[发明专利]照明系统、包含该照明系统的自动光学检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明系统、包含该照明系统的自动光学检测装置及其方法。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)应用范围极其广泛，诸如手机、电话机、电视机、电脑、汽车、复印机、打印机、空调等所有电子产品内部随处可见。而在PCBA(Printed Circuit Board Assembly印刷电路板组装)生产制程中，元件的微型化和密集化是一直以来的发展趋势。依靠传统的人工目检方法已经不可能对分布细密的元件进行快速、可靠而且一致的外观缺陷瑕疵检测(常见缺陷有：缺件、偏移、错件、极反、短路、缺锡、多锡、虚焊、侧立、立碑、反贴、破损，多件、锡珠、印刷电路板板材刮伤等)，并且无法保存精确的检测记录。面对这样的状况，AOI(Automated Optical Inspector自动光学检测装置)设备应运而生，目前大多数PCB组装加工厂商都已逐步为其生产线安装AOI(自动光学检测装置)设备，以实现提高产能、提升品质、降低维修成本、改善制程的目的。自动光学检测装置可对组装过程中和组装完成后的PCB板进行精确而稳定的检测，并且同时还可以实现检测结果的电子化存贮和发布。从而使得产品组装的速度、精确度和可靠性都得到提高，成品率也因此得到了极大的提高。

一台印刷电路板自动光学检测装置主要包括如下几个核心部件：数字相机含镜头、照明灯、机械XY轴传动部件、电气控制器部件、图像处理主控电脑(配备了图像处理系统软件)等。

此外，当前自动光学检测装置在照明灯部件方面普遍只使用斜角度斜射红绿蓝三色照明，此类照明方式导致受检电路板图像上偏色，无法在图像上还原电路板真实色彩，很不直观。而且，此类斜角度斜射照明方式对印刷电路板上贴装元件的焊接外观缺陷瑕疵-虚焊在检测上存在非常大的检测难度，主要原因在于斜角度照明无法对形态各异的焊接形状进行归一化成像显示；同时此类红绿蓝三色照明对红铜色铜箔焊盘上的外观缺陷瑕疵-露铜，也同样存在非常大的检测难度，主要原因在于斜角度斜射红绿蓝三色照明对薄形焊锡覆盖的焊盘区域显示为红色，对完全无焊锡覆盖的露铜焊盘也是显示为红色，因此无法有效地区分出红铜色铜箔焊盘上的薄形焊锡覆盖的焊盘和具有露铜缺陷的焊盘。

综上所述，当前印刷电路板自动光学检测装置存在一些检测盲点，以及较多的弊端和推广应用局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的照明系统容易导致图像偏色，无法真实还原受检电路板色彩的问题，以及对于贴装元件的虚焊问题，和对于红铜色铜箔焊盘上的露铜问题的检测均存在较大难度的缺陷，提供一种照明系统、包含该照明系统的自动光学检测装置及其方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种照明系统，其包含一斜射照明单元，该斜射照明单元包括若干第一发光元件，该斜射照明单元发射的光束在受检电路板上形成一斜射照明区域，其特点在于，该照明系统还包括一位于该斜射照明单元上方的同轴落射照明单元，该同轴落射照明单元发射的光束在受检电路板上形成一落射照明区域，所述斜射照明区域和落射照明区域均覆盖该受检电路板的受检区域。同轴落射照明单元能够照亮受检电路板上的元器件的顶面，对形态各异的焊点可较好地实现归一化成像显示和检测。

更佳地，所述落射照明区域为四边形。

其中，该同轴落射照明单元包括一半反半透镜以及若干位于该半反半透镜对面的第二发光元件；所述第二发光元件在与该受检电路板竖直的平面内成矩阵形式分布；所述第二发光元件所发射的光束经该半反半透镜反射后垂直投射至该受检测电路板上。

其中，该半反半透镜相对该受检电路板所在平面的安装角度为45°。

其中，所述第一发光元件和所述第二发光元件所发射的光束均为白光。采用白色光源替代现有技术中的三色光源可还原物体真实色彩，辅助获取与真实受检电路板颜色完全一致的图像，从而实现薄形焊锡覆盖的焊盘区域显示为焊锡真实色彩——银白色，对完全无焊锡覆盖的露铜焊盘则显示为红铜色。因此，可有效地区分出红铜色铜箔焊盘上的薄形焊锡覆盖焊盘和具有露铜缺陷焊盘。此外，发射白色光束的同轴落射照明单元很大程度地增强了对贴装元件的虚焊现象的检测能力。

其中，所述第一发光元件和所述第二发光元件均为LED发光元件。

其中，该同轴落射照明单元与斜射照明单元容置于一壳体中，该壳体的顶面和底面均设有开口。

其中，该壳体的顶部的开口上设有一灰尘防护透镜。用于防止灰尘落入受检电路板的表面，影响受检电路板的表面形态。