DE4222804A1

DE4222804A1 - Einrichtung und verfahren zur automatischen visuellen pruefung elektrischer und elektronischer baueinheiten

Info

Publication number: DE4222804A1
Application number: DE4222804A
Authority: DE
Inventors: Dinyar Sepai; Kevin R Daly; Brian L Whalen; Khanh Hong; George B Jones
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1993-04-01
Also published as: JPH05223532A; US5455870A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Prüfung bestimmter Montagekriterien, beispielsweise von Lötstellen und im ein zelnen eine Einrichtung und ein Verfahren zur automatischen visuellen Prüfung elektrischer und elektronischer Baueinhei ten bezüglich der Lötstellen an gedruckten Schaltungsträger platten mit Oberflächenmontage.

Die visuelle Prüfung einzelner Lötverbindungen zielt auf richtige mechanische (pysikalische) Eigenschaften, welche durch die Topologie der Lötverbindung und die richtige photometrische Beschaffenheit (Oberflächenbeschaffenheit) charakterisiert sind, wobei letztere wiederum durch die Re flexionseigenschaft der Lötverbindung charakterisiert ist. Automatische Prüfmaschinen nach dem Stande der Technik nehmen entweder eine Prüfung der photometrischen Eigenschaf ten oder eine Prüfung der mechanischen Eigenschaften vor, nicht jedoch beide Prüfungen. Derartige bekannte Prüfmaschi nen verwenden entweder radiographische Methoden, Röntgen- Schichtuntersuchungsmethoden, Methoden mit thermischer Re flexion, Verfahren mit einer Untersuchung des Reflexions spektrums im sichtbaren Lichtbereich, optische Methoden oder Triangulationsmethoden. Jedes dieser Prüfverfahren hat jedoch grundsätzliche Mängel, welche diese Verfahren dafür ungeeignet machen, sämtliche Prüfanforderungen zu erfüllen, die in Abschnitt 4.4 der amtlichen Prüfvorschrift "Military 004Standard MIL-STD-2000 A", nämlich der vom Verteidigungs ministerium der Vereinigten Staaten herausgegebenen Prüfvor schrift "Standard Requirement for Soldered Electrical and Electronic Assemblies" festgehalten ist. Diese Prüfvor schrift umfaßt nicht nur die Prüfung von Fehlern in den Löt verbindungen (mechanische und photometrische Eigenschaften), sondern auch die Prüfung des Zustandes der gedruckten Schal tungsträgerplatte und der darauf montierten Baueinheiten.

Radiographische Bilder stellen die Röntgendurchlässigkeits eigenschaft von Lötverbindungen dar. In der US-Patentschrift 48 09 308 ist ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, welche der Messung struktureller Eigenschaften einer fertig stellten Schaltungsträgerplatte dient, welche Lötverbindungen enthält, wobei automatische digitale Röntgen-Radiographieprü fungen in Echtzeit durchgeführt werden. Dieses Verfahren ge stattet nicht die Gewinnung einer Information über die Ober flächen-Reflexionseigenschaften oder die topologischen Ei genschaften der betreffenden Verbindung.

In der US-Patentschrift 49 26 452 ist weiter ein laminogra phisches System oder Schichtprüfungssystem zur Prüfung elek trischer Verbindungen durch Erzeugung von Querschnittsbildern der betreffenden Verbindungen angegeben, wobei diese Bilder dann durch eine rechnerunterstützte Bildanalyse ausgewertet werden. Röntgen-Laminographiebilder stellen die Durchlässig keitseigenschaft von Horizontalschnitten der betreffenden Lötverbindung dar. Eine Vielzahl von solchen Querschnitten würde die topologischen Eigenschaften der Verbindung wieder geben. Das bekannte Verfahren gestattet jedoch nicht die Überprüfung der Oberflächenreflexionseigenschaften der Löt verbindung.

Die Verfahren mit thermischer Reflexion sind aktive Prüfver fahren zur Untersuchung der kumulativen Energie nahe dem Infrarotbereich, welche von einer Lötverbindung über eine be stimmte Zeit hin abgestrahlt wird. Die US-Patentschrift 46 96 104 beschreibt ein System, welches die Qualität einer Lötverbindung unter Verwendung eines Infrarotdetektors über prüft, um die thermische Strahlung von dem erhitzten Lotma terial während der Abkühlung detektiert und ein Signal für einen Vergleich mit einem Standard-Signalverlauf liefert. Es können jedoch keine Rückschlüsse hieraus über die präzise Topologie oder die Oberflächenreflexionseigenschaften der Lötverbindung gewonnen werden, da ein Bild nicht erzeugt wird. Auch ist das Verfahren dazu ungeeignet, kleine (räumlich lokalisierte) Verunreinigungen festzustellen.

Verfahren mit optischer Triangulation liefern eine detail lierte Topologie der Lötverbindung. Eine Veröffentlichung "A Threedimensional Approach to Automatic Solder Inspection" von Sullivan S. Chen, Electronic Manufracturing, November 1988, beschreibt ein von der Firma Robotic Vision Systems Incorporated hergestelltes dreidimensionales Darstellungs system, bei dem eine optische Triangulation und Bildverarbei tungstechniken unter Verwendung von strukturiertem Licht und einer Software zur Anwendung kommen, bei der man sich theo retisches und erfahrungsmäßiges Wissen darüber, was eine Verbindung gut oder fehlerhaft sein läßt, zu Nutze macht. Keine Prüfentscheidung basiert auf absoluten Vergleichen sondern auf einer Vielzahl von Messungen und deren gegen seitigen Beziehungen. Das Verfahren gestattet aber nicht Er kenntnisse über die Reflexionseigenschaften der Verbindungen zu gewinnen. Außerdem geschieht die Ermittlung der Daten in der Weise, das man sich auf eine präzise Justierung der Ebene der gedruckten Schaltungsträgerplatte verläßt, wobei ohne diese Justierung die Darstellung der Topologie problematisch wäre.

Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 48 76 455 ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur Bestimmung der Topologie eines Ob jektes entnehmbar, das eine spiegelnde Oberfläche aufweist, wobei eine Reihe von punktförmigen Lichtquellen verwendet und die entsprechenden Reflexionen von der Objektoberfläche aus gewertet werden, um Lichtmuster zu untersuchen, welche inter pretiert werden und zur Rekonstruktion der Objektoberfläche durch Kurvenüberdeckung verwendet werden. Durch Vergleich mit Oberflächenbeschaffenheiten akzeptierter Lotverbindungen be urteilt klassifiziert ein auf Regeln basierendes System eine Lötverbindung, um festzustellen, ob sie akzeptabel ist.

In der US-Patentschrift 49 88 202 ist ein ähnliches System wie in der zuvor erwähnten Schrift behandelt, bei welchem die Oberflächenreflexionen der Lötverbindung dazu dienen, eine Darstellung der Lötverbindung entsprechend einer erweiterten Gauß'schen Bildkurve zu erzeugen, welche dann ausgewertet wird, um die Ordnungsmäßigkeit der Lötverbindung zu bestimmen. Diese bekannten Verfahren sind jedoch nicht ausreichend geeignet, um fotometrische Eigenschaften sinnvoll auszuwerten, da eine Datenbeeinflussung durch die Kurvenanpassung dazu führen kann, daß kleine Defekte übersehen werden.

Schließlich beschreibt die US-Patentschrift 46 88 939 ein Ver fahren und eine Einrichtung zur Prüfung eines Trägerchips be züglich des Vorhandenseins von lichtreflektierenden Lotkörpern unter Verwendung einer Ringlampe, einer Fernsehkamera und eines damit verbundenen Darstellungssystems zur Erzeugung eines eindimensionalen Profils der Intensität des Bildes für jedes Sichtfenster, welches dann analysiert wird, um Fehler zu entdecken, indem der Abstand und die Eigenschaften der Spitzenwerte in einem solchen Fenster geprüft werden. Dieses System macht jedoch ein hohes Auflösungsvermögen der Kamera erforderlich, um kleine Defekte feststellen zu können, was auf den eindimensionalen Prüfeigenschaften beruht. Es bestehen auch keine Möglichkeiten zur Untersuchung gedruckter Schal tungsträgerplatten, da die Prüfung nur auf Lotkuppen oder Lothöcker, d. h., auf im wesentlichen halbkugelige Oberflächen, zielt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrich tung und ein Verfahren zur automatischen visuellen Prüfung elektrischer und elektronischer Baueinheiten so auszugestal ten, daß eine Prüfung bezüglich sämtlicher Fehlerarten durch geführt werden kann, wie sie in der oben genannten Vorschrift in Abschnitt 4.4 von MIL-STD-2000 A abgehandelt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Die Erfindung umfaßt auch ein insbesondere unter Verwendung einer solchen Einrichtung durchzuführendes Verfahren. Vorteilhafte Ausge staltungen und Weiterbildungen sind in den jeweils nachge ordneten Patentansprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen werden durch die hier angegebene Einrichtung bzw. das hier angegebene Verfahren unter Verwendung eines auf das sichtbare Lichtspektrum ansprechenden Fühlers zur Untersuchung einer Lötverbindung Informationen über die Reflexionseigen schaften und auch über die topologischen Eigenschaften einer Lötverbindung gewonnen.

Es kann eine automatische visuelle Prüfung sämtlicher Lötstel len auf einer gedruckten Schaltungsträgerplatte in Oberflächen montage durchgeführt werden, wobei sämtliche Fehlerarten auf gefunden werden, die in der Prüfvorschrift MIL-STD-2000 A, Abschnitt 4, aufgeführt sind.

Weiter kann eine automatische visuelle Prüfung sowohl einer gedruckten Schaltungsträgerplatte als auch der darauf befind lichen Baueinheiten bezüglich der Fehler gemäß der zuvor ge nannten Prüfvorschrift durchgeführt werden.

Eine Einrichtung der hier angegebenen Art zur Prüfung einer elektronischen Baueinheit enthält Mittel zur Positionierung der Baueinheit während der Prüfung, eine erste Lichtquelle, die in Abstimmung auf die Positionierungsmittel oberhalb der Bau einheit angeordnet ist, um die Baueinheit zu beleuchten, weiter erste, oberhalb der ersten Lichtquelle angeordnete Fühlermittel zur Bestimmung von reflektiertem Licht aus der ersten Lichtquelle zur Gewinnung eines ersten Bildes, fernerhin eine ebenfalls in Abstimmung auf die Positionierungsmittel ober halb der Baueinheit angeordnete zweite Lichtquelle zur Be leuchtung der Baueinheit, zweite Fühlermittel, welche oberhalb der zweiten Lichtquelle angeordnet sind und zur Detektierung der Intensität von reflektiertem Licht aus der zweiten Licht quelle dienen um ein zweites Bild zu gewinnen, fernerhin Si gnalverarbeitungsmittel zur Kompensation von Ungleichförmig keiten aufgrund der ersten Lichtquelle und der ersten Fühler mittel im ersten Bild und zur Kompensation von Ungleichför migkeiten aufgrund der zweiten Lichtquelle und der zweiten Fühlermittel im zweiten Bild, wobei diese Signalverarbeitungs mittel außerdem Kompensationsmittel zur Kompensation von Schatten von der ersten Lichtquelle im ersten Bild und Um setzungsmittel enthalten, die eine zweidimensionale Inten sitätsumsetzung am ersten Bild und zweiten Bild vornehmen, um eine dreidimensionale Topographie der Baueinheit zu er zeugen, und wobei schließlich die Signalverarbeitungsmittel Analysierungseinrichtungen enthalten, welche die dreidimen sionale Topographie und die Intensität des reflektierten Lichtes zur Bestimmung des Zustandes der zu prüfenden Bau einheit analysieren. Die erste Lichtquelle kann Mittel zur Erzeugung einer Dunkelfeldbeleuchtung für die unebenen Ober flächen der Baueinheit enthalten. Die zweite Lichtquelle kann Mittel zur Erzeugung einer Auflichtbeleuchtung der ebenen Flächen der Baueinheit enthalten. Die Mittel zur Durchführung einer zweidimensionalen Intensitätsumsetzung enthalten Ein richtungen zur Umsetzung der Intensitätsinformation in eine Oberflächenwinkel-Darstellung. Die Mittel zur Durchführung einer zweidimensionalen Intensitätsübersetzung enthalten Mittel zur Durchführung einer Gradientenanalyse, Mittel zur Untersuchung der Verbindungsgrenzen eines Bauelementes, Mittel zur Detektierung einer kontrollierten Unterteilung und einer nicht kontrollierten Unterteilung sowie der Identifi zierung einer kreisförmigen Gestalt an dem ersten Bild und an dem zweiten Bild zur Gewinnung der dreidimensionalen Topographie. Die Mittel zur Analysierung der dreidimensionalen Topographie wiederum umfassen Mittel zum Vergleich der ge wonnenen dreidimensionalen Topographie mit einer bestimmten vorgegebenen dreidimensionalen Topographie. Dabei enthalten die Analysierungsmittel ein Erfahrungssystem mit einer Mehr zahl von Entscheidungspegeln oder, in einer anderen Aus führungsform, ein Erfahrungssystem mit einem neutralen Schaltungsnetzwerk. Das Erfahrungssystem stellt einen fehler haften Zustand von Lötverbindungen, Bauelementen und gedruck ten Schaltungsteilen einer Baueinheit fest.

