DE1538605C - Elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meß vorrichtung mit einer Bildabtasteinrichtung für mikrominiaturisierte Schaltungsplättchen - Google Patents

Description

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tung bis zu 5 X 10~^β cm gestattet und deren Ausricht- 36 zu erkennen. Das Vidikon 36 ist mit einer Spule 46

zeit kleiner als 2 Sekunden ist. zur X-Ablenkung und mit einer Spule 48 zur Y-Ab-

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht lenkung ausgestattet, die die Abführung des auf dem

darin, daß als Bildabtasteinrichtung ein Vidikon Aufnahmeschirm 34 des Vidikons36 abgebildeten

oder ein Orthikon verwendet wird, daß das Schal- 5 Plättchens20 steuern. Die in Fig. 2 dargestellten

tungsplättchen entlang vorbestimmter horizontaler Abf ühllinien 50 bis 61 stellen die verschiedenen Linien

und vertikaler Abfühllinien nach Markierungen von dar, entlang welcher die Abführung direkt durch die

der Bildabtasteinrichtung direkt abgetastet wird und Spulen 46 und 48 erfolgt. Wenn das Vidikon 36 einen

daß in Abhängigkeit vom Auftreten einer der Mar- Teil des auf dem Aufnahmeschirm 34 abgebildeten

kierungspunkte innerhalb des Bereichs der genannten io Plättchens 20 abfühlt, wobei einer von den Anschluß-

Abfühllinien über die der Bildabtasteinrichtung punkten 41 bis 44 lokalisiert wird, wird ein Signal auf

nachgeschaltete Steuerschaltung auch die Ablenkung der Leitung64 erzeugt, das zu dem in der Fig. IB

des Abtaststrahls innerhalb der Bildabtasteinrichtung dargestellten Steuersystem weitergeleitet wird. Diese

zur nächstfolgenden Abfühllinie gesteuert wird. Steuersignale werden von dem Steuersystem

Die erfindungsgemäße Ausricht- und Meßvor- 15 durch die Leitungen 66, 67 zurück zu den in richtung für mikrominiaturisierte Schaltungsplättchen Fig. 1 dargestellten optischen und mechanischen hat gegenüber den bekannten Ausrichtvorrichtungen Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung geleitet, den Vorteil, daß durch die Anwendung von einer wo sie die Motoren 24 und 25 steuern und andirekten Bildabtasteinrichtung, wie einem Vidikon treiben. Zwei Paar von Leitungen 70 und 71 sowie 74 oder einem Orthikon, die mechanisch bewegten Blen- 20 und 75 steuern die Spule 46 und die Spule 48 im Viden fortfallen und außerdem ein technisch sehr auf- dikon36.

wendiger Phasenvergleich entfällt. Außerdem ist Im folgenden wird die prinzipielle Arbeitsweise

kein Halbspiegel erforderlich. Dadurch ergibt sich des in F i g. IA dargestellten Teils und des in F i g. 2

eine wesentliche Verkürzung des Ausrichtungsvor- dargestellten Teils beschrieben. Zuerst erfolgt die

ganges von vorbestimmten Abfühllinien, deren Ab- 25 Ausrichtung des Plättchens 20 in Richtung der

stand voneinander sich wie die Zahlenwerte der binä- Y-Achse auf- bzw. abwärts. Dann wird das Plättchen

ren Zahlenfolge verhalten, wird der Ausrichtvorgang 20 in einem bestimmten Winkel gedreht, um in die

ebenfalls nochmals beschleunigt und eine sehr hohe Prüf- bzw. Arbeitsposition zu gelangen, und danach

Genauigkeit erreicht, die mit den bisher bekanntge- wird das Plättchen 20 durch Seitwärtsbewegung in

wordenen Ausrichtvorrichtungen nicht möglich ist. 30 Richtung der X-Achse ausgerichtet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Die Abführfolge beginnt mit der Abfühllinie 60,

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher die in F i g. 2 zu sehen ist. Bei der in F i g. 2 darge-

beschrieben. Es zeigt stellten Lage des Plättchens 20 durchläuft die Ab-

Fig. IA einen Prinzipaufbau des optischen und fühllinie60 die Anschlußpunkte41 und 43. Normal

mechanischen Teils der erfindungsgemäßen Positio- 35 wird das Plättchen 20 vor dem Ausrichten nach oben

nier- oder Ausrichteinrichtung für mikrominiaturi- und in Drehrichtung bewegt, wodurch verursacht

sierte Bauteile tragende Plättchen; wird, daß bei der ersten Abtastung entlang der Linie

