FR3059423A1 - Systeme et procede de positionnement et d'inspection optique d'un objet - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'inspection optique d'un circuit électronique (Card) comprenant l'acquisition d'images du circuit électronique par des capteurs d'images (C), l'utilisation des images pour la détermination de l'écart entre la position du circuit électronique (Card) et une position d'inspection et l'utilisation desdites images à au moins une autre étape du procédé.
Description
Domaine
La présente invention concerne de façon générale les systèmes d'inspection optique et, plus particulièrement, les systèmes de détermination d'images tridimensionnelles destinés à l'analyse en ligne d'objets, notamment de circuits électroniques. Exposé de l'art antérieur
Les systèmes d'inspection optique sont généralement utilisés pour vérifier le bon état d'un objet avant sa mise sur le marché. Ils permettent notamment de déterminer une image tridimensionnelle de l'objet qui peut être analysée pour rechercher d'éventuels défauts. Dans le cas d'un circuit électronique comprenant, par exemple, un circuit imprimé équipé de composants électroniques, l'image tridimensionnelle du circuit électronique peut être utilisée notamment pour inspecter le bon état des soudures des composants électroniques sur le circuit imprimé.
Pour certains systèmes d'inspection optique, l'objet à inspecter est déplacé jusqu'à une position d'inspection par l'intermédiaire d'un convoyeur. Au moins un capteur de position est utilisé pour détecter que l'objet se trouve à la position d'inspection de façon à commander l'arrêt du convoyeur. Le capteur de position peut être du type mécanique, magnétique ou projetant un faisceau lumineux. A titre d'exemple, le capteur peut comprendre une cellule émettant un faisceau lumineux qui est interrompu ou réfléchi par l'objet à inspecter lorsque celui-ci parvient à la position d'inspection.
Un inconvénient est que la position détectée par le capteur de position peut ne pas être correcte. En effet, les matériaux composant l'objet à inspecter peuvent perturber le fonctionnement du capteur de position. Cela peut être notamment le cas lorsque l'objet à inspecter est un circuit électronique, en particulier un circuit imprimé, pour lequel des matériaux métalliques réfléchissants, des matériaux opaques ou des matériaux partiellement transparents peuvent être présents en surface. En outre, l'objet à inspecter peut avoir une forme irrégulière dans la région qui est détectée par le capteur de position. Cela peut être notamment le cas lorsque l'objet à inspecter est un circuit électronique, en particulier un circuit imprimé, pour lequel le bord du circuit peut présenter localement un changement de forme important, par exemple une découpe, au niveau de la zone qui est détectée par le capteur de position. De ce fait, avec les variations des procédés de fabrication du circuit électronique, la position du bord détecté par le capteur de position peut varier d'un circuit électronique à l'autre.
Une possibilité est, en tenant compte de l'objet à inspecter, de déplacer le capteur de position à un emplacement auquel des mesures de position plus sûres peuvent être réalisées. Toutefois, le déplacement du capteur de position augmente la durée de mise en place du procédé d'inspection optique. Ceci n'est pas souhaitable en particulier lorsque le procédé d'inspection optique est mis en oeuvre pour des petites séries. En outre, l'accès au capteur de position peut être difficile.
Résumé
Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des systèmes d'inspection optique comprenant un dispositif de détection de la position d'un objet à inspecter décrits précédemment.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le fonctionnement du dispositif de détection de la position d'un objet à inspecter n'est pas perturbé par la nature des matériaux en surface de l'objet.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le fonctionnement du dispositif de détection de la position d'un objet à inspecter n'est pas perturbé par la forme de l'objet.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le système d'inspection optique est adapté à corriger la position détectée par un capteur de position mécanique, magnétique ou projetant un rayonnement lumineux.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le système d'inspection optique ne comprend pas de capteur de position mécanique, magnétique ou projetant un rayonnement lumineux.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé d'inspection optique d'un circuit électronique comprenant l'acquisition d'images du circuit électronique par des capteurs d'images, l'utilisation des images pour la détermination de l'écart entre la position du circuit électronique et une position d'inspection et l'utilisation desdites images à au moins une autre étape du procédé.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la modification de la position du circuit électronique lorsque ledit écart est supérieur à un seuil.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images, de l'image acquise par le capteur d'image avec au moins une image de référence.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images, de l'image acquise avec au moins une image de référence supplémentaire obtenue à partir de l'image de référence.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images, de l'image acquise par le capteur d'images avec une première image de référence et avec une deuxième image de référence obtenue par floutage de la première image de référence.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images, de l'image acquise par le capteur d'images avec une troisième image de référence obtenue par extraction de contours de la première image de référence.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images, de l'image acquise par le capteur d'images avec une quatrième image de référence obtenue par floutage de la troisième image de référence.
Selon un mode de réalisation, les capteurs d'images sont déplacés selon une première direction par rapport au circuit électronique au moins d'un premier emplacement selon la première direction pour faire l'acquisition d'images d'une première portion du circuit électronique à un deuxième emplacement selon la première direction pour faire l'acquisition d'images d'une deuxième portion du circuit électronique, le circuit électronique étant déplacé à une première position lorsque les capteurs d'images sont au premier emplacement et à une deuxième position, différente de la première position, lorsque les capteurs d'images sont au deuxième emplacement, ou les capteurs d'images étant déplacés selon une deuxième direction, non parallèle à la première direction, à une troisième position selon la deuxième direction lorsque les capteurs d'images sont au premier emplacement selon la première direction et à une quatrième position selon la deuxième direction, différente de la troisième position, lorsque les capteurs d'images sont au deuxième emplacement selon la première direction.
