專利名稱：離軸照明組件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分配材料的裝置和處理，更具體地涉及通過絲網(wǎng)或模板印 刷機將焊膏印刷到電子基板(例如，印刷電路板)上的裝置和處理。
背景技術(shù)：
在通常的表面貼裝電路板制造操作中，使用模板印刷機將焊膏印刷到電路 板上。通常，在焊膏可以沉積在其上的具有金屬焊盤的圖案或具有一些其他導(dǎo)
電表面的電路板被自動進給到模板印刷機，并且被稱為基準(fiducials)的電 路板上的一個或多個小孔或標記被用于在焊膏印刷到電路板上之前恰當?shù)匦?準電路板和模板或印刷機的絲網(wǎng)。在電路板被校準之后，將該板升至模板(或 者在某些配置中，模板降至電路板)，焊膏被分配到模板上，刮片(或刮板) 在模板上來回運動以將焊膏通過在模板上形成的縫隙(aperture)壓到板上。
在一些現(xiàn)有的模板印刷機中，分配頭將焊膏傳遞到第一和第二刮片之間， 其中在印刷沖程中使用刮片之一來在模板上運動或滾動焊膏。第一和第二刮片 用于交替將板在模板的縫隙上連續(xù)地通過焊膏的滾軸以印刷每個連續(xù)的電路 板。刮片通常與模板具有預(yù)定的角度以對于焊膏向下施加壓力來使焊膏通過模 板的縫隙。在其它現(xiàn)有模板印刷機中，使用分配頭來在印刷沖程中從模板上刮 掉多余的焊膏。
在焊膏沉積在電路板之后，在特定情況下為了檢查焊膏在電路板的焊盤上 的沉積的精度，應(yīng)用成像系統(tǒng)來拍攝電路板和/或模板的區(qū)域的圖像。成像系 統(tǒng)的另一個應(yīng)用涉及前述在印刷之前模板和電路板的校準，以記錄模板與電路 板的電子焊盤的縫隙。在Freeman的US專利號RE34615和5060063中公開了 這樣的成像系統(tǒng)，這兩個專利都由本發(fā)明的受讓人擁有并且被并入本文作為參 考。在2005年11月10日申請的名稱為"IMAGING SYSTEM AND METHOD FOR A STENCIL PRINTER"的專利申請No. 11/272,192中揭示了一種改進的 成像系統(tǒng)，該專利由本發(fā)明的受讓人所擁有并且被并入本文作為參考。
需要在基板(例如，電路板)上的焊膏的一致成型以促進視覺系統(tǒng)的最佳 二維成像性能以及基于這些圖像的隨后的檢查，不考慮幾何結(jié)構(gòu)、定義、或祐L 成像的沉積的通常質(zhì)量的改變。定義明確的焊膏沉積具有幾乎垂直的側(cè)面以及 與光學(xué)觀測軸(即，通常與電路板的平面正交的軸)正交的、相對平坦的頂部 表面。單獨使用軸上照明可以相對一致地對具有通常正交方向的、良好質(zhì)地的 膏表面進行成像。通過軸上照明，來自焊膏沉積物的頂部表面的散射光的最強 分量被沿著光學(xué)觀測路徑向后引導(dǎo)并由成像系統(tǒng)收集。
相反地，當軸上照明照在通常不與入射角正交的表面時，來自該表面的散 射光的最強分量被從光學(xué)或軸上觀測路徑引導(dǎo)散開或離軸，而不由成像系統(tǒng)收 集。特定地，顯示出拙劣形狀的焊膏的傾斜側(cè)面和不規(guī)則頂部表面沒有被有效 照明，從而僅使用軸上照明來觀測變得更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
在閱讀下面的附圖、具體描述和權(quán)利要求之后，將更完全地理解本發(fā)明。 本發(fā)明的一個方面集中于一種用于將焊膏沉積到電子基板的表面上的模 板印刷機。模板印刷機包括框架和連接到框架的模板。模板具有多個在模板中 形成的縫隙。模板印刷機進一步包括連接到框架的分配頭。該模板和該分配頭 被構(gòu)造和布置以將焊膏沉積到電子基板上。模板印刷機進一步被構(gòu)造并布置以
捕獲電子基板的圖像的成像系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)包括照相機組件；適于產(chǎn)生沿 著第一軸的光的軸上照明組件，第一軸與電子基板的表面垂直，及適于產(chǎn)生沿 著第二軸的光線的離軸照明組件，第二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸?？?制器被連接到成像系統(tǒng)來控制成像系統(tǒng)的運動以捕獲圖像。
模板印刷機的實施例可以包括成像系統(tǒng)的軸上照明組件的提供，成像系統(tǒng) 的軸上照明組件具有適于在軸上照明組件、電子基板及照相機組件之間引導(dǎo)光 的光學(xué)路徑。成像系統(tǒng)包括適于支撐離軸照明組件的安裝托架。離軸照明組件 包括由安裝托架支撐的光產(chǎn)生模塊，在某些實施例中光產(chǎn)生模塊可以包括至少 一個發(fā)光二極管。離軸照明組件還包括配置用于引導(dǎo)光線的透鏡，該透鏡由安 裝托架固定。透鏡包括一個或多個折射表面，該折射表面適于沿著指定路徑引 導(dǎo)來自光產(chǎn)生模塊的光。照相機組件包括照相機和適于將圖像引導(dǎo)到照相機的 透鏡組件。光學(xué)路徑包括分束器和反射鏡。軸上照明組件包括至少一個發(fā)光二
極管。在某些實施例中，成像系統(tǒng)被構(gòu)造并布置以捕獲區(qū)域內(nèi)的電子基板的焊 盤上的焊膏的圖像。控制器包括處理器，該處理器被編程來執(zhí)行電子基板的結(jié) 構(gòu)識別以確定電子基板的焊盤上的焊膏沉積的精度。
本發(fā)明的另一方面集中于一種用于捕獲電子基板的表面的圖像的成像系 統(tǒng)。成像系統(tǒng)包括機殼和連接到機殼的照相機組件。照相機組件適于捕獲電子 基板的圖像。軸上照明組件被連接到機殼，該軸上照明組件適于產(chǎn)生沿著第一 軸的光的軸上照明組件，第一軸與電子基板的表面垂直。離軸照明組件被連接 到機殼，離軸照明組件適于產(chǎn)生沿著第二軸的光線的離軸照明組件，第二軸相 對于第一軸呈一定角度地延伸。
成像系統(tǒng)的實施例可以包括適于在軸上照明組件、電子基板及照相機組件 之間引導(dǎo)光的光學(xué)路徑。成像系統(tǒng)的機殼包括適于支撐離軸照明組件的安裝托 架。離軸照明組件包括由安裝托架支撐的光產(chǎn)生模塊。在某些實施例中，光產(chǎn) 生模塊包括至少一個發(fā)光二極管。離軸照明組件還包括配置用于引導(dǎo)光線的透 鏡，該透鏡由安裝托架固定。該透鏡包括一個或多個折射表面，該折射表面適 于引導(dǎo)來自光產(chǎn)生模塊的光以產(chǎn)生光線。光學(xué)路徑包括至少一個分束器以及反 射鏡。照相機組件可以包括照相機和適于將圖像引導(dǎo)到照相機的透鏡組件。軸 上照明組件包括至少 一個發(fā)光二極管。成像系統(tǒng)被構(gòu)造并布置以捕獲電子基板 的焊盤上的焊膏的圖像。
