RU1793208C - Устройство дл контрол металлизированных отверстий печатных плат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано дл  контрол  металлизированных отверстий печатных плат при исследовании или анализе материалов с помощью оптических средств и может найти, в частности применение дл  неразрушающего контрол  металлизированных сквозных отверстий печатных плат. Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к исследованию или анализу материалов с помощью оптических средств, и может найти применение дл  неразрушающего контрол  металлизированных сквозных отверстий печатных плат. Известно автоматическое устройство дл  проверки металлизации отверстий печатных плат, содержащее две пары источников и приемников светового потока, установленных с двух сторон печатной платы под углами, обеспечивающими оптимальный режим работы. Обработка информации производитс  с помощью вычислительной техники. Цель изобретени  - расширение области использовани  и упрощение конструкции устройства за счет большего объема информации и иного выполнени  оптического блока . Устройство содержит источник света, оптическую систему преобразовани  светового пол , зеркально отражающую сферу, светоприемную часть с оптическим блоком, установленные на главной оптической оси, и блок индикации. Оптическа  система преобразовани  светового пол  выполнена в виде последовательно расположенных от источника света призмы полного внутреннего отражени , мгтового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой установлена отражающа  сфера. Оптический блок свето- приемной части выполнен в виде двух одинаковых линз, установленных на оси, проход щей через центр призмы-куба. В качестве источника света установлен лазер оптического диапазона. 1 ил. Недостатком известного устройства  вл етс  сложность конструкции, заключающа с  в использовании двух пар источников и приемников светового потока. Кроме того, требуетс  предварительна  подготовка к работе, включающа  настройку блоков схемы по оптимальному углу, определенному предварительно с учетом графиков зависимости амплитуды сигнала от угла наклона. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату  вл етс  устройство дл  контрол  металлизированных отверстий печатных плат,, содержащее источник света и последовательно установленные походу излучени  по одной оптической оси оптическую ч чэ со N О 00

Description

систему, предназначенную дл  преобразовани  светового пол , и зеркально отражающую сферу, оптический блок, фотоприемник и блок индикации.

Недостатки устройства заключаютс  в ограниченной области использовани  и сложной конструкции устройства.

Цель изобретени  - расширение области использовани  за счет большего объема информации и упрощение конструкции устройства за счет иного выполнени  оптического блока.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  контрол  металлизированных отверстий печатных плат, содержащем источник света и последовательно установленные по ходу излучени  по одной оптической оси оптическую систему, предназначенную дл  преобразовани  светового пол , и зеркально отражающую сферу , оптический блок, фотоприемник и блок индикации, оптическа  система, предназначенна  дл  преобразовани  светового пол , выполнена в виде последовательно установленных призмы полного внутреннего отражени , матового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой расположена зеркально отражающа  сфера, а оптический блок выполнен в виде двух одинаковых линз, установленных на оси, проход щей через центр призмы-куба.

В устройстве источник света выполнен в виде лазера оптического диапазона.

На чертеже приведена оптико-электронна  схема устройства.

Устройство дл  контрол  металлизированных отверстий печатных плат содержит источник 1 света (He-Ne-лазер), призму 2 полного внутреннего отражени , матовый экран 3 с центральным сквозным отверстием 4, призму-куб 5 с полупрозрачной диагональной гранью, зеркально отражающую сферу 6, светоприемную часть с оптическим блоком 7 и фотоприемником 8, установленные на Главной оптической оси.

Между призмой-кубом 5 и зеркальной отражающей сферой 6 устанавливают печатную плату с контролируемым отверстием 9. Фотоприемник 8 соединен с первым входом блока 10 обработки сигналов, на выходе которого установлен индикатор 11, а второй вход блока 10 обработки сигналов соединен с фотоприемником 12.

Устройство работает следующим образом .

Узкий луч источника 1 света - лазера проходит сквозь переднюю грань призмы 2 и, отразившись от ее гипотенузной грани.

мен ет свое направление на пути к матово- . му экрану 3. Пройд  через сквозное отверстие 4 в центре экрана, луч лазера проходит сквозь контролируемое отверстие 9 платы,

падает на зеркальную отражающую сферу 6. Л азерный пучок лучей имеет крайне незначительную угловую расходимость ( Д 101). Это обсто тельство позвол ет без особой погрешности при конструктивных расчетах

считать его состо щим из параллельных лучей в пределах относительно малых длин (толщин контролируемой платы, диаметр отражающей зеркальной сферы), что неоднократно подтверждено практикой. От5 разившись от зеркальной сферы 6 малого диаметра, соизмеримого с диаметром конт- ролируемого отверсти , лучи лазерного пучка утрачивают свою параллельность. Отраженный от зеркальной сферы 6 пучок

