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CN101308099A - 光学检查装置 - Google Patents

光学检查装置 Download PDF

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CN101308099A
CN101308099A CNA2008100979401A CN200810097940A CN101308099A CN 101308099 A CN101308099 A CN 101308099A CN A2008100979401 A CNA2008100979401 A CN A2008100979401A CN 200810097940 A CN200810097940 A CN 200810097940A CN 101308099 A CN101308099 A CN 101308099A
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崔铉镐
金敏秀
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AJU HIGH TECH CORP
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Abstract

本发明提供一种光学检查装置，可以防止因检查对象的折弯、下垂等造成的畸变现象。本发明的光学检查装置包括：载物台，放置检查对象；拍摄单元，对放置在所述载物台上的检查对象进行拍摄；照明单元，对所述检查对象照射光；以及滚动构件，支撑用所述拍摄单元进行拍摄的区域的边缘，保持拍摄区域的平整度。

Description

光学检查装置
技术领域
本发明涉及印刷电路板的光学检查装置，特别是涉及通过拍摄在检查对象(印刷电路板)上形成的图案(pattern)，并对拍摄的图像信息进行处理，来检查在检查对象上形成的图案有无缺陷的光学检查装置。
背景技术
各种印刷电路板正在从已有的刚性印刷电路板迅速向柔性印刷电路板改变，并按照最近电子产品轻、薄、小的需求，将电路板的线宽进一步缩小，以便可以适用于多种形式的产品。因此，随着线宽变小，用肉眼检查逐渐变得困难，导致生产率降低，为了解决此问题，需要引入光学自动检查系统。
即，当印刷电路板的生产企业进行产品出厂前的检查时，有效而且迅速地对产品镀金区域、焊料保护膜(solder rasist)区域、实际安装半导体晶片等的区域(inner lead)进行外观检查，成为生产率和质量管理的核心。特别是在对大型玻璃基板(电路板)进行检查的情况下，为了稳定地检查，保持平整度非常重要。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可以稳定地检查电路板的光学检查装置。
本发明的目的还在于提供一种可以在保持电路板的平整度的同时进行检查的光学检查装置。
本发明的目的还在于提供一种可以利用透射光和反射光检查电路板的光学检查装置。
为了达到上述目的，本发明提供一种光学检查装置，包括：载物台，放置检查对象；拍摄单元，对放置在所述载物台上的检查对象进行拍摄；照明单元，对所述检查对象照射光；以及滚动构件，支撑用所述拍摄单元进行拍摄的区域的边缘，保持拍摄区域的平整度。
按照本发明的实施方式，所述滚动构件是具有与所述检查对象滚动接触的滚珠的滚珠式滚动轮。
按照本发明的实施方式，所述光学检查装置还包括直线移动单元，使所述载物台沿前后方向移动，以便所述拍摄单元连续拍摄所述检查对象。
按照本发明的实施方式，所述拍摄单元包括以线扫描(line scan)方式进行拍摄的线扫描摄像机，所述滚动构件支撑用所述线扫描摄像机进行拍摄的所述拍摄区域的两端。
按照本发明的实施方式，所述拍摄单元包括以面扫描(area scan)方式进行拍摄的面扫描摄像机，所述滚动构件支撑用所述面扫描摄像机进行拍摄的所述拍摄区域的角部。
按照本发明的实施方式，所述照明单元至少包括向所述检查对象照射透射光的透射照明构件或向所述检查对象照射反射光的反射照明构件。
