CZ305605B6

CZ305605B6 - Measuring method for making inspection snapshots of the surface of test boards contaminated with fusing agents

Info

Publication number: CZ305605B6
Application number: CZ2012-943A
Authority: CZ
Inventors: Michal Řezníček; Jaroslav Jankovský; Martin Buršík
Original assignee: Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2016-01-06
Also published as: CZ2012943A3

Abstract

In the present invention, there is disclosed a measuring method for making inspection snapshots of the surface of test boards contaminated with fusing agents, said method employing a measuring apparatus consisting of a frame, wherein at least one ultraviolet radiator is situated within the space of the frame and in the upper section thereof, there is fastened a recording device. The method is characterized in that a cleaned and rinsed transparent test board (2) is put into the apparatus where irradiation thereof by ultraviolet light from the ultraviolet radiators (8) takes place from the side turned away from chips fitted thereto, whereupon photographs of the test board (2) are taken by means of the recording device (6) whereupon the photograph is sent to a computer where its evaluation of the test board (2) as well as determination of the test board (2) contamination extent takes place.

Description

(54) Název vynálezu:(54) Title of the invention:

Měřicí metoda pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěných tavidly (57) Anotace:Measuring method for taking control images of test plate surfaces contaminated with flux (57)

Měřicí metoda pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěných tavidly, využívající měřicí zařízení sestávající z rámu, kde je v prostoru rámu umístěn alespoň jeden ultrafialový zářič a v homí části je připevněno záznamové zařízení, kde se do zařízení vloží očištěná a opláchnutá průhledná testovací deska (2), která se ze strany odvrácené od na ní osazených čipů ozáří ultrafialovým světlem z ultrafialových zářičů (8), načež se provede snímkování testovací desky (2) pomocí záznamového zařízení (6), načež se snímek odešle do počítače, kde se vyhodnotí a určí znečištění testovací desky (2).A measuring method for taking control images of flux-contaminated test plate surfaces, using a measuring device consisting of a frame, where at least one ultraviolet emitter is located in the frame space and a recording device is mounted in the upper part, where a cleaned and rinsed transparent test plate is inserted ( 2), which is irradiated with ultraviolet light from ultraviolet emitters (8) from the side facing away from the chips mounted on it, after which the test plate (2) is photographed using a recording device (6), after which the image is sent to a computer where it is evaluated, and determine the contamination of the test plate (2).

Měřicí metoda pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěných tavidlyMeasuring method for taking control images of flux-contaminated test plate surfaces

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká měřicí metody pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěnými tavidly, určených k získání údajů o kvalitě očištění vzorků, jako jsou plošné spoje s osazenými čipy.The invention relates to a measuring method for taking inspection images of test plate surfaces with contaminated fluxes, intended to obtain data on the quality of cleaning of samples, such as printed circuit boards with mounted chips.

Dosavadní stav technikyPrior art

Při osazování desek plošných spojů při mikroelektronické výrobě dochází ke znečištění desek tavidly určenými k jejich lepení. Tyto zbytky tavidel je třeba z povrchu desky, provedených ze skleněného materiálu, odstranit například pomocí praní nebo čištění. Čištění probíhá ostřikem za zvýšené teploty 50 až 80 °C, a to jednak v deionizované vodě, jednak v organických rozpouštědlech, jako jsou izopropylalkohol, aceton, benzín apod. a jejich směsích, a jednak ve speciálně k tomu účelu pořízených kapalinách emulzního typu, jako například kapalina s obchodním označením Cestron.When mounting printed circuit boards in microelectronic production, the boards are contaminated with fluxes intended for their gluing. These flux residues must be removed from the surface of the plate, made of glass material, for example by washing or cleaning. The cleaning is carried out by spraying at an elevated temperature of 50 to 80 [deg.] C., both in deionized water and in organic solvents such as isopropyl alcohol, acetone, gasoline, etc. and mixtures thereof, and in emulsion-type liquids specially prepared for this purpose, such as for example, a liquid with the trade name Cestron.

Po procesu čištění je nutné tuto fázi vyhodnotit. K vyhodnocení znečištění skleněných desek se používá parametr zbytkové plochy znečištěné tavidlem. Doposud bylo využíváno klasických metod snímání obrazu např. zařízení s obchodním označením Verima, kde je deska se zbytky tavidla osvětlena viditelným světlem, případně vyfotografován, načež je vizuálně vyhodnocena míra znečištění povrchu zbytky tavidla. Jindy se pracuje s využitím běžného osvětlení za aplikace barevných filtrů. Tento obraz je manuálně vyhodnocen pracovníkem pod mikroskopem. To však neumožňuje kvantifikovat znečištěnou plochu a tím stanovit míru znečištění a vypočíst tak účinnost praní, jelikož na jedné desce je až 400 čipů. Při běžném osvětlení není znečištění povrchu dostatečně kontrastní, a proto nemůže být fotografie zbytků tavidel po praní a čištění pomocí počítače strojně vyhodnocena.After the cleaning process, it is necessary to evaluate this phase. The parameter of the residual area contaminated with flux is used to evaluate the contamination of the glass plates. Until now, classical image capture methods have been used, such as equipment with the trade name Verima, where the plate with flux residues is illuminated with visible light, or photographed, after which the degree of surface contamination by flux residues is visually evaluated. At other times, we work with the use of ordinary lighting with the application of color filters. This image is manually evaluated by a worker under a microscope. However, this does not make it possible to quantify the contaminated area and thus determine the degree of contamination and thus calculate the washing efficiency, since there are up to 400 chips on one board. Under normal lighting, the surface contamination is not sufficiently contrasty, and therefore the photograph of flux residues after washing and cleaning by computer cannot be mechanically evaluated.

