Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR INSPECTING PRINTED CIRCUIT BOARDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/146370
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an inspection device (10) and an inspection method for a defect analysis of printed circuit boards (PCBs) (14), comprising a translucent/light-conducting substrate (12) and at least one, in particular a plurality of layers (16) stacked one top of another. The device comprises at least one optical detecting means (24), a defect detecting means (30), and a layer printing means (20). The optical detecting means (24) is configured to record a first and/or second optical image B1, B2 of the layer (12) prior to and/or after a printing of a layer (12) of the PCB (14) by the printing means (20), wherein the defect detecting means (30) is configured to determine a difference image ΔB from the two images B1, B2 so that the difference image substantially corresponds to the print image of the layer (12), and can be analyzed for print defects. By means of the inspection device, PCBs, which are in particular translucent and have multiple layers, can be optically analyzed for manufacturing defects during the printing process with great precision and high speed and at low cost.

Inventors:
WIESER ROMAN FRANZ (CZ)
Application Number:
PCT/EP2012/001753
Publication Date:
November 01, 2012
Filing Date:
April 24, 2012
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WITRINS S R O (CZ)
WIESER ROMAN FRANZ (CZ)
International Classes:
G06T7/00
Foreign References:
US20060013471A12006-01-19
JPH1065345A1998-03-06
US20060002510A12006-01-05
US20060018531A12006-01-26
Other References:
HONGWEI XIE ET AL: "A high speed AOI algorithm for chip component based on image difference", INFORMATION AND AUTOMATION, 2009. ICIA '09. INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 22 June 2009 (2009-06-22), pages 969 - 974, XP031512805, ISBN: 978-1-4244-3607-1, DOI: 10.1109/ICINFA.2009.5205058
DATABASE WPI Week 200837, Derwent World Patents Index; AN 2008-F73933, XP002678458
SHUI-FA CHUANG ET AL: "Misalignment inspection of multilayer PCBs with an automated X-ray machine vision system", THE INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY, SPRINGER, BERLIN, DE, vol. 51, no. 9 - 12, 1 May 2010 (2010-05-01), pages 995 - 1008, XP019861669, ISSN: 1433-3015, DOI: 10.1007/S00170-010-2664-9
See also references of EP 2702558A1
Attorney, Agent or Firm:
Grünberg, Thomas (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Inspektions-Druckvorrichtung (10) zur Fehleranalyse von gedruckten PCBs (Prin- ted Circuit Board - Leiterplatte) (14), die ein lichtdurchlässiges/lichtleitendes Substrat (12) und zumindest ein, insbesondere mehrere, aufeinander geschichtete Layer (16) aufweist, umfassend zumindest eine optische Erfassungseinrichtung (24), eine Fehlererkennungseinrichtung (30) und eine Layer-Druckeinrichtung (20), gekennzeichnet dadurch,

dass die optische Erfassungseinrichtung (24) eingerichtet ist, vor und/oder nach einem Bedrucken eines Layers (12) des PCBs (14) mittels der Druckeinrichtung (20) ein erstes und/oder zweites optisches Abbild Bl vor, bzw. B2 nach Bedrucken des Layers (16) zu erfassen, wobei die Fehlererkennungseinrichtung (30) eingerichtet ist, ein Differenzbild ΔΒ aus den beiden Abbildern Bl, B2 zu bestimmen, so dass das Differenzbild ΔΒ im Wesentlichen dem Druckbild des Layers (16) entspricht, und auf Druckfehler analysierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Transporteinrichrung (34) das PCB (14) zwischen optischer Erfassungseinrichtung (24) und Druckeinrichtung (20) transportieren kann.

3. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine erste optische Erfassungseinrichtung (24) zur Erfassung des Abbildes B 1 vor der Druckeinrichtung (20) und eine zweite optische Erfassungseinrichtung (24) zur Erfassung des Abbildes B2 nach der Druckeinrichtung (20) angeordnet ist, wobei bevorzugt identische Pixelauflösungen der beiden Erfassungseinrichtungen (24) für die Erfassung der Abbilder Bl , B2 bereitstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest eine optische Erfassungseinrichtung (24) oder die Fehlererkennungseinrichtung (30) eine Bildkorrektureinheit (36) umfasst, die einen räumlichen Bildversatz von zumindest +/- einem Pixel in zumindest einer Erstreckungsrichtung des Abbildes Bl und/oder B2 mechanisch undoder elektronisch, und/oder einen Bildhelligkeits- und/oder Bildkontrastversatz von zumindest +/- einer Auflösungs- stufe zur Anpassung der Abbilder B 1 und B2 zueinander vornehmen kann.

5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erfassungseinrichtung (24) eine Kameraeinheit (26) und eine Beleuchtungseinheit (28) umfasst, insbesondere eine Zeilenkameraeinheit und/oder eine LED-Beleuchtungseinheit, bevorzugt eine LED-Streifen-Beleuchtungseinheit, wobei insbesondere eine scannerartige Erfassung der Abbilder B und B2 durchführbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erfassungseinrichtung (24) ausgelegt ist, ein dreidimensionales Höhenprofil des PCB-Layers (16) zu erfassen, und bevorzugt als laserbasierte oder weiß- lichtbasierte 3D-Scannereinrichrung ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erfassungseinrichtung (24) oder die Fehlererkennungseinrichtung (30) eine

Vektorisierungseinheit (40) umfasst, so dass die erfassten Abbilder Bl undoder B2 zum Zweck des Bildvergleichs vektorisierbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Fehlererkennungseinrichtung (30) eine Speichereinheit (38) zur Speicherung zumindest eines Musterdifferenzbildes ΔΒΜ und/oder eines Musterabbildes B1M umfasst, so dass ein Differenzbild ΔΒ aus einem erfassten Abbild B2 und dem Musterabbild B1M bestimmbar und mit einem Musterdifferenzbild ΔΒΜ vergleichbar ist.

9. Verfahren zur Fehleranalyse von gedruckten PCBs (Printed Circuit Board - Leiterplatte) (14) unter Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die Schritte:

Sl : Optische Erfassung eines Abbilds Bl des PCBs (14) vor Druck;

S3: Bedrucken des Substrats (12) des PCBs (14);

S4: Optische Erfassung eines Abbilds B2 des PCBs (14) nach Druck;

S6: Bestimmung eines Differenzbildes ΔΒ;

S7: Analyse des Differenzbildes ΔΒ auf Fehler;

S9: Aussonderung des PCBs (14) bei Fehlererkennung;

Sl 0: Wiederholung Schritte S 1 bis S9 für weitere aufzubringende Layer (12).

