WO2014167248A1 - Systeme et procede d'inspection optique de circuits electroniques - Google Patents

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WO2014167248A1
WO2014167248A1 PCT/FR2014/050853 FR2014050853W WO2014167248A1 WO 2014167248 A1 WO2014167248 A1 WO 2014167248A1 FR 2014050853 W FR2014050853 W FR 2014050853W WO 2014167248 A1 WO2014167248 A1 WO 2014167248A1
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card
circuit
electronic circuit
cameras
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PCT/FR2014/050853
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Rémi GERBELOT
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Vit
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95684—Patterns showing highly reflecting parts, e.g. metallic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0815—Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95638—Inspecting patterns on the surface of objects for PCB's

Definitions

  • the present invention generally relates to optical inspection systems and, more particularly, to three-dimensional image determination systems intended for the on-line analysis of objects, in particular electro ⁇ nic circuits.
  • Optical inspection systems are generally used to check the condition of an object before it is placed on the market. In particular, they make it possible to determine a three-dimensional image of the object that can be analyzed for possible defects.
  • the three-dimensional image of the electronic circuit can be used in particular to inspect the good state of the welds of the electronic components on the printed circuit.
  • An example of three-dimensional image determining method includes the image acquisition circuit tridimen ⁇ sional by digital cameras so that images are projected onto the circuit.
  • One embodiment provides an optical inspection system for an electronic circuit comprising image sensors of the electronic circuit, at least two supports on which two parts of the electronic circuit are intended to rest and a device for modifying the position of each support. , independently of one another.
  • the electronic circuit comprises a printed circuit, each support being intended to support a lateral edge of the printed circuit.
  • the system comprises a first conveyor adapted to transport the electronic circuit in a first direction, the supports extending parallel to the first direction.
  • the system comprises a second conveyor adapted to transport the image sensors in a second direction, not parallel to the first direction, in particular perpendicular to the first direction.
  • the device is adapted to move each support, independently of one another, in a third direction, not parallel to the first and second directions, in particular perpendicular to the first and second directions.
  • the system comprises a device for blocking the parts of the electronic circuit on the supports.
  • One embodiment also provides a method of optical inspection of an electronic circuit, at least two parts of the electronic circuit resting on two supports, the method comprising successive acquisitions of images of the electronic circuit by image sensors and the modification of the position of each support, independently of one another, between the successive acquisitions.
  • the image sensors are moved relative to the electronic circuit at least at a first location to acquire images of a first portion of the electronic circuit at a second location for acquiring of images of a second portion of the electronic circuit, the supports being moved to first positions when the image sensors are at the first location and at second positions, different from the first positions, when the image sensors are at the second position; location.
  • the first portion of the electronic circuit is in the sharpening zone of the image sensors when the supports are in the first positions and the second portion of the electronic circuit is in the sharpness zone of the image sensors when the supports are in the second positions.
  • the second positions are determined from the first positions and an extrapolation of the shape of the second portion of the electronic circuit.
  • Figure 1 is a top view, partial and schematic, of an embodiment of an optical inspection system of electronic circuits
  • FIG. 2 is a partial and schematic sectional view of the optical inspection system of Figure 1 along the line II-II;
  • FIG. 3 illustrates, in the form of a block diagram, an embodiment of a method for correcting deformations of an electronic circuit;
  • FIGS. 4 and 5 show curves of evolution of the profile of an electronic circuit in the absence of correction and when an embodiment of the method for correcting the deformations of the electronic circuit is implemented;
  • FIG. 6 represents an evolution curve of the deviation of the position of the electronic circuit with respect to a reference position when an embodiment of the method for correcting deformations of the electronic circuit is implemented.
  • Figures 7 and 8 are partial and schematic sections of the optical inspection system of Figure 1 illustrating two additional advantages of an embodiment of the correction method.
  • FIG. 1 very schematically represents a system 10 for optical inspection of an electronic circuit card.
  • the term "electronic circuit” is understood to mean either a set of electronic components interconnected via a support, the only support used to achieve this. interconnection without the electronic components or the support without the electronic components but provided with means for fixing the electronic components.
  • the support is a printed circuit and the electronic components are fixed to the printed circuit by solder joints obtained by heating soldering paste blocks.
  • the term “electronic circuit” means the printed circuit alone (without electronic components or soldering paste blocks), the printed circuit provided with solder paste blocks and without electronic components, the printed circuit fitted with the dough blocks welding and electronic components before the heating operation or the printed circuit provided with electronic components attached to the printed circuit by solder joints.
  • the dimensions of the circuit Card correspond, for example, to a rectangular card having a length and a width ranging from 50 mm to 550 mm.
  • the electronic circuit card to be inspected is placed on a conveyor 12, for example a flat conveyor.
  • the conveyor 12 is capable of moving the card circuit in a direction X, for example a horizontal direction, from a position for introducing the circuit to an inspection position and from the inspection position to a position circuit recovery.
  • the conveyor 12 may comprise a set of belts and rollers driven by a rotating electric motor, not shown.
  • the conveyor 12 may comprise a linear motor moving a carriage on which rests the electronic circuit Card.
  • the optical inspection system 10 includes an image projection device on the card circuit comprising P projectors, four aligned projectors being, for example, shown schematically in FIG. 1.
  • the system 10 further comprises a an image acquisition device comprising image sensors or digital cameras C.
  • sixteen cameras are shown schematically in FIG. 1, aligned along two rows of cameras on each side and other of the row of projectors P and each projector P is placed substantially in the center of a square, each corner of which is occupied by a camera C.
  • the assembly comprising the projectors P and the cameras C, hereinafter called spotlight 14, can be moved by a conveyor 15 in a direction Y, for example a horizontal direction, perpendicular to the direction X.
  • a dashed line 14 ' the spotlight block -cameras to another position along the Y direction.
  • the optical inspection system 10 makes it possible to determine a three-dimensional image of the electronic circuit card.
  • a three-dimensional image, or 3D image is a cloud of points, for example several million points, of at least a part of the outer surface of the circuit in which each point of the surface is marked by its coordinates determined relative to a three-dimensional space marker.