0 становитс  рассе нным, близким к гомоцентрическому и проходит через контролируемое отверстие 9 платы еще раз только в обратном направлении. Направл  сь к призме-кубу 5, световые пучки претерпева5 ют многократные отражени  от металлизированной внутренней цилиндрической поверхности контролируемого отверсти  9. Между отдельными лучами возникают многократные разности хода ( Д), на длине ко0 торых укладываетс  целое или дробное число по луволн когерентного излучени . От-- ражеНные от поверхности контролируемого отверсти  9 лучи интерферируют между собой , объедин  сь в определенные группы,

5 соответствующие той или иной (вполне определенной ) разности хода Дт, Дг, Дз и т.д. Проинтерфэрировавшие в обратном ходе лучи вторично проход т через призму-куб 5 и, миновав полупрозрачную грань послед0

ней, встречают на своем пути матовый экран

3, на котором локализуетс  сложна  интерференционна  картина, доступна  дл  визуального наблюдени  и последующей субъективной оценки. При контроле отвер5 сти  с идеальной зеркальной поверхность (посто нна  толщина покрыти  по всей длине отверсти , отсутствие трещин, царапин, неровностей) оператор наблюдал бы интерференционную картину на матовом экране

0 5 в виде периодически чередующихс  темных и светлых (черных и красных в данном случае) концентрических окружностей, колец различной ширины и интенсивности. Часть проинтерферировавшихс  лучей

5 не доходит до экрана 3 и, отразившись от внутренней полупрозрачной грани призмы- куба 5, направл етс  во входной зрачок оптического блока 7. После оптического блока 7 параллельный световой поток собираетс 

в задней фокальной плоскости последней, образу   ркое светлое п тно. Это п тно вписывают в плоскость фотокатодэ свето- приемника 8, электрический сигнал с которого подают в блок 10 обработки сигналов. Часть светового параллельного лазерного потока в пр мом ходе после прохождени  через сквозное отверстие в экране 3 отражаетс  от полупрозрачной грани призмы- куба 5 и направл етс  в фотоприемник 12. Так формируетс  опорный сигнал, который с фотоприемника 12 также подаетс  в блок 10 обработки сигналов. В блоке 10 оба сигнала - опорный с фотоприемника 12 и пере- менный с фотоприемника 8 после предварительного усилени  сравниваютс  по амплитуде. Результат сравнени  считывают по шкале индикатора 11.

Максимальное отклонение стрелки индикатора 11 соответствует максимальному световому потоку, отраженному слоем металла (например, оловом), нанесенным по всей внутренней цилиндрической поверхности контролируемого отверсти  9 платы. Полное отсутствие металла на внутренней поверхности отверсти  9 соответствует, ес- тественно, минимальному отклонению стрелки индикатора 11: имеет место диффузионное отражение большей части светового потока от стеклопластика, не подвергнутого в силу тех или иных причин

никакой металлизации. В случае металлизации только части внутренней поверхности контролируемого отверсти  9 световой поток вызовет только частичное (меньше максимального ) отклонение стрелки индикатора 11. Оценива  степень этого отклонени , делают вывод об относительной величине внутренней площади отверсти , покрытой металлом.

Таким образом, с помощью устройства осуществл ют объективную оценку наличи  или отсутстви  сло  металла.

Выполнение оптической системы преобразовани  светового пол  упом нутым

образом и установление зеркально отражающей сферы напротив призмы-куба позвол ет располагать печатную плату между сферой и призмой-кубом, и лучи, попада  на сферу и отража сь от нее. дважды проход т

через контролируемое отверстие. Така  оптическа  система позвол ет добитьс  получени  пр мого и Обратного хода лазерных пучков, обеспечивающих в данном случае наличие интерференционной картины, котора  содержит больший объем информации . При этом исключаетс  необходимость в использовании световода и сло  адгезина, включающего светоотражающие частицы алюмини , св зывающего световод с зеркальной сферой, что способствует упрощению конструкции устройства

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  контрол  металлизированных отверстий печатных плат, содержащее источник света и последовательно установленные по ходу излучени  по одной оптической оси оптическую систему, предназначенную дл  преобразовани  светового пол , и зеркально отражающую сферу, оптический блок, фотоприемник и блок индикации , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области использовани  и упрощени  конструкции устройства, оптическа  система, предназначенна  дл  преобразовани  светового пол , выполнена в виде последовательно установленных призмы полного внутреннего отражени , матового экрана с центральным сквозным отверстием и призмы-куба с полупрозрачной диагональной гранью, напротив которой расположена зеркально отражающа  сфера, а оптический блок выполнен в виде двух одинаковых линз, установленных на оси, проход щей через центр призмы-куба.
2. 2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что источник света выполнен в виде лазера оптического диапазона.