DE69325729T2 - Verfahren und Anordnung zur Prüfung einer gedruckten Leiterplatte - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein Einrichtungen zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten und insbesondere eine verbesserte Einrichtung zur Analyse aufeinanderfolgender Sichtfelder bei einer erhöhten Rate.
• Wie es Fachleuten geläufig ist, wird eine gedruckte Leiterplatte zur Befestigung und zur elektrischen Verbindung elektronischer Komponenten in einer vorbestimmten Art und Weise verwendet. So weit als möglich werden derartige gedruckte Leiterplatten unter Einsatz von automatisierten Bestückungsmaschinen mechanisch erstellt, die zur Reduzierung der häufig unerschwinglich hohen Kosten einer manuellen Bestückung einer gedruckten Leiterplatte eingesetzt werden. Bei derartigen automatisierten Bestückungstechniken hat sich bei einer Reduzierung der Gesamtkosten herausgestellt, dass eine bestimmte begrenzte Anzahl von Bestückungsfehlern wie ein nicht korrektes Einfügen von Komponenten sowie deren Leitungen oder Stiftkontakte sowie Fehler bei den nachfolgenden Lötvorgängen auftreten.
• Ursprünglich wurden Maßnahmen getroffen, um derartige Bestückungsfehler allgemeinen Typs durch eine visuelle Untersuchung jeder gedruckten Leiterplatte bei einem gewissen Stadium des Herstellungsprozesses durch menschliches Personal mit dem bloßen Auge oder nach Möglichkeit mit einem Stereomikroskop oder dergleichen zu lokalisieren. Da sich jedoch herausgestellt hat, dass diese Vorgehensweise in hohem Maße ermüdend und ungenau sowie ein verhältnismäßig kostenaufwendiges Verfahren ist, wurden Maßnahmen getroffen, um automatisierte Einrichtungen zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten als Ersatz für derartige visuelle Untersuchungen zu entwickeln.
• Beispiele von derartigen Vorrichtungen dieses allgemeinen Typs sind Modell 5511, Modell 5512, Modell 5515, Modell 5516 und Modell 5517 Printed Circuit Board Inspection Systems, die durch Control Automation Incorporated, Princeton, New Jersey, hergestellt werden. Diese Untersuchungsvorrichtungen verwenden im allgemeinen eine Anzahl von Kameras, die innerhalb einer Halterung (einem Untersuchungskopf) angebracht sind, die für eine gesteuerte Bewegung relativ zu einer gedruckten Leiterplatte eingerichtet ist. Der Untersuchungskopf wird entweder sequentiell zu aufeinanderfolgenden Sichtfeldern (typischerweise 1 inch auf 1 inch), die entlang der Oberfläche der zu untersuchenden gedruckten Leiterplatten angeordnet sind, oder kontinuierlich entlang der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte bewegt, um Bilder für eine Analyse per Mikroprozessor aufzunehmen. Alle detektierten Fehler werden wiederum dem Bedienpersonal für eine entsprechende Korrektur gemeldet.
• Derartige Vorrichtungen werden betrieben, um die Genauigkeit des Untersuchungsvorgangs durch die Bereitstellung eines Untersuchungskopfs zu erhöhen, der eine Anzahl von vier winklig, orthogonal angeordneten Kameras umfaßt, die in Verbindung mit einer selektiv ansteuerbaren Lichtquelle betrieben werden. Durch die selektive Ansteuerung dieser Anzahl von Kameras und der zugeordneten Lichtquelle wird eine Vielzahl von Prüfverfahren ermöglicht, die eine Verifizierung der Anordnung von Komponenten (und deren Leitungen oder Stiftverbindungen) sowohl vor als auch nach der Verlötung ebenso wie eine Überprüfung der hergestellten Lötverbindungen umfassen.
• Anfänglich wurden derartige Untersuchungen durch einen sequentiellen Vorschub des Untersuchungskopfs (oder der ge druckten Leiterplatte) durch aufeinanderfolgende Sichtfelder unter durch selektive Aktivierung der Anzahl von Kameras sowie deren zugeordnete Beleuchtung zur Aufnahme von Bildern zu Untersuchungszwecken durchgeführt. Insbesondere zur Erhöhung der Rate, bei der Untersuchungen von Leiterplatten durchgeführt werden können, wurden später derartige Untersuchungen durch kontinuierlichen Vorschub des Untersuchungskopfs (oder der gedruckten Leiterplatte) durch die aufeinanderfolgenden Sichtfelder und durch selektive stroboskopartige Ansteuerung des zugeordneten Beleuchtungssystems zur Aufnahme von Bildern zu Untersuchungszwecken durchgeführt. Allerdings hat sich herausgestellt, dass auch diese Verbesserung gewisse Beschränkungen in Hinblick auf die Rate, bei der gedruckte Leiterplatten untersucht werden können, aufweist, welche in erster Linie auf mit dem verwendeten Videosystem zusammenhängende Einschränkungen zurückzuführen sind.