  • a two-dimensional image, or 2D image is a digital image acquired by one of the cameras C and corresponding to a matrix of pixels.
  • the term image refers to a two-dimensional image.
  • so-called visual field block cameras projectors 14 the real space portion gripped by the cameras C during the acquisition of images and for determining an image tridimen ⁇ dimensional .
  • the cameras C and the projectors P are connected to a computer system 16 for image processing.
  • the processing system 16 may comprise a computer or a microcontroller comprising a processor and memories of different types including a non-volatile memory in which are stored instructions whose execution by the processor allows the processing system 16 to perform the desired functions .
  • the system 16 may correspond to a dedicated electronic circuit or to a combination of several processing modules of different technologies.
  • the processing system 16 is adapted to determine a three-dimensional image of the card circuit by image projection, including for example fringes, on the circuit card to be inspected.
  • the two-dimensional images acquired by the cameras C must not be blurred.
  • the card circuit must therefore be placed in the sharpness zone of the cameras C.
  • the card circuit is brought by the conveyor 12 at a reference plane PREF whose position relative to the cameras C is known.
  • the printed circuit may include deformations, in particular a warping or warping.
  • the depth of field of the cameras C must therefore be large enough to ensure that clear images of the circuit can be acquired regardless of the deformations of the circuit. This requires the use of high cost opto-mechanical cameras and systems to achieve a large depth of field.
  • the dimensions of the circuit Card are generally higher than the visual field of the cameras C.
  • the determination of a three-dimensional image of the entire circuit Card is then obtained by bringing the camera-projector unit 14 in the direction Y to several fixed positions. with respect to the circuit Card, images being acquired by the cameras C at each position of the camera-projector unit 14. These positions are hereinafter referred to as image acquisition positions.
  • image acquisition positions are chosen so that the portion of the circuit Card in the field of view of the cameras C at an image acquisition position covers as little as possible the portion of the image. Card circuit in the field of view of cameras C at the next image acquisition position.
  • portions of the card circuit may remain out of the visual fields of the cameras C at the different image acquisition positions. It is therefore necessary to provide a partial recovery of the images acquired from the portions of the Card circuit by the cameras C at two successive image acquisition positions. This increases the duration of an operation for determining the three-dimensional image of the entire Card circuit.
  • the cameras are arranged relative to the projectors so as not to receive the direct reflection of the incident beams projected by the projectors on the circuit.
  • a minimum angle must generally be provided between the optical axes of the cameras and the optical axes of the associated projectors. This angle is determined by considering that the circuit is flat. This angle is constrained by different opposing parameters. To reduce the mechanical bulk and improve the radiometric balance, it is desirable that this angle is as small as possible. However, to avoid glare of the cameras and to improve the accuracy of the system, it is desirable that this angle is as large as possible).
  • the beams emitted by the projectors can be deviated with respect to the case where the circuit is flat and reach the cameras C.
  • Associated projectors can be difficult to take into account the constraints described above and possible deformations of the circuit Card.
  • an object of an embodiment is to overcome all or part of the disadvantages of the optical inspection systems described above.
  • Another object of an embodiment is to reduce the depth field of the cameras.
  • Another object of an embodiment is to reduce the overlap of the visual fields of the cameras at two successive image acquisition positions.
  • Another object of an embodiment is to bring the cameras closer to the projectors.
  • Another object of an embodiment is to reduce the duration of an operation for determining a complete three-dimensional image of an electronic circuit.
  • Another object of an embodiment is that the correction method is compatible with exploitation on an industrial scale.
  • FIG. 2 represents a partial and diagrammatic section of FIG. 1 along the line II-II of an embodiment of the optical system 10.
  • the conveyor 12 is not shown in FIG. 2.
  • the Card circuit is shown with a generally curved downward shape which is exaggerated for purposes of illustration.
  • the deformations of the card circuit may not be regular in the Y direction.
  • the card circuit may comprise curved portions upwards and curved portions. down. Nevertheless, in the case of a warp, the deformations are generally substantially independent of the X direction.
  • the deformations measured in a Z direction perpendicular to the X and Y directions are generally less than a few millimeters.
  • the determination of a three-dimensional image of the entire Card circuit is performed by moving the pro-cameras-camera block 14 in the Y direction to several positions with respect to the Card circuit, images being acquired by the cameras at each position image acquisition.
  • the reference Cardj denotes the portion of the electronic circuit Card whose three-dimensional image can be determined by the processing system 16 from the images acquired by the cameras C for a given image acquisition position of the camera-projector unit. .
  • Each circuit portion Card 1 comprises an initial edge BI 1, the leftmost edge in FIG. 2, and a final edge B 1, the rightmost edge in FIG. .
  • the image acquisition positions are chosen so that the overlap between the Cardj_ circuit portion in the visual field of the cameras Projectors- block 14 to an image acquisition position and the circuit portion Cardj_ +] _ in the visual field of the cameras Projectors- block 14 to the next image acquisition position is less than 20% of the length of the Cardj_ circuit portion measured in the Y direction, and preferably substantially zero.
  • the terminal edge of the BFj_ Cardj_ circuit portion corresponds substantially to the initial edge BIj_ +] _ of the circuit portion Cardj_ +] _ next.
  • the system 10 comprises a device 20, not shown in FIG. 1, adapted to bring the card circuit closer to or away from the pro-camera-camera block 14.
  • the device 20 is adapted to independently move two distinct parts of the card circuit, each in the Z direction.
  • the direction Z is the vertical direction.
  • the device 20 comprises two supports 22, 24 which extend substantially in the direction X.
  • the support 22 comprises an upper end 23 which can bear against a lateral edge 26 of the card circuit and the support 24 comprises an upper end 25 which can bear against the opposite lateral edge 28 of the Card circuit.
  • the ends 23 and 25 may include belts, not shown, for conveying the circuits electro ⁇ niques.
  • each end 23, 25 comprises a flat portion which extends over the entire width of the card circuit, in the direction X.
  • a band of the conveyor 12, not shown in FIG. may be sandwiched between the edge 26 of the Card circuit and the support 22 or between the edge 28 of the Card circuit and the support 24 when the supports 22, 24 are brought in abutment against the edges 26, 28 of the Card circuit.