Selon un mode de réalisation, la première portion du circuit électronique est dans la zone de netteté des capteurs d'images lorsque le circuit électronique est dans la première position ou lorsque les capteurs d'images sont dans la troisième position , et la deuxième portion du circuit électronique est dans la zone de netteté des capteurs d'images lorsque le circuit électronique est dans la deuxième position ou lorsque les capteurs d'images sont dans la quatrième position.
Selon un mode de réalisation, au moins deux parties du circuit électronique reposent sur deux supports et l'autre étape comprend la modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de 1'autre.
Selon un mode de réalisation, le circuit électronique comprend un circuit imprimé, chaque support supportant un bord latéral du circuit imprimé.
Selon un mode de réalisation, un convoyeur transporte le circuit électronique selon une direction de convoyage du circuit électronique, les supports s'étendant parallèlement à la direction de convoyage du circuit électronique.
Selon un mode de réalisation, un dispositif de déplacement transporte les capteurs d'images selon une direction de déplacement des capteurs d'images, non parallèle à la direction de convoyage du circuit électronique, notamment perpendiculaire à la direction de convoyage du circuit électronique.
Selon un mode de réalisation, chaque support est déplacé, indépendamment l'un de l'autre, selon une direction de déplacement de support, non parallèle à la direction de convoyage du circuit électronique et à la direction de déplacement des capteurs d'images, notamment perpendiculaire à la direction de convoyage du circuit électronique et à la direction de déplacement des capteurs d'images.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
les figures 1, 2 et 3 sont respectivement une vue en perspective, une vue de dessus et une vue de côté, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'un système d'inspection optique ; et la figure 4 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation d'un procédé d'inspection optique d'un circuit électronique.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes sensiblement, environ et de l'ordre de signifient à 10 % près. En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension de la présente description ont été représentés et sont décrits. En particulier, les moyens de convoyage du circuit imprimé et les moyens de déplacement des caméras et des projecteurs du système d'inspection optique décrit ci-après sont à la portée de l'homme de l'art et ne sont pas décrits en détail. En outre, les processus d'inspection optique n'ont pas été détaillés, le procédé de détermination de position étant compatible avec tout système d'inspection optique et, plus généralement, avec tout système de prise de vues.
Les figures 1, 2 et 3 représentent, de façon très schématique, un système 10 d'inspection optique d'un circuit électronique Card. On entend par circuit électronique indifféremment un ensemble de composants électroniques interconnectés par l'intermédiaire d'un support, le support seul utilisé pour réaliser cette interconnexion sans les composants électroniques ou le support sans les composants électroniques mais muni de moyens de fixation des composants électroniques. A titre d'exemple, le support est un circuit imprimé et les composants électroniques sont fixés au circuit imprimé par des joints de soudure obtenus par chauffage de blocs de pâte à souder. Dans ce cas, on entend par circuit électronique indifféremment le circuit imprimé seul (sans composants électroniques, ni blocs de pâte à souder) , le circuit imprimé muni des blocs de pâte à souder et sans composants électroniques, le circuit imprimé muni des blocs de pâte à souder et des composants électroniques avant l'opération de chauffage ou le circuit imprimé muni des composants électroniques fixés au circuit imprimé par des joints de soudure. Les dimensions du circuit Card correspondent, par exemple, à une carte rectangulaire ayant une longueur et une largeur variant de 50 mm à 550 mm.
Le circuit électronique Card à inspecter est placé sur un convoyeur 12, par exemple un convoyeur plan, non représenté en figure 3. Le convoyeur 12 est susceptible de déplacer le circuit Card selon une direction X, par exemple une direction horizontale, d'une position d'introduction du circuit jusqu'à une position d'inspection et de la position d'inspection jusqu'à une position de récupération du circuit. A titre d'exemple, le convoyeur 12 peut comprendre un ensemble de courroies et de galets entraînés par un moteur électrique tournant, non représenté. A titre de variante, le convoyeur 12 peut comprendre un moteur linéaire déplaçant un charriot sur lequel repose le circuit électronique Card.
Le système d'inspection optique 10 comporte un dispositif de projection d'images sur le circuit Card comprenant des projecteurs P, deux projecteurs alignés étant, à titre d'exemple, représentés schématiquement en figures 1 et 2. Le système 10 comporte, en outre, un dispositif d'acquisition d'images comprenant des capteurs d'images ou caméras numériques C. A titre d'exemple, huit caméras sont représentées schématiquement en figures 1 et 2, alignées selon deux rangées de caméras de part et d'autre de la rangée de projecteurs P et chaque projecteur P est placé sensiblement au centre d'un rectangle dont chaque coin est occupé par une caméra C. L'ensemble comprenant les projecteurs P et les caméras C, appelé par la suite bloc projecteurs-caméras 14, peut être déplacé par un dispositif de déplacement 15, représenté seulement sur les figures 2 et 3, selon une direction Y, par exemple une direction horizontale, perpendiculaire à la direction X. A titre d'exemple, on a représenté, par une ligne en traits pointillés 14', le bloc projecteurs-caméras à une autre position le long de la direction
Y.