本發(fā)明的又一方面集中于一種用于將焊膏分配到電子基板的表面上的方
法。該方法包括將電子基板傳送到模板印刷機；執(zhí)行印刷操作以將焊膏印刷 到電子基板的表面上；使用軸上光照亮電子基板的至少一個區(qū)域，該軸上光沿 著第一軸延伸，第一軸與電子基板的表面垂直；使用離軸光照亮電子基板的至 少一個區(qū)域，離軸光沿著第二軸延伸，第二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸； 以及捕獲電子基板的至少 一個區(qū)域的圖像。
方法的實施例可以進一步包括將電子基板定位到印刷位置；以及將模板定 位到電子基板上。捕獲電子基板的至少一個區(qū)域的圖像可以使用成像系統(tǒng)。方 法可以進一步包括將成像系統(tǒng)從捕獲第 一 區(qū)域的圖像的第 一位置運動到捕獲 第二區(qū)域的圖像的第二位置。另夕卜，方法可以進一步包括執(zhí)行電子基板的至少 一個區(qū)域的結(jié)構(gòu)識別序列，以確定電子基板的焊盤上的焊膏沉積的精度。在某
些實施例中，方法進一步包括使用離軸光照亮電子基板的至少一個區(qū)域，離軸 光沿著第三軸延伸，第三軸相對于第一軸呈一定角度地延伸。
本發(fā)明的另一方面集中于一種用于將焊膏沉積到電子基板的表面上的模 板印刷機。該模板印刷機包括框架和連接到框架的模板。在一個實施例中，模 板具有多個在模板中形成的縫隙。分配頭被連接到框架，該模板和該分配頭被 構(gòu)造和布置以將焊膏沉積到電子基板上。成像系統(tǒng)被構(gòu)造并布置以捕獲電子基
板的圖像。成像系統(tǒng)包括照相機組件；適于產(chǎn)生沿著第一軸的光的軸上照明 組件，第一軸與電子基板的表面垂直。軸上照明組件包括適于在軸上照明組件、 電子基板及照相機組件之間反射光的光學(xué)路徑。成像系統(tǒng)進一步包括用于產(chǎn)生 沿著第二軸的光線的部件，第二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸。控制器被 連接到成像系統(tǒng)，該控制器被構(gòu)造和布置來控制成像系統(tǒng)的運動以捕獲圖像。 模板印刷機的實施例可以進一步包括用于產(chǎn)生光線的、包括離軸照明組件 的部件。成像系統(tǒng)還應(yīng)包括適于支撐離軸照明組件的安裝托架。離軸照明組件 包括由安裝托架支撐的光產(chǎn)生模塊，并且在某些實施例中，光產(chǎn)生模塊包括發(fā) 光二極管。離軸照明組件包括配置用于引導(dǎo)光線的透鏡，該透鏡由安裝托架固 定并且包括至少一個適于引導(dǎo)來自光產(chǎn)生模塊的光以產(chǎn)生光線的表面。在其它 實施例中，照相機組件包括照相機和適于將圖像引導(dǎo)到照相機的透鏡組件。


在附圖中，相同的參考標記指全部不同視圖中的相同或相似的部件。下面 說明的附圖不必是按比例的，而重點是說明特定的原理。
圖l是本發(fā)明實施例的模板印刷機的前視圖2是本發(fā)明實施例的成像系統(tǒng)的示意圖3是圖2說明的成像系統(tǒng)的照相機和透鏡組件的放大的示意圖4是加入本發(fā)明實施例的離軸照明組件的本發(fā)明實施例的成像系統(tǒng)的 示意圖5是加入與圖4示出的離軸照明組件相同的離軸照明組件的本發(fā)明另一 實施例的成t^系統(tǒng)的示意圖6是圖4示出的離軸照明組件的剖面示圖； 圖7A是離軸照明組件的安裝托架的底平面示圖7B是沿著圖7A的線7B-7B的離軸照明組件的剖面示圖； 圖8A是離軸照明組件的pcb基板的頂平面示圖8B是沿著圖8A的線8B-8B獲得的pcb基板的剖面示圖，示出離軸照
明組件的發(fā)光二極管；
圖9A是本發(fā)明的實施例的透鏡的頂平面示圖9B是沿著圖9A的線9B-9B獲得的透鏡的剖面示圖10A是離軸照明組件的底平面示圖10B是沿著圖IOA的線10B-10B獲得的剖面示圖11是圖6示出的離軸照明組件的一部分的放大的剖面示圖12是表示由基板上的軸上照明組件和離軸照明組件產(chǎn)生的光；
圖13A-13D分別是離軸照明組件的發(fā)光二極管的前示圖、頂示圖、底示
圖及側(cè)示圖14是本發(fā)明實施例的將焊膏分配到電子基板的電子焊盤上的方法的流 程圖15是本發(fā)明實施例的用于執(zhí)行結(jié)構(gòu)識別方法的成像系統(tǒng)的示意圖； 圖16是基板的示意表示；及
圖17是具有在基板上沉積的焊膏的基板的示意表示。
具體實施例方式
為了示意的目的，將參考用于將焊膏印刷到電路板的模板印刷機來描述本 發(fā)明的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到本發(fā)明的實施例不用于限制 將焊膏印刷到電路板上的模板印刷機，而使可以用于其他將電子器件連接至電
路板上而需要各種材料的分配的應(yīng)用中，這些材料例如的膠、密封劑、底層填 料以及其他裝配材料。因此，這里的焊膏的任意參考考慮使用這樣的其他材料。 而且，這里可替換地使用術(shù)語"絲網(wǎng)"和"模板"來描述印刷機中用于定義要 被印刷到基板上的圖案的裝置。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的通常以IO表示的模板印刷機的前視 圖。模板印刷機10包括支撐模板印刷機的部件的框架12，模板印刷機包括位 于模板印刷機的機拒16內(nèi)的控制器14、模板18以及用于沉積焊膏的通常以 20表示的分配頭。分配頭20在控制器14的控制下通過臺架系統(tǒng)(gantry system)
(未示出)能夠沿著正交的軸運動，以使得在電路板上印刷焊膏。
模板印刷機IO還包括傳送機系統(tǒng)，該傳送機系統(tǒng)具有用于將電路板26傳
送到模板印刷機10中的印刷位置的軌道22、 24。模板印刷機10具有位于當 電路板處于分配位置時的電路板26下面的支撐組件28(例如，銷、凝膠膜(gel membrane)等)。支撐組件28用于將電路板26升高離開軌道22、 24來當要 印刷時接觸或4妄近于模板18。
在一個實施例中，分配頭20被配置用于接收至少一個焊膏盒30，在印刷 操作過程中焊膏盒30對分配頭提供焊膏。在一個實施例中，以公知的方式將 焊膏盒30連接到充氣氣管(pneumatic air hose )的一端。充氣氣管的另一端被 連接到在模板印刷機10的框架12內(nèi)容納的壓縮機，在控制器14的控制下對 焊膏盒30提供壓縮空氣以將焊膏擠入分配頭20及模板18上。還可以使用將 焊膏沉積到才莫4反18上的其它配置。例如，在另一實施例中，除了空氣壓力， 或代替空氣壓力，還可以使用例如活塞等機械裝置來將焊膏從焊膏盒30擠入 分配頭20。在又一實施例中，具有使用應(yīng)用專用軟件的適當操作系統(tǒng)(例如， Microsoft@DOS或Window@NT)的個人計算機被使用來實現(xiàn)控制器14以控制 如本文所述控制模板印刷機10的操作。