  • the device 20 is adapted to change the height Z ] _ of the top of the support 22 and the height Z2 of the top of the support 24 independently of one another.
  • the device 20 comprises two motors 30, 32, for example rotary electric motors step by step, each rotating each cam 34, 36 about an axis parallel to the direction Y.
  • Each cam 34, 36 is, for example, an outer profile cam on which rests a portion of the support 22, 24 associated.
  • the height Z ] _ depends on the angular position of the cam 34 and the height Z2 depends on the angular position of the cam 36.
  • the motors 30, 32 are controlled by the processing system 16. Alternatively, linear actuators which directly move the supports 22, 24 in the direction Z can be used.
  • the device 20 further comprises a device 28 for locking the edge 26 of the card circuit on the support 22 and a device 40 for locking the edge 28 on the support 24.
  • Each locking device 38, 40 follows the movement of the support 20
  • the locking devices 38, 40 are controlled by the processing system 16 to hold the edges 26, 28 of the card circuit against the supports 22, 24 after the card circuit has been moved according to the direction of rotation. the direction X to the position where the acquisitions of images are made.
  • each locking device 38, 40 corresponds to a clamp actuated by an actuator controlled by the treatment system 16.
  • FIG. 3 represents, in the form of a schematic block, an embodiment of a method for compensating or correcting the deformations of the Card circuit.
  • a cycle of steps will be described during the determination of the three-dimensional image of a circuit portion Cardj_, which corresponds to a given position of acquisition of images of the pro-cameras-camera block 14. The cycle is repeated for each circuit portion Cardj_.
  • the principle of this embodiment is to modify the heights Z 1 and Z 2 during the acquisition of images of the circuit portion Card 1 so that the whole of the circuit portion Card 1 is in the vicinity of the PREF plane. can be obtained by bringing the edges BIj_ and BFj_ substantially in the plane PREF-
  • the heights Z] _ and Z2 can be modified at each image acquisition position.
  • step 50 the processing system 16 determines the sharpness of images of the circuit portion Card 1_ which would be acquired by the cameras C of the camera-projector unit 14.
  • the step 50 is implemented. without the acquisition of two-dimensional images of the circuit portion Card 1 by the cameras C.
  • a distance measuring device for example a laser rangefinder
  • step 50 is implemented by acquiring two-dimensional images of the circuit portion Card I by image acquisition devices other than cameras C.
  • step 50 is carried out by acquiring two-dimensional images of the circuit portion Card 1 by the cameras C of the camera-projector block 14.
  • the processing system 16 can then determine a three-dimensional image of the circuit portion Card 1 of the circuit.
  • the processing system 16 determines whether the circuit portion Card 1 clearly appears on the two-dimensional images acquired by the cameras C by analysis of the two-dimensional images or during the determination of the three-dimensional image.
  • the processing system 16 is adapted to determine whether the circuit portion Cardj_ is found, in part or in full, in the sharpness zone of the cameras C, before the first net plane of the cameras C or after the last net plane C. The process continues in step 52.
  • step 52 the processing system 16 determines whether the sharpness of the two-dimensional images acquired by the cameras C or that would be acquired by the cameras C is sufficient for the determination of a three-dimensional image to the desired accuracy. If all or part of the portion Card_ does not appear clearly on the pictures acquired or to be acquired by the cameras C, the process continues in step 54.
  • the processing system 16 determines the heights Z] _ and ⁇ 2 expected to elapse before the entire circuit portion Cardj_ appears cleanly on images acquired or acquired by the camera C.
  • the first circuit portion Card] _ is near the edge 26 whose position is known.
  • the edge 26 is initially held in the reference plane PREF which is part of the sharpness zone of the cameras C.
  • the height ⁇ 2 is modified so that the final edge BF ] _ of the circuit portion Card ] _ is returned to the reference plane PREF- the new value of ⁇ 2 height is, e.g., determined from the position of the edge BF] _ relative to the plane PREF determined by analysis of the measurements of the rangefinder, images acquired by the image acquisition devices other than the cameras C, images acquired by the cameras C and / or during the determination of the 3D image of the circuit portion Card ] _.
  • the BIj_ edge is located in the plane OR at least PREF in cameras sharpness zone C following the Z heights settings] _ and ⁇ 2 the previous cycle.
  • the heights Z] _ and ⁇ 2 are changed to the initial edge BIj_ be maintained in the reference plane PREF e ⁇ q ue I e BFj_ final edge is returned to the reference plane PREF-
  • the new values of heights Z] _ and ⁇ 2 are determined from the position of the edge BFj_ with respect to the PREF determined by analysis of the rangefinder measurements, images acquired by the image acquisition devices other than the C cameras, images acquired by the cameras C and / or during the determination of the 3D image of the circuit portion Cardj_. The process continues at step 56.
  • step 56 the motors 30 and 32 are actuated by the processing system 16 to bring the vertices of the supports 22 and 24 respectively to the heights Z ] _ and ⁇ 2.
  • the process continues at step 50.
  • step 52 if the entire portion Card1 appears clearly on the images acquired or to be acquired by the cameras C, the process continues in step 57.
  • step 57 two-dimensional images of the circuit portion Card 1 are acquired by the cameras C of the camera-protector block 14 and the processing system 16 determines a three-dimensional image of the circuit portion Card 1 of the circuit. However, if in step 50 two-dimensional images have already been acquired by cameras C and a three-dimensional image has already been determined, step 57 is not present. If, in step 50, two-dimensional images have already been acquired by the cameras C but there has been no determination of a three-dimensional image, the three-dimensional image is determined in step 57. The method is continue at step 58.
  • step 58 the processing system 16 determines the new values of the heights Z] _ and ⁇ 2 so that the entire circuit portion Card__ + ] _ appears clearly on the images that will be acquired by the cameras C at the next position of the camera-projector unit 14.
  • the edge BI 1 is substantially in the plane PREJT OR at least in the sharpness zone of the cameras C following the settings of the heights Z 1 and 2 in the previous cycle.