Ein automatisches visuelles Prüfsystem der vorliegenden Art kann einen Rechner enthalten, welcher die Tätigkeit der visu ellen Prüfeinrichtung steuert. Weiter ist ein Positionierungs tisch vorgesehen, der eine Mehrzahl von Einstellungsachsen aufweist, um eine Baueinheit während einer Prüfung entsprech end einem Befehlssignal des Rechners zu positionieren. Eine Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung, die sich oberhalb der zu prüfenden Baueinheit befindet, beleuchtet die unebenen Ober flächenteile der Baueinheit und eine erste Kamera ist oberhalb der Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung montiert und nahe einer ersten Z-Achse des Positionierungstisches montiert, um eine Intensität von reflektiertem Licht von den Baueinheit her zur Gewinnung eines ersten Bildes zu detektieren. Eine Auflicht- Beleuchtungseinrichtung befindet sich ebenfalls oberhalb der zu prüfenden Baueinheit und neben der Dunkelfeld-Beleuchtungs einrichtung zur Beleuchtung der ebenen Oberflächenbereiche der Baueinheit. Eine zweite Kamera befindet sich oberhalb der Auf licht-Beleuchtungseinrichtung und ist nahe einer zweiten Z-Achse des Positionierungstisches montiert, um die Intensität von reflektiertem Licht von der Baueinheit her zur Gewinnung eines zweiten Bildes zu detektieren. Der Rechner umfaßt Sig nalverarbeitungsmittel, um das erste genannte Bild bezüglich Ungleichförmigkeiten der Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung und der ersten Kamera zu kompensieren und um das zweite Bild bezüglich Ungleichförmigkeiten von der Auflicht-Beleuchtungs einrichtung und der zweiten Kamera zu kompensieren. Die Sig nalverarbeitungsmittel enthalten Mittel zur Durchführung einer zweidimensionalen Übersetzung der Informationen des ersten Bildes und des zweiten Bildes zur Gewinnung einer dreidimen sionalen Topographie der Baueinheit und Mittel zum Vergleichen der gewonnenen dreidimensionalen Topographie mit einem vorge gebenen Kriterium einer dreidimensionalen Topographie. Weiter sind in den Signalverarbeitungsmitteln Mittel mit einem Er fahrungs- oder Begutachtungssystem enthalten, um die Ergeb nisse, welche die Vergleichsmittel liefern, zu analysieren und um einen Defekt in der zu prüfenden Baueinheit festzustellen. Die Mittel zur Gewinnung des ersten Bildes und des zweiten Bildes sind mit Mitteln zur Übertragung dieser Bildinforma tionen an den Rechner ausgestattet. Die Kompensierungsmittel enthalten auch Mittel zur Kompensation des ersten Bildes be züglich Schatten von der Dunkelfeld-Beleuchtung. Die Mittel zur Durchführung einer zweidimensionalen Intensitätsüberset zung enthalten Mittel zur Umwandlung der Intensitätsüberset zung in eine Oberflächenwinkel-Darstellung. Die Mittel zur Durchführung einer zweidimensionalen Intensitätsübersetzung enthalten Mittel zur Durchführung einer Gradientenanalyse, zur Detektierung der Verbindungsgrenzlinie eines Bauteils, einer kontrollierten Teilung, einer unkontrollierten Teilung und zur Identifizierung einer Kreisform im ersten Bild und im zweiten Bild zur Erzeugung der dreidimensional Topographie. Das Erfahrungs- oder Begutachtungssystem umfaßt eine Mehrzahl von Entscheidungsniveaus. Das Erfahrungs- oder Begutachtungs system kann auch ein neutrales Netzwerk enthalten. Das Er fahrungs- oder Begutachtungssystem bestimmt einen fehler haften Zustand von Lötverbindungen, von Bauelementen und ge drucktem Schaltungsmaterial einer zu prüfenden Baueinheit. Die Dunkelfeldbeleuchtungseinrichtung enthält eine Mehrzahl von ringförmigen Lampen. Weiter enthält das System Mittel zum einzelnen Einschalten jeder der Anzahl von ringförmigen Lampen entsprechend einem Befehlssignal, das von dem Rechner erzeugt wird. Auch enthält das System Mittel zum gleichzeitigen Ein schalten der Ringlampen in Abhängigkeit von einem von Rechner erzeugten Befehlssignal.

Bei einem Verfahren zur Prüfung einer elektronischen Bauein heit gemäß dem vorliegenden Vorschlag sind folgende Schritte vorgesehen:

- Positionieren der Baueinheit zur Prüfung durch, Positio nierungsmittel, die eine Mehrzahl von Einstellachsen haben,
- Beleuchten der Baueinheit mit einer ersten Lichtquelle,
- Detektieren der Intensität von reflektiertem Licht der ersten Lichtquelle mittels erster Fühlermittel zur Er zeugung eines ersten Bildes,
- Repositionieren der Baueinheit zur Prüfung,
- Beleuchten der Baueinheit mit einer zweiten Lichtquelle,
- Detektieren der Intensität von reflektiertem Licht von der zweiten Lichtquelle mit zweiten Fühlermitteln zur Erzeugung eines zweiten Bildes,
- Kompensieren des ersten Bildes in Signalverarbeitungs mitteln bezüglich Ungleichförmigkeiten aufgrund der ersten Lichtquelle und der ersten Fühlermittel, sowie des zweiten Bildes bezüglich Ungleichförmigkeiten auf grund der zweiten Lichtquelle und der zweiten Fühler mittel und
- Kompensieren des ersten Bildes hinsichtlich Schatten von der ersten Lichtquelle,
- Durchführen einer zweidimensionalen Intensitätsübersetzung an dem ersten Bild und dem zweiten Bild in den Signalver arbeitungsmitteln zur Erzeugung einer dreidimensionalen Topographie der Baueinheit und schließlich
- Analysieren der dreidimensionalen Topographie und der In tensität des reflektierten Lichtes in den Signalverarbei tungsmitteln zur Bestimmung des Zustandes der Baueinheit.

Der Verfahrenschritt des Beleuchtens der Baueinheit mit einer ersten Lichtquelle umfaßt die Vornahme einer Dunkelfeldbe leuchtung der Oberfläche der Baueinheit. Der Schritt der Be leuchtung der Baueinheit mit einer zweiten Lichtquelle umfaßt die Vornahme einer Auflicht-Beleuchtung der Oberfläche der Baueinheit. Die Durchführung einer zweidimensionalen Inten sitätsübersetzung umfaßt den Schritt der Umwandlung einer solchen Intensitätsübersetzung in eine Oberflächenwinkel- Darstellung. Der Verfahrensschritt der Durchführung einer zweidimensionalen topographischen Übersetzung umfaßt die Schritte der Durchführung einer Gradientenanalyse, einer Detektierung der Verbindungsgrenze eines Bauteils, einer kontrollierten Unterteilung, einer unkontrollierten Unter teilung und die Feststellung einer Kreisform in dem ersten Bild und dem zweiten Bild zur Erzeugung der dreidimensiona len Topographie. Das Analysieren der dreidimensionalen Topographie umfaßt den Schritt des Vergleiches der gewonne nen dreidimensionalen Topographie mit einem vorbestimmten Kriterium einer dreidimensionalen Topographie. Das Verglei chen der gewonnenen dreidimensionalen Topographie mit einer vorgegebenen dreidimensionalen Topographie umfaßt den Schritt des Einsatzes eines Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystems mit einer Mehrzahl von Entscheidungsniveaus. Der Schritt des Ein satzes eines Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystems umfaßt den Einsatz einer neutralen Netzwerkeinheit. Das Bestimmen des Zustandes der Baueinheit umfaßt die Prüfung des Zustandes von Bauelementen, Lötverbindungen und gedruckten Schaltungs materialien.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur auto matischen Prüfung einer elektronischen Bauein heit,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines fünf Einstell achsen aufweisenden Positionierungstisches für die Einrichtung nach Fig. 1 mit einer Dunkelfeld Beleuchtungseinrichtung und einer Auflicht-Be leuchtungseinrichtung, welche längs einer Z1- Achse bzw. einer Z2-Achse einstellbar montiert sind,

Fig. 3A und 3B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Aufsicht eines vergrößert wiedergegebenen Bereiches eines oberflächenmontierten Bauteils mit Anschlußlei tern, die über eine Lötstelle mit einem Lötpunkt auf einer gedruckten Schaltungsträgerplatte ver bunden sind,

Fig. 4A und 4B eine perspektivische Ansicht eines vergrößert wie dergegebenen Bereiches eines oberflächenmontierten, anschlußleitfreien Bauteils, das über Lötstellen mit Lötpunkten verbunden ist bzw. eine perspek tivische Ansicht eines vergrößerten Bereiches eines sich axial erstreckenden Bauelementes, das über Lötstellen mit Lötpunkten verbunden ist,

Fig. 5 ein Diagramm des reflektierten Lichtes von einer Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung, wenn deren ringförmige Lampen kontinuierlich eingeschaltet sind,

Fig. 6 ein Diagramm des reflektierten Lichtes von einer Auflicht-Beleuchtungsquelle,

Fig. 7 ein Diagramm des reflektierten Lichtes von einer Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung, wenn deren ringförmige Lampen taktweise einzeln eingeschaltet werden,

Fig. 8A und 8B zusammen zu betrachtende Flußdiagramme eines Prüf programms, das von einem Rechner innerhalb der Ein richtung gemäß Fig. 1 durchgeführt wird,

Fig. 9 ein Flußdiagramm der in Fig. 8B enthaltenen Kate gorieauswahlroutine auf Regelbasis,

Fig. 10 ein Flußdiagramm einer Regelauswahl auf der Basis der Leiterposition gemäß Fig. 9 für Bauelemente mit Anschlußleitern und axiale Bauelemente,

Fig. 11 ein Flußdiagramm einer Regelauswahl gemäß Fig. 10 auf der Basis der Anschlußleiterbiegungslage für mit Anschlußleitern versehene Bauelemente und für axiale Bauelemente,

Fig. 12 ein Flußdiagramm für eine Regelauswahl gemäß Fluß diagramm nach Fig. 9 auf der Basis der Größe eines Bauelementes für anschlußleiterlose Widerstände,

Fig. 13 ein Flußdiagramm für eine Regelauswahl gemäß Flußdiagramm nach Fig. 9 auf der Basis der Bau elementgröße für anschlußleiterlose Kondensatoren,

Fig. 14 ein Flußdiagramm für eine Datenanalyseroutine für jede der Regeln, die in dem Flußdiagramm nach Fig. 9 gewählt werden und

