Устройство для определения взаимного положения двух по существу плоских элементов

011464 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к устройству для определения взаимного положения в плоскости Х-Y двух, по существу, плоских элементов, расположенных, по существу, один над другим на расстоянии друг от друга в направлении Z согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Уровень техники Подобные устройства используются, например, для того, чтобы в автомате для трафаретной печати или в ротаторе, в которых на печатные платы или аналогичные подложки наносится печатный рисунок электрических проводников, обеспечить по возможности точное взаимное (относительное) положение шаблона и запечатываемой платы или подложки, чтобы при печатании через шаблон наносимая среда,например паяльная паста или клей, попадали точно на предусмотренные на печатной плате контактные площадки. При этом на практике требуется точность до 20 мкм и меньше. Из публикации ЕР 0469856 A3 известно устройство для определения взаимного положения двух плоских элементов, в котором между двумя позиционируемыми относительно друг друга элементами устанавливается камера, с помощью которой определяются две базовых точки на обращенных друг к другу поверхностях обоих элементов. Затем посредством блока обработки, в котором сравниваются изображения базовых точек, вычисляется точное положение базовых точек относительно друг друга и полученные координаты в качестве управляющего воздействия вводятся в исполнительное устройство, которое устанавливает оба элемента относительно друг друга в направлении Х-Y таким образом, чтобы базовые точки попарно совместились. Недостатками этого известного устройства являются то, что, во-первых, базовые точки необходимо заново определять в случае каждого нового варианта или размера печатной платы или подложки, вследствие чего при переходе на новую модель печатной платы устройство приходится "обучать" или подвергать трудоемкой настройке; и, во-вторых, из-за технологических допусков для подложки или печатной платы в случае небольшого числа пар базовых точек, в частности лишь двух таких пар, достаточно точное совпадение шаблона и печатной платы или подложки не достигается. Например, из-за так называемого растяжения печатной платы регулярно возникает смещение, которое необходимо учитывать и определять экспериментальным путем отдельно для каждого типа печатных плат. Это требует трудоемкого контроля и, кроме того, ведет к высокому выходу брака. Раскрытие изобретения Исходя из этого уровня техники, задачей настоящего изобретения является создание устройства для определения взаимного положения двух плоских элементов, которое при удобстве обслуживания и простоте конструкции обладало бы повышенной точностью. Эта задача решается в устройстве, охарактеризованном в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы. Устройство для определения взаимного (относительного) положения в плоскости Х-Y двух, по существу, плоских элементов, расположенных один над другим на расстоянии друг от друга в направленииZ, содержит по меньшей мере один расположенный между указанными элементами оптический регистрирующий прибор, позволяющий регистрировать по меньшей мере по две точки на обращенных друг к другу поверхностях элементов. При этом плоскость Х-Y - это плоскость, образуемая любым их двух элементов, или плоскость, параллельная им. Направление Z - это ось, перпендикулярная образуемым элементами плоскостям и, следовательно, перпендикулярная плоскости Х-Y. В отличие от уровня техники оптический регистрирующий прибор имеет по меньшей мере одну линейку светочувствительных элементов (датчиков), установленную с возможностью перемещения относительно обоих элементов таким образом, чтобы, по меньшей мере, на отдельных участках оптически сканировать обращенные друг к другу поверхности элементов. При этом линейка светочувствительных элементов предпочтительно выполнена в виде линейки цветовых светочувствительных элементов. Иными словами, это означает, что в отличие от уровня техники определяется не взаимное положение небольшого числа пар базовых точек, а выполняется сканирование плоских участков обоих элементов с получением изображения. Затем эти изображения направляют в блок обработки, где их можно сравнивать, например, с помощью программных средств автоматизированного сравнения изображений, в отношении их взаимного положения в плоскости Х-Y, причем обнаруженные различия в положении могут использоваться в качестве управляющего сигнала для приведения в действие устройства позиционирования первого и/или второго элемента. Поскольку определяются фактические различия в положении элементов, а не отдельных базовых точек, можно, во-первых, повысить точность, во-вторых, отказаться от обучения устройства при переходе на различные типы и варианты элементов. Еще одно важное преимущество предлагаемого в изобретении устройства состоит в том, что больше не требуется учитывать смещение, обусловленное растяжением печатной платы. В принципе линейку светочувствительных элементов можно тем или иным образом установить неподвижно и перемещать оба сканируемых элемента мимо такой неподвижной линейки светочувствительных элементов. Решающее значение имеет только относительное движение сканируемых элементов и линейки светочувствительных элементов. Однако в наиболее предпочтительном варианте осуществле-1 011464 ния изобретения линейка светочувствительных элементов расположена на каретке, установленной с возможностью перемещения посредством привода, по существу, в плоскости Х-Y между сканируемыми элементами. Это позволяет простым образом сканировать большую зону обращенных друг к другу поверхностей элементов. Еще одна возможность увеличения сканируемой зоны в другом варианте осуществления изобретения состоит в том, что линейка светочувствительных элементов установлена на каретке подвижно. В принципе можно предусмотреть только одну линейку светочувствительных элементов, которая сначала сканирует снимаемую сканируемую зону поверхности