  • the heights Z] _ and ⁇ 2 can be modified so that the initial edge BIj_ + ] _ of the portion Cardj_ + ] _, which corresponds substantially to the final edge BFj_ of the circuit portion Cardj ⁇ is maintained in the reference plane PREF and that the final edge BFj_ + ] _ of the portion Cardj_ + ] _ is brought back into the reference plane PREF- Since no image of the circuit portion Cardj_ + ] _ has yet been acquired, the news
  • the values of the heights Z 1 and 2 can be determined by extrapolation from the general shape of the Card 1 portion, for example by considering that the circuit portion Card 1 + has substantially the same shape as the circuit portion Card 1.
  • steps 60 and 62 which can be performed independently of one another, for example successively or at least partly simultaneously.
  • the motors 30 and 32 are actuated by the processing system 16 to move the supports 22 and 24 to the new values of the heights Z 1 and Z 2, respectively.
  • the process continues at step 50.
  • step 62 the camera-protector block 14 is moved to the next position along the Y direction for determining the three-dimensional image of the circuit portion Card 1 + .
  • Step 62 may be performed at least in part at the same time in step 58 and / or step 60. The process continues in step 50.
  • FIG. 4 represents an example of curve C 1 representing the height H, measured in the Z direction, of the average profile of the card circuit in a section plane perpendicular to the direction X when the vertices of the supports 22 and 24 are in the reference plane PREF corresponding to the abscissa axis.
  • the printed circuit card has a generally curved downward shape, substantially symmetrical, with a maximum deflection of 4 mm.
  • the curve C2 represents the average line of the circuit Card after modification of the height ⁇ 2.
  • the edges BI ] _ and BF ] _ are represented before modification of the height Z2 and the edge BF ] _ 'after modification of the height ⁇ 2.
  • the edge BF ] _ ' is brought back substantially in the reference plane PREF so that the whole of the circuit portion Card] _ of the curve C2 is close to the reference plane PREF-
  • FIG. 5 is similar to FIG. 4 and represents an example of curve C3 representing the height H of the average profile of the circuit Card after modification of the heights Z1 and Z2 for the acquisition of images of the circuit portion Card2.
  • the edges BI2 and BF2 are shown before correction and the edges BI2 'and BF2' after modification of the heights Z1 and Z2.
  • the edges BI2 'and BF2' are substantially reduced in the reference P REF sor plan you that the entire Card2 circuit portion of the curve C3 is close to the reference plane PREF- FIG.
  • FIGS. 1 and 2 two calibration tools 64, 66 are shown on either side of the conveyor 12.
  • the pro-camera-camera unit 14 is moved by the conveyor 15 to come successively in line with each calibration tool 64, 66.
  • a calibration operation generally requires changing the position of the calibration tool 64, 66 in a succession of movements that depends on the calibration tool considered.
  • the calibration tool 64 corresponds to a pattern of geometry.
  • the target 64 is mounted on a pivoting shaft 68.
  • a calibration operation comprises the pivoting of the pattern 64 at different inclinations.
  • the calibration tool 66 is used for radiometric calibration of the cameras C.
  • a calibration operation includes the Z-directional movement of the calibration tool 66 with respect to the C cameras.
  • the optical inspection system comprises motors dedicated to the displacement of the calibration tools 64, 66 to perform the calibration operations.
  • the calibration tool 64 is connected to the support 22 and the calibration tool 66 is connected to the support 24.
  • the calibration tool 66 is mounted integrally to the support 24 and moves parallel to the support 24 in the direction Z.
  • the support 22 comprises a finger 70 adapted to abut against the calibration tool 64 to rotate the calibration tool 64 according to an inclination that depends on the height Z] _ of the support 22.
  • Elastic return means not shown, may be provided to permanently return the calibration tool 64 to an equilibrium position. This embodiment advantageously makes it possible to use the device 20 to move the calibration tools 64, 66. It is then no longer necessary to provide dedicated actuation means.
  • FIG. 7 illustrates another advantage of the implementation of an embodiment of the correction method.
  • the pro-camera-camera block 14 is moved so that the final edge BF 1 of the circuit portion Card 1 in the field of view of the camera-protector block 14 corresponds to the initial edge BI 1 + of the circuit portion Card 1 +.
  • the circuit Card extends according to the reference plane PREF-
  • the circuit comprises an upwardly curved portion (curve Cc)
  • curve Cc when the circuit comprises an upwardly curved portion (curve Cc)
  • certain parts of the circuit are no longer in the circuit. field of view of the camera-projector unit 14.
  • the correction method makes it possible to return to a similar case in the case where the Card circuit is substantially flat.
  • FIG. 8 illustrates another advantage of the implementation of an embodiment of the correction method.
  • the cameras C are placed relative to the projectors P so as not to be in the direct reflection zone of the incident beams emitted by the projectors.
  • the cameras C must be arranged beyond the angle ⁇ with respect to a vertical axis passing through the edge BIj_ or BFj_ in the case where the circuit extends according to the reference plane PREF-
  • the limit of the direct reflection zone in the case of a Card circuit plan is delimited by dotted lines 80.
  • the circuit comprises a curved portion upwards (curve C7)
  • the direct reflection area of the incident beam is changed.
  • the limit of the direct reflection zone in the case of a curved card circuit is delimited by a dashed line ray 82.
  • the light beams can be deflected that some cameras C are in the direct reflection zone modified by the curved portion of the circuit.

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Abstract

L'invention concerne un système d'inspection optique (10) pour circuit électronique (Card) comprenant des capteurs (C) d'images du circuit électronique, au moins deux supports (22, 24) sur lesquels sont destinées à reposer deux parties du circuit électronique et un dispositif (20) de modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de l'autre.

Description

SYSTÈME ET PROCÉDÉ D ' INSPECTION OPTIQUE DE CIRCUITS
ÉLECTRONIQUES
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR13/53275 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente 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 électro¬ niques .
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. Un exemple de procédé de détermination d'images tridimensionnelles comprend l'acquisition d'images tridimen¬ sionnelles du circuit par des caméras numériques alors que des images sont projetées sur le circuit.
Résumé
Un mode de réalisation prévoit un système d'inspection optique pour circuit électronique comprenant des capteurs d'images du circuit électronique, au moins deux supports sur lesquels sont destinées à reposer deux parties du circuit électronique et un dispositif de modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de l'autre.
