專利名稱：高強(qiáng)度照明光學(xué)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路的光學(xué)檢測(cè)，更具體地說，是采用可見光譜中的高強(qiáng)度照明進(jìn)行電路的光學(xué)檢測(cè)裝置。
在現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)中，公開了各種涉及電路的光學(xué)檢測(cè)的文獻(xiàn)，其中包括對(duì)印刷電路板和平板顯示器的檢測(cè)，以及在其中采用各種照明設(shè)備。
可以認(rèn)為，以下專利、專利申請(qǐng)和技術(shù)刊物表現(xiàn)了用于電路的自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè)中的照明系統(tǒng)的技術(shù)狀況Karasaki 的US 4,421,410 Gupta 的US 4,506,152Hara 的US 4,692,690 Elterman 的US 4,73 5,497Koso 的US 4,801,810 Chadwick 等的US 4,877,326Katzir 的US 5,058,982 Katzir 等的US 5,153,668奧博泰克(Orbotech)公司的WO 9966314奧博泰克(Orbotech)公司的以色列專利81450Strope等的“光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)”(IBM技術(shù)公報(bào)1981年2月，第9號(hào)23卷)本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于電路檢測(cè)的高效率裝置，該裝置采用可見光譜中的高強(qiáng)度照明，優(yōu)選的照明光譜是在一反射圖像中，能容易地產(chǎn)生構(gòu)成常用印刷電路板的材料之間的可見對(duì)比度，例如在聚酰亞胺或玻璃纖維/環(huán)氧樹脂基片上的銅質(zhì)導(dǎo)體。
由此，根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例，所提供的用于電路的光學(xué)檢測(cè)裝置包括一支撐面，用于安放和支撐被檢測(cè)電路；一光學(xué)成像器，當(dāng)該被檢測(cè)電路被支撐于該支撐面時(shí)，該光學(xué)成像器使該電路之至少一部分成像；圖像處理電路，用于接收光學(xué)成像器的輸出，并提供包括有檢測(cè)數(shù)據(jù)的輸出指示信號(hào)；及至少一個(gè)照明器，用于照亮被支撐于該支撐面的被檢測(cè)電路的一部分，以便光學(xué)成像器能夠使該被檢測(cè)電路的至少一部分成像。該至少一個(gè)照明器包括至少一個(gè)金屬檢鹵燈、一個(gè)與之組合的反射器及供給電力至該金屬檢鹵燈的電源，其供電方式使得該電源或該至少一個(gè)金屬檢鹵燈不會(huì)產(chǎn)生不能接受的干擾，例如發(fā)光電源波動(dòng)或擾動(dòng)；金屬檢鹵燈的發(fā)光輸出大致在350nm和700nm的光譜范圍內(nèi)。
優(yōu)選的是，設(shè)置一移位器(displacer)，當(dāng)所述成像器工作期間，用于在所述支撐面與所述成像器之間引發(fā)相對(duì)的位移。
另外，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該成像器包括CCD(電荷耦合器件)型傳感器、CID(電荷注入器件)或CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)型傳感器。優(yōu)選的是，該成像器是CCD型傳感器，該傳感器工作在延時(shí)積分工作模式(time delay integration mode ofoperation)。
更進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該成像器具有位于預(yù)定頻率范圍內(nèi)的線讀出頻率(line readout frequency)，該電源供給電力至該金屬檢鹵燈，其供電方式使得該電源或該金屬檢鹵燈在預(yù)定頻率范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生不能接受的發(fā)光電源輸出波動(dòng)。
另外，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該成像器具有位于預(yù)定頻率范圍內(nèi)的線讀出頻率，該電源供給電力至所述的至少一個(gè)金屬檢鹵燈，其供電方式使得該電源或該至少一個(gè)金屬檢鹵燈在比預(yù)定頻率范圍大一個(gè)數(shù)量級(jí)的頻率范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生不能接受的干擾，例如發(fā)光電源波動(dòng)或擾動(dòng)。
再進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該至少一個(gè)金屬檢鹵燈工作在直流電模式，向該金屬檢鹵燈供電的電源向其提供直流電源。
再進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該裝置還包括一光纖光發(fā)射器部件，用于使光從一個(gè)金屬檢鹵燈射向被檢測(cè)電路的一部分。優(yōu)選的是，該光纖光發(fā)射器部件包括位于光纖下游的一聚光器。