模板印刷機10如下進行操作。使用運輸軌道22、 24將電路板26載入到 模板印刷機中的印刷位置。然后沿Z方向?qū)⒎峙漕^20放下，直到分配頭與模 板18接觸。在第一印刷沖程分配頭完全經(jīng)過模板18以通過模板18的縫隙擠 壓焊膏并將焊膏擠壓到電路板26上。 一旦分配頭20已經(jīng)完全經(jīng)過模板18, 就通過模板印刷機10的運輸軌道22、 24傳送電路板26，從而第二個、隨后 的電路板可以被載入模板印刷機。為了在第二電路板上印刷，分配頭20可以 在第二印刷沖程與在第一電路板中使用的方向相反的方向運動經(jīng)過模板18。
除了圖1之外，參考圖2,通常以32表示本發(fā)明實施例的成像系統(tǒng)。如 所示出的，成像系統(tǒng)32被布置在模板18和電路板26之間，模板18和電路板 26依此由支撐組件28(圖l)支撐。成像系統(tǒng)32被連接到臺架系統(tǒng)34(圖1 )， 其是用于運動分配頭20的臺架的一部分或可以在模板印刷機10內(nèi)被分離地設(shè) 置。在焊膏印刷機內(nèi)的檢測的技術(shù)中用于運動成像系統(tǒng)32的臺架系統(tǒng)34的構(gòu) 架是公知的。該布置是這樣的，成像系統(tǒng)32可以位于模板18的下面、電路板
26的上面以分別捕獲電路板或模板的預(yù)定區(qū)域的圖像。在其它實施例中，當 將成像系統(tǒng)32定位于印刷套的外部時，成像系統(tǒng)32可以位于模板18和電路 板26的上面或下面。
如圖2所示，在一個實施例中，成像系統(tǒng)包括光學(xué)組件，該光學(xué)組件具有 兩個照相機36、 38， 一美殳以40、 42表示的兩個透鏡、兩個照明裝置44、 46、 兩個分束器48、 50，以及反光鏡組件52。在某個實施例中，照相機和透鏡組 件可以被合起來配置為照相機組件。這樣的組件以及成像系統(tǒng)還可以被稱為視 頻探測器。框架54支撐成像系統(tǒng)32的部件。照相機36、 38可以在構(gòu)造上互 相相同，每個照相機是那種可以從馬薩諸塞州的劍橋市的Opteon公司以型號 CHEAMDPCACELA010100購買的數(shù)字CCD照相機。下面將參考圖3提供照 相機36、 38的進一步說明。
在一個實施例中，照明裝置44、 46可以是一個或多個發(fā)光二極管(白光 二極管)，該發(fā)光二極管能夠在各個分束器48或50上產(chǎn)生強的光。照明裝置 44 、 46可以是由密歇根州的底特律市的Nichia公司以型號 NSPW310BSB1B2/ST銷售的類型。分束器48、 50和具有零分束的雙反光鏡的 反光鏡組件52在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。在其它實施例中，氙和卣素燈可以被 用于產(chǎn)生需要的光。也可以使用光導(dǎo)纖維來將光從遙遠的光源傳送到應(yīng)用的 點。
分束器48、 50被設(shè)計來沿著垂直軸A向電路板26和模板18分別反射各 個照明裝置44、 46產(chǎn)生的一部分光，而且進一步使由電路板和模板反射的一 部分光通向反射鏡組件52。如這里使用的，照明裝置44和分束器48可以被 稱為軸上照明組件，其被配置來引導(dǎo)光實質(zhì)上沿著或平行于軸A的方向，軸A 一般與電路板26的平面垂直。為了捕獲電路板的預(yù)定區(qū)域的圖像，來自電路 板26的反射光通過分束器48向后傳送并傳送到反射鏡組件52,在反射鏡組 件52該反射光^^皮改變方向到透鏡組件40。
依靠分束器48、 50和反射鏡組件52在照明裝置44、 46及各個照相機36、 38之間定義光學(xué)路徑對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。如所示出的，通過分束 器48、 50向各個目標(即，電路板26和模板18)反射的光實質(zhì)上沿著或平 行于軸A延伸，軸A通常與目標的平面正交。在一個實施例中，除了反射鏡
是完全反射鏡(由于提供兩個照相機36、 38)并且不允許部分光通過之外， 分束器48、 50和反射鏡組件52產(chǎn)生的光學(xué)路徑的構(gòu)造與在美國專利 No.5，060，063中揭示的路徑實質(zhì)上相似。
參考圖3，說明照相機36和透鏡組件40。如上所述，照相機38與照相機 36在構(gòu)造上可以相同。另外，透鏡組件42的構(gòu)造與透鏡組件40在構(gòu)造上可 以相同。因此，照相機36和透鏡組件40的下面的說明通常分別適用于照相機 38和透鏡組件42,并且如上所述，該種組件可以被稱為照相機組件或視頻探 測器。如示意性示出的，透鏡組件40包括機殼56、在機殼內(nèi)設(shè)置的一對透鏡 58、 60以及在透鏡之間設(shè)置的光圈(未示出)。透鏡58、 60共同提供透鏡組 件40的焦闌性能。集合的透鏡組件40還可以被稱為"透鏡"，這里其被特定 地稱為焦闌透鏡組件。
該布置是這樣的從反射鏡組件52反射的光被直接引導(dǎo)到透鏡組件40。 一旦在透鏡組件40中，光通過透鏡58、通過光圈(未示出)、通過第二透鏡 60，并到達照相機36的光敏區(qū)域，在該區(qū)域形成圖像。在一個實施例中，照 相機的CCD讀取器可以包括電子快門。部分地由于焦闌透鏡組件，照相機36 被設(shè)計為觀看全部預(yù)定的區(qū)域而不展示圖像四周或附近的失真。
如圖3所示，照相機36由機殼56支撐，照相機36可以被螺紋地連接至 透鏡組件40的機殼56。透鏡組件40的機殼56和照相機36的機殼62互相在 軸向校準，使得由線64以放射性形式指示的圖像被正確導(dǎo)向照相機。將透鏡 組件40的機殼54適當?shù)毓潭ㄓ诔上裣到y(tǒng)的框架54。
該布置是這樣的當拍攝電路板26的圖像時，照明裝置44向各個分束器 48產(chǎn)生強的光。分束器48將光反射到電路板26,然后被反射回反射鏡組件 52。反射鏡組件52引導(dǎo)光通過透鏡組件40并到達照相機36，照相機36捕獲 電路板26的預(yù)定區(qū)域的圖像。例如，該圖像可以被電子存儲或?qū)崟r使用使得 圖像可以由控制器14處理和分析以檢測故障焊料沉積或校準電路板26和模板 18。
類似地，當拍攝模板18的圖像時，照明裝置46產(chǎn)生被引導(dǎo)到各個分束器 50的光束。然后該光被引導(dǎo)到模板18并通過分束器50反射回反射鏡組件52。 然后，該光被引導(dǎo)到焦闌透鏡組件42并到達捕獲模板18的預(yù)定區(qū)域的圖像的