Selon un mode de réalisation, le circuit électronique comprend un circuit imprimé, chaque support étant destiné à supporter un bord latéral du circuit imprimé .
Selon un mode de réalisation, le système comprend un premier convoyeur adapté à transporter le circuit électronique selon une première direction, les supports s 'étendant parallèlement à la première direction.
Selon un mode de réalisation, le système comprend un deuxième convoyeur adapté à transporter les capteurs d'images selon une deuxième direction, non parallèle à la première direction, notamment perpendiculaire à la première direction.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à déplacer chaque support, indépendamment l'un de l'autre, selon une troisième direction, non parallèle aux première et deuxième directions, notamment perpendiculaire aux première et deuxième directions .
Selon un mode de réalisation, le système comprend un dispositif de blocage des parties du circuit électronique sur les supports .
Un mode de réalisation prévoit également un procédé d'inspection optique d'un circuit électronique, au moins deux parties du circuit électronique reposant sur deux supports, le procédé comprenant des acquisitions successives d'images du circuit électronique par des capteurs d'images et la modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de l'autre, entre les acquisitions successives.
Selon un mode de réalisation, les capteurs d'images sont déplacés par rapport au circuit électronique au moins d'un premier emplacement pour faire l'acquisition d'images d'une première portion du circuit électronique à un deuxième emplacement pour faire l'acquisition d'images d'une deuxième portion du circuit électronique, les supports étant déplacés à des premières positions lorsque les capteurs d'images sont au premier emplacement et à des deuxièmes positions, différentes des premières positions, lorsque les capteurs d'images sont au deuxième emplacement.
Selon un mode de réalisation, la première portion du circuit électronique est dans la zone de netteté des capteurs d'images lorsque les supports sont dans les premières positions et la deuxième portion du circuit électronique est dans la zone de netteté des capteurs d'images lorsque les supports sont dans les deuxièmes positions.
Selon un mode de réalisation, lorsque les supports sont dans les premières positions, les deuxièmes positions sont déterminées à partir des premières positions et d'une extrapolation de la forme de la deuxième portion du circuit électronique .
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 :
la figure 1 est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un système d'inspection optique de circuits électroniques ;
la figure 2 est une coupe, partielle et schématique, du système d'inspection optique de la figure 1 selon la ligne II-II ; la figure 3 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation d'un procédé de correction de déformations d'un circuit électronique ;
les figures 4 et 5 représentent des courbes d'évolution du profil d'un circuit électronique en l'absence de correction et lorsqu'un mode de réalisation du procédé de correction des déformations du circuit électronique est mis en oeuvre ;
la figure 6 représente une courbe d'évolution de l'écart de la position du circuit électronique par rapport à une position de référence lorsqu'un mode de réalisation du procédé de correction des déformations du circuit électronique est mis en oeuvre ; et
les figures 7 et 8 sont des coupes, partielles et schématiques, du système d'inspection optique de la figure 1 illustrant deux avantages supplémentaires d'un mode de réalisation du procédé de correction.
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 convoyage 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 .
La figure 1 représente, 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. 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, quatre projecteurs alignés étant, à titre d'exemple, représentés schématiquement en figure 1. 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, seize caméras sont représentées schématiquement en figure 1, 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 carré 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 convoyeur 15 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 tridimen¬ sionnelle .
Les caméras C et les projecteurs P sont reliés à un système informatique 16 de 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.
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. Dans ce but, 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.
Toutefois, le circuit imprimé peut comprendre des déformations, notamment un voilage ou gauchissement. La profondeur de champ des caméras C doit donc être suffisamment importante pour s'assurer que des images nettes du circuit puissent être acquises quelles que soient les déformations du circuit. Ceci nécessite l'utilisation de caméras et de systèmes opto-mécaniques à coût élevé permettant d'obtenir une grande profondeur de champ.
En outre, 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 à 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 sont 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. Toutefois, si le circuit a une forme bombée vers le bloc pro ecteurs-caméras 14, par exemple localement, des parties du circuit Card peuvent demeurer hors des champs visuels des caméras C aux différentes positions d'acquisition d'images. Il est donc nécessaire de prévoir un recouvrement partiel des images acquises des portions du circuit Card par les caméras C à deux positions d'acquisition d'images successives. Ceci augmente la durée d'une opération de détermination de l'image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card.
En outre, les caméras sont disposées par rapport aux projecteurs de façon à ne pas recevoir le reflet direct des faisceaux incidents projetés par les projecteurs sur le circuit. Dans ce but, un angle minimum doit généralement être prévu entre les axes optiques des caméras et les axes optiques des projecteurs associés. Cet angle est déterminé en considérant que le circuit est plat. Cet angle est contraint par différents paramètres qui s'opposent. Pour réduire l'encombrement mécanique et améliorer le bilan radiométrique, il est souhaitable que cet angle soit le plus petit possible. Toutefois, pour éviter 1 ' éblouissement des caméras et améliorer la précision du système, il est souhaitable que cet angle soit le plus grand possible) .
Toutefois, si le circuit Card a une forme bombée, les faisceaux émis par les projecteurs peuvent être déviés par rapport au cas où le circuit est plat et atteindre les caméras C. La détermination des angles entre les axes optiques des caméras et les axes optiques des projecteurs associés peut être difficile pour tenir compte des contraintes décrites précédemment et des déformations possibles du circuit Card.
Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des systèmes d'inspection optique décrits précédemment.
Un autre objet d'un mode de réalisation est de compenser les déformations des circuits électroniques lors de l'acquisition d'images par les caméras du système d'inspection optique .
Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire le champ de profondeur des caméras .
Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire le recouvrement des champs visuels des caméras à deux positions d'acquisition d'images successives.
Un autre objet d'un mode de réalisation est de rapprocher les caméras des projecteurs.
Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire la durée d'une opération de détermination d'une image tridimensionnelle complète d'un circuit électronique.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le procédé de correction est compatible avec une exploitation à une échelle industrielle.
La figure 2 représente une coupe, partielle et schématique, de la figure 1 selon la ligne II-II d'un mode de réalisation du système optique 10. Le convoyeur 12 n'est pas représenté en figure 2. A titre d'exemple, le circuit Card est représenté 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.