10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor Bestimmung des Differenzbildes ΔΒ eine räumliche Bildkorrektur von zumindest +/- einem Pixel in zumindest einer Erstreckungsrichtung des PCBs (14) mechanisch und/oder elektronisch und einen Bildhelligkeits- und/oder Bildkontrasrversatz von zumindest +/- einer Auflösungsstufe zur Anpassung der Bilder Bl (S2) und B2 (S5) zueinander vornehmen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest zwei, insbesondere mehrere, Bildkorrekturen vorgenommen und Differenzbilder ΔΒΙ.,.Ν bestimmt werden, wobei ein Fehler nur dann erkannt wird, wenn in jedem Differenzbild ΔΒΙ.,.Ν eine Fehlerabweichung erkennbar ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9 bis 11,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Fehler im Differenzbild ΔΒ bei Strukturgrößenabweichungen von zumindest 10μηι, insbesondere >5μτη, erkennbar ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein, insbesondere mehrere, charakteristische Teilbereiche der Abbilder B 1 , B2 auf Fehler verglichen werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Abbild Bl als Musterabbild BIM aus einer Speichereinheit (38) und das Abbild B2 aus einer Erfassungseinrichtung (24), erfasst nach dem Druck des PCB- Layers (16), zur Bildung eines Differenzbildes ΔΒ bestimmt werden, wobei das Differenzbild ΔΒ mit einem in der Speichereinheit (38) gespeicherten Musterdifferenzbild ΔΒ verglichen und bei Abweichung ein Fehler detektiert wird.

Description:
Beschreibung

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR INSPEKTION VON GEDRUCKTEN

SCHALTUNGEN

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Inspektions-Druckvorrichtung und einem Inspektionsverfahren zur Fehleranalyse von gedruckten PCBs (Printed

Circuit Board - Leiterplatte), di e ein lichtdurchlässiges und/oder li chtleitendes Substrat und zumindest ein, insbesondere mehrere, aufeinander geschichtete Layer aufweist. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine optische Erfassungseinri chtung, eine Fehlererkennungseinrichtung und eine Layer-Druckeinrichtung.

Gattungsgemäße Druckvorrichtungen sind aus dem Bereich der Dünn- oder Dickschichttechnik bekannt, bei denen in der Regel keramische Substrate, die lichtdurchlässig oder l ichtl eitend sind, al s Basis für eine ein- oder mehrschichtige PCB verwendet werden. Als Trägermaterial dienen , für eine LTCC-Bedruckungstechnik (LTCC = Low Temperature Cofired Cera- m ics) oder HTCC-B edruckungstechnik (HTCC = High Temperature Cofired Ceramics) in vielen Fällen Kerami ksubstrate, z. B . Aluminiumoxid- Keramiksubstrate oder Keramikfolien. Leiterbahnen werden in der Regel drucktechnisch mittels ein es Siebdruckverfahrens auf das Substrat aufge- bracht, wobei durch Isolierschichten getrennt mehrere Layer-Ebenen aufgebracht werden können . Es können elektrische Widerstände hergestellt werden, die beispielsweise durch ein Laser-Trimming eingestellt werden können . Auch Kondensatoren geringer Kapazität können bedruckbar hergestel lt werden. Die derart bedruckten Substrate werden gebrannt (fired), wobei die aufgedruckten Pastenmischungen für Widerstände, Isolation oder Leiterbahnen zu widerstandsfähigen und zuverlässig leitenden Schichten verschmolzen werden . Sch li eßlich kann eine Dickschichtschaltung mit aktiven Bauteilen, wie Kondensatoren, ICs oder Induktivitäten bestückt werden, die mi ttels Reflow-Löten oder Bonden an die gedruckten Leiterbahnen angeschlossen werden können.

Im Gegensatz zur herkömmlichen SMD-Technik können derartige Dickfilmleiterplatten höheren thermischen Belastungen, höheren Betriebs- bzw. Umgebungstemperaturen und sonstigen extremen Umgebungsbedingungen, wie beispiel sweise Vakuum , standhalten. Sie werden in der Regel dort eingesetzt, wo hohe Zuverlässigkeit gefragt und widrige Umgebungsverhältnisse erwartet werden.

Im Rahmen einer LTCC-Drucktechnik können Multi-Layerschaltungen auf Basis eines gesinterten Keramikträgers hergestellt werden, wobei Leiter- bahnen, Kondensatoren, Widerstände und Spulen drucktechnisch erzeugt werden können. Die Elemente werden durch Siebdruck oder photochemische Prozesse aufgebracht. Die ungebrannten Keramiksubstrate können einzeln strukturiert und danach gestapelt und laminiert werden , wonach sie mittels eines definierten Sinterprofils mit einer Spitzentemperatur von etwa 800°C bis 900°C gebrannt werden. Eine Keramikmasse ist mit Plastifikato- ren zum Laminieren unter Temperatur und Druck und Lösungsmittel versehen, wobei deren Dicke vier bis zwölf mil (milli-inch) betragen kann. Für Innenlagen, Leiterbahnen und Durchkontaktierungen werden Silber-, Silberpal adium- oder Goldpasten herangezogen, die sich direkt auf einem Keramiksubstrat bzw . auf einer Keramikfolie aufdrucken lassen, und in nahezu gleicher Weise wie die Keramikschicht schrumpfen können, so dass sich bei thermischen Belastungen kaum Spannungsrisse bilden.. Die Außenlagen können separat angebrannt (post-fired) werden, um extreme Passgenauigkeiten für eine automatische Bestückung zu gewährleisten. Durch- gangslöcher (Vias) können gestanzt oder mit einem Laser angebracht werden . Anschließend können die Vias mit einer Leitpaste gefüllt werden. Nach dem Trocknen können die Leiterbahnen bedruckt werden und die einzelnen Lagen so ausgerichtet und in einer Pressform gestapelt werden, dass eine mehrschichtige PCB hergestellt werden kann. Die einzelnen Keramikfolien können unter Wärme und Druck laminiert werden , wobei ein Trennen innerhalb von einer halben bi s zwei Stunden bei 300°C bis 400°C in einem Konvektionsofen vorgenommen wird, wobei 85% der keramischen B auteile ausgebrannt sind . Im Gegensatz hierzu werden HTCC-PCBs gewöhnlich bei 1600°C bis 1 800°C gesintert, wobei als Leiterbahnmateria- lien häufig Wolfram oder Molybdän mit relativ schlechten elektrischen Leiteigenschaften verwendet werden . Ein galvanisches Vernickeln oder Vergolden ist nach dem Sintern notwendig, um löt- oder bondfähige Schichten zu erhalten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich insbesondere bei mehrlagigen PCBs das Problem, eine lückenlose Fehlerkontrolle jedes einzelnen PCB- Layers in nachfolgenden Druckschritten zu garantieren. Jeder einzelne Druckschritt und somit jeder Layer weist Fertigungs- und Ausgangsmaterialtoleranzen auf, die für eine 1 00% Fertigungskontrolle einzeln überprüft und eventuell protokolliert werden müssen. Die Layer- schichten weisen unterschi edliche Reflektionsparameter gegenüber einem optischen Inspektionsverfahren auf. Im Falle mehrerer übereinander bedruckter Layer ist es nur unter großem Aufwand möglich, Position und Toleranz jeder einzelnen Layerschicht aufgrund eines reflexionsbasierten optischen Inspektionsverfahrens zu ermitteln. Aus di esem Grund erzeugen die bisher bekannten optischen Inspektionsverfahren häufig eine Reihe von Pseudofehlern.