• Im Gesamtbetrieb umfaßt die kontinuierliche Untersuchung einer gedruckten Leiterplatte das Verfahren der Platte in einer vorgegebenen Richtung bei einer Rate, welche das Durchführen der drei aufeinanderfolgenden, die Abtastung, Datenblockspeicherung und -verarbeitung umfassenden Funktionen erlaubt. Diese Techniken, die häufig als sogenanntes "pipelining" bezeichnet werden, werden in erster Linie durch die Rate beschränkt, bei der Videobilder durch die Videokameras während der Abtastabschnitte dieses Verfahrens aufgenommen werden. Der Hauptgrund hierfür liegt darin, dass herkömmliche Videoformatierung (für die Kameras und für die Anzeige auf einem Monitor) innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite erfolgt, um Bilder aufzubauen, die ineinander verschachtelt (ninterlaced") sind, so dass Änderungen in dem Bild von Datenblock zu Datenblock für das menschliche Auge in geringerem Maß bemerkbar sind. Zu diesem Zweck werden die Abfolgen von Zeilen, die üblicherweise ein Videobild umfaßt, in einer alternierenden Art und Weise dargestellt, so dass eine erste Abfolge von alternierenden Zeilen (üblicherweise als das "ungerade Feld" bezeichnet) aufgenommen und/oder verarbeitet wird und nachfolgend die Aufnahme und/oder Verarbeitung einer zweiten Abfolge von alternierenden, verschachtelten Zeilen (als das "gerade Feld" bezeichnet) erfolgt. Als Folge daraus werden aufeinanderfolgende (ungerade/gerade) Felder von Videobildem miteinander kombiniert, um für eine nachfolgende Verarbeitung einen vollständigen Datenblock zu bilden, wobei dies alles innerhalb der Betriebsbandbreite des Systems erfolgen muß.
• Demzufolge ist üblicherweise eine Periode von 33,3 Millisekunden erforderlich, um einen einzelnen Datenblock einer Videoinformation für die nachfolgende Speicherung und Verarbeitung (was jeweils 16,7 Millisekunden für die Verarbeitung der ungeraden und geraden Feldern erlaubt) aufzubauen. Die Rate, bei der gedruckte Leiterplatten durch vorhandene Gerätschaften untersucht werden können, ist entsprechend durch die Rate beschränkt, bei der Videobilder aufgenommen werden können (das heißt bei Intervallen von 33,3 Millisekunden). Für ein herkömmliches Sichtfeld (typischerweise 1 inch auf 1 inch) beschränkt dies die Rate, bei der gedruckte Platten untersucht werden können, auf etwa 38,1 cm/s (15 inches pro Sekunde).
• Der Grund hierfür liegt darin, dass sich Ansichten, die durch die Anzahl der zu dem Untersuchungsgerät gehörigen Kameras aufgenommen werden sollen, sich um 50% überlappen (mit paarweise zugeordneten Kameras, die verschiedene Beleuchtungsmoden verwenden). Als eine Konsequenz daraus muß sich der Untersuchungskopf um ein halbes inch (für jedes Paar von Kameras) in 33,3 Millisekunden oder 38,1 cm/s (15 inches pro Sekunde) bewegen.
• Patent Abstracts of Japan, Vol. 12, Nr. 456 (P-793) vom 30.11.88 & JP-A-63 177274 mit dem Titel "Pattem recognizing device" betreffen einer Vorrichtung, deren Zweck es ist, den Aufbau einer Mustererkennungsvorrichtung zu vereinfachen, indem ein Untersuchungssichtfeld in rechte und linke Bereiche aufgeteilt wird, die mit zwei Fernsehkameras aufgenommen und abgespeichert werden, wobei die extrahierten Bildsignalanteile als die synthetischen Bilder eines Datenblocks erkannt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist demnach, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten bei einer erhöhten Rate anzugeben.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten bei einer erhöhten Rate unter Verwendung von vorhandenen Videokameras und Videoverarbeitungssystem anzugeben.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten bei einer erhöhten Rate zu schaffen, wobei bei praktisch einer Verdoppelung der Untersuchungsrate die Formatierung beibehalten wird, welche für die Verarbeitung und Anzeige von Videobildern notwendig ist.
• Diese und andere Ziele werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 beziehungsweise Anspruch 13 geschaffen.