F i g. 1B ist eine Blockschaltung einer Steuerschal- 60 die Anschlußpunkte 41 und 43 nicht getroffen

tung für die in Fig. 1 gezeigte Positioniervorrich- werden. Das Plättchen20 wird schrittweise abwärts

tung und 40 in Y-Richtung bewegt, und die Abtastung entlang der

F i g. 2 stellt das Prinzip der Arbeitsweise des opti- Linie 60 versucht einige Male einen der Anschluß-

schen Positionierers dar. punkte 41 oder 43 zu finden. Das Plättchen 20 wird

Das Objekt, das durch den in F i g. IA dargestell- mehrmals in Y-Richtung abwärts bewegt, und die ten Apparat genau positioniert bzw. ausgerichtet wer- Abführung entlang der Linie 60 wird nach jeder den soll, ist ein mikrominiaturisiertes Plättchen 20 45 schrittweisen Bewegung so lange fortgesetzt, bis einer zum Tragen von elektronischen Bauteilen und Leiter- der Anschlußpunkte 41 oder 43 erkannt ist. Wenn zügen. Das in F i g. 1A zu sehende Plättchen 20 ist der Anschlußpunkt 41 während der ersten Hälfte der stark vergrößert dargestellt. Die natürliche Größe be- Abfühllinie 60 erkannt wird, dann wird das Plättchen trägt etwa 1,5 X 1,5 mm. Das Plättchen 20 ist dabei auf 20 um einen bestimmten Betrag in Drehrichtung im einem beweglichen Schlitten 22 angeordnet, welcher 50 Uhrzeigersinn bewegt. Wenn dagegen der Anschlußin Richtung der X-Achse durch einen Motor 25, in punkt43 während der ersten Hälfte der Abfühllinie der Y-Achse durch einen Motor 24 und durch einen 60 erkannt wird, wird das Plättchen 20 entgegenMotor 26 in Drehrichtung um einen bestimmten Be- gesetzt in Drehbewegung versetzt. Dieser Prozeß trag schrittweise verstellbar ist. Das Plättchen 20 wird wird kontinuierlich fortgesetzt, bis beide Anschlußdurch die Lichtquelle 28 über ein Linsensystem 29, 55 punkte 41 und 43 auf der Abfühllinie 60 erkannt einen Strahlenteiler 30 und ein weiteres Objektiv 31 werden. Zu dieser Zeit ist der Strom in der Spule 48 beleuchtet. Der Strahlenteiler 30 leitet das Licht vom zur Y-Ablenkung eingestellt, so daß die nächste Ab-Objektiv31 zum Plättchen 20. Das Objektiv 31 tastung entlang der Linie 61 stattfinden kann. Die strahlt weiterhin das reflektierte Licht vom Plättchen nächste Abtastung entlang der Linie 61 macht eine 20 über den Strahlenteiler 30 zum Aufnahmeschirm 60 Prüfung, um zu unterscheiden, welcher der beiden des Vidikons 36. Der Strahl erzeugt dabei auf dem Anschlußpunkte 41 oder 43 auf der Y-Achse zu weit Aufnahmeschirm 34 des Vidikons 36 das Abbild des heruntergekommen ist, und dieser wird durch' die in der Fig. 2 dargestellten Plättchens20. Auf dem Linie61 erkannt. Wenn kein Signalwechsel durch die Plättchen 20 sind Markierungspunkte 41 bis 44 ange- Abführung entlang der Linie 61 entstanden ist, dann bracht, die auch als Anschlußpunkte ausgebildet sein 65 beginnt das in F i g. 1 dargestellte System mit der können. Eine Gruppe solcher Anschlußpunkte 41 bis Ausrichtung des Plättchens 20 in der X-Richtung. 44 erscheint mit verschiedenem Kontrast vom Platt- Um diese auszuführen, führt das Vidikon 36 eine chen20, und dadurch sind sie leicht durch das Vidikon Anzahl von Abführungen entlang der Linien 50 bis