Selon un mode de réalisation, la détermination d'une image tridimensionnelle de la totalité du circuit Card, à l'exception éventuellement des bords du circuit Card qui peuvent ne pas être destinés à être inspectés par le système d'inspection optique 10, est effectuée en déplaçant le bloc pro ecteurs-caméras 14 selon la direction Y à plusieurs positions par rapport au circuit Card, des images étant acquises par les caméras à chaque position d'acquisition d'images.
A titre d'exemple, on a schématiquement délimité le champ visuel global du bloc pro ecteurs-caméras 14 par deux lignes en pointillés R]_, R? . 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 l'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 BIj_, le bord le plus à gauche en figure 2, et un bord final BFj_, 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 BFj_ de la portion de circuit Cardj_ correspond sensiblement au bord initial BIj_+]_ de la portion de circuit Cardj_+]_ suivante. Le système 10 comprend un dispositif 20, non représenté en figure 1, adapté à rapprocher ou éloigner le circuit Card du bloc pro ecteurs-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 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 26 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 électro¬ niques. A titre d'exemple, chaque extrémité 23, 25 comprend une portion plane qui s'étend sur toute la largeur du circuit Card, selon la direction X. A titre d'exemple, une bande du convoyeur 12, non représentée en figure 2, 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 Z]_ du sommet du support 22 et la hauteur Z2 du sommet du support 24 indépendamment l'une de l'autre. A titre d'exemple, le dispositif 20 comprend deux moteurs 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]_ dépend de la position angulaire de la came 34 et la hauteur Z2 dépend de la position angulaire de la came 36. Les moteurs 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 26 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.
La figure 3 représente, sous la forme d'un schéma- bloc, un mode de réalisation d'un procédé de compensation ou de correction des déformations du circuit Card. Un cycle d'étapes va être décrit lors de la détermination de l'image tridimensionnelle d'une portion de circuit Cardj_, ce qui correspond à une position donnée d'acquisition d'images du bloc pro ecteurs-caméras 14. Le cycle est répété pour chaque portion de circuit Cardj_ . Le principe de ce mode de réalisation est de modifier les hauteurs Z]_ et Z2 lors de l'acquisition d'images de la portion de circuit Cardj_ pour que la totalité de la portion de circuit Cardj_ se trouve à proximité du plan PREF- Ceci peut être obtenu en amenant les bords BIj_ et BFj_ sensiblement dans le plan PREF- Les hauteurs Z]_ et Z2 peuvent donc être modifiées à chaque position d'acquisition d'images.
A l'étape 50, le système de traitement 16 détermine la netteté d'images de la portion de circuit Cardj_ qui seraient acquises par les caméras C du bloc projecteurs-caméras 14. Selon un mode de réalisation, l'étape 50 est mise en oeuvre sans acquisition d'images bidimensionnelles de la portion de circuit Cardj_ par les caméras C. Selon un premier exemple, un dispositif de mesure de distance, par exemple un télémètre laser, peut être prévu et relié au système de traitement 16. Le système de traitement détermine quelle serait la netteté d'images de la portion de circuit Cardj_ acquises par les caméras C à partir des mesures fournies par le télémètre. Selon un deuxième exemple, l'étape 50 est mise en oeuvre par l'acquisition d'images bidimensionnelles de la portion de circuit Cardj_ par des dispositifs d'acquisition d'images autres que les caméras C. Selon un autre mode de réalisation, l'étape 50 est mise en oeuvre par l'acquisition d'images bidimensionnelles de la portion de circuit Cardj_ par les caméras C du bloc projecteurs- caméras 14. Le système de traitement 16 peut alors déterminer une image tridimensionnelle de la portion de circuit Cardj_ du circuit. 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 ou lors de la détermination de l'image tridimensionnelle. 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. Le procédé se poursuit à l'étape 52.
A l'étape 52, le système de traitement 16 détermine si la netteté des images bidimensionnelles acquises par les caméras C ou qui seraient acquises 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 Cardj_ n'apparaît pas de façon nette sur les photos acquises ou à acquérir par les caméras C, le procédé se poursuit à l'étape 54.
A l'étape 54, le système de traitement 16 détermine les hauteurs Z]_ et ∑2 à prévoir pour que la totalité de la portion de circuit Cardj_ apparaisse de façon nette sur les images acquises ou à acquérir par les caméras C.
A titre d'exemple, la première portion de circuit Card]_ est proche du bord 26 dont la position est connue. En effet, le bord 26 est maintenu initialement dans le plan de référence PREF qui fait partie de la zone de netteté des caméras C. Dans ce cas, la hauteur ∑2 est modifiée pour que le bord final BF]_ de la portion de circuit Card]_ soit ramené dans le plan de référence PREF- La nouvelle valeur de la hauteur ∑2 est, par exemple, déterminée à partir de la position du bord BF]_ 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 Card]_ .
A titre d'exemple, pour une portion de circuit Cardj_, le bord BIj_ est situé dans le plan PREF OU au moins dans la zone de netteté des caméras C suite aux réglages des hauteurs Z]_ et ∑2 au cycle précédent. Dans ce cas, les hauteurs Z]_ et ∑2 sont modifiées pour que le bord initial BIj_ soit maintenu dans le plan de référence PREF e^ que Ie bord final BFj_ soit ramené dans le plan de référence PREF- Les nouvelles valeurs des hauteurs Z]_ et ∑2 sont déterminées à partir de la position du bord BFj_ 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 Cardj_ . Le procédé se poursuit à l'étape 56.
A l'étape 56, les moteurs 30 et 32 sont actionnés par le système de traitement 16 pour amener les sommets des supports 22 et 24 respectivement aux hauteurs Z]_ et ∑2. Le procédé se poursuit à l'étape 50.
A l'étape 52, si la totalité de la portion Cardj_ apparaît de façon nette sur les images acquises ou à acquérir par les caméras C, le procédé se poursuit à l'étape 57.