Hierzu ist bekannt, au ftretende Pseudofehler im Rahmen einer komplexen Analyse durch ein Bildverarbeitungsverfahren zu erkennen. Dies m acht das Inspektionsverfahren teuer und langsam, so dass insbesondere bei einer Massenproduktion dem Durchsatz an herstellbaren PCBs genügend hoher Qualität enge Grenzen gesetzt sind. Aufgrund der varii erenden und unterschiedlichen optischen Materialeigenschaften wird zur Inspektion verwen- detes Testlicht teilweise reflektiert und teilweise in dem lichtleitenden oder semi-transparenten Material geführt bzw. in unteren Schichten zurückgeworfen. Durch teilweise absorbiertes Licht werden„negative" Schatteneindrücke erzeugt, so dass beispielsweise bei Aufbringen eines zweiten Layers eine Schattenbildung durch den ersten Layer hervorgerufen wird. Diese unerwünschte Schattenbildung kann durch zusätzliche bildanalysierende Berechnungen und Korrekturen herausgerechnet werden, wobei zum einen zusätzliche Prozesszeit, zum anderen die Gefahr des Übersehens von tatsächli chen Druckfehlern entsteht. Da das Pastendruckverfahren ein serielles Verfahren ist, wird in der Regel ein Layer nach dem anderen bedruckt. Aufgrund von Qualitätsvorschriften ist eine 1 00%-ige Inspektion der Produktion notwendig, wobei eine hohe Fehlerdetektionsrate gefordert wird. Die derzeit erreichbaren Strukturauflösungen, die für die Detektion von Druckfehlern maßgeblich sind, liegen im Bereich von 1 0 μηι, wobei eine Auflösungsgenauigkeit von 5 μηι in naher Zukunft erreicht werden soll. Dies bedeutet j edoch eine Erhöhung der Fehlererkennungskomplexität um den Faktor vier gegenüber den bisherig eingesetzten Fehlererkennungsverfahren, wobei der Detektionsaufwand und die Analysezeit sehr stark ansteigen, und die geforderten Genauigkeiten kaum erreicht werden können.

Die JP 100 65 345 A zeigt ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger PCBs auf Keramikbasis, bei der jeder einzelne Layer nach der Herstellung einem optischen Inspektionsverfahren unterzogen wird. Hiernach werden die Layer gegeneinander ausgerichtet und laminiert. Somit wird jeder einzelne Layer vor dem Zusammensetzen und Ausrichten des PCBs inspiziert, aber nach der Laminierung wird keine weitere lnspektion vorgenommen. Es wird daher keine Inspektion des gesamten Multilayer-PCBs j eweils nach Aufbringung und Bedruckung einer weiteren Layerschicht durchgeführt, so dass beispielsweise die gegenseitige Ausri chtung der einzelnen Layer nicht mit überprüft werden kann, und Fehler bei der Ausrichtung nicht erkannt werden können. Da die PCB-Schichten lichttransparent sind, ist bisher eine Post-Assembling- Inspection der einzelnen Layer zu einem ehrlagen-PCB aufgrund von S chattenwurf nur schwer bis gar nicht durchführbar. Das in dieser Druckschrift vorgeschlagene Verfahren kann nicht nahtlos in die Fliessfertigung des Bedruckens jedes Layers vorgese- hen werden, wie dies bei der vorliegenden Erfindung mögl i ch ist.

Die US 2006/0025 1 0 A l und die US 2006/001853 1 A I zeigen beide Inspektionseinrichtungen für ei ne Bestückung und Belötung von Komponenten auf einem PCB anstelle für eine Herstellung eines Mehrlagen-PCBs. Es werden Differenzbilder des nackten PCBS und des mit Lötmittel benetzten PCBS sowie des bestückten PCBs vor und nach dem Verlöten mittels Röntgenbestrahlung erfasst. Eine Inspektion einzelner Layerschichten bei der Herstellung eines optisch transparenten mehrlagen-PCBs wird nicht angesprochen. Diese Druckschriften betreffen Ferti gungsschritte bei der Bestückung eines bereits hergestellten Ein- oder Mehrlagen-PCBs, allerdings nicht eine Herstellung eines semitransparenten Mehrlagen-PCBs an si ch.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Inspektions-Druckvorrichtunglnspektions- Druckvorrichtung und ein Inspektionsverfahren vorzuschlagen, die eine verbesserte Fehlererkennung mit hoher Detektionsgeschwindigkeit ermöglicht, so dass kostengünstig mehrlagige PCBs in verbesserten Qualität bereitgestellt werden können. Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren werden nach der Lehre der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Offenbarung der E rfindung

Zur Überwindung der vorgenannten Probleme aus dem Stand der Technik schlägt die Erfindung eine Inspektions-Druckvorrichtung vor, die eine Fehleranalyse von gedruckten PCBs, die ein lichtdurchlässiges/lichtleitendes S ubstrat und zumindest ein, insbesondere m ehrere, aufeinander geschi chtete Layer umfassen, ermöglicht. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine optische Erfassungseinrichtung, eine Fehlererkennungseinrichtung und eine Layer-Druckeinrichtung. Die optische Erfassungseinrichtung ist eingerichtet, vor und/oder nach einem Bedrucken eines Layers des PCBs mittels der Druckeinrichtung ein erstes und/oder zweites optisches Abbild B l vor bzw. B2 nach Bedrucken des Layers zu erfassen, wobei die Fehlererkennungseinrichtung eingerichtet ist, ein Differenzbild ΔΒ aus den beiden Abbildern B l , B2 zu bestimmen, so dass das Di fferenzbild ΔΒ im Wesentl ichen dem Druckbild des Layers entspricht, und auf Druckfehler analysierbar ist. Som it wird ein Bilderfassungssystem, d. h. eine optische Erfassungseinrichtung vorgeschlagen, die vor und/oder nach einem Pastenaufbringungsvorgang durch die Druckeinrichtung ein optisches Abbild B l , B2 des PCBs anfertigt. Di e beiden Abbilder B l , B2 können vor und nach Bedrucken des Layers aufgenomm en werden, es ist allerdings auch denkbar, dass eines der beiden Abbilder B l , B2 beispielsweise als Referenzbild, bzw. Optimalbild vorgespeichert ist, und jeweils nur das andere Bild vom gerade hergestellten PCB aufgenommen wird. Es müssen somit nicht zwangsl äufig zwei Bilder aufgenomm en, werden, es kann auch auf ein Referenzbild zurückgegriffen und somit nur ein Abbild aufgenommen werden. Durch eine Fehler- erkennungseinrichtung wird ein Differenzbild ΔΒ aus den beiden Abbildern B l , B2 bestimmt, so dass optische S chattierungen der bisher aufgebrachten Layer herausgerechnet werden können. Somit kann die Vorrichtung ein Differenzbild bereitstel len, das ledigli ch ein Abbild der obersten Layer- schicht repräsentiert, und das auf Druckfehler untersucht werden kann. Durch die inkrementelle Bestimmung des Differenzbildes können Einflüsse unterliegender Layer bzw. Strukturierungseigenschaften des lichtdurchlässigen/lichtleitenden Substrats eliminiert werden. Das Differenzbild resultiert aus einer optischen Subtrakti on eines Abbildes vor und nach dem Bedrucken, so dass zum Bei spiel das Aufbringen von unerwünschten Druckpartikeln oder unterbrochene Leitungsführungen erkannt werden können, so dass eine 100%-ige Inspektion mit hoher Fehlergenauigkeit und ei nem hohen Durchsatz erreicht werden kann. Des weiteren kann durch die optische Inspektion des PCBs bei der Aufbringung jeweils eines weiteren Layers gleichzeitig die Ausrichtung der Layer zueinander bei Analyse nur eines der beiden Bi lder B l und B2 bzw. des Differenzbildes ΔΒ gegeneinander überprüft und Ausrichtungsfehler der Layer aufgefunden werden. Durch die Analyse der Di fferenzbilder kann lückenlos das Zwischenprodukt des PCBs während der Herstellung bei sich wiederholenden Fertigungsschritten von Layeraufbringung und Layerbedruckung auf dem PCB überprüft und die Fertigungsqualität protokolliert werden. Es werden nicht einzelne Layer, sondern das gesamte PCB während der Layeraufbringung mittels eines optischen Verfahrens im Fliessfertigungsprozess inspiziert. Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann eine Transporteinrichtung das PCB zwischen optischer Erfassungseinrichtung und Druckeinrichtung transportieren. Die Transporteinrichtung kann das PCB zunächst zu einer ersten optischen Erfassungseinrichtung transportieren, durch die ein In- spektionsabbild B l aufgenommen werden kann. Hi ernach kann die Transporteinrichtung das PCB zur Layer-Druckeinrichtung transporti eren, in der ein Pastendruck erfolgt, und beispielsweise eine Isolierschicht aufgebracht wird. Anschließend kann die Transporteinrichtung das PCB zu einer nachfolgenden zweiten Erfassungseinrichtung transportieren, die ein zweites Inspektionsabbild B2 erstellen kann, so dass die Fehlererkennungseinrichtung ein Di fferenzbild ΔΒ erstellen und auf Fehl er auswerten kann. Die Transporteinrichtung kann als lineare Transporteinrichtung eingerichtet sein, die das PCB von einer ersten Druckstation zu einer zweiten Druckstation und gegebenenfalls weiteren Druckstationen führen kann . Alternativ kann die Transporteinrichtung al s Ringtransporteinrichtung ausgeführt sein, die nach einem ersten Pastendruck das PCB zurück an den Eingang der Layer-Druckeinrichtung führt, so dass ein zweiter und eventuell weitere Layerdrucke mit derselben Druckeinrichtung durchgeführt werden können . Im Fal le einer Ring-Transporteinrichtung kann eine ei nzige optische