Fig. 15 ein Flußdiagramm für ein Erfahrungs- bzw. Begut achtungssystem entsprechend den Diagrammen nach den Fig. 8B und Fig. 14.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems 10 zur automa tischen visuellen Prüfung einer elektronischen Baueinheit 20 zur Feststellung von darauf befindlichen Fehlern mit einem fünf Einstellachsen aufweisenden Positionierungstisch 11, einem Positionierungssteuergerät 14, einer Handsteuereinheit 12 (joystick), einer Dunkelfeldbeleuchtungseinrichtung 22, einer Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 32, zwei Fühlerkameras mit jeweils zweidimensionalen Reihen von Festkörperelementen, näm lich der Kamera A24 und der Kamera B34, welche mit einer Linse 26 bzw. einer Linse 36 zusammenwirken, weiter mit einer Video-Formaterfassungseinrichtung 44, einem Rechner 46, der einen Beschleunigungsprozessor 47 und Prüfprogrammeinheiten 52 enthält, und schließlich mit einem Darstellungsmonitor 48 und einem Drucker 50, welche mit dem Rechner 46 verbunden sind. Die Dunkelfeldbeleuchtungseinrichtung 22 und die Auflicht-Be leuchtungseinrichtung 32 beleuchten die elektronische Bauein heit 20 zur Erzeugung von visuellen Bildern vermittels der Kamera A24 und der Kamera B34 und der Video-Formaterfassungs einrichtung 44, wobei diese Bilder dazu dienen, Fehler zu iden tifizieren. Der Positionierungstisch 11 richtet die zu prüfende Einheit zuerst auf die optische Achse der ersten Kamera A24 und darin auf die optische Achse der Kamera B34 aus, derart, daß ein und dasselbe zu betrachtende Gesichtsfeld bei unter schiedlichen Beleuchtungsbedingungen untersucht werden kann. Das von der Dunkelfeld Beleuchtungseinrichtung 22 ausgehende Licht beleuchtet vorzugsweise die nicht ebenen Oberflächenbe reiche, nicht jedoch vertikale Flächenbereiche für den Be trachter. Das Licht der Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 32 illu miniert vorzugsweise verhältnismäßig ebene Oberflächenbereiche. Die Bilder werden von den Prüfprogrammeinrichtungen 52 innerhalb des Rechners 46 analysiert, welcher den Beschleunigungsprozessor 47 enthält, um Fehler der elektronischen Baueinheit 20 im Bereich von Bauelementen, der gedruckten Schaltungsplatte und der Löt stellen zu erkennen. Die elektronische Baueinheit 20 enthält beispielsweise eine Anzahl oberflächenmontierter Bauelemente, etwa Bauelemente mit einer Mehrzahl von Anschlußleitern, von anschlußleiterlose Bauelemente und Bauelemente mit sich axial erstreckenden Anschlußleitern und alle Arten weiterer solcher Bauelemente, welche in der dem Fachmann bekannten Weise über Lötstellen mit der gedruckten Schaltungsplatte verbunden werden. Die Bauelemente, die Lötstellen und die gedruckten Schaltungs platten werden auf Fehler von dem automatischen visuellen Prüfsystem 10 überprüft, indem systematisch und wiederholt (zur Überprüfung der gesamten elektronischen Baueinheit 20) kleine Bereiche der elektronischen Baueinheit 20 in dem Gesichtsfeld der Kamera A24 und der Kamera B34 positioniert werden. Mit der Handsteuereinheit 12 richtet die Bedienungs person die Achsen der elektronischen Baueinheit 20 auf die Achsen des Positionierungstisches 11 unter Leitung und Über wachung durch den Rechner 46 aus. Nach dem Ausrichten geschieht das weitere Positionieren der elektronischen Baueinheit 20 automatisch durch ein Positionierungsbefehlssignal von dem Rechner 46, das an die Positionierungssteuereinheit 14 gegeben wird und das einem vorher eingegebenen Positionierungsplan entspricht, der in einer Datenbasis 129 (Fig. 8A und 8B) einer elektronischen Einheit vorhanden ist, die sich in dem Rechner 46 befindet. Die Untersuchung der elektronischen Bau einheit 20 nach Gewinnung der Bilder der Kamera A24 und der Kamera B34 vermittels Befehlen zur Video-Formaterfassungsein richtung 44 nach Übergabe der Videodaten geschieht innerhalb des Rechners 46 und des Beschleunigungsprozessors 47 an Hand der Prüfprogramme 52, die entsprechend der eingangs erwähnten Vorschrift MIL-STD-2000 A, Abschnitt 4.4, gewählt sind. Die nachfolgende Tabelle 1 führt die 15 Prüfungsarten auf, die von dem Prüfsystem 10 durchgeführt werden und außerdem sind die jeweils zugehörigen fertigungsmäßigen Variablen aufgeführt, die zu jeder Prüfkategorie gehören und mit ihr durch statis tische Prozeßsteuermonitoren mit eingebauten Markov-Modellen in Beziehung gesetzt sind.

Kategorie der automatischen Prüfung
Herstellungsvariable
Gute Lötstelle
sämtliche Variablen innerhalb der Toleranzen
Kein Bauelement	Fehler vor dem automatischen Lötprozeß
Nicht gelötete Verbindung	Lotvolumen, Druck des Lötwerkzeugs, Berührungszeit zwischen Lötwerkzeug und Lötstelle, Berührungspunkt von Lötwerkzeug am Anschluß-Leiter
Verunreinigung	Fremdkörper in Lot eingebettet, unzureichende Reinigung, zu großes Produkt Zeit/Temperatur
Kalte Lötstelle	Temperatur des Lötwerkzeugs, Wärmeübergang, Kontaktzeit zwischen Lötwerkzeug und Lot
Überhitzte Lötstelle	Temperatur des Lötwerkzeugs, Kontaktzeit zwischen Lötwerkzeug und Lot, Kontaktpunkt von Lötwerkzeug an Anschlußleiter
Unzureichendes Lot	Volumen des Lotes, Druck des Lötwerkzeugs
Zu viel Lot	Volumen des Lotes
Löcher, Leerstellen und Nadeln	Temperatur des Lötwerkzeugs, Lotvolumen
Lotüberbrückungen	Volumen des Lotes, Rückführungsgeschwindigkeit des Lötwerkzeugs, Verlagerung des Anschlußleiters
Freilegung der Faser der Schaltungsträgerplatte	Fehler vor dem automatischen Lötvorgang
Gedruckte Schaltungsplatte mit Flecken, mit Verunreinigungen, mit Schichtablösung, mit angehobenen Rändern	Fehler vor dem automatischen Lötvorgang, Fehler bezüglich Produkt von Zeit und Temperatur des Lötwerkzeugs oder mangelhafte Reinigung
Verkohlungen	Temperatur des Lötwerkzeugs, Wärmeübergang
Anschlußleiter verlagert, Anschlußleiter verwirrt	Falsche Positionierung von Anschlußleiter, Teilebewegung während des Lötvorgangs
Weitere Defekte: Brüche, Risse keine Benetzung, mangelhafte Benetzung, Risse in der durchgehenden Beschichtung @	Herstellungsvariable, die nicht unmittelbar in Regeln gefaßt sind.

Es sei nun auf die Fig. 3A und 3B Bezug genommen. Fig. 3A zeigt einen Anschlußleiter 82 für ein mit solchen Anschlußleitern versehenes Bauelement 60, das über eine Lötstelle mit einen Löt punkt 66 auf einer gedruckten Schaltungsplatte 68 verbunden ist. Die Inspektion der resultierenden Lötverbindung oder Lötstelle 64 zwischen dem Anschlußleiter 62 und dem Lötpunkt 66 betrifft in erster Linie den Fußbereich 70 des Anschlußleiters 62. Der Fußbereich 70 liegt flach auf dem Lötpunkt 66 auf, so daß charakteristischerweise nur eine geringe Menge von Lot notwen dig ist, um eine ordnungsgemäße Verbindung herzustellen. Eine meniskusartige Lotausfüllung 72 ist unter dem Fußbereich 70 heraus an den Seiten und an der Rückseite des Fußbereiches 70 hervortretend erkennbar. Der Teil der meniskusartigen Lotaus füllung 72 an der Vorderseite des Fußbereiches 70 des Anschluß leiters 62 ist als Fußspitze 74 zu bezeichnen. Der Teil der Lotausfüllung 72 an der Rückseite des Fußbereiches 70 wird als Absatz 78 bezeichnet. Weitere Definitionen für Lotverbindungen lassen sich der erwähnten Prüfvorschrift MIL-STD-2000A ent nehmen. Fig. 3B zeigt eine Aufsicht auf den Anschlußleiter 62 und seiner Lotverbindung zu dem Lötpunkt 66.

Nunmehr seien die Fig. 4A und 4B näher betrachtet. Fig. 4A zeigt ein anschlußleiterfreies Schaltungsbauelement 80, das über eine Lötstelle 86 an einem Ende mit einem Lötpunkt 82 verbunden ist und über eine Lötstelle 88 am anderen Ende mit einem Löt punkt 84 Verbindung hat. Fig. 4B zeigt ein axial verlaufendes Bauelement 90 mit zwei Anschlußleitern 92 und 94, von denen der Anschlußleiter 92 an einem Lötpunkt 98 angelötet ist, so daß eine Lötstelle 100 entsteht, und von denen Anschlußleiter 94 an einem Lötpunkt 96 angelötet ist, so daß eine Lötstelle 102 entsteht.

Man nehme nun wieder Fig. 1 und 2 zur Hand. Die elektronische Baueinheit 20 weist charakteristischerweise eine Mehrzahl von Bauelementen, beispielsweise solche, wie sie in den Fig. 3A, 3B, 4A und 4B dargestellt sind, auf, und ist an dem fünf Einstell achsen aufweisenden Positionierungstisch 11 angeordnet, der einen linear in Richtung der X-Achse verschiebbaren Teil 16, einen linear in Richtung der Y-Achse verschiebbaren Teil 15, einen zur Ausführung einer Drehung geeigneten Teil 18, einen Schlitten 19 zur linearen Bewegung der Kamera A24 in Richtung einer Z1-Achse und einen Schlitten 21 zur Bewegung der Kamera B34 linear in Richtung einer Z2-Achse oberhalb der Untersuchungs ebene für die elektronische Baueinheit 20 enthält. Die Teile 16 und 15 zur Bewegung in X-Achsenrichtung bzw. in Y-Achsen richtung gestattet es, sämtliche Bauteile in das Gesichtsfeld der Kamera A24 und der Kamera B34 zu bringen. Der drehbare Teil 18 zur Winkelpositionierung dient zum Ausrichten (vorberei tende Arbeit vor dem automatischen Prüfen der elektronischen Baueinheit) der Koordinaten der gedruckten Schaltungsplatte auf die X-Koordinate und die Y-Koordinate der Positionierungstisch teile 16 und 15, die ihrerseits wieder auf die Fühlerachsen der Kameras A24 und B34 ausgerichtet sind. Die beiden Kameras sind auf die Tischebene der elektronischen Baueinheit 20 ver mittels der längs der Z1-Achse bzw. Z2-Achse verschiebbaren Schlitten 19 und 21 des Positionierungstisches 11 fokussiert, da die Kameralinsen eine feste Brennweite haben. Die Genauig keit der Fokussierung der Kameras 24 und 34 auf die Prüfungs ebene der elektronischens Baueinheit 20 ist gegenüber Schwan kungen der Höhe der Prüfungsebene aufgrund der Tiefenschärfe der Linsen 26 und 36 unempfindlich. Im vorliegenden Ausführungs beispiel ist der Positionierungstisch 11 ein Produkt, das von der Firma New England Affiliated Technologies of Lawrence, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika, hergestellt wird. Der in X-Achsenrichtung bewegbare Teil 16 enthält einen 508 mm linear auf Luftlagern bewegbaren Tisch mit einem schleifring losen linearen Servomotor und einem 1-µm-Linearstellungsgeber. Der in Y-Achsenrichtung bewegbare Teil 15 enthält einen über 483 mm auf Luftlagern linear bewegbaren Tisch, ebenfalls mit linearem, schleifringlosem Servomotor und einem 1 µm-Linear stellungsgeber. Die in Z1-Achsenrichtung bzw. Z2-Achsenrich tung bewegbaren Schlitten 19 und 21 enthalten jeweils über 152 mm linear bewegbare Präzisionssupports mit Kreuz-Rollen lagerung und einem schleifringlosen Servomotor, der jeweils mit einer Leitspindel geringer Steigung gekuppelt ist. Der drehbare Teil 18 ist ein unter der Bezeichnung Model RT-12-SM auf dem Markt erhältliches Bauteil mit einem Laser-Drehmelder mit Einheiten von 16 Bogensekunden. Die Positionierungstisch- Steuereinheit 14 ist ein im Handel unter der Bezeichnung Model NEAT 310B erhältliches Gerät mit einer RS-232 Interface einheit für jede der fünf Einstellachsen. Die Befehls- und Steuersignale für die Positionierungstisch-Steuereinrichtung 14 werden von dem Rechner 46 erhalten, der geeignete Signale zur Verfügung stellt, um die gewünschten Positionen innerhalb des Gesichtsfeldes der Kameras zu erreichen.