• Bezüglich weiterer Details eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren Bezug genommen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine maßstäbliche Ansicht des Untersuchungskopfs einer Untersuchungsvorrichtung für gedruckte Leiterplatten.
• Fig. 2 ist ein Blockschaubild für ein System zur Aufnahme von Bildern und zur Verarbeitung der aufgenommenen Bilder gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines Verzögerungsschaltkreises für das in Fig. 2 dargestellte System.
• Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm für das in Fig. 2 dargestellte System.
• Bei den verschiedenen Figuren werden gleiche Bezugszeichen für sich entsprechende Strukturen verwendet.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
• Fig. 1 zeigt im Überblick eine Vorrichtung 10 zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten (nicht dargestellt) gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 10 umfaßt im allgemeinen einen Untersuchungskopf 11, der zur vorbestimmten Bewegung in einer definierten Ebene durch einen X-Y-Tisch (zusammenfassend mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet) unter Verwendung einer beliebigen bekannten Servomotorsteuerung getragen wird. Der Untersuchungskopf 11 umfaßt weiterhin eine Vielzahl von Fernseh- oder Videokameras 13, 14, 15, 16 und eine Beleuchtungshalterung 20 zur selektiven Beleuchtung von Bereichen auf der gedruckten Leiterplatte, so dass durch die Videokameras 13, 14, 15, 16 entsprechende Bilder aufgenommen werden können. Weitere Details bezüglich der Grundkonstruktion der Vorrichtung 10, ihrer verschiedenen Komponenten und deren Betriebsweise sind mit Verweis auf das US-Patent Nr. 5,060,065 erhältlich.
• Mit Bezug nunmehr auf Fig. 2 werden durch die Kameras 13, 14, 15, 16 aufgenommene Bilder in elektrische Signale (Videoausgänge) umgewandelt, die jeweils bei 21, 22, 23, 24 anliegen. Die Videoausgänge 21, 22, 23, 24 wiederum stehen mit einer Anzahl von Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 in Verbindung, welche zum Empfang und zur Zwischenspeicherung der Videosignale für eine nachfolgende Verarbeitung eingerichtet sind. Zu diesem Zweck stehen die Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 über einen Datenbus 31 mit Zentralverarbeitungseinheiten 29, 30 in Verbindung. Als Ergebnis sind durch die Kameras 13, 14, 15, 16 aufgenommene und in den Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 abgespeicherte Bilder selektiv zugänglich und durch die Zentralverarbeitungseinheiten 29, 30 gemäß den Anforderungen verarbeitbar. Mittel zur Implementierung dieser strukturellen Komponenten und zur Verarbeitung der aufgenommenen Information sind von herkömmlichen Untersuchungsvorrichtungen für Leiterplatten bekannt, die ähnliche strukturellen Komponenten und Verarbeitungstechniken verwenden. Entsprechend sind weitere Details zu diesen Komponenten für ein volles Verständnis der vorliegenden Erfindung außer der Beschreibung des Zusammenwirkens der Komponenten mit den Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Maßnahmen getroffen, um im wesentlichen die Rate, bei der Leiterplatten untersucht werden, durch Verdopplung der Transportgeschwindigkeit des X-Y-Tischs 12 und durch eine Modifizierung der Art und Weise, in der die Videobilder aufgenommen werden, zu verdoppeln. Demnach würde bei der Analyse typischer Sichtfelder mit den Abmessungen 1 inch auf 1 inch unter Verwendung herkömmlicher Techniken der X-Y-Tisch 12 in üblicher Weise dazu veranlaßt, in 33,3 Millisekunden 0,5 inches während des Betriebs der Kameras 13, 15 und weitere 0,5 inches (in weiteren 33,3 Millisekunden) während des Betriebs der Kameras 14, 16 (die durch 50% überlappt sind) zu versetzen. Dies führte zu einer Transportgeschwindigkeit von etwa 15 inches pro Sekunde. Während dieser Zeitdauer würden Maßnahmen zur Aufnahme eines Bildes zur Abspeicherung und nachfolgenden Verarbeitung in Übereinstimmung mit den zeitlichen Randbedingungen zur Aufnahme von Videobildern unter Verwendung herkömmlicher Videokameras getroffen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Transportgeschwindigkeit auf etwa 30 inches pro Sekunde verdoppelt. Dies führt jedoch entsprechend dazu, dass die zur Aufnahme von Videobildem verfügbare Zeitdauer um die Hälfte auf etwa 16,7 Millisekunden verringert wird. Dies erfordert demzufolge gewisse Modifikationen der Vorgehensweise für die gesamte verwendete Videoverarbeitung.