Erfassungseinrichtung genügen, ein Bild B l vor und B2 nach dem Bedrucken aufzunehmen. Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels kann eine erste optische Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Abbildes B l vor der Druckeinrichtung und eine zweite optische Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Abbildes B2 nach der Druckeinrichtung angeordnet sein, wobei bevorzugt identische Pixel auflösungen der beiden Erfassungseinrichtungen für die Erfassung der Abbilder B l , B2 bereitstellbar sind. Ein nahezu identischer Aufbau der beiden Erfassungseinrichtungen mit derselben Pi xelauflösung ermöglicht ei ne direkte Subtraktion der beiden Abbilder B l , B2, so dass keine graphischen Umrechnungsschritte der beiden Abbilder notwendig werden, und die Bildverarbeitung einfach und schnell durchgeführt werden kann. Eine vorgeordnete und nachgeordnete Erfassungseinrichtung kann insbesondere bei einer linearen Anordnung der Layer-Druckeinrichtungen vorteilhaft sein, da hohe Durchflussraten und schnelle Bedruckungsvorgän- ge ermöglicht werden. Die zweite, der Druckeinrichtung nachgelagerte Erfassungseinrichtung kann gleichzeitig als Erfassungseinrichtung zur

Erstellung eines Abbildes B l für den nachfolgenden Layerdruck di enen, so dass zwi schen seriell hintereinander angeordneten Layer- Druckeinrichtungen j eweils nur eine optische Druckerfassungseinrichtung angeordnet sein rauss. Somit kann eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit der PCBs erreicht werden.

Gemäß einer vorteilhaften W eiterentwicklung kann die zum indest eine optische Erfassungseinrichtung über die Fehlererkennungseinrichtung eine Bildkorrektureinheit umfassen, die einen räumlichen Bildversatz von zumindest +/- einem Pixel in zumindest einer Erstreckungsri chtung des Abbildes B l und/oder B2 mechanisch und/oder el ektronisch und/oder einen Bildhelligkeits- und/oder B ildkontrastversatz vor zumindest +/- einer Auflösungsstufe zur Anpassung der Abbilder B l und B2 zueinander vornehmen kann. S o können die beiden aufgenommenen Abbilder B l vor und B2 nach dem Druck eines Layers eventuell geometrisch versetzt sein, oder von der Bildhelligkeit bzw . dem B ildkontrast unterschiedlich ausgestaltet sein. Zur Bildung des Differenzbildes benötigt man ideal erweise eine identische räumliche wi e optische Gleichheit der beiden Ursprungsabbilder B l , B2. Diese Weiterentwicklung schlägt eine nachträgliche Korrektur des räumlichen Bildversatzes um zumindest einen Pixel, d.h. eine kleinste räumliche Auflösungsstufe und/oder einen Hel ligkeits- oder Kontrastversatz von zumindest einer Auflösungsstufe, der zumeist digital vorliegenden Bilder, vor. Die Korrektur kann mechanisch durch Verändern der räumlichen Position der Bilderfassungseinrichtung als auch elektronisch durch räumli che Anpassung des Bildausschnitts und nachträglicher Bearbeitung von Bildhelligkeit und/oder Kontrast vorgenommen werden. Somit wird Qualität und Lage der Abbilder B l und B2 zueinander angepasst, um ein Differenzbi ld ΔΒ zu schaffen, das exakt ein Abbild des zuletzt aufgebrachten Layers bereitstellen kann. Hierdurch wird die Fehlererkennungsgenauigkeit erhöht und Toleranzen innerhalb der Fertigungslinie herausgerechnet. Auch kann durch mehrmalige Korrektur der Abbilder B l und/oder B2 und jeweiliger Erzeugung eines Differenzbildes Druckfehler genau erkannt werden, und Artefakte herausgerechnet werden.