按照本发明的实施方式，所述载物台支撑所述检查对象的左右侧边缘，具有沿前后移动方向敞开的空间，使所述滚动构件位于所述检查对象的下方。
按照本发明的实施方式，所述载物台包括：机身，具有沿前后移动方向敞开的空间，使所述滚动构件位于所述检查对象的下方；以及支架，位于所述机身的上层，支撑所述检查对象的左右侧边缘。
按照本发明的实施方式，所述载物台还包括定位构件，对放置在所述支架上的所述检查对象的位置进行定位。
按照本发明的实施方式，所述光学检查装置还包括水平支撑台，沿所述载物台的前后移动方向水平设置，并通过所述载物台敞开的空间，其上设置有所述滚动构件。
为了达到上述目的，本发明还提供一种光学检查装置，包括：载物台，放置检查对象件；拍摄单元，对放置在所述载物台上的检查对象件进行拍摄；照明单元，对所述检查对象照射光；其中，所述载物台包括滚动构件，其与检查对象滚动接触，保持检查对象的平整度。
按照本发明的实施方式，所述滚动构件包括多个滚珠，以规定间隔支撑用所述拍摄单元进行拍摄的检查对象的拍摄区域边缘。
按照本发明的实施方式，所述光学检查装置还包括直线移动单元，使所述载物台与所述滚动构件一起在所述拍摄单元的拍摄区域移动，以便所述拍摄单元连续拍摄检查对象。
按照本发明的实施方式，所述照明单元包括向所述检查对象件照射透射光的透射照明构件和向所述检查对象件照射反射光的反射照明构件。
按照本发明，可以防止因弯曲、折弯(下垂)造成检查对象的拍摄区域产生畸变现象。
按照本发明，可以得到具有稳定焦点的图像。
按照本发明，可以在保持检查对象平整度的同时进行检查。
按照本发明，可以对检查对象进行更高质量的检查。
附图说明
图1是用于说明本发明第一实施方式的光学检查装置结构的正视图。
图2是用于说明本发明第一实施方式的光学检查装置结构的侧视图。
图3是表示本发明第一实施方式的一对滚动构件支撑拍摄区域W两端状态的图。
图4是表示在使用本发明第一实施方式的面扫描摄像机的情况下设置滚动构件的例子的图。
图5是用于说明本发明第二实施方式的光学检查装置结构的正视图。
图6是用于说明本发明第二实施方式的光学检查装置结构的侧视图。
图7是表示本发明第二实施方式的12个滚珠支撑拍摄区域W两端状态的图。
附图标记说明
100载物台
200直线移动单元
300拍摄单元
400照明单元
500滚动构件
具体实施方式
本发明的实施方式可以进行多种方式的变化，因而本发明的范围不能解释为限定于下述实施方式。本发明的实施方式是面向本领域技术人员来更全面地说明本发明的。因此，为了更清楚地进行说明，附图中的一些要素进行了夸张的描绘。
下面参照图1至图7对本发明优选的实施方式进行详细说明。此外，在所述附图中具有相同功能的构成要素采用相同的附图标记。
本发明的检查装置适合用于检查大型电路板。特别适合用于检查因自重产生弯曲而难以保持平整度的大型电路板。检查对象可以是底面衬有玻璃来增加强度的电路板、形成电路图案的玻璃基板、宽度大的电路板。
第一实施方式
图1是用于说明本发明第一实施方式的光学检查装置结构的正视图，图2是用于说明本发明第一实施方式的光学检查装置结构的侧视图。
参照图1和图2，本发明的光学检查装置10包括载物台100、直线移动单元200、拍摄单元300、照明单元400和滚动构件500。
载物台
载物台100包括具有底面112、第一侧面114和第二侧面116的机身110。在机身110的上层，即在第一侧面114、第二侧面116的上层，设置支架120和定位构件130。检查对象S以两侧边缘支撑在支架120上的状态来放置。定位构件130是用于对放置在支架120上的检查对象S的两侧进行定位的筒体，对检查对象S的两个侧面施加压力，修正(定位)左右的位置。在机身110的第一侧面114、第二侧面116之间存在空间，所述空间上部和前后方向敞开。
载物台100通过直线移动单元200在底座板20上沿前后方向移动。直线移动单元200包括LM导轨210和直线电动机220。载物台100由设置在底座板20上的LM导轨210导向，通过直线电动机220的驱动，沿前后方向移动。在本实施方式中，图示和说明的都是直线移动单元200由LM导轨210和直线电动机220构成，但也可以使用通过电动机的转动力利用链条、带或滚珠螺杆等进行直线移动的多种机构。