照相機38。 一旦被捕獲，就可以為了檢測的目的(例如，檢測模板中的被堵 塞的縫隙)，由控制器14分析模板18的區(qū)域，或為了校準的目的，將模板18 的區(qū)域與電路板26的區(qū)域相比較。下面將參考結(jié)構(gòu)識別程序的描述更具體的 說明成像系統(tǒng)32的檢測性能。
如上所述，關(guān)于捕獲電路板的區(qū)域的圖像，照明裝置44被配置以沿著或 平行于軸A引導(dǎo)光，軸A與電路板的平面正交。從而，照相機38適于僅捕獲 從電路板26上的表面反射的光的圖像，該表面與發(fā)射到電路板的光的方向垂 直。當將光從光學(xué)路徑反射開時，不規(guī)則的、圓形的或有刻面的表面(即和電 路板的平面具有角度的焊膏沉積的表面)傾向于變得不太突出。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4,存在一般以70表示的本發(fā)明實施例的離軸照明組件，在 最底下的分束器48上或在其鄰近處安裝該離軸照明組件。如下面將更具體說 明的，離軸照明組件70被配置以通常沿著或平行于軸B引導(dǎo)光線，軸B和由 軸上照明裝置產(chǎn)生的光的軸A具有角度(例如，30度到60度之間)地延伸。 離軸照明組件70被設(shè)計以補充由軸上照明裝置提供的直接的照明，從而提供 間接的光以更清楚的看到電路板上的圓形和有刻面的或其它不規(guī)則表面。如所 示出的，離軸照明組件70被設(shè)置在使用兩個照相機36、 38的成像系統(tǒng)32上。 然而，如圖5所示，離軸照明組件70可以被設(shè)置在僅使用一個照相機36的成 像系統(tǒng)34中，并且其也落入本發(fā)明的范圍中。無論使用單獨的或兩個照相機 裝置，控制器14都適于控制成像系統(tǒng)34的運動以捕獲電路板26的圖像。
在某些實施例中，離軸照明組件70的一個方面是該組件可以被配置以具 有非常低的或窄的外形以安裝在分束器48和基板(例如，電路板26)之間的 空間內(nèi)。離軸照明組件70被設(shè)計來以非常近的工作距離將光引導(dǎo)到電路板26 上，同時保持對入射的局部角度以及穿過目標區(qū)域的光的分配與平衡的控制。 離軸照明組件70被進一步設(shè)計以主要通過衍射引導(dǎo)光。
如圖6所示，并且另外參考圖7A、 7B、 8A和8B，離軸照明組件70包括 矩形形狀的安裝托架72,安裝托架72具有適于保護離軸照明組件的可操作部 件的四個側(cè)軌72a、 72b、 72c、 72d。在一個實施例中，安裝托架72可以是由 合適的輕型材料(例如，鋁)制成的?？梢蕴峁┢渌蛇x擇的輕型材料，例如 塑料或合適的金屬合金。通過例如窩頭螺絲(未示出)的合適的固定裝置穿過
連接孔71將安裝托架72連接到分束器48正下方的成像系統(tǒng)32的框架54。 安裝托架72不僅支撐離軸照明組件70的部件，而且進一步用作吸熱設(shè)備以吸 收離軸照明組件產(chǎn)生的熱量。將pcb (印刷電路板)基板74固定為向下面對 安裝托架72的表面以對離軸照明組件70提供電能，下面將更具體地說明其特 定構(gòu)造。
安裝托架72可以進一步包括狹槽75以使光(如對于3D三角測量使用的 光)以一個角度通過并到達需要成像的區(qū)域。安裝托架72還可以經(jīng)由緊密公 差有線通道81為經(jīng)由連接到離軸照明組件的進料線提供應(yīng)變消除(stain relief) 以最小化短路的可能性，該緊密公差有線通道81具有pcb基板上的倒角的減 緩。
在某些實施例中，離軸照明組件70包括體現(xiàn)發(fā)光二極管的光產(chǎn)生模塊， 以76表示每一個光產(chǎn)生模塊，將參考圖13更具體的說明光產(chǎn)生模塊的構(gòu)造。 發(fā)光二極管76被固定(例如錫焊)到pcb基板74的面向底部的表面，并且如 圖8A、 8B、 IOA、 10B及l(fā)l最佳示出的，將發(fā)光二極管76沿著安裝托架72 的軌道的長度方向均勻隔開。pcb基板74與電源(未示出)電聯(lián)系以對發(fā)光 二極管76提供電能。沿著與光學(xué)路徑的垂直軸A垂直的通常水平平面設(shè)置發(fā) 光二極管76。發(fā)光二極管76沿著水平平面互相校準，但不校準電路板26。下 面將更具體地說明將發(fā)光二極管76產(chǎn)生的光引導(dǎo)向電路板26的方式。
離軸照明組件70進一步包括固定到覆蓋發(fā)光二極管76的安裝托架72的 透鏡78。例如，以80表示的開口在透鏡78的四個角形成以使用在安裝托架 和透鏡之間設(shè)置的pcb基板74例如通過平頭螺絲釘(未示出)將透鏡固定到 安裝托架72。如上所述，安裝托架72進一步包括多個進料線連接孔81以向 pcb基板74提供電聯(lián)系。透鏡78是透明的或半透明的，并且在某些實施例中 是由丙烯酸樹脂玻璃制成的。例如，透鏡78可以由透明的丙烯酸樹脂制成以 減少物體的閃耀。當使用透明的丙烯酸樹脂時，保持引導(dǎo)光的透鏡78的衍射 的特性和能力。當由丙烯酸樹脂材料制成透鏡時，透鏡可以被注模，其中需要 至少1°的斜度(draft )。
透鏡78包括四個洞，以82表示的每一個洞提供用于發(fā)光二極管76的沿 著透鏡的每一個側(cè)面的長度的空間。洞82也在圖10A、 10B和ll中被示出。
圖10A示出在安裝托架72的軌道上的發(fā)光二極管的定位。布置是這樣的安 裝托架72、 pcb基板74、發(fā)光二極管76及透鏡共同定義矮的外形組件，該組 件適于分束器48和電路板26之間提供的相對小的空間內(nèi)。在某些實施例中， 全部組件具有大約7mm的厚度，離軸照明組件70和電路板26之間的微小間 距大約是5mm。除了將光以指定的角度引導(dǎo)到電^各板26的預(yù)定區(qū)域，透鏡78 還被設(shè)計來封住并保護發(fā)光二極管76和pcb基板74。
特別參考圖9A和9B,透鏡78的每一個洞82具有折射表面84，其適于 引導(dǎo)來自發(fā)光二極管76的光通過折射表面84和86并到達電路板26。特定地， 引導(dǎo)到折射表面84和86的光通常沿著或平行于軸B被折射到基板(電路板 26)的預(yù)定區(qū)域從而提供關(guān)于觀察軸A的離軸照明。如所示出的，每一個洞 82按大小制造以在洞內(nèi)充裕地接受發(fā)光二極管。折射表面84向與pcb基板74 的下側(cè)匹配的透鏡78的表面86傾斜。在一個實施例中，折射表面84的折射 指數(shù)大約是1.49?？梢允雇ㄟ^折射表面84和86引導(dǎo)的光沿著平行路徑前行以 提供不變的照明角度，或者可以使通過折射表面84和86引導(dǎo)的光沿著用于區(qū) 域位置決定的角度的扇形路徑前行。如所示出的，透鏡78具有大約3mm的厚 度。