Gemäß einer vortei lhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Erfassungseinrichtung eine Kameraeinheit und eine B eleuchtungseinheit umfassen, insbesondere eine Zeilenkameraeinheit und/oder eine LED- Beleuchtungseinheit, bevorzugt eine LED-Streifen-Beleuchtungseinheit, wobei insbesondere eine scannerarti ge Erfassung der Abbilder B l und B2 durchführbar ist. Grundsätzlich kann die Erfassungseinrichtung lediglich eine Kameraeinheit umfassen, die ein zweidimensionales Abbild des PCBs erstellen kann . Zur Schaffung definierter Beleuchtungswerte kann zusätzlich eine Beleuchtungseinheit um fasst sein, die eine definierte Lichthellig- keit, Kontrastgebung und Intensitätsverteilung bewirken kann. Die Kameraeinheit kann schwarz/weiß, Graustufen oder insbesondere farbige Abbilder l iefern. Besonders vorteilhaft kann die Erfassungseinrichtung al s scannerartige Zeilenerfassungseinrichtung ausgeführt sein , die ei ne Zeilenkameraeinheit und/oder eine Beleuchtungsstreifeneinheit umfasst. Als Beleuch- tungseinheit kann insbesondere eine LED-basierte Einheit verwendet werden, die defi nierte Farben bzw. ein Weißlicht definierter Helligkeit und Spektralmischung erzeugen kann. Zur Verbesserung der Lichtqualität kann eine Kollimation seinheit vorgeschaltet sein, um ein möglichst gleichartiges kollimiertes Licht zu schaffen, um parallaxe Fehler zu verringern . Vor der Kameraeinheit kann eine Linseneinheit und/oder eine Apparatur geschaltet sein, um l ediglich einen Bildausschnitt bzw. kollimi ertes Licht zu erfassen . Die Zeilenkameraei nheit kann eine RGB-CCD-Einheit sein, i n der einzelne Helligkeitswerte getrennt aufgenommen und erfasst werden können. Durch ein scannerarti ges Verfahren kann beispielswei se bei einem kontinuierlichen Transport der PCBs ein hochauflösendes Abbild erfasst werden. Somit wird die Durchlaufgeschwindigkeit der PCBs und di e Qualität der erfassten Abbilder erhöht, so dass die Fehlererkennung verbessert werden kann.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels kann die Erfassungseinrichtung ausgelegt sein, ein dreidimensionales Höhenprofil des PCB-Layers zu erfassen, und kann bevorzu gt als laserbasierte oder weißlichtbasierte 3D-Scannereinrichtung ausgeführt sein . Diese Weiterentwicklung schl ägt vor, statt einem zweidimensionalen farbigen und/oder Graustufenbild ein 3 D-Höhenprofil zu erfassen, beispielsweise durch ein Laserscanning mittels Ermittlung von Pulslaufzeit, Phasendifferenz oder Tri angulation . Alternativ kann eine chromati sche Tiefenmessung durch Aufspaltung von Weißlich in ein Regenbogenspektrum mit verschiedenen Abstrahlwinkeln durch ein Prisma vorgenommen werden, in dem unterschiedliche Bauteilhöhen unterschiedliche Chroma-Werte des reflekti erten Lichts zurückwerfen. Durch Auswertung der Li chtfarbe kann auf die Höhe geschlossen und somit ein dreidimensionales Profil erzeugt werden. Durch Vergleich der Profilhöhen kann an Pastendruckstellen das Aufbringen der Paste kontroll iert und Druckfehler erkannt werd en . Im Unterschied zu einem gewöhnlichen zweidimensionalen B ilderkennungsverfahren können mittels eines 3D- Höhenprofils sehr einfach und schnell Fehler bei der Bedruckungsdicke, Materialablagerung oder Ähnliches erkannt werden, so dass ni cht nur ein rein optischer qualitativer Vergleich sondern auch ein quanti tati ver Ver- gleich der Material abtragung auf dem Layer durchgeführt werden kann.

Somit kann eine dreidimensionale Fehlerkorrektur der au fgetragenen Layer bereitgestellt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Vorrichtung kann die Erfassungseinrichtung oder die Fehlererkennungseinrichtung eine Vektori- sierungseinheit umfassen, so dass die erfassten Abbilder Bl und/oder B2 zum Zwecke des Bildvergleichs vektorisierbar sind. Mittels einer Vektori- sierungseinheit können zwei- oder auch dreidimensionale Strukturen durch Vektoren, d.h. linienartige Verknüpfungen von Bezugspunkten, dargestellt werden. Das Speichervolumen der aufgenommenen Abbilder bzw. des Differenzbilds können stark komprimiert werden, und ein vereinfachtes Abbild kann abgespeichert werden, beispielsweise zu Archivierungs- und Protokollierungszwecken. Vektorisierte Bilddateien können sehr schnell und effizient mit hoher Fehlergenauigkeit verglichen werden, so dass der Bildvergleich deutlich vereinfacht werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Fehlererkennungseinrichtung eine Speichereinheit zur Speicherung zumin- dest eines Musterdifferenzbildes ΔΒ Μ und/oder eines Musterabbildes B1 M umfassen, so dass ein Differenzbild ΔΒ aus einem erfassten Abbild B2 und dem Musterabbild B1 M bestimmbar und mit einem Musterdifferenzbild ΔΒΜ vergleichbar ist. So schlägt diese Weiterentwicklung vor, dass auf vorgespeicherte Musterdifferenzbilder oder Musterabbilder zurückgegriffen werden kann, so dass nachfolgende Pastenbedruckungsvorgänge mit vorab abgelaufenen Pastenbedruckungsyorgängen vergleichbar und zu Proto- kollzwechen aufzeichenbar sind. Somit kann auf eine Erfassung eines ersten Abbildes Bl vor Bedrucken des Layers verzichtet und stattdessen ein Musterabbild B1M verwendet werden, so dass nicht nur relative Druckfehler des gerade vorgenommenen Drucks erfasst, sondern absolute Fehler gegenüber einer Musterdruckvorlage erkannt werden können. Zum anderen kann das Differenzbild ΔΒ mit einem Musterabbild ΔΒΜ verglichen werden, so dass das Aussehen des Layer-Abbildes mit einem Musterlayerabbild verglichen werden kann, um Druckfehler schnell und vereinfacht auffinden zu können. Auch können Prozesschwankungen aufgedeckt oder Qualitätsvergleiche über mehrere Prozessschritte bzw. Serien von PCB- Fertigungsdurchgängen analysiert und verglichen werden. Durch Heranzie- hung von Musterabbildern, die einem Idealdruck bzw. einem ersten Druckvorgang entsprechen, können absolute Qualitätsmaßstäbe definiert und überwacht werden. Somit kann eine Verbesserung der Fehlerdetektion und der PCB-Qualität erreicht werden. In einem nebengeordneten Aspekt schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Fehleranalyse von gedruckten PCBs unter Verwendung einer vorgenannten Vorrichtung vor. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei die Schritte:

S l : Optische Erfassung eines Abbildes B l des PCBs vor dem Druck; S3 : Bedrucken des Substrats des PCBs;

S4: Optische Erfassung eines Abbildes B2 des PCBs nach dem Druck;

S6: Bestimmung eines Differenzbilds ΔΒ;

S7: Analyse des Differenzbilds ΔΒ auf Fehler;

S9 : Ausmusterung des PCBs im Falle einer Fehlererkennung; S 10: Wiederhol ung von Schritt S l bis S9 für weitere aufzubri ngende Layer.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können durch Verwendung von einer oder zweier optischer Erkennungseinrichtungen Bilder vor bzw. nach dem B edrucken eines Layers aufgenommen werden, hieraus ein