拍摄单元
拍摄单元300通过具有CCD线传感器的图像传感器和透镜(图中没有表示)的CCD摄像机，拍摄检查对象S的表面(图案等)，获得检查对象S的图像数据。把如上所述获得的图像数据提供给图像处理部(图中没有表示)。图中虽没有表示，但光学检查装置10具有接收由拍摄单元300拍摄的图像的图像处理部。图像处理部由典型的计算机系统(一般称为微型电子计算机)构成，控制和处理伴随光学自动检查的各个动作。例如，可以使用线扫描摄像机作为拍摄单元300，根据检查对象的检查条件和用户要求的事项，还可以补充设置线扫描摄像机或面扫描摄像机。拍摄单元300设置在垂直框架30上，可以沿左右方向移动。在设置于垂直框架30上的导轨32上，设置移动板34，在移动板34上，设置作为拍摄单元300的线扫描摄像机。即，根据要拍摄的区域，可以左右调整拍摄单元300的位置。
照明单元
照明单元400包括向检查对象S照射透射光的透射照明构件410、向检查对象S照射反射光的反射照明构件420。反射照明构件420配置在检查对象S的上部，透射照明构件410配置在检查对象S的拍摄区域的下面。透射照明构件410和反射照明构件420均输出光，用于获得检查对象S的拍摄区域的图像数据。透射照明构件410和反射照明构件420的光源可以使用线形排列的多个发光二极管、线形管式荧光灯、卤素、金属卤化物等。在所述光源的上部，可以设置用于提高光的均匀度的散射板等。反射照明构件420设置在移动板34上，透射照明构件410固定设置在水平支撑台600上。透射照明构件410和反射照明构件420的高低可以调节。
滚动构件
滚动构件500是本发明中最重要的构成要素，它用于使检查对象S的拍摄区域因弯曲、折弯(下垂)造成的畸变现象最小化，包括具有与检查对象S的拍摄区域W的边缘直接接触的滚珠510的滚珠式滚动轮。滚动构件500以位于拍摄单元300下面的方式设置在水平支撑台600上。在载物台100为了检查而位于拍摄单元300的下面时，滚动构件500位于垂直的一对台520的上部，位于可以与检查对象S的底面滚动接触的高度上。为了调节滚动构件500的高度，一对台520优选设计成水平支撑台600的高低可以调节。如图2所示，透射照明构件410位于一对台520之间，水平支撑台600位于所述透射照明构件410的下面。
水平支撑台
水平支撑台600是固定结构件，使滚动构件500和透射照明构件410位于沿前后方向移动的载物台100的敞开空间。水平支撑台600位于沿载物台100的前后移动方向水平地横穿载物台100敞开的空间的位置上，其两端设置在固定台610上，固定台610设置在底座板20上。在水平支撑台600上设置有滚动构件500和透射照明构件410。
图3是表示一对滚动构件500支撑拍摄区域W两端的状态的图。如图3所示，由于拍摄单元300是以线扫描方式拍摄的摄像机，所以一对滚动构件500以滚动接触的方式，支撑相当于拍摄区域W两端的检查对象S的底面，拍摄单元300连续拍摄沿箭头方向(前后方向)移动的检查对象S。在这种情况下，拍摄单元300的拍摄在用一对滚动构件500保持平整度的状态下进行。在本发明的方式中，仅表示了一对滚动构件，但根据需要可以设置多个滚动构件。
图4是表示在使用面扫描摄像机的情况下设置滚动构件500的例子的图。
如图4所示，在拍摄单元300是以面扫描方式进行拍摄的摄像机的情况下，四个滚动构件500分别配置在四方的拍摄区域W的四个角部，以滚动接触的方式支撑检查对象S的底面。如前所述，由于在保持拍摄区域W的平整度的状态下进行拍摄，所以能进行可靠的检查。
在本实施方式中，表示的是载物台边进行移动扫描边被拍摄，但作为其他的例子，在放置检查对象的载物台被固定的状态下，也可以使拍摄单元、照明单元和滚动构件边移动扫描，边拍摄固定的检查对象。例如拍摄单元、照明单元和滚动构件可以根据检查对象的检查条件和用户要求的事项补充设置。
第二实施方式
图5是用于说明本发明第二实施方式的光学检查装置结构的正视图，图6是用于说明本发明第二实施方式的光学检查装置结构的侧视图。
与拍摄单元、照明单元和滚动构件被固定，仅使载物台移动，同时对检查对象进行检查的第一实施方式不同，在第二实施方式中，在拍摄单元和照明单元固定的状态下，滚动构件和载物台一起移动，同时对检查对象进行检查。