A l'étape 57, des images bidimensionnelles de la portion de circuit Cardj_ sont acquises par les caméras C du bloc pro ecteurs-caméras 14 et le système de traitement 16 détermine une image tridimensionnelle de la portion de circuit Cardj_ du circuit. Toutefois, si, à l'étape 50, des images bidimension- nelles ont déjà été acquises par les caméras C et une image tridimensionnelle a déjà été déterminée, l'étape 57 n'est pas présente. Si, à l'étape 50, des images bidimensionnelles ont déjà été acquises par les caméras C mais il n'y a pas eu de détermination d'une image tridimensionnelle, l'image tridimensionnelle est déterminée à l'étape 57. Le procédé se poursuit à l'étape 58.
A l'étape 58, le système de traitement 16 détermine les nouvelles valeurs des hauteurs Z]_ et ∑2 pour que la totalité de la portion de circuit Cardj_+]_ 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 Cardj_, le bord BIj_ est sensiblement dans le plan PREJT OU au moins dans la zone de netteté des caméras C suite aux réglages des hauteurs Z]_ et ∑2 au cycle précédent. Dans ce cas, les hauteurs Z]_ et ∑2 peuvent être modifiées pour que le bord initial BIj_+]_ de la portion Cardj_+]_, qui correspond sensiblement au bord final BFj_ de la portion de circuit Cardj^ soit maintenu dans le plan de référence PREF et que le bord final BFj_+]_ de la portion Cardj_+]_ soit ramené dans le plan de référence PREF- Comme aucune image de la portion de circuit Cardj_+]_ n'a encore été acquise, les nouvelles valeurs des hauteurs Z]_ et ∑2 peuvent-être déterminées par extrapolation à partir de la forme générale de la portion Cardj_, par exemple en considérant que la portion de circuit Cardj_+]_ a sensiblement la même forme que la portion de circuit Cardj_, en tenant compte de l'évolution de la courbure des portions de circuit précédentes Cardj_, Cardj__]_, Cardj__2, ···, en tenant compte des profils des circuits électroniques identiques précédemment mesurés ou par mesure instantanée du profil de la potion de circuit Cardj_ à inspecter, ou par combinaison de ces solutions. Le procédé se poursuit aux étapes 60 et 62 qui peuvent être réalisées indépendamment l'une de l'autre, par exemple successivement ou au moins en partie simultanément. A l'étape 60, les moteurs 30 et 32 sont actionnés par le système de traitement 16 pour déplacer les supports 22 et 24 aux nouvelles valeurs des hauteurs, respectivement Z]_ et ∑2. Le procédé se poursuit à l'étape 50.
A l'étape 62, le bloc pro ecteurs-caméras 14 est déplacé à la prochaine position selon la direction Y pour la détermination de l'image tridimensionnelle de la portion de circuit Cardj_+]_. L'étape 62 peut être réalisée au moins en partie simultanément à l'étape 58 et/ou à l'étape 60. Le procédé se poursuit à l'étape 50.
La figure 4 représente un exemple de courbe C]_ représentant la hauteur H, mesurée selon la direction Z, du profil moyen du circuit Card dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction X lorsque les sommets des supports 22 et 24 se trouvent dans le plan de référence PREF qui correspond à l'axe des abscisses. Selon cet exemple, le circuit imprimé Card a une forme générale bombée vers le bas, sensiblement symétrique, avec une flèche maximale de 4 mm. La courbe C2 représente la ligne moyenne du circuit Card après modification de la hauteur ∑2- On a représenté les bords BI]_ et BF]_ avant modification de la hauteur Z2 et le bord BF]_ ' après modification de la hauteur ∑2- Le bord BF]_ ' est ramené sensiblement dans le plan de référence PREF de sorte que la totalité de la portion de circuit Card]_ de la courbe C2 se trouve à proximité du plan de référence PREF-
La figure 5 est analogue à la figure 4 et représente un exemple de courbe C3 représentant la hauteur H du profil moyen du circuit Card après modification des hauteurs Z]_ et Z2 pour l'acquisition d'images de la portion de circuit Card2. On a représenté les bords BI2 et BF2 avant correction et les bords BI2' et BF2 ' après modification des hauteurs Z]_ et Z2. Les bords BI2' et BF2 ' sont ramenés sensiblement dans le plan de référence PREF de sorte que la totalité de la portion de circuit Card2 de la courbe C3 se trouve à proximité du plan de référence PREF- La figure 6 représente une courbe d'évolution C4 de la distance E, mesurée selon la direction Z, entre un point du circuit Card vu en coupe selon un plan perpendiculaire à la direction X et le plan de référence PREF lors de l'acquisition d'images pour chaque portion de circuit Card]_ à Card^. Il apparaît que l'écart maximal est seulement de 116 um, c'est-à- dire bien inférieur à la flèche maximale du circuit Card qui est de 4 mm. De ce fait, la profondeur de champ des caméras C à prévoir pour assurer que chaque portion de circuit Card]_ à Card^ apparaisse de façon nette sur les images acquises lorsque le procédé de correction est mis en oeuvre est inférieure à la profondeur de champ qui est nécessaire en l'absence de correction.