Differenzbild erzeugt werden und dieses Differenzbild auf Fehler, bei- spielsweise durch Vergleich mit einem Musterdifferenzbild, überprüft werden . Wird ein Fehler des Di fferenzbilds erkannt, so kann die PCB ausgemustert oder der Fehler repariert werden. Im Falle von mehrschichti gen Platinen kann das Verfahren so oft durchgeführt werden, bis alle Layer bedruckt sind, so dass eine 1 00%-ige Qualitätskontrolle aller Layer durch- führbar ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des vorgenannten Verfahrens kann durch Vorbestimmung des Differenzbilds ΔΒ eine räumliche Bildkorrektur von zum indest +/- einem Pixel in zumindest einer Erstre- ckungsrichtung des PCBs mechanisch und/oder elektronisch, und eine Bildhelligkeit und/oder ein Bildkontrastversatz von zumindest +/- einer Auflösungsstufe zur Anpassung der Abbilder B l und B2 zueinander vorgenommen werden . Durch Vornahme einer räumlichen bzw. optischen Bildkorrektur, die sowohl mechanisch als auch elektronisch nachträglich durchgeführt werd en kann, kann die Aufnahinequalität der beiden Abbilder B l , B2 zueinander angepasst werden, so dass ein optimales Differenzbild ΔΒ erzeugt werden kann, das die Struktur des zuletzt bedruckten Layers wiedergibt. Dies erhöht die Identität der Layer-Abbi ldun gsstruktur, so dass durch Bildung des Differenzenbildes ΔΒ eine verbesserte Fehlergenauigkeit erreicht werden kann. Die Bilderfassungseinri chtung kann mechanisch in x- bzw. y-Richtung korrigiert werden, um eine gleiche Lage der Abbilder zu erreichen, und kann beispiel sweise photoelektronisch nachbearbeitet werden, um die glei che Bildhelligkeit oder den gleichen Bildkontrast zu erreichen. Eine Anpassung kann auch nachträglich auf elektronischem Wege, beispielsweise durch geeignete Bildverarbeitungsverfahren, erreicht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann das Verfahren zumindest zwei, insbesondere mehrere Bildkorrekturen vornehm en, und Differenzbilder ΔΒ ι . N bestimm en, wobei ein Fehler nur dann zuverlässig erkannt wird, wenn in jedem der Differenzbilder ΔΒ Ι . Ν eine Fehlerabwei- chung an den gleichen Stellen erkennbar ist. So ist es beispielsweise denkbar, die beiden Abbilder B l , B2 mit einem oder m ehreren Pixeln in x- bzw. y-Richtung geometrisch zu versetzen und in ihrem Helligkeitsund/oder Kontrastlevel um 1 bis 2 Stufen zu verändern, und damit Differenzbi lder Δ Β Ι .,. Ν zu bestimm en. Zeigen alle diese Differenzbilder Abwei- chungen an nahezu identischen Stellen, so kann davon ausgegangen werden, dass tatsächlich ein Fehler vorli egt. Werden bei beispielsweise vier oder sechs Vergleichen nur fünf oder weniger Abweichungen festgestellt, so kann davon ausgegangen werden, dass kein Fehler, sondern lediglich eine Ungenauigkeit (Artefakt) des Differenzbilds ΔΒ , existiert, so dass mit hoher Sicherheit davon ausgegangen werden kann, dass der Layer fehlerfrei ist. Da Bildvergleiche sehr schnell durchgeführt werden können, sind sie nicht zeitkritisch und können beispielsweise auch im Laufe des Druckvorgangs oder asynchron zur Prozesszeit durchgeführt werden, um eine Laufzeitkontrolle des Layers zu gewährleisten. Somit kann eine gleich bleibend hohe Geschwindigkeit der PCB-Fabrikation erreicht werden.

Gem äß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbei spiel des vorgenannten Verfahrens kann ein Fehler im Differenzbild ΔΒ bei Strukturgrößenabweichungen von zumindest > 10 μηι, insbesondere > 5 μηι. erkennbar sein. So kann die optische Erfassungseinrichtung als auch die Fehlererkennungseinrichtung derart ausgestaltet sein, dass Fehlerabweichungen von weniger als 10 μιη, insbesondere zumindest 5 μπι, erkennbar sind, so dass eine erhöhte Miniaturisierung der PCBs auf Fehler überprüfbar ist. Somit kann das Inspektionsverfahren auch für zukünftige höchstminiaturisierte PCBs verwendet werden, und erfüllt die Anforderungen an hochkonzentrierte Baugruppen mit höchsten Qualitätsansprüchen.

Grundsätzlich kann das gesamte Abbild B l gegenüber dem Abbild B2 zur Ausbildung eines D ifferenzbilds ΔΒ herangezogen werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens kann zumindest ein, insbesondere mehrere, charakteristische Teilbereiche der Abbilder B 1 , B2 auf Fehl er verglichen werden. So können Teilbereiche, insbesondere charakteristische Teil bereiche, verglichen werden, so dass bei deren Übereinstimmung darauf geschlossen werden kann, dass der gesamte Layer oder relevante Teile davon fehlerfrei sein können. Hiermit kann eine deutliche Verringerung des Fehlerkontrollaufwands und som i t eine Erhöhung der Durchflussrate erziel t werden.

Schließlich kann in einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel das Abbild B l als Musterabbild B 1 M aus einer Speichereinheit und das Abbild B2 aus einer Erfassungseinrichtung erfasst nach dem Bedrucken des PCB- Layers zur Erzeugung eines Differenzbilds ΔΒ bestimmt werden, wobei das Differenzbild ΔΒ mi t einem in der Speichereinheit gespeicherten Musterdifferenzbild ΔΒ Μ verglich en, und bei Abweichung ein Fehler detektiert werden kann. Durch die Verwendung eines Musterdifferenzbilds B 1 M vor einem Bedrucken können absolute sowie rel ative Fehler im Di fferenzbild ΔΒ erkannt werden, um einen Vergleich der PCB-Herstellung gegenüber einem Musterabbi l d durch führen zu können, so dass prozessbedingte Veränderungen und systematische Fehler aufgespürt werden können.

Figurenbesch reibung Weitere Vorteil e ergeben sich aus der folgenden Zei chnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zei chnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkm ale und Kombinationen. Der Fachmann wird di e Merkmal e zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zur sinnvollen weiteren Kombi - nation zusammenfassen.

Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ln- spektions-Druckvorrichtung;

Fig. 2: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Inspektions-Druckvorrichtung;

Fig. 3 : ein wei teres Ausführungsbei spiel einer erfind ungsgemäßen

Inspektions-Druckvorrichtung;

Fig. 4: eine Ausführungsform einer Fehlererkennungseinrichtung gemäß ei nem Ausführungsbeispi el einer Inspektions- Druckvorrichtung;

Fig. 5: ein Flow-Chart eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Ausführungsformen der Erfindung

In den Fi guren sind gleiche oder gl eichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel 10 einer erfindungsgemäßen Inspektions-Druckvorrichtung. Die Inspektions-Druckvorrichtung 10 umfasst eine Fehlererkennungseinrichtung 30 sowie eine erste optische Erfassungseinrichtung 24a, di e vor einer Layer-Druckeinrichtung 20 angeordnet ist, und eine zweite optische Erfassungsei nrichtung 24b, die nach der Layer-Druckeinrichtung 20 angeordnet ist. Ein PCB 1 4 wi rd mittel s einer linearen Transporteinrichtung 34 von der ersten Erfassungseinri chtung 24a zur Druckeinrichtung 20 und weiter zur zweiten Erfassungseinrichtung 24b transporti ert. Die beiden Erfassungseinrichtungen 24a, 24b sind mittels einer Kommunikationsverbindung 32 mit der Fehlererkennungseinrichtung 30 verbunden. Die Kommunikationsverbindung 32 kann kabelgebunden aber auch drahtlos realisiert sein, und kann sowohl die optischen Abbilder B l , B2 als auch Einstellungsdaten, wie Kontrast-, Helligkeits- oder räumliche Versatzinformationen der Abbilder, übermitteln. Sie kann uni- oder bidirektional eingericht sein, um Steuerbefehle der Fehlererkennungseinrichtung 30 an die Erfassungseinrichtung 24 übermit- teln zu können. Di e optische Erfassungseinrichtung 24 um fasst eine