Die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung 22 befindet sich unter der zweidimensionalen Reihe von Festkörperbauelementen zur Verwirklichung der Kamera A24, die an dem in Z-Achsenrichtung beweglichen Schlitten 19 des Positionierungstisches 11 (Fig. 2) gehaltert ist, und die Linse 26 ist an der Kamera A24 befestigt. Die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung 22 ent hält vier ringförmige Lampen 28, die zur Bildung eines Beleuch tungszylinders übereinandergestapelt sind, wobei diese Lampen durch eine Spannungsquelle 30 mit Energie beaufschlagt werden, was in Abhängigkeit von einem Steuersignal 43 geschieht, das von der Video-Formaterfassungseinrichtung 44 bezogen wird. Jede der ringförmigen Lampen 28 kann dauernd eingeschaltet werden, es ist jedoch auch möglich, die Lampen impulsweise durch takt weise Energiezufuhr jeweils einzeln einzuschalten, indem die Spannungsquelle 30 in Abhängigkeit von Steuersignalen 43 dazu veranlaßt wird, die taktweise Lampenschaltung zur feineren topologischen Auflösung der Reihe nach zu betätigen. Wenn die ringförmigen Lampen 28 dauernd durch entsprechende Verbindung mit der Spannungswelle 30 eingeschaltet werden, so ist am Aus gang der ringförmigen Lampen 28 eine konstante Lichtstromdichte oder Beleuchtungsstärke festzustellen, nachdem diese durch einen Fotowiderstandsfühler (nicht dargestellt) überwacht wird. Dieser Fotowiderstandsfühler ist Bestandteil eines Regelkreises für die Spannungsquelle 30 und reguliert die Leistung, die zu den ringförmigen Lampen 28 gelangt. Die Dunkelfeld-Beleuchtungsein richtung 22 bestrahlt Oberflächen des Prüflings zwischen 10° und 45°, wenn sämtliche vier ringförmigen Lampen dauernd eingeschaltet sind, wie in Fig. 5 dargestellt ist und in Tabelle 2 behandelt ist, wobei die Gradangaben sich auf die Parallelebene zu der Kamera beziehen, um ein Bild zu erhalten, das durch die Prüfprogramme 52 weiter behandelt wird. Die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung 22 beleuchtet weiter reflektierende Oberflächen zwischen 10° und 45° bei taktweise eingeschalteten Ringlampen der Anordnung von Ring lampen 28 wie in Fig. 7 und in Tabelle 3 aufgezeigt ist, so daß weitere Bilder erhalten werden, die ebenfalls durch die Prüfpro gramme 52 ausgewertet werden.

Tabelle 2

taktweise ringförmige Lampe
Oberflächenwinkel, die mit hoher Intensität beleuchtet werden
Lampe 1
36° bis 45°
Lampe 2	27° bis 36°
Lampe 3	18° bis 27°
Lampe 4	10° bis 18°

Die Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 32 befindet sich unter der Kamera B34, die aus einer zweidimensionalen Reihe von Festkör perbauelementen gebildet ist und an den in Z2-Achsenrichtung be wegbaren Schlitten 21 des Positionierungstisches 11 (Fig. 2) mon tiert ist und die Linse 36 ist an der Kamera B34 befestigt. Die Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 32 enthält eine Lampe 42 die Licht über ein Faser-Lichtleiterkabel 41 an einen teilreflek tierenden Spiegel 38 liefert, der vor der Linse 36 angeordnet ist. Außerdem wird Licht über das Faserlichtleiterkabel zu einer mini aturisierten Faseroptik-Ringleuchte 40 geliefert, die unter dem teilweise reflektierenden Spiegel 38 vorgesehen ist. Die Auflicht- Beleuchtungseinrichtung 32 beleuchtet Oberflächenbereiche, die nahezu parallel zu der Sensorebene oder Detektorebene orientiert sind, wie in Fig. 6 und in Tabelle 2 festgehalten ist (d. h., plus oder minus 100° Toleranz relativ zur Ebene parallel zur Kamera ebene, wodurch Herstellungsungleichmäßigkeiten der Lötverbindungen berücksichtigt werden), um ein Bild zu erhalten, das durch die Prüfprogramme der Einheit 52 ausgewertet wird. Der bevorzugte Abstand der Auflicht-Beleuchtungseinrichtung vom Prüfling im Be trieb muß groß sein, um die Aufgabe dieser Beleuchtungseinrichtung erfüllen zu können, d. h., flache Oberflächenbereiche zu beleuchten. Das Gesichtsfeld der beiden Kameras A24 und B34 wird bei unter schiedlichen Abständen vom Prüfling gleich gemacht, was durch Zoom-Linsen erreicht wird. Die sich ergebende Verminderung der Beleuchtungsstärke an der elektronischen Baueinheit 20 wird dadurch berücksichtigt, das entweder die Ausgangsenergie der Lampe 42 erhöht wird, indem der Video-Verstärkungsgrad der Kamera 34 erhöht und ein Dunkelsignal-Halteimpuls des Video- Formaterfassungsgerätes 44 erhöht wird, um proportional die scheinbare Erhöhung des Dunkelsignals aufgrund der Änderung der Videoverstärkung abzuschwächen, indem die Änderung der Bildintensität durch Herabsetzung der Schwellwerte software mäßig während der Analyse durch die Prüfprogramme 52 berück sichtigt wird oder indem von den Prüfprogrammen 52 eine Software-Verstärkungskorrektur je Bildelement vorgenommen wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Kameras A24 und B34 die Gestalt von Geräten der Bezeichnung Model IM 640, er hältlich von Firma Pulnix Amerika, Incorporated, Sunnyvale, Californien, Vereinigte Staaten von Amerika. Die Linsen 26 und 36 werden von Firma D.O. Industries, East Rochester, New York, Vereinigte Staaten von Amerika unter den Bezeichnungen 1-6000 (6.5 x Zoom), 1-6010 (Coupler), 1-6015 (1X Adapter), 1-6030 (2X Adapter) hergestellt. Die Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung 22 enthält die Kombination von ringförmigen Lampen 28, welche von Firma Stocker & Yale Inc., Beverly, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika, unter der Bezeichnung S & Y 9-110 erhältlich sind und die linearen Fluoreszenzlampen, die in der Anordnung ringförmiger Lampen 28 integriert sind, sind von der Firma JKL Components Corporation of Pacoima, Californien, Vereinigte Staaten von Amerika unter der Bezeichnung BF 650 erhältlich. Die Spannungsquelle 30 für die ringförmigen Lampen ist ein Ge rat mit der Bezeichnung Model FL 0664-4, hergestellt von Firma Mercron of Richardson, Texas, Vereinigte Staaten von Amerika. Der Parallellichtreflektor 38 ist das Model D & O Collimated Source, hergestellt von Firma D.O. Industries of Last Rochester, New York, Vereinigte Staaten von Amerika. Die miniaturisierte Faseroptik Ringlichtquelle 40 kann von eben dieser Firma unter der Bezeichnung D & O T-Q/ AN- 3 bezogen werden. Die Lampe 42, eine Halogenlampe, ist eben dort unter der Bezeichnung TQ/FOI-1 er hältlich.

Das Video-Formaterfassungsgerät 44 empfängt und digitalisiert die von den Kameras A24 und B34 aufgenommenen Bilder und überträgt diese Informationen zu dem Rechner 46 über ein Klein rechner-Interfacebus zur Weiterverarbeitung mittels der Prüf programme 52. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Video-Formaterfassungseinrichtung 44 ein Gerät mit der Bezeich nung DSAM FGM hergestellt von Firma Analogic of Peabody, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika. Der Rechner 46, welcher den Darstellungsmonitor 48 enthält, wird vorliegend durch das Gerät SPARC STATION 2, 4/75 GT-16-P40 verwirklicht, das durch die Firma Sun Microsystems, Mountain View, Californien, Vereinigte Saaten von Amerika, hergestellt wird. Ein innerhalb des Rechners 46 über ein Kleinrechnerinterfacebus verbundener Beschleuniger ist apperativ durch das Gerät SKYSTATION ver wirklicht, hergestellt von Firma Sky Computers, Inc., Chelmsford, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika. Der Farbdrucker, der an den Computer 46 über ein Kleinrechner- Interfacebus angeschlossen ist, hat die Gestalt des Gerätes CH5000 der Firma Seiko Instrument, San Jose, Californien, Ver einigte Staaten von Amerika.

Es sei nun auf die Fig. 8A und 8B Bezug genommen. Der Rechner 46 und der Beschleunigungsprozessor 47 führen die Prüfprogramme 52 durch, um die Bilder auszuwerten, die von den Kameras A24 und B34 erhalten werden. Auf die Bildgewinnung 110, bei welcher die Lötstellenbilder von den beiden Kameras 24 und 34 bei 112 ge speichert werden, wird eine Korrektur 114 bezüglich Ungleich förmigkeiten der Beleuchtung und der Kameras an den Bildern durch geführt, so das bei 116 ein störungskorregiertes Bild erzeugt wird. Dieser Verfahrensschritt bedeutet eine Korrektur von Störungen gleichbleibenden Musters, was eine Korrektur der Un gleichförmigkeit des Kamera-Dunkelsignals je Pixel, ermittelt aus dem Mittelwert mehrerer Bilder bei ausgeschalteter Beleuch tung, umfaßt und was ferner eine Korrektur der kombinierten Kameraanordnung bezüglich der Ungleichförmigkeit und auch der Beleuchtungsungleichförmigkeit umfaßt, welche durch einen Mit telwert von Bildern ermittelt werden, die bei gleichförmiger Objektbestrahlung mit niedriger Beleuchtungsstärke gewonnen werden. Die Korrekturausdrücke sind wegen konstanter Integra tionszeit, konstanter Lichtstromdichte, konstanter Kameratem peratur und stabiler elektrischer Charakteristik des Prüfsys tems 10 gültig. Die Korrekturausdrücke je Bildelement oder Pixel sind Subtraktionsausdrücke für jedes Pixel innerhalb des Bildes zur Normalisierung der Ungleichförmigkeitbeiträge des Dunkelsignals, und sind Produktausdrücke für jedes Pixel innerhalb des Bildes zur Normalisierung des Kamera-Verstär kungsgrades sowie der eingehenden Fehler aufgrund der Ungleich förmigkeit der Beleuchtung.

Als nächstes wird bei 118 an den störungskorregierten Bildern aus der Verfahrensstation 116 eine Schattenkorrektur durchge führt, um bei 120 ein schattenkorregiertes Bild zu gewinnen. Bei der Beleuchtung werden Schatten auf die Prüfebene der elek tronischen Baueinheit 20 geworfen. Die Fläche des Schattens hängt von der Höhe der oberflächenmontierten Bauteile auf der elektronischen Baueinheit 20 ab. Wenn oberflächenmontierte Bauteile sich in der von einem Schatten eingenommenen Fläche befinden, dann wird die erwartete Reflexion des Flächenbe reiches herabgesetzt. Wenn oberflächenmontierte Bauteile gleicher Höhe nebeneinander liegen, dann geht der Schatten in alle Richtungen unter gleichförmiger Verminderung der Reflexion über das gesamte Gesichtsfeld der Kamera hin. Kleine ober flächenmontierte Bauteile in der Nachbarschaft großer ober flächenmontierter Bauteile werfen Schatten, die in eine Richtung gehen. Ein in eine Richtung gehender Schattenwurf auf eine Lötstelle hat eine ausgeprägte Diskontinuität des reflek tierten Lichtes von einer bestimmten Fläche der Lötverbindung aus.