Le système d'inspection optique 10 permet la détermination d'une image tridimensionnelle du circuit électronique Card. Dans la suite de la description, on appelle image tridimensionnelle, ou image 3D, un nuage de points, par exemple plusieurs millions de points, d'au moins une partie de la surface extérieure du circuit dans lequel chaque point de la surface est repéré par ses coordonnées déterminées par rapport à un repère d'espace à trois dimensions. En outre, on appelle image bidimensionnelle, ou image 2D, une image numérique acquise par l'une des caméras C et correspondant à une matrice de pixels. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, le terme image fait référence à une image bidimensionnelle. En outre, dans la suite de la description, on appelle champ visuel du bloc projecteurs-caméras 14 la partie d'espace réel saisie par les caméras C lors de l'acquisition d'images et permettant la détermination d'une image tridimensionnelle.
Les caméras C et les projecteurs P sont reliés à un système informatique 16 adapté notamment à réaliser un traitement d'images. Le système de traitement 16 peut comprendre un ordinateur ou un microcontrôleur comportant un processeur et des mémoires de différents types dont une mémoire non volatile dans laquelle sont stockées des instructions dont l'exécution par le processeur permet au système de traitement 16 de réaliser les fonctions souhaitées. A titre de variante, le système 16 peut correspondre à un circuit électronique dédié ou à une combinaison de plusieurs modules de traitement de technologies différentes. Le système de traitement 16 est adapté à déterminer une image tridimensionnelle du circuit Card par projection d'images, comprenant par exemple des franges, sur le circuit Card à inspecter. Le système de traitement 16 est, en outre, adapté à commander le convoyeur 12 et le convoyeur 15.
Selon un mode de réalisation, le système d'inspection optique 10 comprend au moins un capteur S de la position du circuit Card. Le capteur de position S peut être du type mécanique, magnétique ou projetant un faisceau lumineux. Le capteur de position S peut être relié au système de traitement 16. La détection de la position du circuit Card par le capteur S peut entraîner la commande de l'arrêt du convoyeur 12 par le système de traitement 16. Selon un mode de réalisation, le système d'inspection optique 10 comprend des premier et deuxième capteurs de position disposés de façon que lorsque le circuit Card est déplacé selon la direction X, il est détecté par le premier capteur de position puis par le deuxième capteur de position. Lorsque le convoyeur 12 est en train de déplacer un circuit Card selon la direction X, la détection du circuit Card par le premier capteur entraîne la commande par le système de traitement 16 d'un ralentissement du convoyeur 12 et la détection du circuit Card par le second capteur entraîne la commande par le système de traitement 16 de l'arrêt du convoyeur 12.
Les dimensions du circuit Card sont généralement supérieures au champ visuel des caméras C. La détermination d'une image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card est alors obtenue en amenant le bloc projecteurs-caméras 14 selon la direction Y a plusieurs positions fixes par rapport au circuit Card, des images étant acquises par les caméras C à chaque position du bloc projecteurs-caméras 14. Ces positions sont appelées par la suite positions d'acquisition d'images. Pour réduire le nombre d'images à acquérir, les positions d'acquisition d'images peuvent être choisies pour que la portion du circuit Card dans le champ visuel des caméras C à une position d'acquisition d'images recouvre le moins possible la portion du circuit Card dans le champ visuel des caméras C à la position d'acquisition d'images suivante.
ίο
A titre d'exemple, on a schématiquement délimité le champ visuel global du bloc projecteurs-caméras 14 par deux lignes en pointillés Rq, Rp · On désigne par la référence Cardj_ la portion du circuit électronique Card dont une image tridimensionnelle peut être déterminée par le système de traitement 16 à partir des images acquises par les caméras C pour une position d'acquisition d'images donnée du bloc projecteurs-caméras 14.
Les images tridimensionnelles d'un nombre entier N de portions de circuit Cardj_, où i est un nombre entier variant de 1 à N, doivent être acquises pour déterminer 1'image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card. A titre d'exemple, N varie typiquement de 1 à 10. Chaque portion de circuit Cardj_ comprend un bord initial BI-j_, le bord le plus à gauche en figure 2, et un bord final BF-j_, le bord le plus à droite en figure
2.
Selon un mode de réalisation, pour réduire le nombre d'images à acquérir pour la détermination de l'image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card, à l'exception éventuellement des bords du circuit, les positions d'acquisition d'images sont choisies pour que le recouvrement entre la portion de circuit Cardj_ dans le champ visuel du bloc projecteurs-caméras 14 à une position d'acquisition d'images et la portion de circuit Cardj_+]_ dans le champ visuel du bloc projecteurs-caméras 14 à la position d'acquisition d'images suivante soit inférieure à 20 % de la longueur de la portion de circuit Cardj_ mesurée selon la direction Y, et de préférence sensiblement nul. Ceci signifie que le bord final BF-j_ de la portion de circuit Cardj_ correspond sensiblement au bord initial BI-j_+]_ de la portion de circuit Cardj_+]_ suivante.
Pour que l'image tridimensionnelle puisse être déterminée avec précision, les images bidimensionnelles acquises par les caméras C ne doivent pas être floues. Le circuit Card doit donc être placé dans la zone de netteté des caméras C. Le circuit Card est amené par le convoyeur 12 au niveau d'un plan de référence Pref dont la position par rapport aux caméras C est connue de sorte que, si le circuit Card est parfaitement plan, il se trouve dans la zone de netteté des caméras C.
