印刷电路板装配设备在组装之前检查电路板及将要被安装在电路板上的元件。作为所述检查过程的一部分，所述装配设备可以对所述电路板和元件的物理特征进行显像和识别。当将某些类型的电路板或元件显像时，可以利用滤光片来消除在这类型的元件的图像中发现的性能缺陷。当由装配设备检查的若干类型的线路板或元件呈现不同的性能显示问题时，所述装配设备可以根据不同类型的电路板或元件使用不同的滤光片。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请为于2001年10月4日提交的系列号为09/970,960的共同未决的在先美国专利申请号的部分继续申请。本专利技术涉及具有性能显示问题的电路板及元件的显像。本专利技术特别(但并不是唯一)适用于通过计算机视觉来识别呈现不同性能显示问题的若干种类型的电路板或电子元件中任何一种的物理特征。自动印刷电路板组装设备利用计算机视觉系统检查并精确地放置印刷电路板和准备安装在板上的元件，如安必昂(Assembleon)的自动元件贴装机。对这些构件的检查通常要求对构件进行显像，识别它的物理特征以及分析这些物理特征的物理性能。一块空的印刷线路板或卡通常在从其存放处取出后，装配设备会用一台计算机视觉装置(包括一台照像机和正面照明)来检查板上的物理特征。某些物理特征被称作基准，设置所述基准以便精确对准将被安装在所述板上的元件。线路板上的另一些物理特征为焊料膏触点焊盘。如果被检查的板合格，装配设备就会把它放在放置元件的工位以便安装。然后，要被放置到板上的元件将由其存放处取出，并由计算机视觉装置(同样包括一台相机和正面照明)来检查。如果所述元件合格，装配设备将控制所述元件的放置，使所述元件与其在板上或卡上安装位置适当对准。然而，当计算机视觉系统试图检查某些类型的线路板、卡或元件时会出现性能问题。一些板或卡由浅色陶瓷材料制成并有金色或银色的基准或焊料膏触点焊盘。这些色彩不能为现有的计算机视觉系统提供足够的视觉反差，因而无法可靠地识别基准或触点焊盘。当元件有银或金的金属触点出现在白色或浅色的陶瓷背景中，类似的问题也会发生，从而不能可靠地识别触点。还有一些元件具有在某种颜色背景下的另一种颜色的触点，但用单色相机显像时，反差不足使得触点无法得到可靠的识别。当某些类型的元件的触点或背景有眩光时会出现另一种性能问题，同样不能可靠地识别触点。还有一种问题是因为用于计算机视觉系统的电荷耦合器件(CCD)相机对红外光非常敏感。所以，如果元件对红外光谱反射较多，其图像将如被冲蚀一般，很难可靠地识别。本申请的原权利人(predecesor)传授了一项有创意的技巧来识别具有在浅色背景中的金属触点的元件的物理特征。然而，一台印刷电路板组装机通常要处理许多不同的电路板及元件，并且其中每一样都会呈现不同的一种或多种上述识别问题。目前，没有任何技术被用于印刷电路板组装设备中来克服所遇到的种类繁多的识别问题。在一台处理多种不同的电路板及元件的印刷电路板组装设备中，人们可以找到本专利技术的方法和装置的各个方面，其中，当检查某种类型的电路板和元件时自动配置一块滤光片。滤光片被用来修正为所述类型电路板和元件的物理特征显像时所遇到的性能问题。可以通过使用线偏振光为电路板照明并且在为板或元件显像时使用与照明滤光片的取向不同的线偏振滤光片来改善银色基准与浅色印刷电路板之间图像的反差或银色触点与浅色元件之间的图像反差。可通过使用滤色片来改善元件图像中某一颜色的触点与另一颜色的背景之间的反差。可以通过在为电路板或元件显像时使用圆偏振滤光片来减弱电路板或元件图像中的眩光。可以通过透过一块阻隔红外线的滤光片对电路板或元件显像的方法来减弱在电路板或元件的图像方面反射的红外线对电荷耦合器件相机的影响。更具体地来讲，本专利技术的一个方面可见于以下的用于将具有背景上的物理特征的构件显像的方法中。所述构件被一个照射源的电磁辐射所照射，从所述构件反射的电磁辐射形成幅图像，所述图像具有随被显像构件的类型而定的性能缺陷。为了去除图像中的性能缺陷，将自动地对所述反射的电磁辐射进行滤波，从而提高滤波后的图像中物理特征与背景之间的反差。可以通过滤波后的图像来识别电路板或元件的物理特征，从而达到检查的目的。本专利技术的另一方面可见于一种用于为具有背景上的物理特征的构件显像的设备中。一个或多个辐射源的电磁辐射照射所述构件。