Die Feststellung von in alle Richtungen gehenden Schatten ist aufgrund der Abwesenheit von Schatten möglich, die aus der Auffeld-Beleuchtungseinrichtung 32 resultieren. In alle Rich tungen gehende Schatten beeinflussen nur Objekte in der Dun kelfeld-Beleuchtungseinrichtung 22. Eine folgliche Reduktion der Intensität der Bilder, die unter Dunkelfeldbeleuchtung bei in alle Richtungen gehenden Schatten erhalten werden, führt dazu, daß die Prüfprogramme 52 die Lötverbindungen, welche der Prüfung unterzogen werden, auf der Grundlage von Flächen gerin gen Reflexionsvermögens zurückweisen, was auf Temperatur Ab normalitäten beim Herstellungsprozeß hinweist. Die Bedingungen, welche zu in alle Richtungen gehenden Schatten führen, werden an Hand einer Information gewertet, die in der Datenbasis 129 für die gedruckte Schaltungsträgerplatte bereit gehalten ist. Für ein bestimmtes Gesichtsfeld auf dem Prüfling in Gestalt der elektronischen Baueinheit 20 wird die Datenbasis 129 auf die Nähe der Bauteile gleicher Höhe überprüft, die beim Prüfpro gramm 52 bezüglich des Vorhandenseins in alle Richtungen gehen der Schatten auffällig wird. Die Prüfprogramme 52 vergleichen den relativen Unterschied der Reflektivität des Bildes bei Dunkelfeldbeleuchtung und bei Auflicht-Beleuchtung. Da nur die Bilder bei Dunkelfeldbeleuchtung beeinflußt werden, ist die Reflektivität der Lötstelle im Vergleich zu den Verhältnissen bei Auflicht-Beleuchtung niedriger. Der relative Unterschied der Reflexion entspricht der Größe des in alle Richtungen gehenden Schattenwurfes. Das Bild bei Dunkelfeldbeleuchtung wird proportional durch Anwendung eines Software-Verstärkungs faktors je Bildelement des gesamten Gesichtsfeldes korrigiert. Wenn jedoch der relative Unterschied der Intensität des Bildes aufgrund der Dunkelfeldbeleuchtung und des Bildes aufgrund der Auflichtbeleuchtung vernachlässigbar ist, so geschieht keine Korrektur des Verstärkungsfaktors.

Die Feststellung in eine Richtung gehender Schatten ist eben falls möglich, und zwar aufgrund des Fehlens von Schatten, die bei der Auflicht-Beleuchtung (Einrichtung 32) entstehen. Ein Vergleich der Bilder aufgrund der Dunkelfeldbeleuchtung und der Auflichtbeleuchtung gemäß Tabelle 2 führt daher das Vorhanden sein eines Schattens auf eine mäßig steile Oberfläche (10° bis 45°) zurück. Die beleuchtete Fläche in dem Bereich des Schattens hat niedrige Reflexionsintensität, was normalerweise zur Zurückwei sung als Diskontinuität des Intensitätverlaufes führen würde. Wenn die Diskontinuität einer Art ist, die auf einen Lötstellen bruch oder einen Haarlinien-Verunreinigungsbereich (d. h., schmaler Bereich der Diskontinuität) hinweist, dann wird die Löt stelle als fehlerhaft zurückgewiesen. Schattenwürfe nehmen aber im allgemeinen große Flächenbereiche ein und da die Kenntnis über die Nähe eines Bauteil größerer Höhe vorhanden ist (diese Kenntnis wird von der Datenbasis 129 bezogen), kann von einer mit niedriger Intensität beleuchteten Fläche (Halbschattenbereich innerhalb des Gebietes) einer zu prüfenden Lötverbindung auf die Tatsache ge schlossen werden, daß sie sich innerhalb des benachbarten Inten sitätsprofils der Lötverbindung (außerhalb Halbschattenbereiches) befindet, vorausgesetzt, daß der Bereich niedrige Intensität so wohl in der Dunkelfeldbeleuchtung als auch in der Auflichtbe leuchtung hat, wie in Tabelle 2 angegeben ist.

Es sei weiterhin Fig. 8A behandelt. Das schattenkorrigierte Bild bei 120 wird innerhalb vorbestimmter Bereiche der Lötverbindung auf gleichförmige räumliche Intensitätsverteilung überprüft. Dies geschieht durch eine Schwellwertkorrektur bei einer Mehrzahl von Grautönen und durch eine Intensitätsübersetzung von dem zwei dimensionalen Bild zur dreidimensionalen Topologie bei 122, wo schwellwertüberprüfte Bilder 124 erhalten werden. Dieser Schritt wird in der Weise ausgeführt, daß Grenzwertvergleiche der zwei dimensionalen Grautonskala des Bildes innerhalb vorbestimmter Grautonwerte durchgeführt werden. Das Bild wird in eine binäre Darstellung für eine Vereinfachung der Analyse übersetzt (eine logische 1, wenn die Intensität innerhalb des vorgegebenen zwei dimensionalen Grauskalabereiches liegt und eine logische 0, wenn die Intensität sich nicht innerhalb dieses Bereiches befindet). Innerhalb eines zweidimensionalen Grauton-Intensitätsbereiches bedeutet die Information einen dreidimensionalen Oberflächen winkel relativ zur Richtung des einfallenden Lichtes und auch des reflektierten Lichtes senkrecht orientierten Ebene) und dies bildet die Basis der Übersetzung von dem zweidimensionalen Inten sitätsprofil zur dreidimensionalen Oberflächenbeschreibung. Von der Reflektivität der Oberfläche (Schwellwert bezüglich der zwei dimensionalen Grautonwerte in einem bestimmten Intensitätsbereich) wird auf die räumliche Verteilung des Oberflächenwinkels der reflektierenden Flächen geschlossen. Drei Grauton-Schwellwert- Intensitätsbereiche, die gleichmäßig über die Grautonskala des zweidimensionalen Bildes verteilt sind, werden vorgesehen und dazu verwendet, zu entscheiden, ob eine Lötverbindung fehlerhaft ist. In bestimmten Anwendungsfällen kann es notwendig sein, wei tere Grauton-Intensitäts-Schwellwertbereiche des zweidimensiona len Bildes vorzusehen, um mit größerer Präzision eine Lötstelle einer bestimmten Fehlerkategorie zuzuordnen. Da eine bestimmte Auflösung der Oberflächenwinkelinformation eine Funktion des Winkels der einfallenden Beleuchtung ist, muß man, um Oberfläch enwinkel im Bereich zwischen 100 bis 45° gemäß Fig. 7 und Tabel le 3 aufzulösen, die ringförmigen Lampen 28 nacheinander ein schalten. Ein Bild muß für jeden Winkel des Lichteinfalls er mittelt werden, der sich bei einem bestimmten Einschaltzustand ergibt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde allerdings auf die taktweise Schaltung der ringförmigen Lampen 28 ver zichtet. Es wurde davon ausgegangen, daß eine ausreichende In formation dadurch erhalten wird, daß die Lötverbindungen als flach (0° bis 10°), mäßig steil (10° bis 45°) und sehr steil (45° bis 90°) klassifiziert wurden. Beim vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel stellen also alle Winkelflächen zwischen 10° und 45° innerhalb der Prüfprogramme 52 eine Winkelebene dar. Die räumliche Neigung der Lotausfüllung wird durch die Breite der zweidimensionalen binären Bilddarstellung der einer Schwellen wertprüfung unterzogenen Punkte hoher Intensität bestimmt. Die Breite des Bereiches der Punkte hoher Intensität von dem Rand der Grenzlinie des Anschlusses der Bauelemente wird linear interpo liert (Interpolation erster Ordnung), um die räumliche Neigung der Lotausfüllung zu messen und so einen räumlichen Kontaktwin kel zwischen der Lotausfüllung und dem Lötpunkt der Schaltungs trägerplatte zu bestimmen. Ebenso wird der räumliche Winkel zwischen der Lotausfüllung und dem Anschluß zu dem betreffenden Bauelement ermittelt. Das Auftreten von zuviel Lot und der Fehler einer kalten Lötstelle, welche durch eine konvexe Lot leiste oder Lotausfüllung charakterisiert sind, werden durch Punkteigenschaften der Lotstellentypen bestimmt. Lötstellen mit zuviel Lot haben halbkugelige topologische Bildcharakter istiken. Lötstellen mit zuviel Lot zeigen nicht feststellbare oder unterscheidbare Übergangs-Grenzlinien und die Ausdehnung binärer schwellwertgeprüfter Daten ist bei Dunkelfeldbeleuch tung im Bild zu groß, wobei sich nur kleine sichtbare Ober flächenbereiche ergeben, wenn eine Analyse unter Auflicht durch geführt wird. Kalte Lötstellen haben einen abrupten Winkelüber gang zwischen dem Lötpunkt auf der Schaltungsträgerplatte und der Lotausfüllung. Die Lotausfüllung oder Lotleiste bei der kalten Lötstelle hat ebenfalls halbkugeliges Profil. Die Lot ausfüllung ist sehr steil und stellt sich daher als ein Bereich niedriger Reflexionsintensität sowohl bei Dunkelfeldbeleuch tung als auch bei Auflichtbeleuchtung dar. Derartige Bereiche werden mit Schattenbereichen nicht verwechselt, was zum einen auf der Ausdehnung der Lotfüllung der kalten Lötstelle und zum anderen auf den Bedingungen beruht, die auf das Vorhandensein von Schatten schließen ließen, welche durch den Beobachtungs plan der gedruckten Schaltungsträgerplatte in der Datenbasis 129 vorgegeben sind.

Es sei weiterhin auf Fig. 8A Bezug genommen. Die bezüglich der Schatten korrigierten Bilder bei 120 erfahren auch eine Gradien ten-Bildverarbeitung bei 126, woraus gradientenverarbeitete Bilder bei 128 entstehen. Für die Feststellung von Kanten inner halb eines Bildes, beispielsweise von geraden Linien, die durch die Umrisse von Bauelementen erzeugt werden, wird bei dem vor liegenden Ausführungsbeispiel ein klassischer Gradientendetek tierungsalgorithmus bei der Bildverarbeitung durchgeführt (Sobel- Operator, angewendet auf das schattenkorregierte Bild 120), wobei ein umfassender Operator auf das ursprüngliche Grautonbild ange wendet wird. Bildverarbeitungsalgorithmen zur Gradientenerfassung sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der Veröffent lichung "Digital Image Processing" von William K. Pratt, John Wiley and Sons, zweite Ausgabe 1991, beschrieben.

Es sei nunmehr Fig. 8B betrachtet. Die bezüglich Gradienten ver arbeiteten Bilder von 128 und die Information der Datenbasis 129 über die gedruckte Schaltungsplatte werden zu einer Station 130 gegeben, welche der Detektierung von Bauteil-Verbindungsgrenz linien dient und welche eine Information 132 erzeugt, welche die Lage einer Bauteilverbindungsgrenzlinie angibt. Vorliegend versucht ein Schablonenanpassungsoperator eine beste räumliche Lage an einem Objekt bekannter Abmessungen zu suchen. Diese Technik dient zur Ortung der Bauteil-Verbindungsgrenzlinie bei 132. Da Anschlußleiter freie Bauelemente und Bauelemente mit Anschlußleiter mit bekannter Toleranz gefertigt werden, reicht die Kenntnis der Aus richtung des Bauelementes und der Dimensionen des Bauelementes dazu aus, die Basis für eine Schablone zu bilden (d. h. eine theo retische Abschätzung der Dimensionen des Objektes). Der Umriß des Schablonenbereiches wird durch die bezüglich des Gradienten ver arbeiteten Bilder bei 128 ausgeleuchtet und demgemäß werden die Abmessungen des Umrisses der Schablone zweidimensional ausge wertet, um den wahrscheinlichsten Fall für die Lage der Bauteil verbindungsgrenze bei 32 zu ermitteln. Die Verbindungsgrenzlinien lage von 32 wird sowohl der Prüfung der kontrollierten Untertei lung als auch der Histogrammanalyse in vorbestimmten Fenstern 134 und der Kategorieauswahl auf Regelbasis in 150 zugeleitet.

Wie weiterhin aus Fig. 8B zu ersehen ist, wird die Information über die Lage der Bauteil-Verbindungsgrenzlinie von 132 zusam men mit den schwellwert bearbeiteten Bildern 124 durch die Prü fung mit kontrollierter Teilung und durch die Histogramm- Analyse in den vorbestimmten Fenstern 134 verarbeitet, um die Daten 136 bezüglich kontrollierter Teilung zu erhalten. Die kontrollierte Teilung ist die Behandlung vom Anwender definierter Bereiche (bestimmt bezüglich Lötpunkt, Bauelementverbindungsgren ze und Lotvolumen) und die mathematische Beschreibung der Bereiche. Innerhalb eines definierten Bereiches wird eine Messung, darge stellt als Pixel-Intensitätshistogramm, errechnet. Die Ergebnisse der Pixel-Intensitätsbestimmungen innerhalb der Fläche werden als Histogramme dargestellt. Die Histogramme werden für einen Bereich von Grauton-Intensitätsniveaus in Spalten und Zeilen erzeugt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Pixel-Intensitäten als die Anzahl aneinandergrenzender Pixel innerhalb eines Inten sitätsbereiches für eine bestimmte Spalte und Zeile einer vom Be nutzer bestimmten Fläche analysiert. Diese Daten bestimmen die Ge stalt, den Umriß und die Gleichförmigkeit der Lotausfüllungen. Die Unterteilungsmethode ermöglicht eine aussagekräftige Beschrei bung der Lötstelleneigenschaften mit Ausnahme einiger weniger Merkmale, welche einer zweidimensionalen Beschreibung bedürfen und dies sind kreisförmige Merkmale. Die Daten der kontrollierten Unterteilung bei 136 werden zur Kategorieauswahl auf Regelbasis 150 geführt.