Toutefois, le circuit Card peut ne pas être plan. A titre d'exemple, le circuit Card est représenté en figure 3 avec une forme générale bombée vers le bas qui est exagérée à des fins d'illustration. Toutefois, il est clair que les déformations du circuit Card peuvent ne pas être régulières selon la direction Y. En particulier, dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction X, le circuit Card peut comprendre des portions bombées vers le haut et des portions bombées vers le bas. Néanmoins, dans le cas d'un voilage, les déformations sont généralement sensiblement indépendantes de la direction X. De façon générale, pour un circuit Card ayant la forme d'une carte rectangulaire ayant une longueur et une largeur variant de 50 mm à 550 mm, les déformations mesurées selon une direction Z perpendiculaire aux directions X et Y sont généralement inférieures à quelques millimètres.
Le système d'inspection optique 10 comprend un dispositif 20, représenté sur la figure 3, de déplacement du circuit Card pour amener le circuit Card, à chaque position d'acquisition d'images, dans la zone de netteté des caméras C. Le dispositif 20 peut avoir la structure décrite dans la demande de brevet WO2014/167248. Selon un mode de réalisation, le dispositif 20 est adapté à rapprocher ou éloigner le circuit Card du bloc projecteurs-caméras 14. Le dispositif 20 est adapté à déplacer indépendamment deux parties distinctes du circuit Card, chacune selon la direction Z. A titre d'exemple, la direction Z est la direction verticale.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 20 comprend deux supports 22, 24, représentés en figure 3, qui s'étendent sensiblement selon la direction X. Le support 22 comprend une extrémité supérieure 23 qui peut venir en appui contre un bord latéral 2 6 du circuit Card et le support 24 comprend une extrémité supérieure 25 qui peut venir en appui contre le bord latéral 28 opposé du circuit Card. Les extrémités 23 et 25 peuvent contenir des courroies, non représentées, permettant le convoyage des circuits électroniques. A titre d'exemple, chaque extrémité 23, 25 comprend une portion plane qui s'étend sur une partie de la largeur du circuit Card, selon la direction X. A titre d'exemple, une bande du convoyeur 12, non représentée en figure 3, peut être prise en sandwich entre le bord 26 du circuit Card et le support 22 ou entre le bord 28 du circuit Card et le support 24 lorsque les supports 22, 24 sont amenés en appui contre les bords 26, 28 du circuit Card.
Le dispositif 20 est adapté à modifier la hauteur Zy du sommet du support 22 et la hauteur Zy du sommet du support 24 indépendamment l'une de l'autre. A titre d'exemple, le dispositif 20 comprend deux actionneurs 30, 32, par exemple des moteurs électriques rotatifs pas à pas, entraînant chacun en rotation une came 34, 36 autour d'un axe parallèle à la direction Y. Chaque came 34, 36 est, par exemple, une came à profil extérieur sur lequel repose une portion du support 22, 24 associé. La hauteur Z y dépend de la position angulaire de la came 34 et la hauteur Zy dépend de la position angulaire de la came 36. Les actionneurs 30, 32 sont commandés par le système de traitement 16. A titre de variante, des actionneurs linéaires qui déplacent directement les supports 22, 24 selon la direction Z peuvent être utilisés.
Le dispositif 20 comprend, en outre, un dispositif 38 de blocage du bord 2 6 du circuit Card sur le support 22 et un dispositif 40 de blocage du bord 28 sur le support 24. Chaque dispositif de blocage 38, 40 suit le déplacement du support 20, 22 associé selon la direction Z. Les dispositifs de blocage 38, 40 sont commandés par le système de traitement 16 pour maintenir en appui les bords 26, 28 du circuit Card contre les supports 22, 24 après que le circuit Card a été déplacé selon la direction X jusqu'à la position où les acquisitions d'images sont réalisées. A titre d'exemple, chaque dispositif de blocage 38, 40 correspond à une pince actionnée par un actionneur commandé par le système de traitement 16.
Selon un mode de réalisation, le système de traitement 16 est adapté à déterminer l'écart ΔΧ selon la direction X entre la position réelle XI du circuit Card et la position d'inspection souhaitée X0 à partir des images acquises par les caméras C. La position du circuit Card peut alors être modifiée selon la direction X lorsque la position réelle du circuit Card s'écarte trop de la position d'inspection souhaitée X0 et/ou des corrections peuvent être apportées lors de la mise en oeuvre des étapes ultérieures du procédé d'inspection optique pour tenir compte de 1'écart ΔΧ déterminé.
Pour ne pas augmenter de façon importante la durée du procédé d'inspection optique, les images utilisées pour la détermination de l'écart de position du circuit Card sont des images qui sont utilisées à une autre étape du procédé d'inspection optique. De préférence, les images utilisées pour la détermination de l'écart de position du circuit Card sont des images qui sont acquises dans l'une des premières étapes du procédé d'inspection optique. De ce fait, si la position du circuit Card selon la direction X doit être modifiée, le nombre d'étapes du procédé d'inspection optique qui doivent être réalisées à nouveau est réduit. Selon un mode de réalisation, le système de traitement 16 est adapté à déterminer la position du circuit Card selon la direction X à partir des images acquises par les caméras C lors d'une opération de déplacement du circuit Card selon la direction Z pour amener le circuit Card dans la zone de netteté des caméras C.
Selon un mode de réalisation, les images utilisées pour la détermination de l'écart de position du circuit Card sont des images acquises par une partie des caméras C, appelée groupe actif par la suite. Selon un mode de réalisation, le groupe actif comprend un nombre de caméras C inférieur strictement au nombre total de caméras C. Le groupe actif comprend par exemple de deux à huit caméras, par exemple quatre caméras. Selon un mode de réalisation, les caméras du groupe actif sont déterminées avant la mise en oeuvre du procédé par une analyse des images attendues pour chaque caméra.
La figure 4 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation d'un procédé d'inspection optique du circuit Card.