参照图5和图6，本发明的光学检查装置10a包括载物台100a、直线移动单元200a、拍摄单元300a、照明单元400a和滚动构件500a等。
载物台100a包括具有底面112、第一侧面114和第二侧面116的机身110。在机身110的上层，即在第一侧面114、第二侧面116的上层，设置支架120和定位构件130。检查对象S以两侧边缘被支撑在支架120上的状态放置。定位构件130是用于对放置在支架120上的检查对象S的两侧进行定位的筒体，对检查对象S的两个侧面施加压力，修正(定位)左右位置。在机身110的第一侧面114、第二侧面116之间存在空间，所述空间上部和前后方向敞开。
另一方面，滚动构件500a设置在载物台100a上。滚动构件500a配置在检查对象S所处的线上的正下方，以便可以支撑放置在载物台100a上的检查对象S的底面，滚动构件500a设置在从第一侧面114、第二侧面116延长形成的托架190上。
滚动构件500a用于使放置在载物台100a上的检查对象S的拍摄区域因弯曲、折弯(下垂)造成的畸变现象最小化，它包括具有与检查对象S的拍摄区域W的边缘直接接触的滚珠510的滚珠式滚动轮。滚动构件500a设置在载物台100a上，位于检查对象S的下面，与载物台100a一起移动。因此，滚动构件500a的滚珠510以规定的间隔保持与检查对象S点接触的状态，可以防止如第一实施方式那样因滚珠510和检查对象S的相对移动而产生摩擦等。在检查对象S放置在载物台100a上时，滚动构件500a设置在托架190上，位于可以与检查对象S的底面滚动接触的高度上。图中虽没有表示，但为了调节滚动构件500a的高度，托架190优选设置成载物台100a的第一侧面114、第二侧面116的高低可以调节。
如图7所示，滚动构件500a的多个滚珠510隔开规定的间隔设置，整体支撑检查对象S。例如如果配置在四边上的四个滚珠510可以保持平整度的区域为100mm，则在拍摄图像的区域(检查对象件的长度)例如为500mm的情况下，要以100mm的间隔把六个滚珠510配置成两排，所以全部需要12个滚珠。
参照图7，在两侧分为两排的各六个滚珠510以滚动接触的方式支撑相当于拍摄区域W的两端的检查对象S的底面，拍摄单元300a连续拍摄向箭头方向(前后方向)移动的检查对象S。在这种情况下，拍摄单元300a的拍摄在用12个滚珠510保持平整度的状态下进行。
滚动构件500a和载物台100a通过直线移动单元200a在底座板20上沿前后方向移动。直线移动单元200a包括LM导轨210和直线电动机220。载物台100a由设置在底座板20上的LM导轨210导向，通过驱动直线电动机220沿前后方向移动。在本实施方式中，图示和说明均为直线移动单元200a由LM导轨210和直线电动机220构成，但也可以使用通过电动机的转动力利用链条、带或滚珠螺杆等进行直线移动的多种机构。
拍摄单元300a是具有CCD线传感器的图像传感器和透镜(图中没有表示)的CCD摄像机，拍摄检查对象S的表面(图案等)，获得检查对象S的图像数据。获得的图像数据提供给图像处理部(图中没有表示)。图中虽没有表示，但光学检查装置10具有接收由拍摄单元300a拍摄的图像的图像处理部。图像处理部由典型的计算机系统(一般称为微型电子计算机)构成，控制和处理伴随光学自动检查的各个动作。例如可以使用线扫描摄像机作为拍摄单元300a，根据检查对象S的检查条件和用户要求的事项，可以补充设置线扫描摄像机或面扫描摄像机。拍摄单元300a设置在垂直框架30上，可以向左右方向移动。在设置于垂直框架30上的导轨32上，设置移动板34，在移动板34上设置作为拍摄单元300a的线扫描摄像机。即，根据要拍摄的区域可以调整拍摄单元300a的左右位置。
照明单元400a包括向检查对象S照射透射光的透射照明构件410和向检查对象S照射反射光的反射照明构件420。反射照明构件420配置在检查对象S的上部，透射照明构件410配置在检查对象件S的拍摄区域的下面。透射照明构件410和反射照明构件420均输出光，用于获得检查对象S的拍摄区域的图像数据。透射照明构件410和反射照明构件420的光源可以使用线形排列的多个发光二极管、线形管式荧光灯、卤素、金属卤化物等。在所述的光源上部可以设置用于提高光的均匀度的散射板等。反射照明构件420设置在移动板34上，透射照明构件410固定设置在水平支撑台600a上。透射照明构件410和反射照明构件420的高低可以调节。
