) * | 2009-04-15 | 2010-12-02 | Göpel electronic GmbH | Anordnung einer rotatorischen Bildaufnahmeeinheit für die Abbildung von Objekten auf Leiterplatten unter einem polaren Betrachtungswinkel von 45° |
CN108759728A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-06 | 无锡远及科技有限公司 | Pcb电路板平整度检测用光线照射检测系统及其检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4139189A1 (de) | 1992-06-11 |
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