A l'étape 50, le circuit Card est déplacé par le convoyeur 12 jusqu'à une position d'inspection initiale qui est, par exemple, obtenue par la détection du circuit Card par le capteur de position S. Lorsque le circuit Card est en cours d'inspection, selon la portion du circuit Card à inspecter, l'étape 50 peut ne pas comprendre de déplacement du circuit Card par le convoyeur 12. Le procédé se poursuit à l'étape 51.
Des premier et deuxième processus sont alors réalisés en parallèle. Le premier processus comprend des étapes 51, 52, 53, 54 et 55. Le deuxième processus comprend l'étape 51 et des étapes 56, 57, 58, 59.
A l'étape 51, le système de traitement 16 commande l'acquisition d'images bidimensionnelles de la portion de circuit Cardy par les caméras C du bloc projecteurs-caméras 14. Ce sont les mêmes images acquises à l'étape 51 qui sont utilisées par les premier et deuxième processus. Pour le premier processus, le procédé se poursuit à l'étape 52 tandis que pour le deuxième processus, le procédé se poursuit à l'étape 56.
A l'étape 52 du premier processus, le système de traitement 16 détermine si le procédé de correction de la position du circuit Card selon la direction X doit être mis en oeuvre. Si cela est le cas, le procédé se poursuit à l'étape 53. Selon un mode de réalisation, le procédé de correction de la position du circuit Card selon la direction X peut n'être mis en oeuvre que lors de la première acquisition d'images suite à l'introduction du circuit Card dans le système d'inspection optique 10.
A l'étape 53 du premier processus, le système de traitement 16 détermine l'écart AX à partir de l'analyse des images bidimensionnelles de la première portion de circuit Cardy acquises par les caméras du groupe actif à l'étape 51. A l'étape
53, l'image acquise par chaque caméra C du groupe actif est comparée avec au moins une image de référence pour la caméra considérée. Le système de traitement 16 comprend une mémoire dans laquelle sont stockées les images de référence. Pour chaque caméra du groupe actif, l'image de référence peut correspondre à l'image, en couleurs ou en niveaux de gris, qui serait acquise par la caméra C dans des conditions d'éclairage déterminées si le circuit Card se trouvait dans la position d'inspection souhaitée. De préférence, l'image de référence couvre une partie du circuit Card plus grande que celle réellement obtenue avec la caméra C. L'image de référence peut être la même pour plusieurs caméras C du groupe actif lorsqu'elle couvre une partie du circuit Card qui contient les images devant être acquises par ces caméras C.
Pour chaque caméra C du groupe actif, un prétraitement de l'image acquise par la caméra C peut être mise en oeuvre afin de permettre la comparaison de l'image acquise par la caméra C avec l'image de référence. Selon un mode de réalisation, l'image acquise par la caméra C est une image qui est utilisée à une étape ultérieure pour la détermination d'une image 3D du circuit Card. L'image peut être acquise par la caméra C alors que des franges sont projetées sur le circuit Card à inspecter. Le prétraitement peut alors comprendre un filtrage de l'image acquise pour obtenir une image en niveaux de gris correspondant à l'image qui serait acquise par la caméra C en l'absence de projections des franges. Dans la suite de la description, pour chaque caméra C du groupe actif, lorsqu'on considère l'image acquise par la caméra C, il s'agit de l'image acquise par la caméra C à laquelle un prétraitement a été éventuellement appliqué.
L'étape de comparaison de l'image acquise avec l'image de référence peut comprendre la détermination de la position de l'image acquise dans l'image de référence. Selon un mode de réalisation, pour chaque caméra C du groupe actif, le système de traitement 16 détermine le produit de corrélation normalisé ou NCC (en anglais normalized cross corrélation) selon la direction X entre l'image acquise et l'image de référence. Le produit de corrélation est une fonction qui dépend de la position selon la direction X de l'image acquise et qui présente un pic lorsque l'image acquise est à une position à laquelle elle se superpose le mieux à l'image de référence. Le système de traitement 16 peut, en outre, déterminer une fonction globale à partir des produits de corrélation normalisés déterminés pour les caméras du groupe actif. Selon un mode de réalisation, si on considère que le groupe actif comprend M caméras, où M est un nombre entier inférieur au nombre total de caméras, le système de traitement 16 détermine M produits de corrélation normalisés NCCj, j étant un nombre entier variant de 1 à M. Le système de traitement 16 détermine ensuite la fonction F à partir des M produits de corrélation normalisés NCCj qui dépend de la position selon la direction X des images acquises. La position du maximum de la fonction F indique l'écart ΔΧ entre la position XI réelle du circuit Card et la position X0 d'inspection souhaitée. Selon un mode de réalisation, la fonction F peut être donnée par la relation (1) suivante :
F=njZÎ4 (1+INNCjl) (1) Selon un mode de réalisation, pour chaque caméra C du groupe actif, l'image acquise est comparée à plus d'une image de référence. En plus de l'image de référence décrite précédemment, appelée première image de référence, une deuxième image de référence peut correspondre à la première image de référence décrite précédemment à laquelle un traitement de floutage a été appliqué. Une troisième image de référence peut correspondre à la première image de référence à laquelle un traitement d'extraction de contours a été appliqué. Pour chaque caméra C du groupe actif, pour comparer l'image acquise par la caméra avec la troisième image de référence, le traitement d'extraction de contours est appliqué à l'image acquise et c'est l'image ainsi modifiée qui est comparée à la troisième image de référence. Une quatrième image de référence peut correspondre à la troisième image de référence décrite précédemment à laquelle un traitement de floutage a été appliqué. Dans le cas où plus d'une image de référence est utilisée pour chaque caméra du groupe actif, le procédé peut comprendre la détermination pour chaque image de référence de l'écart ΔΧ, par exemple comme cela a été décrit précédemment et la détermination d'un écart moyen z\XmOy à partir des écarts ΔΧ, par exemple en déterminant la moyenne des écarts ΔΧ. A titre de variante, l'écart ΔΧ peut être déterminé en utilisant la fonction F décrite précédemment avec toutes les images de référence. Le procédé se poursuit à l'étape 54.