Es sei weiterhin Fig. 8B betrachtet. Parallel zu den Daten der kontrollierten Segmentation oder Unterteilung 136 werden die schwellwert bearbeiteten Bilder 124 einer Zusammenhangsanalyse 142 mit unkontrollierter Segmentation der Unterteilung zugeführt. Die binäre Bildinformation wird mathematisch durch die Durchführung einer Zusammenhangsanalyse beschrieben. Bei diesem Vorgang werden sämtliche Punkte des Bildes in einander gegenseitig einschließende Elemente geordnet. Einschließende Punkte des Bildes sind solche, die durch benachbarte Punkte gleicher Intensitätswerte verbunden sind. Ein Objekt ist als derjenige Bereich definiert, dessen Umriß einen Übergang von Intensitätswerten darstellt. Dieser Vorgang von einer Markierung von Objekten resultiert in einer end lichen Anzahl von Objekten. Jedes Objekt ist charakterisiert durch seine räumliche Lage, seinen Umriß, seine Fläche, seine Kompaktheit, seine Länge und Breite, die Anzahl von Objekten, die von dem betreffenden Objekt umfaßt werden (die Anzahl von Objekten innerhalb des Objektes also), und die Nähe des Objektes zu anderen Objekten. Die Objektverbindungsdaten dienen zur Er mittlung der Gleichförmigkeit der Lotausfüllungen; des Vorhan denseins von Verunreinigungen, als Maß für die Struktur der Löt stelle (zu rauhe Oberflächen sind durch eine erhöhte Dichte von Objektmarkierungen innerhalb eines Bereiches gekennzeichnet, während im allgemeinen die Objekte ihrer Art nach in hohem Maße kompakt sind). Die Resultate der unkontrollierten Unterteilung bei 144 werden zur Kategorieauswahl auf Regelbasis 150 und zur Identifizierung 146 von Kreismerkmalen geführt. In hohem Maße kompakte Bildelemente oder Objekte wie sie bei 144 durch un kontrollierte Segmentation datenmäßig gewonnen werden, haben charakteristischer Weise eine kreisförmige Gestalt und kreis förmige Merkmale sind ein Anzeichen für Lotfehler, beispiels weise Löcher, Leerräume und Nadeln. Die Kreisformidentifizie rung 146 prüft Objektkandidaten auf kreisförmige Merkmale, die innerhalb einer vorbestimmten Größe liegen, welche durch den Benutzer als für einen Fehler charakteristisch festgelegt wird. Die resultierenden Kreisformkandidaten 148 werden zur Kategorie auswahl 150 auf Regelbasis geführt.

Jedes Bauelement auf einer elektronischen Baueinheit 20 hat eine definierte Baugröße und Toleranz. Zusätzlich ist bei jeder Art von Bauelementen eine Prüfung nach vorbestimmten Kriterien vorgesehen, wie sie beispielsweise in Prüfvorschrift MIL-STD 2000A aufgeführt sind. Die Kategorieauswahl auf Regelbasis 150 enthält eine Mehrzahl von Regelsätzen für die verschiedenen Bau elemente auf einer gedruckten Schaltungsplatte 68 (Fig. 3A einer elektronischen Baueinheit 20 einschließlich des Regelsatzes für die gedruckte Schaltungsplatte 68 selbst, wobei die Bauele mente nicht nur Halbleitergeräte, Kondensatoren und Widerstände, sondern auch Verbindungsleiter enthalten können. Das Ausgangs ergebnis von der Kategorieauswahl auf Regelbasis 150 gelangt zu der Datenanalyse 176. Die Datenanalyse 176 umfaßt eine Mehrzahl von Analysengruppen für die verschiedenen Eigenschaften von Lötstellen und gedruckten Schaltungsplatten. Der Ausgang von der Datenanalyse 176 wird schließlich zu einem Erfahrungs-und Begut achtungssystem 188 weiter gegeben. Das Erfahrungs- bzw. Begut achtungssystem 188 enthält eine Mehrzahl von Gruppen von Ent scheidungsniveaus für das Ergebnis der Datenanalyse 176. Der Ausgang von dem Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem 188 liefert die Ergebnisse der Prüfung 190 und zeigt an, ob das Teil gut ist oder schlecht ist (258 bzw. 260 in Fig. 15).

In Fig. 9 ist ein Flußdiagramm für die Kategorieauswahl auf Re gelbasis 150 gezeigt. Die fünf Dateneingänge sind die Daten 136 der kontrollierten Unterteilung, die Daten 144 der unkontrol lierten Unterteilung, die Information 132 über die Lage der Bauteil-Verbindungsgrenzlinie, die Kreisformkandidaten 148 und die Datenbasis 129 der gedruckten Schaltungsplatte. Eine Aus wahlstation 155 liefert die Daten zu irgendeiner der Gruppen von Prüfregelstationen 156 bis 172 für das besondere Bauelement oder für die gedruckte Schaltungsplatte 68 welche geprüft werden soll. Wenn die Eingangsdaten auf die Gruppe von Regeln nicht zu treffen, dann werden diese Daten als fehlerhafte Daten 174 er klärt, welche identifiziert werden und zu einem Benutzer des Prüfsystems 10 geführt werden.

Die gedruckten Schaltungsträgerplatten-Regeln 172 sind die ein zige Gruppe unter den Gruppen von Regeln 156 bis 172, die keine Hierarchie der Regelauswahl haben. Beim vorliegenden Ausführungs beispiel wird die Prüfung an elektronischen Baueinheiten 20 durchgeführt, die frei von jedweden Makierungen sind (Beschrif tungen, welche symbolisch den Bezug des Gerätes zum Schaltbild wiedergeben). Aus diesem Grunde ist die Ebene der Schaltungs trägerplatte von gleichförmiger optischer Dichte (konstante Reflektivität), was durch das Prüfsystem 10 geprüft wird. Die Oberflächen-Reflektivität der gedruckten Schaltungsträgerplatte 68 ist eine Funktion sowohl der obersten Schicht als auch der inneren Schicht mit den gedruckten Leiterbahnen in einer mehr schichtigen gedruckten Schaltungsplatte. Die Lage der gedruckten Schaltungs-Leiterbahnen ist innerhalb der Datenbasis 129 für die gedruckte Schaltungsplatte definiert und dient als Schablone bei der Prüfung durch die Prüfprogramme 52, um ihr Vorhandensein in den kontrolliert unterteilten Daten 136 und den unkontrolliert unterteilten Daten 144 der von den Kameras 24 und 34 gewonnenen Bilder zu berücksichtigen. Innerhalb vorbestimmter Flächen, die durch die gedruckten Schaltungsleiterbahnen diktiert sind, wird die gedruckte Schaltungsplatte 68 auf Gleichförmigkeit der Ober flächenreflektivität überprüft, welche einen normalen fehler freien Zustand anzeigt. Das Vorhandensein von Fremdmaterial auf der gedruckten Schaltungsplatte 68 führt zu einer Kontrastdif ferenz, welche als ein Anstieg oder ein Abfall der Reflektivität detektiert wird. Ein Anstieg der Reflektivität wird durch Lot spritzer (einschließlich Überbrückungen), Oxide, Flecken, frei liegende Fasern und Schichtablösung verursacht. Einen Abfall der Reflektivität wird durch Verkohlungen oder Blasenbildung auf der Schaltungsplatte verursacht. Die Lage sämtlicher Un gleichförmigkeiten, die durch das Prüfsystem 10 gefunden wur den, wird der Bedienungsperson nach Vervollständigung der Prü fung einer elektronischen Baueinheit 20 bekannt gegeben. Ein weiteres Merkmal des Prüfsystems 10 ist seine Fähigkeit, eine Prüfung bezüglich der Maßhaltigkeit der Leiterbahnen der ge druckten Schaltung durchzuführen, was auf der Prüfung einer Deckung mit der benützten Schablone beruht, so daß Fehler der gedruckten Schaltungsplatte 68 entdeckt werden können. Mängel bezüglich der Maßhaltigkeit der gedruckten Schaltungsleiter bahnen werden als Fehler wegen der Änderung der Reflektivität gegenüber der erwarteten Reflektivität entdeckt. Das vorlie gende Prüfsystem 10 kann dazu verwendet werden, eine gedruckte Schaltungsträgerplatte 68 zu überprüfen, welche Markierungen aufweist, vorausgesetzt, daß diese Markierungen räumlich und abmessungsmäßig innerhalb einer Datenbasis für die gedruckte Schaltungsplatte identifiziert sind, oder alternativ ein Zei chenerkennungsuntersystem, beispielsweise ein Gerät mit der Bezeichnung Model 3400 hergestellt von Firma Cognex Corporation, Needham, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika, in dem Prüfsystem 10 vorgesehen ist, wobei dieses Untersystem die auf der gedruckten Schaltungsplatte 68 bewußt angebrachten Makie rungen identifiziert, so daß sie nicht als fehlerhafte Stellen gedeutet werden. Die Auswahl von Regeln 172 betreffend der ge druckten Schaltungsplatte wird an die Datenanalyse 176 (Fig. 8B) gegeben, wo die Reflektivitätsanalyse durchgeführt wird.

Es sei weiterhin auf Fig. 9 Bezug genommen. Jedes Bauelement auf der elektronischen Baueinheit 20 ist ein Bauelement be stimmter Art, bestimmter Größe und bestimmter Toleranzgrenzen. Zusätzlich, wie zuvor bereits ausgeführt, hat jedes Bauelement bestimmte Prüfkriterien, wie sie in der eingangs erwähnten Prüf vorschrift festgehalten sind. Die Spezifikationen von den mehr fachen individuellen Gruppen von Prüfregeln 156 bis 170 sind mathematisch mit den eingehenden Daten im Rechner 46 und dem Beschleunigungsdatenverarbeitungsgerät 47 zu vergleichen. Weiter ist das Lotvolumen der Lotmenge 64, die auf einem Lot punkt 66 (Fig. 3B) abgelagert ist, konstant und für eine Bau element-Verbindungsgrenzlinie, die zentrisch innerhalb der Umgrenzung des Lötpunktes 66 angeordnet ist, bestimmt. Wenn ein Bauelement nicht zentrisch relativ zu dem Lötpunkt posi tioniert ist, sind die topologischen Merkmale der Lotausfül lungen unterschiedlich. Um diese Situation zu berücksichtigen ist eine weitere Untergruppe von Regeln vorgesehen, welche den Entscheidungsfindungsprozeß für die Datenanalyse 176 (Fig. 14) und das Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem 188 (Fig. 15) berücksichtigen, wobei diese Regelauswahl die Anschlußleiter Position für mit Anschlußleiter versehene Bauelemente und sich axial erstreckende Bauelemente 151, die Regelauswahl für Bau elemente bestimmter Größe für anschlußleiterfreie Widerstände 152, die Regelauswahl für die Bauelementgröße für anschlußlei terfreie Kondensatoren 153 und die Regelauswahl für andere Bauelemente 154 betrifft.

Weiter sei Fig. 10 zur Hand genommen. Die Regelauswahl bezüglich der Anschlußleiterposition für mit Anschlußleiter versehene und sich axial erstreckende Bauelemente 151 umfaßt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Untergruppen von Regeln, welche eine besondere Position der Bauelement-Verbindungsstellen relativ zum Lötpunkt 66 (Fig. 3A) betreffen. Es handelt sich um die Lage der Verbindungsgrenzlinienposition links von der zentrierten Position relativ zu dem Lötpunkt 194, mittig zu der zentralen Position und rechts gegenüber der zentralen Position (Flußdia grammbestandteile 194, 196 und 198). Eine zusätzliche Regelun tergruppe, d. h., Prüfung auf das Nichtvorhandensein von Bauele menten 200, gilt für Fälle, wenn eine Schaltungsplatte ohne Bau elemente zur Beurteilung unter Zugrundelegung der Datenbasis 129 für die gedruckte Schaltungsplatte ansteht. Die Prüfung auf das Fehlen von Bauelementen 200 wertet nicht nur die Abwesenheit eines Bauelementes, sondern prüft auch bestimmte Fehler, bei spielsweise Überbrückung, Lötmaterialnadeln und Verunreinigungen. Die Flußdiagrammstufe 202 ist eine Falle für nichtordnungsgemäße Daten. Folgend auf die Auswahl 191 für nachfolgende Prüfregeln schreitet die Prüfung zu einer Regelauswahl fort, die auf den Abbiegungszustand der Anschlußleiter für mit Anschlußleiter ver sehene und sich axial ersteckende Bauelemente bei 192 zielt.