• Obwohl beispielsweise die gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eingerichteten Videointervalle um die Hälfte reduziert sind, bleiben die mit den ansonsten herkömmlichen Videokameras verknüpften Videointervallen bei ihren üblichen Raten. Demzufolge müssen die Videokameras 13, 14, 15, 16 nunmehr in entgegengesetzten (ungeraden/geraden) Feldern arbeiten. Dies liegt daran, dass, während die Kameras 13, 15 in dem geraden Feld arbeiten, die Kameras 14, 16 in dem ungeraden Feld arbeiten, und umgekehrt. Allerdings ist es im Hinblick auf eine ordnungsgemäße Verarbeitung der bereitzustellenden Videosignale notwendig, dass bei einer Anordnung der Kameras in ihren ungeraden Feldern die Beleuchtungshalterung 20 stroboskopartig angesteuert ist. Die Kameras in ihrem ungeraden Feld sind. Da die Kameras 13, 15 und die Kameras 14, 16 nunmehr um 180º (das heißt um 16,7 Millisekunden versetzt) außer Phase sind, müssen Maß nahmen getroffen werden, um diese zeitliche Abfolge zu korrigieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch Verzögerung der horizontalen Synchronisation für die Kameras 14, 16 in Bezug auf die Kameras 13, 15 um die Hälfte einer horizontalen Zeile erreicht.
• Zu diesem Zweck wird das horizontale Synchronisationssignal 36, weiches von der mit der Kamera 13 verbundenen Datenblockspeichereinheit 25 empfangen wird und die als Hauptdatenblockspeichereinheit dient, vor dem Einsatz der mit den Kameras 14, 16 verbundenen Datenblockspeichereinheiten 27, 28 verzögert. Dies wird durch einen Verzögerungsschaltkreis 35 erreicht, der zum Herbeiführen der gewünschten Verzögerung um die Hälfte einer horizontalen Zeile eingerichtet ist.
• Demnach wird wie dargestellt das von der Datenblockspeichereinheit 25 (master) empfangene horizontale Synchronisationssignal 36 auf die Datenblockspeichereinheit 26 bei 37 unter Beibehaltung der Synchronisation mit den den Kameras 13, 15 zugeordneten Datenblockspeichereinheiten 25, 26 gegeben. Allerdings werden die horizontalen Synchronisationssignale 38, 39 für die Datenblockspeichereinheiten 27, 28 als erstes den Einwirkungen des Verzögerungsschaltkreises 35 ausgesetzt, welche die Verzögerung um eine für die Kameras 14, 16 (die mit den Datenblockspeichereinheiten 27, 28 verbunden sind) gewünschte halbe horizontale Zeile erzeugen. Die Lage der horizontalen Synchronisationssignale 36, 37, 38, 39 in Bezug auf das vertikale Synchronisationssignal 34 bestimmt (identifiziert) dann die ungeraden und geraden Felder. Ähnliche Modifikationen werden ebenso an der Hauptsynchronisationseinheit 40 vorgenommen, die zu Zwecken der Gesamtsynchronisation mit jeder der Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 in Verbindung steht.
• Die Hauptsynchronisationseinheit 40 entspricht im wesentlichen ähnlichen Einheiten, die bei vorhandenen Untersuchungsvorrichtungen für Leiterplatten verwendet werden, wobei sie an die durch den Verzögerungsschaltkreis 35 generierte Verzögerung von der Hälfte einer horizontalen Zeile angepaßt ist. Zur Implementierung des Verzögerungsschaltkreises 35 können beliebige einer Anzahl von bekannten Verzögerungsschaltkreisen verwendet werden. Allerdings wird ein besonders vorteilhaftes Ergebnis durch die Verwendung des rückgeführten Verzögerungsleitungsschaltkreises 35' erreicht, der in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt ist. Bei dieser Anordnung wird das horizontale Synchronisationssignal 36 einem Schieberegister 41 (beispielsweise einem 128-Bit-Schieberegister) und einem Zählschaltkreis 42 (beispielsweise einem dreizähligen Schieberegister) eingespeist. Taktsignale 43 zum Betrieb des Schieberegisters 41 werden von der horizontalen Synchronisation abgeleitet, die für das gesamte Videoverarbeitungssystem erzeugt worden sind. Nach einer Operation (einem ersten Zählimpuls) des Schieberegisters 41 wird der Zählschaltkreis 42 erhöht, und das Schieberegister 41 wird veranlaßt, einen zweiten Zählimpuls zu erzeugen. Nachfolgend wird der Zählschaltkreis 42 erneut erhöht, und das Schieberegister 41 wird veranlaßt, einen dritten Zählimpuls zu erzeugen. Dies wiederum aktiviert einen Torschaltkreis 44, was wie gewünscht einer Verzögerung um die Hälfte einer horizontalen Zeile entspricht.