A l'étape 54 du premier processus, le système de traitement 16 détermine si une correction de la position du circuit Card doit être mise en oeuvre. Selon un mode de réalisation, le système de traitement 16 compare l'écart ΔΧ déterminé à l'étape 53 à un seuil. Si l'écart ΔΧ est supérieur au seuil, le procédé se poursuit à l'étape 55.
A l'étape 55 du premier processus, le système de traitement 16 commande le convoyeur 12 pour déplacer le circuit Card selon la direction X de l'écart ΔΧ. Le procédé se poursuit à l'étape 51 pour le premier processus.
Si, à l'étape 54, l'écart ΔΧ est inférieur au seuil, le circuit Card n'est pas déplacé. Toutefois, le système de traitement 16 peut corriger la position des pixels des images acquises par les caméras C de l'écart ΔΧ aux étapes ultérieures du procédé. Le premier processus est achevé et le procédé se poursuit à l'étape 60.
Si, à l'étape 52, le système de traitement 16 détermine que le procédé de correction de la position du circuit Card ne doit pas être mis en oeuvre, le premier processus est achevé et le procédé se poursuit à l'étape 60.
A l'étape 56 du deuxième processus, le système de traitement 16 détermine si la portion de circuit Cardj_ apparaît de façon nette sur les images bidimensionnelles acquises par les caméras C par analyse des images bidimensionnelles acquises à l'étape 51 ou par l'analyse d'une image tridimensionnelle déterminée à partir des images bidimensionnelles acquises par les caméras C. En particulier, le système de traitement 16 est adapté à déterminer si la portion de circuit Cardj_ se trouve, en partie ou en totalité, dans la zone de netteté des caméras C, avant le premier plan net des caméras C ou après le dernier plan net des caméras C. L'image tridimensionnelle déterminée éventuellement à l'étape 56 peut ne pas être aussi précise qu'une image tridimensionnelle déterminée à une étape ultérieure du procédé d'inspection optique et utilisée pour la recherche de défauts du circuit Card. Le procédé se poursuit à l'étape 57.
A l'étape 57, le système de traitement 16 détermine si la netteté des images bidimensionnelles acquises par les caméras C ou à acquérir par les caméras C est suffisante pour la détermination d'une image tridimensionnelle à la précision souhaitée. Si la totalité ou une partie de la portion Cardq n'apparaît pas de façon nette sur les photos acquises ou à acquérir par les caméras C, le procédé se poursuit à l'étape 58.
A l'étape 58, le système de traitement 16 détermine les hauteurs Zq et Zq à prévoir pour que la totalité de la portion de circuit Cardq apparaisse de façon nette sur les images acquises ou à acquérir par les caméras C.
A titre d'exemple, la première portion de circuit Cardq est proche du bord 26 dont la position est connue. En effet, le bord 26 est maintenu initialement dans le plan de référence Pree qui fait partie de la zone de netteté des caméras C. Dans ce cas, la hauteur Zq est modifiée pour que le bord final BFq de la portion de circuit Cardq soit ramené dans le plan de référence Pree· ^a nouvelle valeur de la hauteur Zq est, par exemple, déterminée à partir de la position du bord BFq par rapport au plan Pree déterminée par analyse des mesures du télémètre, des images acquises par les dispositifs d'acquisition d'images autres que les caméras C, des images acquises par les caméras C et/ou lors de la détermination de l'image 3D de la portion de circuit Cardq.
A titre d'exemple, pour une portion de circuit Cardq avec i strictement supérieur à 1, le bord BIq est situé dans le plan Pref ou au moins dans la zone de netteté des caméras C suite aux réglages des hauteurs Zq et Zq au cycle précédent. Dans ce cas, les hauteurs Zq et Zq sont modifiées pour que le bord initial
Bly soit maintenu dans le plan de référence Pree et que le bord final BFy soit ramené dans le plan de référence Pree· Les nouvelles valeurs des hauteurs Zy et Zy sont déterminées à partir de la position du bord BFy par rapport au plan Pref déterminée par analyse des mesures du télémètre, des images acquises par les dispositifs d'acquisition d'images autres que les caméras C, des images acquises par les caméras C et/ou lors de la détermination de l'image 3D de la portion de circuit Cardy. Le procédé se poursuit à l'étape 59.
A l'étape 59, les actionneurs 30 et 32 sont mis en oeuvre par le système de traitement 16 pour amener les sommets des supports 22 et 24 respectivement aux hauteurs Z y et Zy. Le procédé se poursuit à l'étape 51.
A l'étape 57, si la totalité de la première portion Cardy apparaît de façon nette sur les images acquises ou à acquérir par les caméras C, le deuxième processus est achevé et le procédé se poursuit à l'étape 60.
A l'étape 60, il est attendu que les premier et deuxième processus s'achèvent. Lorsque les premier et deuxième processus sont achevés, le procédé se poursuit à l'étape 61.