первого элемента. После этого та же линейка светочувствительных элементов сканирует снимаемую зону поверхности второго элемента. Это обеспечивается, например, благодаря тому, что при прохождении зазора между двумя элементами линейка светочувствительных элементов сначала сканирует первый элемент, затем линейка светочувствительных элементов поворачивается на каретке, по существу, на 180, после чего во время обратного прохода сканирует второй элемент. Вместе с тем, в еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрены по меньшей мере две линейки светочувствительных элементов, причем эти линейки установлены на каретке таким образом, что первая линейка светочувствительных элементов обращена к соответствующей поверхности первого элемента, а вторая линейка светочувствительных элементов - к соответствующей поверхности второго элемента, что позволяет за один проход сканировать одновременно оба элемента. Объектом изобретения является также установка для изготовления печатных плат или подложек,снабжаемых печатными проводниками, с применением предлагаемого в изобретении устройства, причем первый из двух элементов образован шаблоном для печатания, а второй - изготовляемой печатной платой или запечатываемой подложкой. В предпочтительном варианте выполнения такой установки устройство после изготовления печатной платы или подложки можно повторно использовать в установке, чтобы проверять качество печати путем сканирования печатной платы в зоне печати и сравнения полученного изображения в блоке обработки с контрольным изображением. При этом такая проверка может производиться одновременно с изготовлением следующей печатной платы. Краткое описание чертежей Ниже изобретение более подробно рассматривается на примере его осуществления, поясняемом прилагаемыми чертежами, на которых показано: на фиг. 1 - схематический вид сверху предлагаемого в изобретении устройства в одном примере его выполнения и на фиг. 2 - вид сбоку устройства, показанного на фиг. 1. Осуществление изобретения В представленном на чертежах примере исполнения предлагаемое в изобретении устройство имеет опорную раму 1, показанную схематически. Над этой опорной рамой 1 на подающем приспособлении или держателе, на чертежах не показанном, установлен первый элемент 2 в виде изготовляемой печатной платы. В направлении Z над печатной платой 2 на подставке, на чертежах не показанной, установлен второй элемент 3 в виде шаблона для печатания. При этом шаблон для печатания имеет печатный рисунок, переносимый на печатную плату 2. Для печатания платы шаблон 3 нужно расположить с точной приводкой к печатной плате 2, чтобы при последующей печати перенести рисунок печатных проводников, обеспечив его точное положение относительно контактных площадок. Между печатной платой 2 и шаблоном 3 для печатания расположена каретка 4, вытянутая, по существу, в направлении Y и перемещаемая в направлении X посредством схематически показанного привода 5. На несущей пластине 6 каретки 4 установлены верхняя и нижняя линейки 7 и 8 светочувствительных элементов, перемещаемые приводом 5 и кареткой 4 в направлении X. Одновременно несущая пластина 6 может перемещаться по каретке 4 в направлении Y, что позволяет оптически сканировать линейками 7 и 8 светочувствительных элементов обращенные друг к другу поверхности печатной платы 2 и шаблона 3 для печатания по всей их площади. Путем сравнения снимков соответствующих друг другу зон печатной платы 2 и шаблона 3 для печатания, полученных двумя линейками 7 и 8 светочувствительных элементов,в не показанном на чертежах блоке обработки, можно простым способом и с высокой точностью определять взаимное положение печатной платы и шаблона для печатания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для определения взаимного положения в плоскости Х-Y двух, по существу, плоских элементов, расположенных, по существу, один над другим на расстоянии друг от друга в направлении Z,содержащее по меньшей мере один расположенный между указанными элементами оптический регистрирующий прибор, позволяющий регистрировать по меньшей мере по две точки на обращенных друг к другу поверхностях элементов, и блок обработки, выполненный с возможностью анализа изображений точек в отношении их взаимного положения в плоскости Х-Y, отличающееся тем, что оптический регистрирующий прибор имеет по меньшей мере одну линейку (7, 8) светочувствительных элементов, установленную с возможностью перемещения относительно обоих элементов (2, 3) таким образом, чтобы, по меньшей мере, на отдельных участках оптически сканировать обращенные друг к другу поверхности элементов (2, 3). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линейка (7, 8) светочувствительных элементов расположена на каретке (4), установленной с возможностью перемещения посредством привода (5), по существу, в плоскости Х-Y между элементами (2, 3). 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что линейка (7, 8) светочувствительных элементов установлена на каретке (4) подвижно. 4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что предусмотрены по меньшей мере две линейки (7, 8) светочувствительных элементов. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что по меньшей мере две линейки (7, 8) светочувствительных элементов установлены на каретке (4) таким образом, что первая линейка (7) светочувствительных элементов обращена к соответствующей поверхности первого элемента (2), а вторая линейка (8) светочувствительных элементов - к соответствующей поверхности второго элемента (3). 6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что линейка (7, 8) светочувствительных элементов представляет собой линейку цветовых светочувствительных элементов. 7. Установка для изготовления печатных плат или изоляционных оснований, снабжаемых печатными проводниками, с применением устройства по одному из пп.1-6, причем первый из двух элементов образован шаблоном (3) для печатания, а второй из двух элементов - изготовляемой печатной платой (2) или запечатываемым основанием.