Es sei nun auf Fig. 11 Bezug genommen. Wenn die Prüfregeln be züglich der Anschlußleiterbiegung für mit Anschlußleiter verseh ene und sich axial ersteckende Bauelemente bei 92 vorgenommen wird, so werden die Daten zunächst zu der Prüfstation 204 zur Überprüfung der Anschlußleiterbiegung weitergeleitet. Die Prüf station 204 zur Überprüfung der Anschlußleiterbiegungslage überprüft die Anschlußleiterbiegung von Bauelementen durch Über prüfung der topologischen Daten, die auf einen sehr steilen Win kel entsprechend der Abbiegung hinweisen. Die Biegung wird in bekannten Abmessungen durchgeführt und daher meldet die Biegung vorbestimmte Merkmale an das Prüfsystem 10. Wird eine Anschluß leiterbiegung in bestimmter Lage aufgefunden, so gibt der Wähler 206 die Weiterverarbeitung an eine von drei darauffolgenden Prüfregelstationen weiter, nämlich mit dem Inhalt der Anschluß leiterbiegung, verschoben in positiver Richtung relativ zur er warteten Lage 208, der Anschlußleiterbiegung, verschoben in eine Lage zentrisch zur erwarteten Lage 210 und einer Anschlußleiter biegung verschoben negativ relativ zur erwarteten Lage 212, wobei diese Aussagen eindeutig der Lage der Anschlußleiterbiegung re lativ zu dem Lötpunkt zugeordnet sind. Nach Ausführung dieser Prüfung liefert der Wähler 206 seine Daten zu der Datenanalyse 176. Wenn Fehlerdaten gewonnen werden, so wird die Fehlerdaten station 214 gewählt und die Routine schreitet über den Wähler 206 zur Datenanalyse 176 fort.

Es sei nunmehr auf Fig. 12 der Zeichnung Bezug genommen. Wenn eine Regelauswahl auf der Basis einer Bauelementgröße für an schlußlose Widerstände 152 erfolgt, wobei die Auswahl aus dem vorhergehenden Auswahlprozeß (Fig. 9) resultiert, werden die Daten bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem Wähler 216 zu dem Prüfkriterium bezüglich anschlußleiterfreier Wider standselemente der Größe A 218 geführt, da es sich hier um die einzige Größe von Widerständen handelt, die bei dem Aus führungsbeispiel auf der elektronischen Baueinheit 20 vorhanden ist. Wenn kein Bauteil dieser Art vorgesehen ist, dann liefert der Wähler 216 die Daten zu dem Prüfpunkt für kein Bauelement 220. Wenn unzutreffende Daten vorgefunden werden, dann wird der Verfahrensschritt von fehlerhaften Daten bei 222 angewählt. Unmittelbar nach Auswahl eines Regelobjektes schreitet die Ver arbeitung zur Datenanalyse 176 vor.

Es sei nun Fig. 13 betrachtet. Wenn die Regelauswahl bezüglich der Bauelementgröße für anschlußleiterfreie Kondensatoren bei 153 vorgenommen ist, was bei dem vorausgehenden Auswahlvorgang (siehe Fig. 9) geschieht, so findet eine weitere Auswahl von Untergruppen von Regeln bezüglich der Größe des Bauteils in dem Wähler 224 statt. Das vorliegenden Ausführungebeispiel hat fünf auf die Baugröße zielende Untergruppen von Regeln 226 bis 234, welche für die Kondensatorgrößen relevant sind, die auf der elektronischen Baueinheit 20 anzutreffen sind. Eine weitere Untergruppe von Regeln, nämlich die Prüfung auf das Fehlen von Bauelementen bei 236, wird von dem Wähler 224 ausgewählt, wenn diese Bedingung zutrifft. Wenn unzutreffende Daten getroffen werden, so wird das Vorhandensein fehlerhafter Daten bei 238 ausgewählt. Nach Beendigung der Auswahl von Untergruppen von Regeln schreitet die Verarbeitung zur Datenanalyse 176 fort.

Nunmehr wird Fig. 14 zur Hand genommen. Hier ist ein Flußdia gramm der Datenanalysefunktionen 176 gezeigt, welche eine To pologieanalyse 180, eine Reflektivitätsanalyse 182 und eine Oberflächenstrukturanalyse 184 umfassen. Jede Regeluntergruppe besitzt eine Gruppe bevorzugter Parameter, welche die zu prüfende Lötverbindung beschreiben. Die Parameter innerhalb einer Regeluntergruppe zielen auf die Abmessungen des Bauele mentes, das erwartete Lotvolumen, die Topologie der Lötverbin dung, die Oberflächenreflektivität des Lotes und der gedruckten Schaltungsplatte und auf die Struktureigenschaften der Ober fläche der Lötverbindung ab. Die Parameter werden als kombi nierter Informationsgehalt des Bildes analysiert, nämlich der Topologie und der Reflektivität. Strukturinformationen werden durch die gewonnenen Topologiedaten geführt. Fehlerhafte Daten von 186 gehen den Weg für unbrauchbare Informationen. Die To pologieanalyse 180 führt in erster Linie eine Analyse der Ober flächenwinkel durch, welche zwischen 10° und 45° nahe der Bau teilverbindungsumgrenzungslinie liegen müssen, und eine Lot ausfüllung repräsentieren. Die Reflektivitätsanalyse 182 um faßt die Untersuchung der Lotausfüllungen bezüglich spezivi scher Reflektivitätseigenschaften, da besondere Reflektivitäts bereiche ein Anzeichen für eine gute Lötstelle für jedes be sondere Verfahren sind. Charakteristischer Weise ist eine in hohem Maße spiegelnde Oberfläche einer Lötstelle ein Anzeichen für eine gute Lötstelle. Die Oberflächenstrukturanalyse 184 prüft den Texturgehalt von Lötstellen. Eine gute Lötstelle besitzt eine glatte Oberfläche. Eine Oberflächenstruktur oder Textur ist ein Anzeichen für ungeeignete Temperaturen oder eine Bewegung zwischen den zu verbindenden Flächen beim Her stellungsvorgang. Die Oberflächenstrukturinformation ist in dem Bildelementverbindungsprozeß enthalten, der nach der Schwell wertverarbeitung an einem Bild durchgeführt wird. Ein Überfluß an Einzelobjekten, die durch die Bildobjekt-Verbindungsanalyse festgestellt wird, ist ein Anzeichen für eine rauhe Oberflächen struktur. Ein solcher Zustand ist nicht für eine gute Lötver bindung kennzeichnend. Auch isolierte Kreismerkmale sind Anzei chen von Lötstellenfehlern, wie Nadeln, Leerräume, Verunreini gungen oder Gruben.

Immer noch auf Fig. 14 bezugnehmend ist festzustellen, daß dann, wenn die Topologieanalyse 180, die Reflektivitätsanalyse 182 und die Oberflächenstrukturanalyse 184 durchgeführt sind, die Er gebnisse zu dem Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem 188 weiter gegeben werden. Während des Vergleiches der Regeln, der bei der Datenanalyse 176 stattfindet, wird eine Gruppe von Korrelations kriterien für jeden definierten Parameter aufgestellt. Eine enge Korrelation wird zur Anzeige einer perfekten Übereinstimmung mit dem vorbestimmten erwarteten Wert des betreffenden Para meters angestrebt, der vom Benutzer definiert ist. Die Gruppe von Korrelationsparametern wird innerhalb des Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystems 188 zusammen untersucht. Das System 188 gibt sein Analyseergebnis als Begutachtungsmaß der Ergebnisse der Prüfung der Lötverbindung ab. Das Begutachtungsmaß wird vom Benutzer als ein Kriterium ausgewählt, um das Prüfergebnis 190 für eine Entscheidung bezüglich eines brauchbaren Teiles oder eines Ausschußteiles zu wählen.

Gemäß Fig. 15 führt das Begutachtungs- bzw. Erfahrungssystem 188 mit seiner Analyse zu einem Begutachtungsmaß, das direkt proportional zu der Gesamtsumme der Korrelationskriterien ist und dieses Maß bildet Basis für das endgültige Ergebins bezüg lich bestandener Prüfung 258 oder nicht bestandener Prüfung 260. Die Aufmerksamkeit des Prüfsystems wird von dem Benutzer kontrolliert, was im Flußdiagramm durch die Benutzer-Schwell wertbegutachtungsprüfung 256 angedeutet ist. Ein hoher vom Benutzer festgesetzter Wert für die Benutzer-Schwellwertbe gutachtungsprüfung 256 entspricht einer Einordnung von Löt verbindungen auf der Seite der bestandenen Prüfung 258 (einer guten Lötverbindung) nur dann, wenn die Korrelations kriterien sehr genau den vom Benutzer festgesetzten theo retischen Werten entsprechen. Ein Optimum der Benutzer- Schwellwertbegutachtungsprüfung 256 hängt von der Ordnungs mäßigkeit des betreffenden Herstellungsverfahrens ab. Jedes Ergebnis einer bestandenen Prüfung 258 oder einer nicht be standenen Prüfung 260 ist von einem normalisierten Korrela tionsmaß 254 begleitet, welches dazu dient, die Herstellungs variablen (aufgeführt in Tabelle 1), welche zu kontrollieren sind, zu überwachen. Vorausgesetzt, daß das betreffende Ver fahren geregelt wird, kann ein stabiler Bereich des Verfahrens aufgefunden werden, bei dem sich für die Benutzer-Begutachtungs schwellwertprüfung 256 ein Optimum ergibt, so daß eine maximale Genauigkeit der Ergebnisse der bestandenen Prüfung 258 und der nicht bestandenen Prüfung 260 erhalten wird.

Aus Fig. 15 ist weiter ersichtlich, daß das Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem 188 eine Gruppe von Richtlinien enthält, die eine Hierarchie der Folge von Merkmalseigenschaften dar stellen. Das System 188 enthält einen ersten Entscheidungs niveaubaum 240, einen zweiten Entscheidungsniveaubaum 246 und einen dritten Entscheidungsniveaubaum 250. Innerhalb jedes Niveaus eines Entscheidungsbaumes befindet sich eine Gruppe von Knoten, wobei jeder Knoten einer bestimmten Bewertung (d. h. ein Knoten je Regel) entspricht, welche durchgeführt wird. Ferner kann jeder Knoten mit einer vom Benutzer fest gelegten optimalen Verstärkung versehen sein, wodurch die Wichtigkeit des betreffenden Knotens und der zugehörigen Regel eingeführt wird. Setzt man eine bestimmte Gruppe von Gewichtungen voraus, die vom Benutzer festgelegt werden, so interpretiert das Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem die gesamte Summe von Korrelationsfunktionen der Reihe nach durch die Ausbreitung über die Entscheidungsniveaus. Das Maß der Korrelationsfunktion je Entscheidungsniveau ist das Kriterium für die Ausbreitung zu den folgenden Niveaus der Verarbeitung oder für den Abbruch. Dies geschieht in der ersten Detektie rung 244 des Abbruchzustandes, der zweiten Detektierung 248 des Abbruchzustandes und der dritten Detektierung 252 des Abbruchzustandes an den Entscheidungspunkten. Ein JA der De tektierung des Abbruchzustandes aufgrund einer Abweichung der Gesamtsumme der Korrelationsfunktion je Entscheidungsniveau führt die Information einer Abnormalität der zu prüfenden Löt verbindung und der nächste Schritt ist die Weiterleitung zur nicht bestandenen Prüfung 260. Wenn jedoch ein NEIN bezüglich des Abbruches detektiert wird, was auf ein Nahekommen der Ge samtsumme der Korrelationsfunktion an den Sollwert in jedem Entscheidungsniveau hinweist, dann bewirkt dies das Weiter schreiten zu dem nächsten Niveau des Entscheidungsbaumes in der Analyse. Das schließlich abgegebene Ergebnis des Begutachtungs- bzw. Erfahrungssystems 188 ist das Ergebnis der bestandenen Prüfung 258 oder nicht bestandenen Prüfung 260. Die Konstruk tion der Entscheidungsbäume kann komplex sein. Es zeigt sich aber, daß einfache Entscheidungsbäume vorgesehen sein können und iterativ optimiert werden können, um den gewünschten Prüfvorgang zu verwirklichen. Ein Herstellungsverfahren, bei dem abweichende Variable verwendet werden und verschiedene Herstellungstechniken zum Einsatz kommen, erfordert aber eine Modifikation der Gewichtungsniveaus in den Entscheidungsbäumen.