如圖ll所示，在一個實施例中，由離軸照明組件70產(chǎn)生的光沿著通常窄 扇形圖形前行?？梢愿恼凵浔砻?4和86的角度以改變光傳播的角度，可以 進一步處理透鏡表面以包括多個角度、刻面和/或曲率。例如，可以以同心或 彎曲的Fresnel形切面布置發(fā)光二極管76和折射表面84，或可以以線形、棱 柱形來布置。沿通常向上方向傳播的、由每一個發(fā)光二極管76產(chǎn)生的光的一 部分被在發(fā)光二極管的前面的pcb基板74的下部設(shè)置的反射表面88反射開。 例如，反射表面88可以是pcb基板74的棵材料(bare material )。在其它實施 例中，反射表面88可以由遮光板材料(mask material)或墨制成。在某些其 它實施例中，反射材料可以是棵銅或鍍金銅、或具有鍍金銅的線(trace)或墊 (pad)。使用鍍金銅，對于一致的反射性能防止氧化。在其它實施例中，反射 表面88可以是分別應(yīng)用了箔、乙烯樹脂、紙或這些材料的組合。例如，可以 通過使用膠或壓敏材料連接反射表面88?？蛇x擇地，如果需要，可以通過變 黑的表面吸收發(fā)光二極管76產(chǎn)生的雜光。
關(guān)于示出的實施例，透鏡78的折射表面84關(guān)于垂直軸大概是55° 。每 一個發(fā)光二極管76產(chǎn)生大致橢圓圓錐體形的光。從而，引導(dǎo)到折射表面84 和反射表面88的光適于被引導(dǎo)到印刷電路板26的目標或預(yù)定區(qū)域上。如果需 要，可以通過反射或由變黑的表面吸收而改變發(fā)光二極管76產(chǎn)生的任何雜光 的方向。
應(yīng)該理解，在本發(fā)明的這些益處下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以以多種方式布置 發(fā)光二極管76。例如，雖然全部

了矩形配置，但是當然其它形狀的 配置也考慮。在一個實施例中，包括繞著環(huán)形定位的發(fā)光二極管的圓形安裝托 架可以被設(shè)置，并且其也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。在另一實施例中，安裝托架可 以是橢圓形的。然而，離軸照明組件70的矩形(例如，正方形)提供最小的 物理尺寸，并且還向需要成像的預(yù)定區(qū)域提供最佳離軸角度的光。還應(yīng)該理解， 根據(jù)成像系統(tǒng)使用兩個照相機(見圖4 )或一個照相機(見圖5 )，可以配置第 二離軸照明組件以照亮模板18。
參考圖11,示出引導(dǎo)到電路板26上的發(fā)光二極管76產(chǎn)生的扇形光90。 由繞著安裝托架72設(shè)置的每一個發(fā)光二極管76產(chǎn)生扇形光90以在電路板26 上擴散離軸光。從折射表面84和86和反射表面88引導(dǎo)的光提供扇形光90， 扇形光90 —般沿著或?qū)嵸|(zhì)上平行于軸B延伸，以和觀察軸A和軸上照明組件 70產(chǎn)生的光具有某個角度設(shè)置軸B。離軸照明組件70產(chǎn)生的扇形光90更好 地照亮了焊膏的不規(guī)則表面或其它在電路板26上沉積的物質(zhì)。圖12說明離軸 照明組件產(chǎn)生的扇形光90和軸上照明組件產(chǎn)生的軸上光。
圖13A-13D分別說明在離軸照明組件70中使用的單個發(fā)光二極管76的 前視圖、頂視圖、底視圖和側(cè)視圖。如所示出的，每一個發(fā)光二極管76包括 輸出面92和電接觸器94。輸出面92是通過其發(fā)光的表面。電接觸器94被固 定(例如，通過錫焊)到在pcb基板中形成的電路線(circuit trace)上并與電 路線電聯(lián)系。在一個實施例中，發(fā)光二極管76密歇根州的底特律市的Nichia 公司以型號NASW008B銷售的類型，其具有有1500mcd的平均亮度的U2和 VI等級的亮度。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖14， 一般以IOO指出用于將焊膏分配到電路板的電子焊盤的 方法。如所示出的，在102,例如經(jīng)由傳送機系統(tǒng)將印刷電路板傳送到模板印
刷機。參考圖1,經(jīng)由傳送軌道將電路板傳送到印刷套(printnest)。 一旦被傳 送，將電路板定位在支撐組件的頂部上的印刷套內(nèi)，然后使用成像系統(tǒng)將電路 板與模板精確地校準，并通過支撐組件將電路板升高從而將電路板保持在印刷 位置。然后，在104,將分配頭降低以嚙合模板從而在電路板上沉積焊膏。一 旦完成印刷，就可以檢測電路板和/或模板。當電路板被傳送到印刷套區(qū)域或 從印刷套區(qū)域傳送出時可以同時并獨立地執(zhí)行模板檢測。
特定地，在106,通過使用軸上光照亮預(yù)定區(qū)域來對電路板(或模板)的 預(yù)定區(qū)域進行成像。同時，在108，可以使用離軸光照亮該預(yù)定區(qū)域。 一旦電 路板(或模板)被充分照亮，在110，照相機就捕獲該區(qū)域的圖像。
隨后，對電路板或模板的隨后的區(qū)域進行成像。通過從第一預(yù)定區(qū)域運動 到第二預(yù)定區(qū)域來執(zhí)行對電路板的多個預(yù)定區(qū)域的成像。在控制器的指導(dǎo)下， 例如為了檢查的目的，成像系統(tǒng)繼續(xù)運動到其它預(yù)定區(qū)域以捕獲圖像。在其它 實施例中，替代捕獲電路板的圖像，或除了捕獲電路板的圖像之外，該方法可 以包括捕獲模板的區(qū)域的圖像。
在一個實施例中，可以使用成像系統(tǒng)32以執(zhí)行結(jié)構(gòu)識別方法，例如授予 Prince的美國專利No. 6,738,505揭示的名稱為"METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING SOLDER PASTE DEPOSITS ON SUBSTRATES"中的方法， 本發(fā)明的受讓人擁有該專利并且將該專利并入本文作為參考。授予Prince的美 國專利No. 6,891,967，名稱為"SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING DEFECTS IN PRINTED SOLDER PASTE"(本發(fā)明的受讓人也擁有該專利，并 且該專利也被并入本文作為參考)延伸了美國專利No. 6,738,505的教導(dǎo)。詳 細地，這些專利教導(dǎo)了結(jié)構(gòu)識別系統(tǒng)，用于確定焊膏是否被恰當?shù)爻练e在位于 電路板上的預(yù)定區(qū)間，例如，銅接觸焊盤。