A l'étape 61, des images bidimensionnelles de la première portion de circuit Cardy sont acquises par les caméras C du bloc projecteurs-caméras 14 et le système de traitement 16 détermine une image tridimensionnelle de la première portion de circuit Cardy. Toutefois, si, aux étapes 51 et/ou 56, des images bidimensionnelles ont déjà été acquises par les caméras C et une image tridimensionnelle a déjà été déterminée, l'étape 61 peut ne pas être présente. Si, à l'étape 51, des images bidimensionnelles ont déjà été acquises par les caméras C mais qu'il n'y a pas eu de détermination d'une image tridimensionnelle, l'image tridimensionnelle peut être déterminée à l'étape 61 à partir des images acquises à l'étape 51. Selon un autre mode de réalisation, à l'étape 61 de nouvelles images sont acquises indépendamment des images acquises à des étapes précédentes. Les images acquises peuvent comprendre des images couleur et des images en niveaux de gris à des fins de détermination d'une image tridimensionnelle.
Des troisième, quatrième et cinquième processus sont alors réalisés en parallèle. Le troisième processus comprend des étapes 62 et 63. Le quatrième processus comprend l'étape 64. Le cinquième processus comprend l'étape 65.
A l'étape 62 du troisième processus, le système de traitement 16 détermine les nouvelles valeurs des hauteurs Z y et Zy pour que la totalité de la portion de circuit Cardy+y apparaisse de façon nette sur les images qui seront acquises par les caméras C à la prochaine position du bloc projecteurs-caméras 14.
A titre d'exemple, pour une portion de circuit Cardy, le bord Bly est sensiblement dans le plan Pref ou au moins dans la zone de netteté des caméras C suite aux réglages des hauteurs Z y et Zy au cycle précédent. Dans ce cas, les hauteurs Z y et Zy peuvent être modifiées pour que le bord initial Bly+y de la portion Cardy+y, qui correspond sensiblement au bord final BFy de la portion de circuit Cardy, soit maintenu dans le plan de référence PrEF et Que le bord final BFy+y de la portion Cardy+y soit ramené dans le plan de référence Pref· Comme aucune image de la portion de circuit Cardy+y n'a encore été acquise, les nouvelles valeurs des hauteurs Zy et Zy peuvent-être déterminées par extrapolation à partir de la forme générale de la portion Cardy, par exemple en considérant que la portion de circuit Cardy+y a sensiblement la même forme que la portion de circuit Cardy, en tenant compte de l'évolution de la courbure des portions de circuit précédentes Cardy, Cardy_y, Cardy_y, . .., en tenant compte des profils des circuits électroniques identiques précédemment mesurés ou par mesure instantanée du profil de la potion de circuit Cardy à inspecter, ou par combinaison de ces solutions. Lorsque c'est 1 ' image 3D de la portion de circuit Cardyj qui a été déterminée à l'étape 61, le système de traitement 16 détermine les nouvelles valeurs des hauteurs Zy et Zy pour que la totalité de la nouvelle portion de circuit Cardy du circuit Card qui sera obtenue après déplacement du circuit Card selon la direction X apparaisse de façon nette sur les images qui seront acquises par les caméras C à la prochaine position du bloc projecteurs-caméras 14. Le procédé se poursuit à l'étape 63.
A l'étape 63 du troisième processus, les actionneurs 30 et 32 sont commandés par le système de traitement 16 pour déplacer les supports 22 et 24 aux nouvelles valeurs des hauteurs, respectivement Z]_ et Z2. Le troisième processus est alors achevé et le procédé se poursuit à l'étape 66.
A l'étape 64 du quatrième processus, le bloc projecteurs-caméras 14 est déplacé à la prochaine position selon la direction Y pour la détermination de l'image tridimensionnelle de la portion de circuit Card-j_+]_. Lorsque c'est l'image 3D de la portion de circuit Cardjg qui a été déterminée à l'étape 61, le bloc projecteurs-caméras 14 est déplacé selon la direction Y pour la détermination de l'image tridimensionnelle de la nouvelle portion de circuit Card]_ du circuit Card qui sera obtenue après déplacement du circuit Card selon la direction X. Le quatrième processus est alors achevé et le procédé se poursuit à l'étape 66.
Selon un autre mode de réalisation, les étapes 62 et 63 ne sont pas présentes.
A l'étape 65 du cinquième processus, un procédé d'inspection optique de la portion de circuit Cardj_ peut être mis en oeuvre, par exemple à partir d'une analyse de l'image tridimensionnelle de la portion de circuit Cardj_, pour une recherche de défauts dans la portion de circuit Cardj_. Lorsque le cinquième processus est achevé, le procédé se poursuit à l'étape 66.
A l'étape 66, il est attendu que les troisième, quatrième et cinquième processus s'achèvent. Lorsque les troisième, quatrième et cinquième processus sont achevés, le procédé se poursuit à l'étape 50 pour l'inspection optique d'une autre portion du circuit Card.