• Eine wertere, sich aus der herkömmlichen Videoformatierung ergebende Möglichkeit besteht darin, das aufgenommene Bild und das daraus abgeleitete Signal über verschachtelte erste (ungerade) und zweite (gerade) Felder zu integrieren. Die aufgenommenen Bilder (Signale) werden seriell beginnend mit dem ungeraden Feld und gefolgt von dem geraden Feld ausgegeben. Allerdings benötigt jedes Feld 16,7 Millisekunden, um von der Kameras zu deren zugeordneten Datenblockspeichereinheit übertragen zu werden. Bei herkömmlichen Systemen, die eine Periode über die gesamten 33,3 Millisekunden zur Aufnahme eines einzelnen Bildes zur Verfügung haben, führte eine stroboskopartige Ansteuerung der Beleuchtungshalterung 20 nicht zu einer Wechselwirkung zwischen den Videobildern (ungerade/gerade), die durch die Kameras 13, 14, 15, 16 aufgenommen worden sind. Bei einer stroboskopartigen Ansteuerung der Kameras 13, 15 würden die Bilder ebenso durch die Kameras 14, 16 aufgenommen werden. Diese tritt allerdings während einer Periode auf, in der der Betrieb der Kameras 14, 16 nicht berücksichtigt (ausgeblendet) zu werden braucht, so dass derartige Zweitbilder eliminiert sind.
• Die Reduzierung des Betriebsvideointervalls auf 16,7 Millisekunden führt zu einer Erzeugung von Zweitbildern, die nicht länger ignoriert werden können, da sie nicht länger in einer betriebsbedingten Ausschaltzeit erzeugt worden sind. Aufgrund dessen wird die stroboskopartige Ansteuerung der Kameras 13, 15 zu einem Zweitbild in den Kameras 14, 16 führen und umgekehrt, das durch den Betrieb der Kameras nicht automatisch eliminiert wird. Statt dessen werden aufgrund des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten schnelleren Zeitablaufs diese Zweitbilder mit dem gewünschten Betrieb der Kameras überlagern.
• Aus diesem Grund ist gemäß der vorliegenden Erfindung jede Kamera 13, 14, 15, 16 jeweils mit einem Verschluß 45, 46, 47, 48 ausgestattet, der selektiv betrieben werden kann, um bei der stroboskopartigen Ansteuerung der jeweils anderen Kameras in geraden Feldern aufgenommene Zweitbilder zu eliminieren. Die Synchronisation für die Verschlüsse 45, 47 stammt von der Datenblockspeichereinheit 27 bei 49a und die Synchronisation für die Verschlüsse 46, 48 stammt von der Datenblockspeichereinheit 25 bei 49b. Durch Schließen der Verschlüsse der betreffenden Kameras, die dann in ihren geraden Feldern sind, werden unerwünschte Zweitbilder wirkungsvoll eliminiert.
• Die Verschlüsse 45, 46, 47, 48 sind vorzugsweise Verschlüsse auf Flüssigkristallbasis, da derartige Verschlüsse ausreichend schnell und widerstandsfähig sind, um den Betriebsvorgängen standzuhalten, die erforderlich sind, um wirkungsvoll die von den Kameras 13, 14, 15, 16 aufgenommenen Bilder zu kontrollieren. Ein Beispiel eines Verschlusses auf Flüssigkristallbasis dieses allgemeinen Typs ist das Modell LV050P "light valve", das von Displaytech, Inc., Boulder, Colorado, hergestellt wird. Diese Verschlüsse können bei Geschwindigkeiten von mehr als 50 Mikrosekunden arbeiten, einer Geschwindigkeit also, die ausreichend hoch zur Erfüllung der an sie gestellten Erfordernisse ist.
• Unter Bezug nunmehr auf Fig. 4 der Zeichnung sei im Betrieb angenommen, dass die Untersuchungsvorrichtung 10 für Leiterplatten so betrieben wird, dass der X-Y-Tisch 12 (Fig. 1) den Untersuchungskopf 11 dazu veranlaßt, eine gedruckte Leiterplatte bei einer erhöhten Geschwindigkeitsrate zu passieren, die gemäß der vorliegenden Erfindung erreichbar ist (beispielsweise 29 inches pro Sekunde). Die Kameras 13, 14, 15, 16 beginnen von den von den Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 und der Hauptsynchronisationseinheit 40 empfangenden Synchronisationssignalen veranlaßt mit der Aufnahme von Bildern und der Umwandlung dieser Bilder in elektrische Signale 21, 22, 23, 24. Die Wellenzüge 50, 51 der Fig. 4 zeigen in schematischer Weise den Betrieb der Videoskameras bei Ablauf dieses Videoaufnahmevorganges.