Il est généralement nécessaire de prévoir une étape d'étalonnage du système d'inspection optique 10 et notamment des caméras C. Ceci peut être réalisé par l'utilisation d'outils adaptés selon les paramètres à étalonner. A titre d'exemple, aux figures 1 et 2, on a représenté deux outils d'étalonnage 64, 66 de part et d'autre du convoyeur 12. Pour réaliser une opération d'étalonnage, le bloc pro ecteurs-caméras 14 est déplacé par le convoyeur 15 pour venir successivement à l'aplomb de chaque outil d'étalonnage 64, 66. Une opération d'étalonnage nécessite généralement de modifier la position de l'outil d'étalonnage 64, 66 selon une succession de mouvements qui dépend de l'outil d'étalonnage considéré. A titre d'exemple, l'outil d'étalonnage 64 correspond à une mire de géométrie. La mire 64 est montée sur un arbre 68 pivotant. Une opération d'étalonnage comprend le pivotement de la mire 64 selon différentes inclinaisons. A titre d'exemple, l'outil d'étalonnage 66 est utilisé pour un étalonnage radiométrique des caméras C. Une opération d'étalonnage comprend le déplacement selon la direction Z de l'outil d'étalonnage 66 par rapport aux caméras C. De façon classique, le système d'inspection optique comprend des moteurs dédiés aux déplacements des outils d'étalonnage 64, 66 pour réaliser les opérations d'étalonnage. Selon un mode de réalisation, l'outil d'étalonnage 64 est relié au support 22 et l'outil d'étalonnage 66 est relié au support 24. A titre d'exemple, l'outil d'étalonnage 66 est monté de façon solidaire au support 24 et se déplace parallèlement au support 24 selon la direction Z. A titre d'exemple, le support 22 comprend un doigt 70 adapté à venir en appui contre l'outil d'étalonnage 64 pour faire pivoter l'outil d'étalonnage 64 selon une inclinaison qui dépend de la hauteur Z]_ du support 22. Des moyens élastiques de rappel, non représentés, peuvent être prévus pour ramener en permanence l'outil d'étalonnage 64 vers une position d'équilibre. Ce mode de réalisation permet, de façon avantageuse, d'utiliser le dispositif 20 pour déplacer les outils d'étalonnage 64, 66. Il n'est alors plus nécessaire de prévoir des moyens d' actionnement dédiés.
La figure 7 illustre un autre avantage de la mise en oeuvre d'un mode de réalisation du procédé de correction. De préférence, le bloc pro ecteurs-caméras 14 est déplacé pour que le bord final BFj_ de la portion de circuit Cardj_ dans le champ visuel du bloc pro ecteurs-caméras 14 corresponde au bord initial BIj_+]_ de la portion de circuit Cardj_+]_ suivante lorsque le circuit Card s'étend selon le plan de référence PREF- Toutefois, lorsque le circuit comprend une portion bombée vers le haut (courbe Cç) , en l'absence de correction, certaines parties du circuit ne sont plus dans le champ de vision du bloc projecteurs-caméras 14. En l'absence de correction, il est alors nécessaire de prévoir des zones de recouvrement entre champs de vision adjacents qui sont surdimensionnées pour tenir compte d'éventuelles déformations du circuit. Le procédé de correction permet de revenir à un cas analogue au cas où le circuit Card est sensiblement plan.
La figure 8 illustre un autre avantage de la mise en oeuvre d'un mode de réalisation du procédé de correction. Les caméras C sont placées par rapport aux projecteurs P de façon à ne pas se trouver dans la zone de réflexion directe des faisceaux incidents émis par les projecteurs. De façon schématique, dans un plan perpendiculaire à la direction X, si on considère que chaque projecteur P émet un faisceau incident selon un cône d'angle au sommet a qui recouvre la portion de circuit Cardj_, les caméras C doivent être disposées au-delà de l'angle a par rapport à un axe vertical passant par le bord BIj_ ou BFj_ dans le cas où le circuit s'étend selon le plan de référence PREF- En figure 8, la limite de la zone de réflexion directe dans le cas d'un circuit Card plan est délimitée par des rayons en traits pointillés 80. Toutefois, lorsque le circuit comprend une portion bombée vers le haut (courbe C7) , la zone de réflexion directe du faisceau incident est modifiée. En figure 8, la limite de la zone de réflexion directe dans le cas d'un circuit Card bombé est délimitée par un rayon en traits pointillés 82. De ce fait, en l'absence de correction, les faisceaux lumineux peuvent être déviés de façon que certaines caméras C se trouvent dans la zone de réflexion directe modifiée par la portion bombée du circuit.
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'analyse d'images acquises par les caméras sans projection d'images sur le circuit .

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d'inspection optique (10) pour circuit électronique (Card) comprenant des capteurs (C) d'images du circuit électronique, au moins deux supports (22, 24) sur lesquels sont destinées à reposer deux parties du circuit électronique et un dispositif (20) de modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de l'autre.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel le circuit électronique (Card) comprend un circuit imprimé, chaque support (22, 24) étant destiné à supporter un bord latéral (26, 28) du circuit imprimé.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, comprenant un premier convoyeur (12) adapté à transporter le circuit électronique (Card) selon une première direction, les supports (22, 24) s 'étendant parallèlement à la première direction.
4. Système selon la revendication 3, comprenant un deuxième convoyeur (15) adapté à transporter les capteurs d'images (C) selon une deuxième direction, non parallèle à la première direction, notamment perpendiculaire à la première direction.
5. Système selon la revendication 4, dans lequel le dispositif (20) est adapté à déplacer chaque support (22, 24) , indépendamment l'un de l'autre, selon une troisième direction, non parallèle aux première et deuxième directions, notamment perpendiculaire aux première et deuxième directions .
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant un dispositif de blocage (38, 40) des parties (26, 28) du circuit électronique (Card) sur les supports (22, 24) .
7. Procédé d'inspection optique d'un circuit électro¬ nique (Card) , au moins deux parties (26, 28) du circuit électronique reposant sur deux supports (22, 24) , le procédé comprenant des acquisitions successives d'images du circuit électronique par des capteurs d'images (C) et la modification de la position de chaque support, indépendamment l'un de l'autre, entre les acquisitions successives.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les capteurs d'images (C) sont déplacés par rapport au circuit électronique (Card) au moins d'un premier emplacement pour faire l'acquisition d'images d'une première portion (Card]_) du circuit électronique à un deuxième emplacement pour faire l'acquisition d'images d'une deuxième portion (Card2) du circuit électronique, les supports (22, 24) étant déplacés à des premières positions lorsque les capteurs d'images sont au premier emplacement et à des deuxièmes positions, différentes des premières positions, lorsque les capteurs d'images sont au deuxième emplacement.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la première portion (Card]_) du circuit électronique (Card) est dans la zone de netteté des capteurs d'images (C) lorsque les supports (22, 24) sont dans les premières positions et la deuxième portion (Card2) du circuit électronique est dans la zone de netteté des capteurs d'images lorsque les supports (22, 24) sont dans les deuxièmes positions.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel, lorsque les supports (22, 24) sont dans les premières positions, les deuxièmes positions sont déterminées à partir des premières positions et d'une extrapolation de la forme de la deuxième portion (Card]_) du circuit électronique.
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