又，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)與該金屬檢鹵燈組合的反射器用于使光射向所述的光纖光發(fā)射器部件。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，所提供的電路的光學(xué)檢測(cè)的方法包括以下步驟在一支撐面上支撐待檢測(cè)的電路；當(dāng)所述被檢測(cè)電路被支撐于所述支撐面時(shí)，采用光學(xué)成像器使該電路之至少一部分成像；處理該光學(xué)成像器的輸出以提供包括有檢測(cè)數(shù)據(jù)的輸出指示信號(hào)；及通過采用包括至少一個(gè)金屬檢鹵燈的照明器，并供電給所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈，以驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈，從而照亮被支撐于所述支撐面的被檢測(cè)電路的一部分，以便所述光學(xué)成像器能夠使所述被檢測(cè)電路的所述至少一部分成像；對(duì)金屬檢鹵燈的供電方式使得所述電源或所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈不會(huì)產(chǎn)生不能接受的干擾，例如發(fā)光電源波動(dòng)或擾動(dòng)；金屬檢鹵燈的發(fā)光輸出大致在350nm和700nm之間的波長范圍內(nèi)。
另外，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，其工作方法包括在成像器工作期間對(duì)所述的支撐面和成像器作彼此相對(duì)的移動(dòng)。
進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，其成像步驟采用的成像器具有位于預(yù)定頻率范圍內(nèi)的線讀出頻率，其驅(qū)動(dòng)步驟采用電源供電給金屬檢鹵燈，其供電方式使得該電源或該金屬檢鹵燈在預(yù)定頻率范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生不能接受的電干擾，例如發(fā)光電源波動(dòng)或擾動(dòng)。
再進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，其成像步驟采用的成像器具有位于預(yù)定頻率范圍內(nèi)的線讀出頻率，其驅(qū)動(dòng)步驟采用電源供給電力至所述的至少一個(gè)金屬檢鹵燈，其供電方式使得該電源或該至少一個(gè)金屬檢鹵燈在比預(yù)定頻率范圍大一個(gè)數(shù)量級(jí)的頻率范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生不能接受的電干擾，例如發(fā)光電源波動(dòng)或擾動(dòng)。
另外，根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，其照明步驟使用一個(gè)工作在直流電模式的金屬檢鹵燈，其驅(qū)動(dòng)步驟包括向這個(gè)金屬檢鹵燈提供直流電源。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而構(gòu)成和工作的、用于電路的光學(xué)檢測(cè)裝置之簡(jiǎn)圖；圖2是圖1所示裝置之一部分的進(jìn)一步的截面簡(jiǎn)圖；圖3是圖1和圖2所示之裝置的照明部件的示意圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例之工作流程簡(jiǎn)圖。
圖1所示，是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而構(gòu)成及運(yùn)行的、用于電路的光學(xué)檢測(cè)的裝置之簡(jiǎn)圖；圖2是圖1所示之裝置進(jìn)一步的截面簡(jiǎn)圖。
如圖1和圖2所示，是本實(shí)用新型之用于電路的光學(xué)檢測(cè)的裝置的一優(yōu)選實(shí)施例，它包括一外殼10，其中設(shè)有支撐面12，優(yōu)選的是真空臺(tái)，用于安放和支撐被檢測(cè)的電路14。該電路14可以是印刷電路板(PCB)、球狀柵極陣列基片(ball grid array substrate)、多芯片模塊、平板顯示基片或任何其它適當(dāng)?shù)碾娐贰?br> 一光學(xué)成像器20被設(shè)置于外殼10內(nèi)，當(dāng)電路14被支撐于支撐面12時(shí)，優(yōu)選的是，光學(xué)成像器20被設(shè)置在與該被檢測(cè)電路14的至少一部分22位于一條視線中的位置。
如圖1所示，一個(gè)移位器24，例如一個(gè)或多個(gè)線性驅(qū)動(dòng)部件，與支撐面14、光學(xué)成像器20組合，其作用是沿平面18上的X-Y方向提供相對(duì)于電路14之間的相對(duì)位移，以便光學(xué)成像器22能夠按順序地觀測(cè)電路之部分22，這些部分22合在一起組成電路14待檢測(cè)的整個(gè)表面。優(yōu)選的是，移位器24包括兩個(gè)部件，一個(gè)與支撐面12組合的第一部件，用于在X方向上移動(dòng)該支撐面；一個(gè)與光學(xué)成像器20組合的第二部件28，用于在Y方向上移動(dòng)該光學(xué)成像器。
可以理解的是，移位器和光學(xué)成像器配置可以采用各種組合，以確保光學(xué)成像器觀測(cè)到構(gòu)成電路14整個(gè)表面的各按序的部分22。因此，例如光學(xué)成像器20的配置使其可以沿Y方向、主要地在整個(gè)寬度上觀測(cè)電路14，而移位器只在X方向上移動(dòng)該電路。另一種方式是，光學(xué)成像器20的配置使其可以沿Y方向、主要地在整個(gè)寬度上觀測(cè)電路14，而移位器只在X方向上移動(dòng)光學(xué)頭(opticalhead)20。還有一種方式是，移位器的設(shè)置使其在X和Y兩個(gè)方向上移動(dòng)支撐臺(tái)12或光學(xué)頭20。