Beleuchtungseinheit 28, die beispielsweise als LED-Leuchtstrei fen ausgebi ldet sein kann, und eine Kam eraeinheit 26, die beispielsweise als CCD- Zeilenkamera aufgebaut sein kann, um eine scannerartige Erfassung der Oberfläche des PCBs 14 vornehmen zu können. Mittels der Transportein- richtung 34, die bei spielsweise ein Förderband sein kann, wird anfänglich ein keramisches Substrat 1 2, das l ichtdurchlässig und/oder lichtleitend ist, durch die erste optische Erfassungseinrichtung 24a geführt. Dabei wird ihre Oberfläche gescannt . N achfolgend wird das Substrat 1 2 mittels der Druckeinrichtung und einer Druckschablone 1 8 mit einer Paste bedruckt, um leitfähige Antei le die Leiterbahnen sowie Widerstände, Kapazitäten oder Induktivi täten au fzubringen. Anschl ießend kann eine Isolation sschi cht aufgetragen werden (nicht dargestell t), und es wird eine Erfassung der Oberflächenstrukturen mit Hilfe der nachgeordneten zweiten Erfassungseinrichtung 24b vorgenommen. Durch Vergleich der beiden Abbilder B l , B2 innerhalb der Fehlererkennungseinrichtung 30 kann die Struktur des 5 aufgedruckten Layers auf dem Substrat 12 analysiert und Fehler erkannt werden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbei spiel einer Inspektions- Druckvorrichtung 1 0, die seriell aufgebaut ist, und in der zumindest zwei Druckeinrichtungen 20a, 20b zwei aufeinanderfolgende Layer auf das PCB

1 0 14 aufbringen. Eine lineare Transporteinrichtung 34 transportiert zu Beginn ein keramisches Substrat 12 durch eine erste optische Erfassungseinrichtung 24a, deren Struktur an d ie der in Fig. 1 dargestellten Erfassungseinrichtung angelehnt ist. Nachfolgend erfolgt ein Bedrucken des ersten Layers 1 2 mit einer Druckschablone 1 8a in einer ersten Druckeinrichtung

15 20a. Anschließend erfolgt ein Scan des ersten bedruckten Layers 12, wobei über Kommun ikationsverbindungen 32a, 32b di e beiden Abbilder B l , B2 an die Fehlererkennungseinrichtung 30 übermittelt werden. Nachfolgend kann beispielsweise eine Isolationsschicht 16 aufgebracht werden und mittels einer weiter Erfassungseinrichtung 24c kann ein weiterer Scan durchgeführt 0 werden. Alternativ kann der Scan der zweiten Erfassungseinrichtung 24b als Ausgangsbild für den nachfolgenden Druck mittels der Druckeinrichtung 20b dienen. Durch die Druckeinrichtung 20b wird ein weiterer Layer 1 2 auf das PCB 14 gedruckt, so dass mittels der Druckschablone 1 8b eine zusätzliche Struktur auf dem PCB aufgeprägt wird. Anschließend erfolgt 5 ein Scan mit einer nachgelagerten Erfassungseinrichtung 24d, nach der wiederum eine Isolationsschicht aufgetragen und ein weiterer Scan als Ausgangsbi ld für einen weiteren nachfolgenden Druck einer dritten Layer- schicht 12 mittels der Erfassungseinrichtung 24e vorgenommen werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel 1 0 wird anschließend an die Druck-0 einrichtung 20 ein Scan mittels einer optischen Erfassungseinrichtung 24 durchgeführt, hiernach eine Isolationsschicht aufgebracht und wiederum ein Scan al s Ausgangsbild für den nachfolgenden Druck vorgenommen. Alter- nativ kann zwischen zwei benachbarten Druckeinrichtungen 20 lediglich eine einzige Scan- oder Erfassungseinrichtung angeordnet sein, die sowohl das Differenzbild B2 des vorhergehenden Drucks als auch das Differenzbild B l für den nachfolgenden Druck zur Verfügung stell en kann . Durch die seriel le Anordnung der einzelnen Druckeinrichtungen 20 kann eine sehr hohe Produktionsgeschwindigkeit der mehrlagi gen PCBs errei cht werden.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Inspektions-Druckvorrichtung 1 0 dargestellt. Die Druckeinrichtung 20, die Erfassungseinri chtung 24 und die Fehlererkennungseinrichtung 30 sind angelehnt an di e in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei spiele ausgestaltet. Die ringförmige Transporteinrichtung 34 ist dazu ausgelegt, das PCB 14 vom Ausgang der Druckeinrichtung 20 zurück an den Eingang der Druckeinrichtung 20 zu führen, so dass die Druckeinrichtung 20 nach einem ersten Druckvorgang des ersten Layers 1 2 ausgestaltet sein kann, weitere Layer auf den PCB 1 4 mit j eweiligen Druckschablonen 1 8 zu drucken. Im oberen Teilbild wird zunächst ein keramisches Substrat 1 2 mittels der Erfassungseinrichtung 24 gescannt und an die Feh lererkennungseinrichtung 30 übermittelt. Danach erfolgt m ittels der ersten Druckschablone 1 8a innerhalb der Druckeinrichtung 20 das B edrucken des Substrats 1 2 mit der ersten Layerstruktur 12. Hiernach wird eine Isolationsschicht 16 durch die Isolierschichteinrichtung 22 aufgebracht und die Transporteinrichtung 34 transportiert den PCB 14 mit der ersten Layer- schicht 12 zurück zur Erfassungseinrichtung 24, in der sie gescannt, und wie im unteren Teilbild dargestellt, mittel s der Druckeinrichtung 20 und einer zweiten Druckschablone 1 8b mit einer zweiten Layerschicht 12 bedruckt wird. Hiernach erfolgt wiederum das Aufbringen einer weiteren Isolationsschicht 1 6, ei n Scannen und ein wi ederholter Druck einer dri tten und weiterer Layerschichten 1 2. Somit schlägt dieses Ausführungsbeispiel vor, dass eine einzige Druckeinrichtung 20 zum Bedrucken zweier oder weiterer Layer 1 2 des PCBs 14 verwendet wird, und hierzu eine einzige Erfassungseinrichtung 24 jeweils einen Scan vor bzw. nach Bedrucken des PCBs vornehmen kann. Die Fehlererkennungseinrichtung 30 speichert die einzelnen aufgenommenen Bilder B l , B2 etc. und berechnet hieraus die jeweiligen Differenzbilder ΔΒ , aus denen Druckfehler analysierbar sind.