Ein alternatives Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem 188 ent hält ein neutrales Netzwerk 242. Ein solches wird parallel zu dem ersten Entscheidungsbaum 240 betrieben und verstärkt den Ausgang der ersten Detektierung 244 des Abbruchzustandes. Eine solche Unterstützung oder Verstärkung stellt eine zusätzliche Fehlersicherung in dem Prüfsystem dar. Ein neutrales Netzwerk kann auch parallel zu dem Entscheidungsbaum 246 des zweiten Niveaus und dem Entscheidungsbaum 250 des dritten Niveaus vor gesehen werden. Eine Mißinterpretation der Resultate des Prüf systems 10 kann auftreten, wenn ein Benutzer unbeabsichtigt Fehler in den Verband der Gewichtungsfunktionen eingeführt hat. Verschiedene neutrale Netzwerke sind schon als brauchbare Bei spiele gebaut worden, nämlich die dem Fachmann bekannten Systeme mit der Bezeichnung Back-Propagation, Nestor und Adaptive Resonance Theory Type 2. Das bevorzugte Netzwerk ist Nestor wegen der Einfachheit der Einübung dieses Netzwerkes. Ein Netz werk mit einer begrenzten Zahl von Neuronen ist geeignet für einen rudimentären Entscheidungsfindungsprozeß, wie er in dem Entscheidungsbaum 240 des ersten Pegels durchgeführt wird. Für die Entscheidungsbäume 246 und 250 des zweiten bzw. des dritten Niveaus bedarf das jeweilige Netzwerk einer größeren Anzahl von Neuronen. Das neutrale Netzwerk 242 befindet sich in dem Rechnerbeschleuniger 47 als Teil des Rechners 46.

Claims

1. Einrichtung zur automatischen visuellen Prüfung elektrischer und elektronischer Baueinheiten, gekennzeichnet durch
Mittel zur Positionierung der Baueinheit während der Prüfung, durch eine erste Lichtquelle, die in Abstimmung auf die Positionie rungsmittel oberhalb der Baueinheit angeordnet ist, um die Baueinheit zu beleuchten,
durch erste, oberhalb der ersten Lichtquelle angeordnete Fühlermittel zur Bestimmung von reflek tiertem Licht aus der ersten Lichtquelle zur Gewinnung eines ersten Bildes, ferner
durch eine ebenfalls in Abstimmung auf die Positionierungmittel oberhalb der Baueinheit angeordnete zweite Lichtquelle zur Beleuchtung der Baueinheit,
durch zweite Fühler mittel, welche oberhalb der zweiten Lichtquelle angeordnet sind und zur Detektierung der Intensität von reflektiertem Licht aus der zweiten Lichtquelle dienen,
durch Signalverarbeitungsmittel zur Kompensation von Ungleichförmigkeiten aufgrund der ersten Lichtquelle und der ersten Fühlermittel im ersten Bild und zur Kompensation von Ungleichförmigkeiten aufgrund der zweiten Licht quelle und der zweiten Fühlermittel im zweiten Bild, weiterhin
durch in den Signalverarbeitungsmitteln enthaltene Mittel zur Durchführung einer zweidimensionalen Intensitätsumsetzung am ersten Bild und am zweiten Bild zur Erzeugung einer dreidimen sionalen Topographie der Baueinheit und
durch ebenfalls in den Signalverarbeitungsmitteln enthaltene Mittel zur Analyse der dreidimensionalen Topographie und der Intensität des reflek tierten Lichtes zur Bestimmung des Zustandes der zu prüfenden Baueinheit.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel Vorrichtungen zur Bewegung der Baueinheit in X-Achsenrichtung und in Y-Achsenrichtung enthalten.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel Vorrichtungen zur Bewegung der Baueinheit oder ihrer Teile auf einem kreisförmigen Weg enthalten.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Lichtquelle eine Dunkelfeldbe leuchtungseinrichtung für nicht ebene Flächen der Bauein heit enthält.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle eine Auflicht- Be leuchtungseinrichtung für ebene Oberflächen der Baueinheit enthält.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die ersten Fühlermittel und die zweiten Fühlermittel zur Gewinnung des ersten bzw. des zweiten Bil des Übertragungseinrichtungen zur Übergabe des ersten und des zweiten Bildes an die Signalverarbeitungsmittel enthalten.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kompensationsmittel auch Mittel zur Kompensation von Schatten von der ersten Lichtquelle im ersten Bild enthalten.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mittel zur Durchführung einer zweidi mensionalen Intensitätsumsetzung Einrichtungen zur Umwandlung der Intensitätsübersetzung in eine Oberflächenwinkeldarstel lung enthalten.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mittel zur Durchführung einer zweidi mensionalen Intensitätsübersetzung Einrichtungen zur Durch führung einer Gradientenanalyse, zur Untersuchung der Ver bindungsgrenzen eines Bauelementes, Einrichtungen zur Detek tierung bei kontrollierter Unterteilung, Einrichtungen zur Detektierung bei nicht kontrollierter Unterteilung und Ein richtungen zur Identifizierung von Kreisformen im ersten Bild und im zweiten Bild enthalten, um eine dreidimensionale To pographie zu erzeugen.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Analysierungsmittel zur Analyse der dreidimensionalen Topographie Mittel für einen Vergleich der erhaltenen dreidimensionalen Topographie mit vorbestimmten Kriterien einer dreidimensionalen Topographie enthalten.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysierungsmittel ein Erfahrungs- bzw. Begutachtungs system enthalten, das eine Mehrzahl von Entscheidungsniveaus aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysierungsmittel ein Erfahrungs- bzw. Begutachtungs system enthalten, das mit mindestens einem neutralen Netzwerk ausgestattet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Analysierungsmittel zur Analyse der drei dimensionalen Topographie Einrichtungen zur Bestimmung eines fehlerhaften Zustandes von Lötverbindungen, von Bauelementen und von gedruckten Schaltungsmaterialien der betreffenden Bau einheit enthalten.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Lichtquelle eine Anzahl von Ring lampen enthält.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ringlampen in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Signalverarbeitungsmittel einzeln einschaltbar ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringlampen in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Signalverarbeitungsmittel gleichzeitig einschaltbar sind.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge kennzeichnet, daß zu ihrer Steuerung ein Rechner vorgesehen ist, daß die Positionierungsmittel die Gestalt eines Positionie rungstisches mit einer Mehrzahl von Einstellachsen zur Posi tionierung einer zu prüfenden Baueinheit in Abhängigkeit von Steuersignalen des Rechners haben, daß die beiden Lichtquellen in Gestalt einer Dunkelfeld-Beleuchtungseinrichtung und einer Auflicht-Beleuchtungseinrichtung nebeneinander oberhalb der zu prüfenden Baueinheit angeordnet sind, daß die beiden Lichtquel len in Gestalt zweier Kameras an einem ersten, in Richtung einer ersten Z-Achse bzw. an einem zweiten, in Richtung einer zweiten Z-Achse bewegbaren Teil des Positionierungstisches montiert sind und das die Signalverarbeitungsmittel Bestand teil des Rechners bilden.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Kameras gesammelten Bildinformationen zu dem Rechner übertragbar sind.

19. Verfahren zur automatischen visuellen Prüfung elektrischer und elektronischer Baueinheiten, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Positionieren der Baueinheit zur Prüfung durch Positionie rungsmittel, die eine Mehrzahl von Einstellachsen haben,
- Beleuchten der Baueinheit mit einer ersten Lichtquelle,
- Detektieren der Intensität von reflektiertem Licht der ersten Lichtquelle mittels erster Fühlermittel zur Er zeugung eines ersten Bildes,
- Repositionieren der Baueinheit zur Prüfung,
- Beleuchten der Baueinheit mit einer zweiten Lichtquelle,
- Detektieren der Intensität von reflektiertem Licht von der zweiten Lichtquelle mit zweiten Fühlermitteln zur Erzeu gung eines zweiten Bildes,
- Kompensieren des ersten Bildes in Signalverarbeitungsmit teln bezüglich Ungleichförmigkeit aufgrund der ersten Lichtquelle und der ersten Fühlermittel, sowie des zweiten Bildes bezüglich Ungleichförmigkeiten aufgrund der zweiten Lichtquelle und der zweiten Fühlermittel,
- Durchführen einer zweidimensionalen Intensitätsüberset zung an dem ersten Bild und dem zweiten Bild in den Signalverarbeitungsmitteln zur Erzeugung einer dreidi mensionalen Topographie der Baueinheit und schließlich
- Analysieren der dreidimensionalen Topographie und der Intensität des reflektierten Lichtes in den Signalver arbeitungsmitteln zur Bestimmung des Zustandes der Bau einheit.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Positionierens der Baueinheit deren Bewegung in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse umfaßt.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Positionierens der Baueinheit deren Bewegung in einer Kreisrichtung oder im Sinne einer Drehung umfaßt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schritt des Beleuchtens der Baueinheit mit einer ersten Lichtquelle eine Dunkelfeldbeleuchtung der Flächen der Baueinheit umfaßt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schritt des Beleuchtens der Baueinheit mit einer zweiten Lichtquelle eine Auflicht-Beleuchtung der Oberfläche der Baueinheit umfaßt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch ge kennzeichnet, daß sich an den Schritt der Erzeugung des ersten und des zweiten Bildes die Übertragung der Bildinformationen an die Signalverarbeitungsmittel anschließt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schritt des Kompensieren des ersten Bildes und des zweiten Bildes das Kompensieren des ersten Bildes bezüglich Schatten von der ersten Lichtquelle umfaßt.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schritt der Durchführung einer zweidi mensionalen Intensitätsübersetzung den Schritt der Umwandlung dieser Intensitätsübersetzung in eine Oberflächenwinkeldar stellung umfaßt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verfahrenschritt der Durchführung einer zweidimensionalen topologischen Übersetzung die Durchführung einer Gradientenanalyse, die Detektierung der Verbindungsgren ze eines Bauteils, eine kontrollierte Unterteilung einer Bild information, eine unkontrollierte Unterteilung einer Bildin formation und die Feststellung einer Kreisform im ersten Bild und im zweiten Bild zur Gewinnung der dreidimensionalen Topo graphie umfaßt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch ge kennzeichnet, daß das Analysieren der dreidimensionalen To pographie den Schritt eines Vergleichs derselben mit einem vorbestimmten Kriterium der dreidimensionalen Topographie umfaßt.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich unter Verwendung eines Erfahrungs- bzw. Begut achtungssystems mit einer Mehrzahl von Entscheidungsniveaus durchgeführt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsschritt unter Verwendung eines Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystems durchgeführt wird, das mindestens ein neutrales Netzwerk enthält.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bestimmung des Zustandes der zu prüfen den Baueinheit das Detektieren eines Fehlerzustandes eines Bauelementes, der Lötstellen und des gedruckten Schaltungsma terials umfaßt.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch ge kennzeichnet, daß Beleuchten der Baueinheit mit einer ersten Lichtquelle vermittels einer Mehrzahl von Ringlampen geschieht.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringlampen in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Signalverarbeitungsmittel einzeln und/oder der Reihe nach ein schaltbar sind.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 33, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Positionierung der Baueinheit ein von Steuersignalen eines Rechners betätigter Positionierungstisch verwendet wird, der eine Mehrzahl von Einstellachsen hat, daß die beiden Lichtquellen in Gestalt von einer Dunkelfeldbeleuch tungseinrichtung und einer Auflicht-Beleuchtungseinrichtung oberhalb der zu prüfenden Einheit nebeneinander angeordnet werden, daß die Fühlermittel zur Gewinnung der beiden Bilder an in einer Z1-Achsenrichtung bzw. einer Z2-Achsenrichtung be wegbaren Teilen des Positionierungstisches in Gestalt von Kameras montiert werden, daß die Bildkompensationen in den innerhalb des Rechners vorgesehenen Signalverarbeitungsmitteln durchgeführt werden und daß das Ergebnis des Vergleiches zur Dektierung des Fehlers der Baueinheit in einem Erfahrungs- bzw. Begutachtungssystem analysiert wird.