參考圖15，在一個實施例中，顯示絲網(wǎng)印刷機30，用于檢查具有沉積在 其上的物質(zhì)202的基板200?；?00可以體現(xiàn)為印刷電路板(例如，電路板 12)、晶片或相似的平面，并且物質(zhì)202可以體現(xiàn)為焊膏或其他粘性材料，例 如膠、密封劑、底層填料以及其他適于將電子器件連接到印刷電路板或晶片的 金屬焊盤的組裝材料。如圖16和17所示，基板200具有有興趣的區(qū)間204 和接觸區(qū)間206。例如，基板200進一步包括軌道(trace ) 208和孔( vias ) 210,
其用于相互連接裝配到基板上的器件。圖16表示沒有物質(zhì)沉積在任何接觸區(qū)
間206的基板200。圖17表示具有分布在接觸區(qū)間206上的例如焊膏沉積的 物質(zhì)202的基板200，。在基板200上，接觸區(qū)間206分布在指定的有興趣的 區(qū)間204。
圖17示出與接觸區(qū)域206不重合的焊膏沉積物202。如所示出的，每一 個焊膏沉積物202都部分地接觸一個接觸區(qū)域206。為了確保良好的電接觸并 且為了防止鄰近接觸區(qū)域(例如，銅接觸焊盤)之間的搭橋，應(yīng)該在特定的公 差內(nèi)將焊膏沉積物才交準各個接觸區(qū)域。美國專利No. 6,738,505和No.
作為結(jié)果，通常提高了基板的生產(chǎn)收益。
圖17表示焊膏沉積202和接觸區(qū)間206的誤校準。如圖所示，每一個焊 膏沉積202部分接觸接觸區(qū)間206之一。為了確保良好的電接觸以及防止例如 銅接觸焊盤的相鄰接觸區(qū)間之間的橋接，焊膏沉積應(yīng)該在特定的容差內(nèi)與各個 接觸區(qū)間校準。在美國專利第6738505號和6891967號中公開的類型的結(jié)構(gòu)識 別方法檢測在接觸區(qū)間的誤校準的焊膏沉積，并且結(jié)果通常提高基板的制造產(chǎn) 量。
參考圖15，在一個實施例中，用于焊膏結(jié)構(gòu)識別的方法包括使用成像系 統(tǒng)32來捕獲具有沉積在其上的物質(zhì)202的基板200的圖像。成像系統(tǒng)32可以 配置為發(fā)送實時模擬或數(shù)字信號212至恰當?shù)臄?shù)字通信端口或?qū)Ｓ玫膸邮?器214。數(shù)字端口可以包括公知的USB、以太網(wǎng)或Firewire(正EE 1394)的類 型。實時信號212對應(yīng)于其上沉積了物質(zhì)的基板200的圖像。 一旦接收，該端 口或幀接收器214創(chuàng)建可以顯示在監(jiān)視器218上的圖像數(shù)據(jù)216。在一個實施 例中，圖像數(shù)據(jù)216被劃分為預(yù)定數(shù)目的像素,每個像素具有從0到255灰階 的亮度值。在一個實施例中，信號212表示基板200和沉積在其上物質(zhì)202 的的實時圖像信號。然而，在另一個實施例中，如果需要，圖像被存儲在本地 存儲器并且根據(jù)請求發(fā)送至控制器14。
該端口或幀接收器214電連接至包括處理器220的控制器。處理器220計 算物質(zhì)202的圖像216中的結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計變化。物質(zhì)202的圖像216中的結(jié)構(gòu)變 化的計算獨立于基板200上的非物質(zhì)背景特征的相對亮度，由此使得處理器
220能夠確定基板上物質(zhì)的位置，并且比較物質(zhì)的位置和期望的位置。在一個 實施例中，如果期望的位置和物質(zhì)202的實際位置之間的比較出現(xiàn)超過預(yù)定閾 值的誤校準，處理器220反應(yīng)為自適應(yīng)的手段來減小或消除誤差，并且可以通 過控制器觸發(fā)告警或彈出基板?？刂破?4電連接至模板印刷機10的驅(qū)動馬達 222來幫助模板18和基板的校準以及涉及印刷過程的其他動作。
控制器14是控制環(huán)224的一部分，控制環(huán)224包括模板印刷機10的驅(qū)動 馬達222、成像系統(tǒng)32、幀接收器214及處理器220。如果物質(zhì)202與接觸區(qū) 域206不重合，則控制器14發(fā)送信號來調(diào)整模板18的校準。
控制器14是控制循環(huán)224的部分，控制循環(huán)224包括模板印刷機10的驅(qū) 動馬達222、成像系統(tǒng)32、幀接收器214以及處理器220。如果物質(zhì)202與接 觸區(qū)間206誤校準，控制器14發(fā)送信號來調(diào)整模板18的校準。
因此，應(yīng)該注意到，本發(fā)明的成像系統(tǒng)32特別適合在如執(zhí)行結(jié)構(gòu)識別方 法需要的各種條件下捕獲均一地被照明的圖像，并且提供有效的實時、閉環(huán)控 制。并且，由于由離軸照明系統(tǒng)提供的附加的光能夠更加縮短曝光時間，因此 成像系統(tǒng)能夠更快速的對感興趣的區(qū)域(預(yù)定區(qū)域)進行成像，從而能夠更快 速地分析數(shù)據(jù)。
在操作過程中，當在基板上沉積物質(zhì)時，沉積的物質(zhì)的圖像被捕獲。在一 個實施例中，物質(zhì)是焊膏，基板是印刷電路板。具有物質(zhì)的基板的圖像可以被 實時捕獲或者從控制器14的存儲器提取。圖像被發(fā)送到控制器14的處理器 220，其中檢測圖像中的結(jié)構(gòu)變化。這些結(jié)構(gòu)變化用于確定基板上物質(zhì)的位置。 處理器220被編程來比較物質(zhì)的特定位置和基板的預(yù)定位置。如果變化在預(yù)定 界限內(nèi)，處理器220可以反應(yīng)為自適應(yīng)的手段來細化處理。如果變化在預(yù)定界 限之外，可以應(yīng)用恰當?shù)幕謴?fù)手段，例如彈出基板、終止過程或觸發(fā)告警。如 果檢測到故障，控制器14被編程以執(zhí)行這些功能的一個或多個。
在一個實施例中，模板18和/或電路板26可以相對于成像系統(tǒng)32以分別 拍攝模板和電路板的圖像。例如，模板18可以遠離印刷套平移(translate)并 且在靜止的成像系統(tǒng)32的上面或下面運動。相似地，電路板26可以穿梭往復(fù) 地遠離印刷套并且在成像系統(tǒng)32上面或下面運動。然后成像系統(tǒng)32的照相機 (例如，照相機36)可以以上述方式拍攝模板和/或電路板的圖像。
在另一個實施例中，成像系統(tǒng)可以應(yīng)用于設(shè)計用于在例如印刷電路板的基 板上分配例如焊膏、膠、密封劑、底層填料以及其他組裝材料的粘性或半粘性
材料的分配頭。這樣的分配頭是Speedline技術(shù)公司銷售的、商標為 CAMALOT⑧的類型。
應(yīng)該注意到，通過增加更多的離軸照明增加了反射率，從而拙劣形狀的焊 膏的不規(guī)則或非直角的表面的相對亮度沉積。通過增加離軸照明，來自這些表 面的分散光的最強分量更傾向于被引導(dǎo)到光學(xué)觀察路徑，在該路徑中，該光可 以被成像系統(tǒng)32搜集并使用以生成圖像。離軸照明組件提供的增加效率的照 明減少了獲取圖像需要的時間。