In der Fig. 4 ist schematisch eine Ausführungsform einer Fehlererkennungseinrichtung 30 dargestellt, wie sie bei einem der Ausführungsbeispie- l e, die in den Figuren 1 bis 3 dargestellt sind, eingesetzt werden kann. Die Fehlererkennungseinrichtung 30 ist m it optischen Erfassungseinrichtungen 24 mittel s Kommunikationsverbindungen 32 drahtlos oder drahtgebunden verbunden. Sie umfasst eine Fehlerdetektionseinheit 42, die durch Bildvergleich der Bilder B l und B2 ein Differenzbild ΔΒ erzeugen kann, und dieses Di fferenzbi ld Δ Β auf Abweichungen und Fehler überprüfen kann. Hierzu ist die Fehlerdetektionseinheit 42 mit einer Speichereinheit 38 verbunden, indem beispielswei se ein Musterdifferenzbild ΔΒ Μ und/oder ein Musterabbild B 1 M für die Inspektion eines ersten, eines zweiten und weiterer Layer abgelegt sind . Des Weiteren ist die Fehlerdetektionseinhei t 42 mit einer Bildkorrektureinheit 36 verbunden, die sowohl eine räumliche

Positionskorrektur und Ausschnittsauswahl des Abbilds B l , B2 in x- und y- Richtung als auch eine Anpassung von Helligkeit und Kontrast der jeweili gen Abbilder vornehmen kann, um möglichst identische Abbilder B l , B2 zur Erzeugung ei nes Differenzbild ΔΒ bereit zu stellen. Schließlich ist die Fehlerdetektionseinheit 42 mit einer Vektorisierungseinheit 40 verbunden, die aus einem Differenzbild ΔΒ oder aus einem oder beiden Abbildern B l , B2 eine Vektorisierung vornehmen kann, so dass die Bilddaten als reine Vektordaten vorliegen, die leicht gespeichert und verglichen werden können. Mit H ilfe einer derartigen Fehlererkennungseinrichtung 30 kann effizient und hoch genau eine Abweichung des zuletzt bedruckten Layers gegenüber den vorangegangenen Layern des PCBs erreicht werden.

In der Fig. 5 ist in einem Flow-Chart ein Ausführungsbeispiel des erfindun gsgem äßen Verfahrens dargestellt. Nach Beginn des Druckvorgangs wird vor Bedrucken des ersten Layers 1 4 in Schritt S l eine optische Erfas- sung des PCBs 1 2 mittels der optischen Erfassungseinrichtung 24 vorgenommen, um ein erstes Abbild B l zu erfassen. Dieses Abbild B l wird der Fehlererkennungseinrichtung 30 übermittelt. In der Fehlererkennungseinrichtung 30 kann in einem Schritt S2 eine Anpassung von Pixelkoordinaten, Helligkeit oder Geometrieversatz bzw. Geom etri everzerrung sowie Kontrast oder weiterer Bildparameter vorgenommen werden. Anschließend wird der PCB-Layer 1 2 mittels einer Transporteinrichtung 34 zu einer Layer- Druckeinrichtung 20 transportiert, und in Schritt S3 bedruckt. Nach einem weiteren Transport zur nachfolgenden Erfassungseinrichtung 24 erfolgt eine optische Erfassung des PCBs 14 nach dem Druck, um ein Abbild B2 in Schritt S4 aufzunehmen. Auch dieses Bild B2 wird zur Fehlererkennungs- einrichtung 30 übermittelt, um Pixelkoordinaten, Helligkeit, Geometrieverzerrung und Kontrast oder weitere Bildparameter in Schritt S 5 anzupassen. Anschließend erfolgt in Schritt S 6 die Bestimmung eines Di fferenzbilds ΔΒ durch Subtraktion der beiden Teilbilder, bevorzugt unter Anwendung einer vorherigen Vektorisierung der Abbilder B l , B2, und dieses Differenzbild ΔΒ wird in Schritt S7 gegenüber einer vorgespeich erten Mustervorlage

ΔΒ Μ oder anderen Fehlerkriterien getestet, ob im gegenwärtigen Druck ein Fehler erkannt werden kann. In Schritt S8 wird bestimmt, ob Fehler durch Reparatur behoben oder das PCB 14 als Ausschuss deklariert werden muss, so dass eine weitere B edruckung des PCBs 14 nicht möglich ist, oder ob der Layer fehlerfrei ist, und, falls weitere Layer 12 bedruckt werden sollen (Schritt S9), wird eine neue Isolationsschicht auf den PCB 14 in S chritt S 10 aufgetragen, und das Verfahren solange wiederholt, bis alle Layer 12 des PCBs 14 bedruckt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Untersuchung j edes einzelnen Layers unabhängig von einem störenden Einfluss der optischen Struktur vorher gedruckter Layern des PCBs.

So kann die erste Erfassungseinrichtung ein Bild B l mit der gleichen Auflösung wi e die zweite nachgel agerte Erfassungseinrichtung, die das Bild B2 erfasst, bereitstellen. Die Bildkoordinaten beider Erfassungsein- richtungen können korrigiert und bestimmt werden. Die Fehlererkennungseinrichtung kann di e Druckposition des gegenwärtigen Layers bestimm en 3

21 und einen Vergleich durchführen, ob der Layer positionsrichti g zu den vorangegangen Layern gedruckt worden ist. Das Differenzbild kann nach Druckfehlern untersucht werden, wobei im Falle eines 3 D-S cans auch die Materi alablagerung und damit etwaige Widerstandsparameter oder Ähnli- ches untersucht werden können . Dabei kann festgestellt werden, ob Druckmaterial an falschen Stellen angeordnet oder an einigen Stellen Druckmaterial fehlt. Im Rahmen der Bilderfassung kann eine geometrische als auch eine optische Korrektur der einzelnen Abbilder vorgenommen werden .

Dabei kann zumindest eine Auflösungsstufe oder ein Pixel in einer geomet- rischen Ausdehnungsrichtung als auch in einer Helligkeits- und Kontrastauflösung variiert werden, und so mehrere Differenzbilder erzeugt werden, wobei ein Fehler nur dann sicher detektiert wird, wenn alle Differenzbilder Fehler an identischen bzw. räumlich beieinander liegenden Stellen aufweisen. So kann beispielsweise eine geometri sche Korrektur in +/- eine Pixel- richtung in einer oder beiden geometri schen Richtungen und in +/- ein oder zwei Helligkeitsstufen erfolgen, so dass vier oder mehrere Differenzbilder erzeugbar sind, so dass - l ediglich wenn alle Differenzbilder gleichartige Fehler aufweisen darauf geschlossen werden kann, dass tatsächlich ein Fehler vorhanden ist. Auch können vorgespeicherte Bi lder zur Erstellung von Di fferenzbi lder oder zur Analyse des Differenzbildes herangezogen werden. Auch können di e vorgespeicherten Bilder vektorisiert sein, um Speicherplatz und Rechenzeit zu sparen. Mit Hilfe der anfallenden Daten kann eine Statistik über Produktionsqualität und Produktionsfortschritt erreicht werden. Hierdurch können Produktionsschwankungen detektiert und frühzeitig Produktionsausschuss erkannt werden. Durch Verwendung von 3 D-Profilen kann die Materialverwendung überwacht werden, um beispielsweise die Materialdicken der einzelnen Layerschichten zu untersuchen, und dabei auf elektrische und mechanische Eigensch aften des Layers zurücksch ließen zu können. Vorteilhafterweise kann für ein 3 D- Profilerkennung ein Zeilensensor m it drei Farbwerten, beispielsweise i n RGB-Sensor, verwendet werden.