Cílem vynálezu je představit takovou měřicí metodu pro pořizování kontrolních snímků povrchů desek znečištěných tavidly, která by umožnila dosáhnutí vyššího rozlišení a citlivosti při analyzování grafického výstupu a tedy zvýšila přesnosti vyhodnocování znečištění.The object of the invention is to present such a measuring method for taking control images of flux-contaminated plate surfaces, which would allow to achieve higher resolution and sensitivity when analyzing the graphic output and thus increase the accuracy of the pollution evaluation.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry měřicí metoda pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěných tavidly, využívající měřicí zařízení sestávající z rámu, kde je v prostoru rámu umístěn alespoň jeden ultrafialový zářič a v horní části je připevněno záznamové zařízení, spočívající v tom, že se do zařízení vloží očištěná a opláchnutá průhledná testovací deska, která se ze strany odvrácené od na ní osazených čipů ozáří ultrafialovým světlem z ultrafialových zářičů, načež se provede snímkování testovací desky pomocí záznamového zařízení, načež se snímek odešle do počítače, kde se vyhodnotí a určí znečištění testovací desky.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by a measuring method for taking inspection images of flux-contaminated test plate surfaces, using a measuring device consisting of a frame, where at least one ultraviolet emitter is placed in the frame space and a recording device is mounted at the top. a cleaned and rinsed transparent test plate is inserted into the device, which is irradiated with ultraviolet light from ultraviolet emitters facing away from the chips mounted on it, after which the test plate is imaged using a recording device, and the image is sent to a computer for evaluation and determination. contamination of the test board.

Objasnění výkresuExplanation of the drawing

Vynález bude dále přiblížen pomocí obr. 1 představujícího měřicí zařízení pro provádění měřicí metody pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěných tavidly podle vynálezu.The invention will be further illustrated by means of Fig. 1 representing a measuring device for carrying out a measuring method for taking inspection images of surfaces of test plates contaminated with fluxes according to the invention.

- 1 CZ 305605 B6- 1 CZ 305605 B6

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Obr. 1 představuje měřicí zařízení j_ pro provádění měřicí metody pro pořizování kontrolních snímků povrchů testovacích desek znečištěných tavidly podle vynálezu. Jak je patrno z obr. 1 měřicí zařízení 1 je tvořeno rámem 3, který sestává ze spodní rámové desky 4, na kterou je ukládána testovací deska 2, a horní rámové desky 5, ke které je připevněno záznamové zařízení 6. Spodní rámová deska 4 a horní rámová deska 5 jsou vzájemně propojeny nosnými rámovými tyčemi 7 rozmístěnými rovnoměrně po obvodu obou rámových desek 4, 5. Tvar rámových desek 4, 5 je v tomto případě čtvercový, ale může být i jiný. Počet nosných tyčí 7 je v představeném případě čtyři a jsou rozmístěny v rozích rámových desek 4, 5. Jejich počet a rozmístění však může být i jiné. V prostoru rámu 3 jsou umístěny ultrafialové zářiče 8, tj. zdroje ultrafialového světla. V představeném případě jsou ultrafialové zářiče 8 umístěny na nosných rámových tyčích 7, a sice v polovině jejich délky. Zářičů 8 však může být i více a v různých polohách, nebo pouze jeden.Giant. 1 shows a measuring device 1 for carrying out a measuring method for taking inspection images of surfaces of test plates contaminated with fluxes according to the invention. As can be seen from Fig. 1, the measuring device 1 is formed by a frame 3, which consists of a lower frame plate 4, on which the test plate 2 is placed, and an upper frame plate 5, to which the recording device 6 is attached. the upper frame plate 5 is interconnected by supporting frame bars 7 distributed evenly around the circumference of the two frame plates 4, 5. The shape of the frame plates 4, 5 is square in this case, but may be different. The number of support rods 7 in the present case is four and they are arranged in the corners of the frame plates 4, 5. However, their number and arrangement may be different. Ultraviolet emitters 8, i.e. ultraviolet light sources, are located in the space of the frame 3. In the presented case, the ultraviolet radiators 8 are placed on the supporting frame bars 7, in the middle of their length. However, there can be several radiators 8 and in different positions, or only one.

Záznamové zařízení 6, kterým může být standardní kamera nebo fotoaparát s nízkou hloubkou ostrosti, je zaostřeno na střed dolní rámové desky 4, tj. do prostoru ukládání testovací desky 2.The recording device 6, which may be a standard camera or a camera with a low depth of field, is focused on the center of the lower frame plate 4, i.e. into the storage space of the test plate 2.