離軸照明發(fā)明的實施例的離軸照明組件70 ^t設(shè)計來補充軸上照明的不 足，其中離軸照明傾向于強調(diào)不規(guī)則的、成角的、有刻面或不能構(gòu)成理想焊膏 表面的其它問題，單獨使用軸上照明不能有效照明或充分照射該表面。本發(fā)明 的實施例的組件70具有矮的外形，從而足夠小到能安裝在現(xiàn)有的視覺探測器 硬件和電路板或需要照明的其它表面之間的可用的有限空間內(nèi)。應(yīng)該注意，必 須提供充分的另外的間隙，以確保具有非平面的幾何形狀或在其上安裝有部件 的電路板上的檢測系統(tǒng)的運動不會發(fā)生碰撞。離軸照明組件能夠以非常近的工 作距離將光引導(dǎo)到電路板或其它表面，而且保持對入射的局部角度以及穿過目 標區(qū)域的光的分配和平^f紆的控制。
作為結(jié)果，本發(fā)明實施例的離軸照明組件70的供給提高了二維焊膏檢測 的能力，特別是存在決非理想的焊膏沉積幾何形狀的情況下。在某些應(yīng)用中， 該情況可以存留并幾乎穩(wěn)定，而不產(chǎn)生不利地影響隨后的處理的重大的缺陷。 然而，拙劣限定的悍膏沉積物通常表示重大缺陷的存在，并且如果沒有檢查出 來，可能最終導(dǎo)致災(zāi)難性的電路板缺陷。離軸照明組件被特定地設(shè)計以提供檢 查該種缺陷的能力。
在其它實施例中，應(yīng)該看到，離軸照明組件70可以-陂用于將離軸照明引 導(dǎo)到模板18。特定地，與組件70相同的離軸照明組件可以以在分束器48上 安裝組件70的相同方式被配置或裝配在分束器50上。
雖然參考特定實施例已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理
解，不脫離僅限于隨后的權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍，可以進行在形式上和細節(jié) 上的各種改變。
權(quán)利要求
1. 一種用于將焊膏沉積到電子基板的表面上的模板印刷機，該模板印刷機包括:框架；連接到框架的模板，該模板具有多個在模板中形成的縫隙；連接到框架的分配頭，該模板和該分配頭被構(gòu)造和布置以將焊膏沉積到電子基板上；被構(gòu)造并布置以捕獲電子基板的圖像的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括:照相機組件，適于產(chǎn)生沿著第一軸的光的軸上照明組件，第一軸與電子基板的表面垂直，及適于產(chǎn)生沿著第二軸的光線的離軸照明組件，第二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸；以及連接到成像系統(tǒng)的控制器，該控制器被構(gòu)造和布置來控制成像系統(tǒng)的運動以捕獲圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模板印刷機，其中，成像系統(tǒng)的軸上照明組件 進一步包括適于在軸上照明組件、電子基板及照相機組件之間引導(dǎo)光的光學(xué)路 徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模板印刷機，其中，成像系統(tǒng)包括適于支撐離 軸照明組件的安裝托架。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的模板印刷機，其中，離軸照明組件包括由安裝 托架支撐的光產(chǎn)生模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模板印刷機，其中，光產(chǎn)生模塊包括至少一個 發(fā)光二極管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模板印刷機，其中，離軸照明組件包括配置用 于引導(dǎo)光線的透鏡，該透鏡由安裝托架固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的模板印刷機，其中，透鏡包括一個或多個折射 表面，該折射表面適于沿著指定路徑引導(dǎo)來自光產(chǎn)生模塊的光。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模板印刷機，其中，照相機組件包括照相機和 適于將圖像引導(dǎo)到照相機的透鏡組件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模板印刷機，其中，光學(xué)路徑包括分束器和反 射鏡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模板印刷機，其中，軸上照明組件包括至少一 個發(fā)光二極管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模板印刷機，其中，成像系統(tǒng)被構(gòu)造并布置以 捕獲區(qū)域內(nèi)的電子基板的焊盤上的焊膏的圖像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模板印刷機，其中，控制器包括處理器，該處 理器被編程來執(zhí)行電子基板的結(jié)構(gòu)識別以確定電子基板的焊盤上的焊膏沉積 的精度。
13. —種用于捕獲電子基板的表面的圖像的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括 機殼；連接到機殼的照相機組件，該照相機組件適于捕獲電子基板的圖像； 連接到機殼的軸上照明組件，該軸上照明組件適于產(chǎn)生沿著第一軸的光，第一軸與電子基板的表面垂直；以及連接到機殼的離軸照明組件，離軸照明組件適于產(chǎn)生沿著第二軸的光線，第二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的成像系統(tǒng)，進一步包括適于在軸上照明組件、 電子基板及照相機組件之間引導(dǎo)光的光學(xué)路徑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中，成像系統(tǒng)的機殼包括適于 支撐離軸照明組件的安裝托架。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像系統(tǒng)，其中，離軸照明組件包括由安裝 托架支撐的光產(chǎn)生模塊。