• Es sei angemerkt, dass die Kameras 13, 15 des Weüenzugs 50 ebenso wie die Kameras 14, 16 des Wellenzugs 51 während alternierenden Intervallen von 16,7 Millisekunden im Unterschied von den Intervallen von 33,3 Millisekunden, die bislang herkömmlicherweise verwendet werden, betrieben werden. Es sei weiterhin angemerkt, dass die Kameras 13, 14, 15, 16 in Verbindung mit ihren zugeordneten Verschlüssen 45, 46, 47, 48 entsprechend den Wellenzügen 52, 53 betrieben werden, die in Fig. 4 dargestellt sind. Der Wellenzug 52 zeigt den Betrieb der Verschlüsse 45, 47, die den Kameras 13, 15 zugeordnet sind, während der Wellenzug 53 den Betrieb der Verschlüsse 46, 48 zeigt, die den Kameras 14, 16 zugeordnet sind.
• Der Betrieb der Videokameras und deren zugeordneten Verschlußmechanismen werden in Verbindung mit dem stroboskopartigen Betrieb der Beleuchtungshalterung 20 durchgeführt, wie dies durch die Wellenzüge 54, 55 gemäß Fig. 4 dargestellt ist. Es sei angemerkt, dass der stroboskopartige Betrieb der Beleuchtungshalterung 20 in Verbindung mit den Kameras 13, 15 (Wellenzug 50) auftritt, wenn die zugeordneten Verschlüsse 45, 47 offen sind (Wellenzug 52). Entsprechend tritt der stroboskopartige Betrieb der Beleuchtungshalterung 20 in Verbindung mit den Kameras 14, 16 (Wellenzug 51) auf, wenn die zugeordneten Verschlüsse 46, 48 offen sind (Wellenzug 53). Obwohl der durch die Wellenzüge 54, 45 dargestellte stroboskopartige Betrieb so dargestellt sind, dass er im wesentlichen in der Mitte der dargestellten aktiven Betriebsperioden auftritt, sind andere zeitliche Abläufe innerhalb der "Fenster von 16,7 Millisekunden, die gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, ebenfalls einrichtbar.
• Als Ergebnis hieraus werden Bilder als Datenblöcke zu den Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 übertragen, die aufeinanderfolgende, durch die Wellenzüge 56, 57, 58, 59 dargestellte Videobilder speichern. Auf diese Bilder wird dann mit den Zentralverarbeitungseinheiten 29, 30 zur Interpretation mittels Techniken zugegriffen, die an sich bekannt sind und bei vorbekannten Untersuchungseinrichtungen für Leiterplatten dieses allgemeinen Typs verwendet werden.
• Diese Verarbeitung wird so lange fortgesetzt, bis die gesamte Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte untersucht worden ist.
• Danach werden der X-Y-Tisch 12 ebenso wie die Datenblockspeichereinheiten 25, 26, 27, 28 in ihren ursprünglichen Zustand zurückgesetzt, um sie für die Untersuchung der nächsten zu bearbeitenden gedruckten Leiterplatte vorzubereiten. Während dieser Zeitperiode wird die früher durch den Verzögerungsschaltkreis 35 erzeugte horizontale Verzögerung unterbrochen, um Anwenderfunktionen (beispielsweise Benutzermenüs, Anwenderschnittstellen und Videoanzeigen auf dem der Untersuchungseinrichtung für gedruckte Leiterplatten zugeordneten Monitor) zu erleichtern. Dies ist notwendig, da die gewünschten Videobilder aufgrund des Wechsels in der Synchronisation, der durch den Verzögerungsschaltkreis 35 erzeugt wird, nicht anders auf einem Monitor dargestellt werden können.
• Zu diesem Zweck ist erneut unter Bezug auf die Fig. 3 ein zweiter Torschaltkreis 60 vorgesehen, der an seinem Eingang 61 ein herkömmliches (verzögerungsfreies) Synchronisationssignal von der Vorrichtung 10 empfängt. Die Beaufschlagung mit einem Steuersignal bei 62 führt zu einer Desaktivierung des Torschaltkreises 44 und, falls erforderlich und gewünscht, unter Aufhebung der durch den Verzögerungsschaltkreis 35 generierten Verzögerung zur Aktivierung des Torschaltkreises 60. Die von den Torschaltkreisen 44, 60 empfangenen Signale werden bei 63 falls gewünscht zur nachfolgenden Interaktion mit übrigen Teil der Untersuchungsvorrichtung 10 für gedruckte Leiterplatten kombiniert.
• Es versteht sich, dass zahlreiche Abwandlungen in Details, Materialien und Anordnungen von hierin zur Erläuterung des Wesens der Erfindung beschriebenen und dargestellten Teilen für Fachleute innerhalb der Prinzipien und des Gesamtgehalts der Erfindung wie in den nachfolgenden Ansprüchen ausgeführt vorgenommen werden können. Obwohl sich beispielsweise die vorstehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels auf die Untersuchung von gedruckten Leiterplatten bezieht, können das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in ähnlicher Weise zur Untersuchung anderer Gegenstände wie beispielsweise industriell hergestellte Bauteile angewendet werden. Weitere Anwendungen ergeben sich für den Fachmann in offensichtlicher Weise.