優(yōu)選的光學(xué)成像器20包括一傳感器陣列30，例如CCD(電荷耦合器件)、CID(電荷注入器件)或CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)型傳感器陣列。一種適用的傳感器是IT-P1型或IL-E2型傳感器，來自加拿大之安大略之滑鐵盧的Dalsa公司。對(duì)于適當(dāng)?shù)膫鞲衅骼鏑CD型，傳感器陣列30可以工作在延時(shí)積分模式，但不是必要的。傳感器陣列30的輸出優(yōu)選的是提供給圖像處理電路32，該電路優(yōu)選的實(shí)施方案是采用圖像處理硬件和軟件的組合，例如采用PC-14 Micro型印刷電路板自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置，或FPI 7000型平板顯示器基片自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)裝置，兩裝置都可從位于以色列的亞夫內(nèi)的奧博泰克有限公司購買。
優(yōu)選的是，該處理電路32用于從傳感器陣列30接收一適當(dāng)?shù)妮敵龊吞峁┮惠敵鲋甘拘盘?hào)，該信號(hào)包括與被檢測(cè)電路14有關(guān)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。通過將從電路14之檢測(cè)所得的圖像數(shù)據(jù)與由一已知的合格電路所產(chǎn)生的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、與從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或制造文檔中所得到的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、或與被檢測(cè)電路14之部分的鄰接部進(jìn)行比較，從而可以完成檢測(cè)。
現(xiàn)在再參照?qǐng)D3，圖中說明了一高強(qiáng)度光源單獨(dú)工作，或如該優(yōu)選實(shí)施例所示而與另外兩個(gè)相似或相同的照明器組合，當(dāng)電路14被支撐于支撐面12時(shí)，以至少照亮電路14中的部分22，以便使光學(xué)成像器20至少能夠使得部分22成像。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該照明器包括至少一個(gè)、優(yōu)選的是三個(gè)高強(qiáng)度光源單元50，適用的一種BMH-250型是來自新澤西州Oradell的Mejiro Precision Anerica公司。優(yōu)選的是，每一光源單元50與一聚光器51組合，把由該光源單元發(fā)射的光射在電路14(見圖2)之部分22上。在圖3中可特別清楚地看出，一優(yōu)選的光源單元50包括一金屬檢鹵燈52，例如來自Mejiro Precision Anerica公司的MH-250-7500型燈。優(yōu)選的是，一反射器54與金屬檢鹵燈52相結(jié)合，作用是將從燈52輸出的光射向光纖58的接收端56，在該實(shí)施例中所示的光纖58將光從燈52導(dǎo)向聚光器51。容易理解的是，必要時(shí)可以采用多光源以增加可用光量。
圖2中的箭頭所示為光束的傳輸方向。
可以采用光量控制器和適當(dāng)?shù)墓庾V過濾器(未示出)與燈52組合。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，一電源60向每一個(gè)金屬檢鹵燈52提供電力，其供電方式使得該至少一個(gè)金屬檢鹵燈52不會(huì)產(chǎn)生不能接受的干擾，例如發(fā)光電源輸出波動(dòng)或擾動(dòng)，優(yōu)選的是在約0.1Hz和100kHz之間的瞬時(shí)頻率范圍內(nèi)不產(chǎn)生干擾；典型的電源60被包含于BMH-250型光源中而作為其中之部分，但也可以作為一個(gè)分離的單元供使用。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，該光學(xué)傳感器陣列30具有處于一預(yù)定頻率范圍內(nèi)的線讀出頻率，典型的該頻率范圍為20kHz至40kHz。根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例，電源60向每一個(gè)金屬檢鹵燈52提供電力，其供電方式是不致使由該電源60或金屬檢鹵燈52在預(yù)定頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生不能接受的發(fā)光電源輸出波動(dòng)。
優(yōu)選的是，不會(huì)由所述的電源60或金屬檢鹵燈52在一個(gè)比預(yù)定頻率范圍大一個(gè)數(shù)量級(jí)的頻率范圍內(nèi)，產(chǎn)生不能接受的發(fā)光電源輸出波動(dòng)。
在本實(shí)用新型一優(yōu)選的實(shí)施例中，該金屬檢鹵燈工作在直流電模式，電源60對(duì)其提供直流電源，例如利用交流/直流變換器或由電池供電，因而避免不必要的發(fā)光電源波動(dòng)。另一種方法是，金屬檢鹵燈52工作在交流電模式，在該模式中，瞬時(shí)發(fā)光輸出干擾超過40kHz，超過100kHz就更好。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖4是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例之電路光學(xué)檢測(cè)方法流程簡(jiǎn)圖。