显像设备形成从所述构件反射的电磁辐射的图像，所述图像具有随被显像的构件的类型而定的性能缺陷。执行机构将滤光片这样定位，使得所述图像由通过滤光片的电磁辐射形成，从而去除了图像中的性能缺陷，因而提高了图像中物理特征与背景之间的反差。在本专利技术的一个示范的实施例中，滤光片将沿直线被移入其工位。在本专利技术的另一个示范的实施例中，若干待用的滤光片被安装在轮盘上然后旋转进入其工位。本专利技术的另一方面可见于电路板或卡，在所述电路板或卡上表面安装有已经按照所述方法识别的元件。通过使用所述方法，把所述被安装元件的经过识别物理特征以与所述板或卡的触点焊盘对准的形式装入。通过结合附图细读以下的详细说明将明白本专利技术的另一些方面，附图中附图说明图1为依照本专利技术的显像、识别及设置设备的示意的正视剖面图；图2为从2-2线看下去的照明和反光镜(reption)部件的顶视图；图3为依照本专利技术的显像、识别、设置和线性滤光片配置设备的剖面图，图中的滤光片被收回；图4为滤光片被放置在工位的剖面图；图5为本专利技术的另一实施例的剖面图，图中示出旋转式滤光片放置装置；以及图6为图5中旋转式滤光片放置装置的顶视图。参照所述附图中的图1，说明本专利技术的用于具有处于电介质或非金属的反差很差的背景中的金属物体的部件的显像的实施例，所述实施例与传统的计算机视觉系统10协作来识别通常是二维的由陶瓷介质基片16支撑的很小的高熔点焊球14的网格焊球阵列(BGA)12。BGA 12由一台元件拾取放置机(未在图中示出)的抓具或机械手18抓住并处在一台镜头向上的计算机视觉系统10的相机20的上方。相机20拍摄电子图像并将其提供给计算机视觉系统10，所述计算机视觉系统将用此电子图像来识别检查BGA 12上的焊球14，诸如焊球是否存在，焊球大小及间距。如果BGA 12合格，视觉系统10将操纵机械手18平移BGA 12并将其摆放在电路板或卡上，并且使识别的焊球14与板或卡22上的触点焊盘24对准。通常在摆放BGA 12和其它表面安装元件到电路板或卡22之前，触点焊盘24会涂敷易熔焊料膏，在板或卡22上摆放完BGA 12及其它表面安装元件之后，板及其上已摆放好的BGA和其他元件将被加热，以使焊料膏熔化嵌条，所述嵌条将BGA牢固地焊在板或卡上。在焊球14为银色而基片16为白色或浅色时反差最差的情形下，灯箱26通常被用于为BGA 12提供向上及向内定向偏振照明I，同时与相机20的镜头30前的偏振滤光片28协作，以便使相机20可以正常显像，进而使视觉系统10可以正常地识别焊球14。如图2所示，灯箱26的最佳实施例具有中心孔32，以便相机20通过偏振滤光片28向上取景，另有截头棱锥体的四块向上并向外倾斜的梯形表面34、36、38、40，每一面形成一束独立的偏振光。表面34、36、38、40包括在相应的乳白玻璃柔光屏50之上并且在发光二极管阵列52之上的偏振滤光片40、42、44和46。假设以偏振滤光片28的线偏振方向为0度，将偏振滤光片40和44的线偏振方向调为90度，而将偏振滤光片42和46的线偏振方向调为180度。结果是从四个光源发射出的光，经焊球14反射回后，向下的分量为90度偏振，即接近垂直于可通过偏振滤光片28的光的偏振方向。因此，从焊球14反射的光不会到达相机20的镜头30。另一方面，经由白或浅色基片16反射的光的向下的分量则较均匀地分布于各个偏振方向，于是大量从基片本文档来自技高网...
【技术保护点】
在一台自动印刷电路板组装设备中，一种用于将具有背景（１６）上的物理特征（１４）的构件（１２）显像的方法，所述方法包括以下步骤：利用照明源（２６），以电磁辐射照射所述构件，包括所述物理特征和所述背景；形成从所述构件反射的电磁辐 射的图像（２０），所述图像包含随所述构件的类别而定的性能缺陷；以及自动为从所述反射的电磁辐射进行滤波（６０、７０）以便从所述图像中消除所述性能缺陷，从而减少所述滤波后的图像中的性能缺陷因而提高了所述物理特征与所述背景之间的反差。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：MT斯瓦比，
申请(专利权)人：阿森姆布里昂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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