[发明专利]单一和多光谱照明系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于分配材料的装置和方法，更特别地涉及用于通过丝网或模 板印刷机(stencil printer)在例如印刷电路板的电子基板上印刷焊膏的装置和 方法。

背景技术

电路板生产操作通常涉及用于在电路板上印刷焊膏的模板印刷机。通常， 具有其上将沉积焊膏的焊盘或其它导电表面的图案的电路板被传送到模板印 刷机，并且在电路板上被称为基准(fiducials)的一个或多个小孔或标记被用 于在将焊膏印刷到电路板上之前将电路板与印刷机的模板或丝网对齐。在电路 板被对齐之后，电路板被升至模板(或者在某些结构中将模板降至电路板)， 焊膏被分配到模板上，并且刮片(或刮板)在模板上来回移动以强迫焊膏通过 模板上形成的开孔压到板上。

在某些现有技术的模板印刷机中，分配头将焊膏传送到第一刮片和第二刮 片之间，其中在一次印刷过程中，一个刮片被用于在模板上移动或滚动焊膏， 第一和第二刮片用于交替的电路板上，以将焊膏卷连续地通过模板开孔以印刷 每个连续的电路板。刮片通常与模板呈一定角度以在焊膏上向下施加压力从而 强迫焊膏通过模板的开孔。在其它现有技术的模板印刷机中，向分配头加压以 强迫焊膏通过开孔，并且在一次印刷过程中使用刮片来从模板刮掉多余的焊 膏。

在将焊膏沉积在电路板之后，在特定情况下使用成像系统来拍摄电路板和 /或模板的区域的图像，用于例如检查在电路板的焊盘上焊膏的沉积的精确性 的目的。成像系统的另一个应用涉及前述印刷前模板和电路板的对齐，以将模 板的开口登记到电路板的电子焊盘。在Freeman的美国专利RE34615和 50600663中公开了这样的成像系统，所述专利是本发明的受让人所有的并且 结合于此作为参考。Prince在2005年11月10日申请的名为“IMAGING SYSTEM AND METHOD FOR A STENCIL PRINTER”的未决申请 No.11/272192中公开了一些改进的成像系统，该申请是本发明的受让人所有的 并且结合于此作为参考。

在例如电路板的基板上需要焊膏的一致建模来帮助视觉系统的最优二维 成像性能，以及基于这些图像的随后的检查，而不管正在被成像的沉积的几何 形状、精确度或通常质量的变化。轮廓分明的焊膏沉积具有几乎垂直的侧面和 垂直于光视轴(即，通常垂直于电路板平面的轴)的相对平坦的顶面。可以使 用通过轴上白光照明表面的传统照明技术来相对一致地成像具有该通常垂直 的导向的精细结构的焊膏表面。通过轴上照明，从焊膏沉积的顶面散射的光的 最强分量沿着光视路径返回，并且由成像系统收集。

相反地，当轴上照明到达通常不垂直于入射角的表面时，从表面散射的光 的最强分量被引导从光或轴上视觉路径上离开或者离轴且不能由成像系统收 集。详细地，没有被很好成形的焊膏沉积的倾斜侧面和不规则顶面不能被有效 地照明，并且由此更难仅使用轴上照明观察。

使用白光，可见光的波长范围从表面在轴上反射或离轴反射(即，根据表 面的形状)。这样的白光通常由不具有焊膏沉积的焊盘在轴上强反射，因为这 样的焊盘通常是干净的并且垂直于观察路径。然而，最近使用的保持基板的焊 盘清洁的牺牲和保护涂层降低了从不具有焊膏沉积的焊盘的轴上反射的程度。 这样的反射的减少使得更难区别不具有焊膏沉积的焊盘和具有焊膏沉积的焊 盘。

发明内容

在浏览下面的附图、具体实施方式和权利要求之后将更全面的理解本发 明。

本发明的一个方面包括一种模板印刷机设备，用于将焊膏沉积到电子基板 的表面上。在某些实施例中，所述模板印刷机设备包括：框架；模板，连接至 所述框架，所述模板具有多个开孔；分配器，连接至所述框架，所述框架和所 述分配器用于将焊膏沉积在电子基板上；成像系统，构造和布置以捕获电子基 板的图像，所述成像系统包括：照相机元件，用于捕获所述电子基板的表面的 至少一部分的图像，和第一照明元件，包括长波长光源，所述长波长光源用于 通过生成长波长光而照明所述电子基板的表面的至少一部分；以及控制器，连 接至所述成像系统并且用于控制所述成像系统的运动以捕获图像。

在某些实施例中，长波长光包括红外光。在某些实施例中，红外光包括近 红外光。在某些实施例中，长波长光包括具有大于约670纳米的波长的光。在 某些实施例中，长波长光包括具有小于约825纳米的波长的光。在某些实施例 中，长波长光包括具有约735纳米的波长的光。