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的成像系統(tǒng)，其中，光產(chǎn)生模塊包括至少一個 發(fā)光二極管。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的成像系統(tǒng)，其中，離軸照明組件包括配置用 于引導(dǎo)光線的透鏡，該透鏡由安裝托架固定。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像系統(tǒng)，其中，透鏡包括一個或多個折射 表面，該折射表面適于引導(dǎo)來自光產(chǎn)生模塊的光以產(chǎn)生光線。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像系統(tǒng)，其中，光學(xué)路徑包括至少一個分 束器和反射鏡。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中，照相機組件包括照相機和 適于將圖像引導(dǎo)到照相機的透鏡組件。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中，軸上照明組件包括至少一 個發(fā)光二極管。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中，成像系統(tǒng)被構(gòu)造并布置以 捕獲電子基板的焊盤上的焊膏的圖像。
24. —種用于將焊膏分配到電子基板的表面上的方法，該方法包括 將電子基板傳送到模板印刷機；執(zhí)行印刷操作以將焊膏印刷到電子基板的表面上；使用軸上光照亮電子基板的至少一個區(qū)域，該軸上光沿著第一軸延伸，第 一軸與電子基板的表面垂直；使用離軸光照亮電子基板的至少一個區(qū)域，該離軸光沿著第二軸延伸，第 二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸；以及捕獲電子基板的至少 一個區(qū)域的圖像。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進一步包括 將電子基板定位到印刷位置；以及 將模板定位到電子基板上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，捕獲電子基板的至少一個區(qū)域 的圖像使用成像系統(tǒng)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，進一步包括將成像系統(tǒng)從捕獲第一區(qū) 域的圖像的第 一位置運動到捕獲第二區(qū)域的圖像的第二位置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進一步包括執(zhí)行電子基板的至少一個 區(qū)域的結(jié)構(gòu)識別序列，以確定電子基板的焊盤上的焊膏沉積的精度。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進一步包括使用離軸光照亮電子基板 的至少一個區(qū)域，離軸光沿著第三軸延伸，第三軸相對于第一軸呈一定角度地 延伸。
30. —種用于將焊膏沉積到電子基板的表面上的模板印刷機，該模板印刷 機包括框架；連接到框架的模板，該模板具有多個在模板中形成的縫隙； 連接到框架的分配頭，該模板和該分配頭被構(gòu)造和布置以將焊膏沉積到電 子基板上；被構(gòu)造并布置以捕獲電子基板的圖像的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括 照相機組件，適于產(chǎn)生沿著第一軸的光的軸上照明組件，第一軸與電子基板的表面垂 直，該軸上照明組件包括適于在軸上照明組件、電子基板及照相機組件之間 反射光的光學(xué)路徑，及用于產(chǎn)生沿著第二軸的光線的部件，第二軸相對于第一軸呈一定角度地 延伸；以及連接到成像系統(tǒng)的控制器，該控制器被構(gòu)造和布置來控制成像系統(tǒng)的運動 以捕獲圖像。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的模板印刷機，其中，用于產(chǎn)生光線的部件包 括離軸照明組件。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的模板印刷機，其中，成像系統(tǒng)包括適于支撐 離軸照明組件的安裝托架。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的模板印刷機，其中，離軸照明組件包括由安裝托架支撐的光產(chǎn)生模塊。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的模板印刷機，其中，光產(chǎn)生模塊包括發(fā)光二 極管。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的模板印刷機，其中，離軸照明組件包括配置 用于引導(dǎo)光線的透鏡，該透鏡由安裝托架固定。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的模板印刷機，其中，透鏡包括至少一個適于 引導(dǎo)來自光產(chǎn)生模塊的光以產(chǎn)生光線的表面。
37. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的模板印刷機，其中，照相機組件包括照相機 和適于將圖像引導(dǎo)到照相機的透鏡組件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于將焊膏沉積到電子基板的表面上的模板印刷機。模板印刷機包括框架和連接到框架的模板。模板具有多個在模板中形成的縫隙。模板印刷機進一步包括連接到框架的分配頭。該模板和該分配頭被構(gòu)造和布置以將焊膏沉積到電子基板上。模板印刷機進一步包括被構(gòu)造并布置以捕獲電子基板的圖像的成像系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)包括照相機組件；適于產(chǎn)生充分沿著第一軸的光的軸上照明組件，第一軸通常與電子基板的表面垂直；及適于產(chǎn)生充分沿著第二軸的光線的離軸照明組件，第二軸相對于第一軸呈一定角度地延伸?？刂破鞅贿B接到成像系統(tǒng)來控制成像系統(tǒng)的運動以捕獲圖像。
文檔編號G01N21/956GK101384897SQ200780005638
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月1日
發(fā)明者大衛(wèi)·P.·普林斯 申請人:斯皮德萊恩技術(shù)公司