Testovací deska 2, která představuje desku plošného spoje opatřenou součástkami, je provedena ze skelného materiálu, který nevykazuje fluorescenci, čímž je snadné rozlišit plochy znečištěné fluorescujícím tavidlem od zbylého povrchu testovací desky 2.The test board 2, which is a printed circuit board provided with components, is made of a glass material that does not exhibit fluorescence, whereby it is easy to distinguish areas contaminated with fluorescent flux from the remaining surface of the test board 2.

Postup měření podle vynálezu je následující:The measurement procedure according to the invention is as follows:

Na dolní rámovou desku 4 měřicího zařízení 1 je umístěna očištěná a opláchnutá testovací deska 2 tak, že plocha opatřená čipy je orientována směrem dolů. Testovací deska 2 je následně ozářena ultrafialovým světlem ze zářičů 8, čímž dojde k fluorescenci zbytků tavidla rozprostřeného po ploše testovací desky 2, což způsobí jejich barevné odlišení od základní matrice testovací desky 2. Následně je provedeno snímkování testovací desky 2 pomocí záznamového zařízení 6, kterým je provedeno snímkování testovací desky 2 pomocí záznamového zařízení 6, kterým je např. fotoaparát, nebo kamery s nízkou hloubkou ostrosti. Na počítači, na který jsou snímky odesílány, jsou následně vytvořené snímky prostřednictvím speciálního softwaru, kterým je např. program „ACC Image Analyser“, analyzovány, znečištěné plochy zvýrazněny a v závislosti na zobrazených barvách statisticky vyhodnoceny. Je výhodné začít úpravou inverze barev snímku. Výsledkem měření je údaj o kvalitě očištění testovací desky 2.A cleaned and rinsed test plate 2 is placed on the lower frame plate 4 of the measuring device 1 so that the chipped area is oriented downwards. The test plate 2 is subsequently irradiated with ultraviolet light from the emitters 8, whereby the flux residues spread over the surface of the test plate 2 fluoresce, which causes their color differentiation from the base matrix of the test plate 2. Subsequently, the test plate 2 is imaged by a recording device 6. the test plate 2 is photographed by means of a recording device 6, which is, for example, a camera or a camera with a low depth of field. On the computer to which the images are sent, the subsequently created images are analyzed using special software, such as the "ACC Image Analyzer" program, highlighted, highlighted areas and statistically evaluated depending on the displayed colors. It is a good idea to start by adjusting the color inversion of the image. The result of the measurement is an indication of the cleaning quality of the test plate 2.

Ultrafialové záření je využito z důvodu zvýraznění kontrastu mezi tavidlovými zbytky po mycím procesu, substrátem a čipy na rubové straně desky. Transparentní substrát je obvykle ze skla, a to z důvodu jeho snadné dostupnosti a proto, že nevykazuje vlastní fluorescenci. Je vhodné, aby lepidlo, jímž jsou čipy přilepeny k desce, bylo tmavé barvy, nebo bylo přidáním barviva na tmavou barvu přibarveno, pro další zvýšení kontrastu snímků. Nasnímaný obraz poté vykazuje vyšší hodnoty kontrastu než při použití jiného druhu osvětlení. Využitím této metody lze dosáhnout vyššího rozlišení a citlivosti při analyzování grafického výstupu a tedy vyšší přesnosti.Ultraviolet radiation is used to enhance the contrast between the flux residues after the washing process, the substrate and the chips on the back of the board. The transparent substrate is usually made of glass, due to its easy availability and because it does not show its own fluorescence. It is recommended that the adhesive with which the chips are adhered to the board be dark in color, or be colored to a dark color by adding a dye, to further increase the contrast of the images. The captured image then shows higher contrast values than when using other types of lighting. By using this method, it is possible to achieve higher resolution and sensitivity when analyzing the graphical output and thus higher accuracy.

Uvedená metoda a zařízení může být využíváno při vyhodnocování znečištění desek od tavidel při zkouškách prací schopnosti prací kapaliny a pracích zařízení osazených desek plošných spojů v elektronice. Umožňuje vyčíslení účinnosti praní jak z hlediska účinnosti prací kapaliny, jejího opotřebení, tak z hlediska optimálního nastavení zařízení.Said method and device can be used in the evaluation of contamination of boards from fluxes in tests of washing ability of washing liquid and washing equipment of printed circuit boards in electronics. It allows to quantify the washing efficiency both in terms of the efficiency of the washing liquid, its wear, and in terms of the optimal setting of the equipment.

Claims

5. A measuring method for taking control images of flux-contaminated test plate surfaces, using a measuring device consisting of a frame, wherein at least one ultraviolet emitter is placed in the frame space and a recording device is mounted at the top, characterized in that a cleaned and rinsed transparent test plate (2), which is irradiated with ultraviolet light from ultraviolet emitters (8) from the side facing away from the chips mounted thereon, 10 after which the test plate (2) is photographed by means of a recording device (6), after which the image is taken sends to the computer, where the contamination of the test board (2) is evaluated and determined.