Введение к работе
Актуальность темы исследования. Современные достижения в области технологии производства радиоэлектронной аппаратуры обеспечивают высокую плотность монтажа печатных плат и минимальную ширину печатных проводников. Такое положение наряду с ростом проблем надежности обусловливает необходимость дальнейшего усовершенствования методов и средств автоматического контроля качества изделий.
Изготовление фотошаблонов (ФШ) и слоев печатных плат (ПП) представляет собой сложный многостадийный технологический процесс. При изготовлении ПП одним из важнейших этапов является процесс травления. Травление печатного рисунка состоит в удалении незащищенных фоторезистом участков металлической пленки (фольги, гальванопокрытия) путем химического или электрохимического растворения. Требовага-ю к печатному рисунку определяются стнадартами и должны укладываться в определенные допуски. Несмотря на развитую технологию, прзгменяемую в производстве, нередко возникают изменения в топологии печатного рисунка, установленнего проектом, вследствие чего и появляются дефекты. Задача контроля состоит в своевременном их выявлении.
Контроль топологии слоев ПП в настоящее время осуществляется человеком-оператором с помощью различных типов микроскопов и проекторов. Однако, быстрая утомляемость операторов ведет к тому, что вероятность пропустить при контроле бракованное изделие возрастает. Кроме того, постоянно возрастающая плотность печатного монтажа и высокие требования к их качеству обусловливают необходимость разработки систем автоматизированного контроля топологии слоя ПП и, соответственно, рисунка на ФШ.
Таким образом, является актуальным создание системы автоматизированного визуального контроля топологии слоев печатных плат (СПП), ориентированная на применение ЭВМ.
Следует отметить, что системы автоматизированного визуального контроля предъявляют очень высокие требования к аппаратным средствам. Таите задачи, связанные с очень большими объемом вычислений, пока еще остаются прерогативой суперЭВМ. Однако ПЭВМ могут оказаться достаточно мощным и недорогим средством на определенных этапах решения подобных задач.
Принцип построения описываемой в работе системы основан на оптическом считывании изображения контролируемого изделия с помощью
сканирующего устройства на базе лазерной и оптоволоконной технологии и дальнейшей его обработки на ПЭВМ.
Основные задачи исследования. Задача разработки программного обеспечения системы автоматизированного контроля топологии заказных и полузаказных ПП является основной целью настоящей диссертационной работы. Для решения этой задачи проведены следующие исследования:
-
разработка математических моделей элементов топологии, а также дефектов рисунка металлизации;
-
разработка алгоритма и метода обнаружения (распознавания) дефектов с использованием их математических моделей;
-
создание программного обеспечения на базе разработанных математических моделей и алгоритмов контроля.
Научная новизна и практическая ценность работы. В процессе решения поставленных задач получены следующие новые научные результаты, которые выносятся автором на защиту.
-
Предложена обобщенная (концептуальная) математическая модель элементов и типичных дефектов СПП.
-
Разработаны иерархические математические модели элементов и основных дефектов СПП и алгоритмы их распознавания.
-
Создана программная система автоматизированнаго контроля СПП, реализованная на языке Турбо Си.
Одним из преимуществ использования вышеописанных математических моделей является существенное сокращение объема обрабатываемой информации. Разработанная автоматизированная система позволяет выявлять дефекты топоплана СПП (сужения, выступы, разрывы дорожек, и пр.) с указанием их характеристик (площади, периметра, длины контура) и координат. Использование данной системы позволяет сократить время производства и повысить эффективность выпуска полузаказных и заказных ПП.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре отдела "Информационных структур" ИВВС РАН, на семинаре в Математическом институте с ВЦ АН Таджикистана, на научной конференции "Логические интелектуальные системы обработки данных" Международного Форума по информатизации, Москва 1994 г., на семинаре Международной лаборатории проблем информационных технологий, 1995 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 научные работы.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения и описка литературы.