在圖4所示的本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，被檢測(cè)的電路被支撐于支撐面上(步驟70)；在被支撐于支撐面上時(shí)，該被檢測(cè)電路中至少一部分被成像(步驟80)；被檢測(cè)電路的該部分被照亮，以便于所述的光學(xué)成像器使被檢測(cè)電路的該部分成像(子步驟85)。優(yōu)選的是，采用照明器提供照明，如上文所述，參照?qǐng)D1至圖4，該照明器至少包括一個(gè)金屬檢鹵燈，且由電力驅(qū)動(dòng)，以便避免由電源或該至少一個(gè)金屬檢鹵燈產(chǎn)生不能接受的電干擾(子步驟90)；在步驟80中，光學(xué)成像器輸出的圖像被處理，優(yōu)選的是采用電子圖像處理電路32(見圖1)進(jìn)行處理，并產(chǎn)生一個(gè)包含檢測(cè)數(shù)據(jù)、例如還有缺陷指示的指示信號(hào)(步驟100)。
容易理解的是，本實(shí)用新型并不限于以上所述，而是也包括其修改和變化，其修改和變化是本技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員經(jīng)閱讀以上所述及其中非先有技術(shù)部分而可以實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求1.一種電路的光學(xué)檢測(cè)裝置，包括一支撐面，用于安放和支撐被檢測(cè)電路；一光學(xué)成像器，相對(duì)于所述被檢測(cè)電路而設(shè)置，當(dāng)所述被檢測(cè)電路被支撐于所述支撐面時(shí)，該光學(xué)成像器使該電路之至少一部分成像；圖像處理電路，它連接所述光學(xué)成像器并接收所述成像器之輸出及輸出檢測(cè)數(shù)據(jù)；及至少一個(gè)照明器，相對(duì)于所述被檢測(cè)電路而設(shè)置，當(dāng)被檢測(cè)電路被支撐于所述支撐面時(shí)，用于照亮所述被檢測(cè)電路的所述至少一部分，以便光學(xué)成像器能夠使所述被檢測(cè)電路的一部分成像；所述至少一個(gè)照明器包括一個(gè)電源；至少一個(gè)金屬檢鹵燈，由所述電源供電并發(fā)光，所發(fā)光大致是在350nm和700nm的光譜范圍內(nèi)并沒有所述成像器不能接受的發(fā)光電源輸出波動(dòng)；及一個(gè)反射器，與所述之至少一個(gè)金屬檢鹵燈組合，接收所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈的發(fā)光并將使其射向所述部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中還包括一移位器，當(dāng)所述成像器工作期間，用于在所述支撐面與所述成像器之間引發(fā)相對(duì)的位移，所述移位器包括與所述支撐面組合的第一部件和與所述光學(xué)成像器組合的第二部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中所述的光學(xué)成像器包括電荷耦合器件傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中所述的光學(xué)成像器包括工作在延時(shí)積分工作模式中的電荷耦合器件傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光學(xué)成像器包括電荷耦合器件傳感器，它具有以預(yù)定頻率范圍內(nèi)的頻率讀出所述傳感器的線讀出器，其中所述的電源連接至所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈，使其產(chǎn)生的光在所述預(yù)定頻率范圍內(nèi)沒有不能接受的發(fā)光電源波動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中還包括一光纖光發(fā)射器部件，其一端接近所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈以接收所發(fā)出的光，其另一端接近所述被檢測(cè)電路的至少一部分以照亮所述部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述的光纖光發(fā)射器部件包括一個(gè)位于光纖下游的聚光器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中還包括與所述至少一個(gè)金屬檢鹵燈組合的一個(gè)反射器，所述反射器被設(shè)置在所述光纖光發(fā)射器部件的上游以使光射向所述光纖。
專利摘要一種電路的光學(xué)檢測(cè)裝置，包括一支撐面，用于安放和支撐被檢測(cè)電路；一光學(xué)成像器，用于使該電路之至少一部分成像；圖像處理電路，用于接收光學(xué)成像器的輸出，并提供包括有檢測(cè)數(shù)據(jù)的輸出指示信號(hào)；及至少一個(gè)照明器，用于照亮被檢測(cè)電路的至少一部分，以便光學(xué)成像器能夠使被檢測(cè)電路的一部分成像；照明器包括至少一個(gè)金屬檢鹵燈；一個(gè)反射器，與金屬檢鹵燈組合；及給金屬檢鹵燈供電的電源。本實(shí)用新型是一種高效率的電路檢測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G06T1/00GK2567544SQ01207390
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2001年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月2日
發(fā)明者伊加爾·卡齊爾, 戴維·菲什, 希蒙·埃爾斯特英 申請(qǐng)人:奧寶科技有限公司