Claims (22)

1. Vorrichtung (10) zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten bei nahezu dem Doppelten der Untersuchungsrate durch Wechsel in der Synchronisation zum Erhalt der zu verarbeitenden Datenblöcke und einer selektiven Beaufschlagung der Videokameras mit den aufzunehmenden Bildern, um die Aufnahme von mehreren Bildern in einem einzelnen Datenblock zu vermeiden, mit

- einem Kopf (11) zur Untersuchung von auf dem Gegenstand definierten Bereichen,

- einer Vielzahl von mit dem Untersuchungskopf (11) gekoppelten Kameras (13, 14, 15, 16), wobei wenigstens eine erste Kamera in Abhängigkeit eines ersten Synchronisationssignals betrieben wird und wenigstens eine zweite Kamera in Abhängigkeit eines zweiten Synchronisationssignals betrieben wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Synchronisationssignal gegenüber dem ersten Synchronisationssignal verzögert ist,

- Mittel zur selektiven Beleuchtung der auf dem Gegenstand definierten Bereiche und

- Mittel zur selektiven Beaufschlagung der Vielzahl von Kameras mit sich bei selektiven Betriebsweisen der Beleuchtungsmittel ergebenden Bildern vorgesehen sind, wobei zwei (13, 15) Kameras als ein erstes Paar und zwei andere (14, 16) Kameras als ein zweites Paar betreibbar sind und wobei das erste Kamerapaar in Abhängigkeit des ersten Synchronisationssignals betreibbar ist und das zweite Kamerapaar in Abhängigkeit des zweiten Synchronisationssignals betreibbar ist, das gegenüber dem ersten Synchronisationssignal um eine der Hälfte einer ein Videobild bildenden horizontalen Zeile entsprechenden Zeitspanne verzögert ist.

2. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Untersuchungskopf (11) zur Untersuchung einer Vielzahl von verschiedenen auf dem Gegenstand definierten Bereichen eingerichtet ist.

3. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, wobei der Gegenstand eine gedruckte Leiterplatte ist.

4. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Untersuchungskopf (11) vier orthogonal ausgerichtete Kameras (13, 14, 15, 16) aufweist.

5. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Paare von Kameras sich gegenüberliegend in einem gegenseitigen Abstand voneinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Verzögerung etwa 16, 7 Millisekunden ist.

7. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 6, wobei der Untersuchungskopf (11) zur Untersuchung einer Vielzahl von verschiedenen auf dem Gegenstand definierten Bereichen bei einer Rate von etwa 761, 97 Millimeter pro Sekunde (etwa 30 inches pro Sekunde) eingerichtet ist.

8. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Verzögerung durch Verzögerungsschaltungsmittel mit einem Schieberegister zur Erzeugung einer Vielzahl von Zählimpulsen und mit einem mit dem Schieberegister gekoppelten Zähler zur Erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von Zählimpulsen des Schieberegisters erzeugbar ist, wobei die vorbestimmte Anzahl von Zählimpulsen der zu erzeugenden Verzögerung entspricht.

9. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Mittel zur selektiven Beaufschlagung der Kameras mit Bildern mit Linsenbereichen der Kameras gekoppelte Verschlußmittel (45, 46, 47, 48) sind.

10. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 9, wobei die Verschlußmittel (45, 46, 47, 48) Verschlüsse auf Flüssigkristallbasis sind.

11. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 9, wobei die Verschlußmittel in Abhängigkeit des ersten und zweiten Synchronisationssignals zum Betrieb der Kameras betreibbar sind.

12. Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 12, wobei die Kameras zur gemeinsamen Verarbeitung von ungeraden und geraden Feldern betreibbar sind und wobei die Verschlußmittel in mit den Kameras verknüpften ungeraden Feldern geöffnet und in mit den Kameras verknüpften geraden Feldern geschlossen sind.

13. Verfahren zur Untersuchung von gedruckten Leiterplatten bei nahezu dem Doppelten der Untersuchungsrate durch Wechsel in der Synchronisation zum Erhalt der zu verarbeitenden Datenblöcke und einer selektiven Beaufschlagung der Videokameras mit den aufzunehmenden Bildern, um die Aufnahme von mehreren Bildern in einem einzelnen Datenblock zu vermeiden, mit einer Vorrichtung, die einen Kopf zur Untersuchung von auf dem Gegenstand definierten Bereichen und eine Vielzahl von mit dem Untersuchungskopf gekoppelten Kameras aufweist, wobei wenig stens eine erste Kamera in Abhängigkeit eines ersten Synchronisationssignals betrieben wird,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweite Kamera in Abhängigkeit eines zweiten Synchronisationssignals betrieben wird, wobei das Verfahren die Schritte der

- Verzögerung des zweiten Synchronisationssignals gegenüber dem ersten Synchronisationssignal,

- die selektive Beleuchtung der auf dem Gegenstand definierten Bereiche und

- die selektive Beaufschlagung der Vielzahl von Kameras mit sich aus einem selektiven Betrieb der Beleuchtungsmittel ergebenden Bildern aufweist, wobei der Untersuchungskopf vier orthogonal angeordnete Kameras aufweist und wobei das Verfahren weiterhin die Schritte des Betriebs von zwei Kameras als ein erstes Paar und von zwei anderen Kameras als ein zweites Paar und die Schritte des Betriebs des ersten Kamerapaars in Abhängigkeit des ersten Synchronisationssignals und des Betriebs des zweiten Kamerapaars in Abhängigkeit des zweiten Synchronisationssignals aufweist, das gegenüber dem ersten Synchronisationssignal um eine der Hälfte einer ein Videobild bildenden horizontalen Zeile entsprechenden Zeitspanne verzögert ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Gegenstand eine gedruckte Leiterplatte ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Kamerapaare einander gegenüberliegend mit einem Abstand voneinander angeordnet sind.

16. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Verzögerung etwa 16, 7 Millisekunden ist.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, das weiterhin den Schritt der Untersuchung einer Vielzahl von verschiedenen auf dem Gegenstand definierten Bereichen aufweist.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Gegenstand mit einer Rate von etwa 30 inches pro Sekunde untersucht wird.

19. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Verzögerung durch die Erzeugung einer Vielzahl von Zählimpulsen in einem Schieberegister, das Zählen von in dem Schieberegister erzeugten Zählimpulsen und die Anzeige der Vollständigkeit der Verzögerung nach einer vorbestimmten Anzahl von der bereitzustellenden Verzögerung entsprechenden Zählimpulsen erzeugt wird.

20. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die selektive Beaufschlagung der Kameras mit mit Linsenbereichen der Kameras gekoppelten Verschlußmitteln durchgeführt wird.

21. Verfahren gemäß Anspruch 20, das weiterhin den Schritt des Betriebs der Verschlußmittel in Abhängigkeit des ersten und zweiten Synchronisationssignals zum Betrieb der Kameras aufweist.

22. Verfahren gemäß Anspruch 20, das weiterhin die Schritte des Betriebs der Kameras zur gemeinsamen Verarbeitung von ungeraden und geraden Feldern, der Beleuchtung der auf dem Gegenstand definierten Bereiche, wenn die Kameras in dem ungeraden Feld sind, und die Öffnung der Verschlußmittel in den mit den Kameras verknüpften ungeraden Feldern bei Schließen der Verschlußmittel in mit den Kameras verknüpften geraden Feldern aufweist.