水平支撑台600a是固定结构件，使透射照明构件410位于向前后方向移动的载物台100a的敞开空间。水平支撑台600a位于沿载物台100a的前后移动方向水平地横穿载物台100a的敞开空间的位置上，其两端设置在固定台610上，固定台610设置在底座板20上。在水平支撑台600a上设置透射照明构件410。
以上通过说明和附图表示了本发明的光学检查装置的结构和作用，但这只不过是举例说明。此外，在不脱离本发明技术思想的范围内可以进行各种改变和替换。

Claims (14)

1.一种光学检查装置，其特征在于包括：
载物台，放置检查对象；
拍摄单元，对放置在所述载物台上的检查对象进行拍摄；
照明单元，对所述检查对象照射光；以及
滚动构件，支撑用所述拍摄单元进行拍摄的区域的边缘，保持拍摄区域的平整度。
2.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，所述滚动构件是具有与所述检查对象滚动接触的滚珠的滚珠式滚动轮。
3.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，还包括直线移动单元，使所述载物台沿前后方向移动，以便所述拍摄单元连续拍摄所述检查对象。
4.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，
所述拍摄单元包括以线扫描方式进行拍摄的线扫描摄像机，
所述滚动构件支撑用所述线扫描摄像机进行拍摄的所述拍摄区域的两端。
5.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，
所述拍摄单元包括以面扫描方式进行拍摄的面扫描摄像机，
所述滚动构件支撑用所述面扫描摄像机进行拍摄的所述拍摄区域的角部。
6.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，
所述照明单元至少包括：
透射照明构件，向所述检查对象照射透射光；或
反射照明构件，向所述检查对象照射反射光。
7.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，所述载物台支撑所述检查对象的左右侧边缘，并具有沿前后移动方向敞开的空间，使所述滚动构件位于所述检查对象的下方。
8.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，
所述载物台包括：
机身，具有沿前后移动方向敞开的空间，使所述滚动构件位于所述检查对象的下方；以及
支架，位于所述机身的上层，支撑所述检查对象的左右侧边缘。
9.根据权利要求8所述的光学检查装置，其特征在于，所述载物台还包括定位构件，对放置在所述支架上的所述检查对象的位置进行定位。
10.根据权利要求1所述的光学检查装置，其特征在于，还包括水平支撑台，沿所述载物台的前后移动方向水平设置，并通过所述载物台敞开的空间，其上设置有所述滚动构件。
11.一种光学检查装置，其特征在于包括：
载物台，放置检查对象；
拍摄单元，对放置在所述载物台上的检查对象进行拍摄；
照明单元，对所述检查对象照射光；其中，
所述载物台包括滚动构件，其与检查对象滚动接触，保持检查对象的平整度。
12.根据权利要求11所述的光学检查装置，其特征在于，所述滚动构件包括多个滚珠，以规定间隔支撑用所述拍摄单元进行拍摄的检查对象的拍摄区域边缘。
13.根据权利要求12所述的光学检查装置，其特征在于，还包括直线移动单元，使所述载物台与所述滚动构件一起在所述拍摄单元的拍摄区域移Q动，以便所述拍摄单元连续拍摄检查对象。
14.根据权利要求12所述的光学检查装置，其特征在于，所述照明单元包括：
透射照明构件，向所述检查对象照射透射光；以及
反射照明构件，向所述检查对象照射反射光。
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