Dans le mode de réalisation décrit précédemment, le système 10 d'inspection optique comprend au moins un capteur S pour commander l'arrêt du convoyeur 12 et les étapes 51, 52, 53, 54 et 55 décrites précédemment sont réalisées alors que le circuit Card est à l'arrêt. Selon un autre mode de réalisation, les étapes 51, 52 et 53 sont mises en oeuvre alors que le convoyeur 12 est en train de déplacer le circuit Card. A partir de l'écart de position ΔΧ du circuit Card déterminé à l'étape 53, le système de traitement 16 peut commander le convoyeur 12 pour ralentir et arrêter le circuit Card à la position d'inspection X0 souhaitée. Le système 10 d'inspection optique peut alors, de façon avantageuse, ne pas comprendre de capteur de position mécanique, magnétique ou projetant un rayonnement lumineux pour commander l'arrêt du convoyeur 12.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que le système 10 décrit précédemment soit adapté à la mise en oeuvre d'un procédé de détermination d'une image tridimensionnelle d'un objet par projection d'images sur l'objet, il est clair que le procédé de détermination de l'image tridimensionnelle peut être différent, par exemple mettant en oeuvre des méthodes d'inspection d'images acquises par les caméras sans projection d'images sur le circuit Card.
En outre, bien que, dans le mode de réalisation décrit précédemment, le circuit électronique soit amené à l'étape 59 dans la zone de netteté des caméras par le déplacement selon la direction Z des bords du circuit électrique Card, l'étape 59 peut être réalisée par le déplacement du bloc projecteurs-caméras 14 selon la direction Z, le circuit électronique Card n'étant pas déplacé selon la direction Z.
De plus, bien que dans le mode de réalisation décrit précédemment, les images acquises par les caméras du groupe actif et utilisées pour la détermination de l'écart de position ΔΧ du circuit Card sont des images utilisées pour amener le circuit dans la zone de netteté des caméras, il est clair que les images utilisées pour la détermination de l'écart de position ΔΧ du circuit Card peuvent être des images acquises à une autre étape du procédé d'inspection optique. A titre d'exemple, les images acquises par les caméras et utilisées pour la détermination de l'écart de position ΔΧ du circuit Card sont des images utilisées pour la détermination de l'image tridimensionnelle du circuit Card à l'étape 61 décrite précédemment.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé d'inspection optique d'un circuit électronique (Card) comprenant l'acquisition d'images du circuit électronique par des capteurs d'images (C) , l'utilisation des images pour la détermination de l'écart entre la position du circuit électronique (Card) et une position d'inspection et l'utilisation desdites images à au moins une autre étape du procédé.
- 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant la modification de la position du circuit électronique (Card) lorsque ledit écart est supérieur à un seuil.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images (C) , de l'image acquise par le capteur d'images avec au moins une image de référence.
- 4. Procédé selon la revendication 3, comprenant la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images (C), de l'image acquise avec au moins une image de référence supplémentaire obtenue à partir de l'image de référence.
- 5. Procédé selon la revendication 4, comprenant la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images (C), de l'image acquise par le capteur d'images avec une première image de référence et avec une deuxième image de référence obtenue par floutage de la première image de référence.
- 6. Procédé selon la revendication 5, comprenant la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images (C), de l'image acquise par le capteur d'images avec une troisième image de référence obtenue par extraction de contours de la première image de référence.
- 7. Procédé selon la revendication 6, comprenant la comparaison, pour chaque capteur d'images parmi certains des capteurs d'images (C), de l'image acquise par le capteur d'image avec une quatrième image de référence obtenue par floutage de la troisième image de référence.
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les capteurs d'images (C) sont déplacés selon une première direction par rapport au circuit électronique (Card) au moins d'un premier emplacement selon la première direction pour faire l'acquisition d'images d'une première portion (Cardy) du circuit électronique à un deuxième emplacement selon la première direction pour faire l'acquisition d'images d'une deuxième portion (Cardq) du circuit électronique, le circuit électronique étant déplacé à une première position lorsque les capteurs d'images sont au premier emplacement et à une deuxième position, différente de la première position, lorsque les capteurs d'images sont au deuxième emplacement, ou les capteurs d'images étant déplacés selon une deuxième direction, non parallèle à la première direction, à une troisième position selon la deuxième direction lorsque les capteurs d'images sont au premier emplacement selon la première direction et à une quatrième position selon la deuxième direction, différente de la troisième position, lorsque les capteurs d'images sont au deuxième emplacement selon la première direction.
- 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la première portion (Cardy) du circuit électronique (Card) est dans la zone de netteté des capteurs d'images (C) lorsque le circuit électronique est dans la première position ou lorsque les capteurs d'images (C) sont dans la troisième position, et la deuxième portion (Cardq) du circuit électronique est dans la zone de netteté des capteurs d'images lorsque le circuit électronique est dans la deuxième position ou lorsque les capteurs d'images (C) sont dans la quatrième position.
- 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel au moins deux parties (26, 28) du circuit électronique reposent sur deux supports (22, 24) et dans lequel l'autre étape comprend la modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de l'autre.
- 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le circuit électronique (Card) comprend un circuit imprimé, chaque support (22, 24) supportant un bord latéral (26, 28) du circuit imprimé.
- 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel un convoyeur (12) transporte le circuit électronique (Card) selon une direction de convoyage du circuit électronique, les supports (22, 24) s'étendant parallèlement à la direction de convoyage du circuit électronique.
- 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel un dispositif de déplacement (15) transporte les capteurs d'images (C) selon une direction de déplacement des capteurs d'images, non parallèle à la direction de convoyage du circuit électronique, notamment perpendiculaire à la direction de convoyage du circuit électronique.
- 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel chaque support (22, 24) est déplacé, indépendamment l'un de l'autre, selon une direction de déplacement de support, non parallèle à la direction de convoyage du circuit électronique et à la direction de déplacement des capteurs d'images, notamment perpendiculaire à la direction de convoyage du circuit électronique et à la direction de déplacement des capteurs d'images.B15590B155902/3
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