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59, beginnend mit der Linie 50, durch. Das Platt- 82 passieren können und zur Leitung 90 gelangen, chen 20 ist zu sehen in der korrekten, d. h. in der in Die Taktimpulse auf der Leitung 90 steuern das Fig. 2 gezeichneten Position. Bis zur Abtastlinie54 Ausrichten in der Y-Richtung und die Drehbewewerden deshalb keine Anschlußpunkte erkannt bzw. gung. Der erste Taktimpuls auf der Leitung 90 geabgetastet. Wenn z. B. das Plättchen 20 nach links 5 langt zu einem Sägezahnimpuls-Generator 92, welverschoben war, so daß die Abtastlinie 51 die An- eher die von ihm erzeugte Sägezahn-Spannung an schlußpunkte 42 und 41 kreuzt, dann wird eine Kor- einen Summator 96 weiterleitet, der seinerseits mit rektur in der X-Richtung erforderiifch: In diesem Fall dem Horizontal-Ablenkverstärker 98 verbunden ist. wird das Vidikon 36, wenn bis zur Abtastung ent- Die Ausgangsspannung des Horizontal-Ablenkverlang der Linie 50 keine Anschlußpunkte festgestellt io stärkers 98 wird über die Leitungen 70 und 71 zur worden sind, zur Abtastlinie 51 verschoben, welche Ablenkungsspule 46 geleitet, wo sie die Abtastung die Anschlußpunkte 41 und 43 abfühlt bzw. erkennt. auf dem Aufnahmeschirm 34 des Vidikons 36 in der Das Steuersystem, welches in Fig. IB dargestellt .Y-Richtung steuert. Diese erste Abtastung entspricht ist, bekommt auf Leitung 64 Signale zugeleitet und der Linie 60 in F i g. 2. Die Position von Linie 60 in erzeugt ein Steuersignal auf der Leitung 67 zur Be- 15 der Y-Richtung wird durch die Spule 48 in Abwegung des Plättchens 20 nach rechts um einen be- hängigkeit von den Signalen vom Y-Ablenkverstärker stimmten Wert, damit das Plättchen 20 in die rieh- 100 festgelegt. Ein Summator 102, der die Sägezahntige Position, wie sie in Fig. 2 zu sehen ist, gebracht Spannungen der von den Spannungsquellen 104bzw. wird. Das Vidikon 36 gelangt nun zur Abtastung ent- 105 gelieferten Spannung überlagert, gibt seine Auslang der Linie 52. Wenn hier keine Anschlußpunkte 20 gangssignale an den Y-Ablenkverstärker 100 ab. Von erkannt bzw. festgestellt werden, dann wird die Ab- den beiden genannten Spannungsquellen 104 und 105 tastung entlang der Linie 53 vorgenommen. Wenn ist nur jeweils eine eingeschaltet, weil sie von der einer der beiden Anschlußpunkte 41 öder 42 beim bistabilen Kippschaltung gesteuert werden, die durch Abtasten entlang der Linie 53 erkannt wird, dann. ein Signal am Anschlußpunkt 88 in den Eins-Zustand wird das Plättchen 20 während eines kleinen Zeitab- 25 geschaltet wird. Die Spannungsquelle 104 gibt über schnittes wieder nach rechts bewegt, um eine sehr Leitung 109 ein Signal zum Summator 102, wodurch feine Einstellung in der JF-Richtung zu ermöglichen. die in Fig. 2 dargestellte Position der Abfühllinie 60 Nachdem die Anschlußpunkte 41 und 42 beim Ab- erreicht wird. Der Eins-Ausgang der bistabilen Kipptastvorgang entlang der Linie 54 erkannt worden schaltung 107 ist über die Leitung 112 mit dem sind, wird das Vidikon 36 weitergestellt, und es er- 30 Eingang der Und-Schaltung 111 verbunden. Ein folgt eine Abtastung entlang der Linie 53, um eine weiterer Eingang der Und-Schaltung 111 ist mit dem Prüfung vorzunehmen, wie sie oben im Zusammen- Verzögerungs-Schaltkreis 113 verbunden, welcher die hang mit der Abtastlinie 61 beschrieben ist. Wenn Taktimpulse von der Leitung 90 ein Intervall zur auf der Linie 53 keine Anschlußpunkte bzw. Markie- kompletten Kippzeit des Sägezahnimpuls-Generators rangen vom Plättchen 20 festgestellt werden, dann 35 92 verzögert. Der dritte und letzte Eingang der ist das Plättchen 20 ausgerichtet, d. h., der Ausricht- Und-Schaltung 111 ist über die Leitung 114 mit der bzw. Positioniervorgang ist damit beendet. monostabilen Kippschaltung 115 verbunden. Ein einist das Plättchen 20 zu weit nach rechts von der zelner Sägezahnimpuls erzeugt ein Ausgangssignal an richtigen Position, die in Fig. 2 zu sehen ist, be- dem Null-Ausgang, bis ein Signal an den Einswegt worden, so tritt der erste Signalwechsel bei der 40 Eingang von dieser Schaltung geführt wird, worauf Abtastung einer von den Abfühllinien 55 bis 59 ein. das Signal an der Null-Ausgangsseite abfällt und ein Daraufhin wird die Linie 54 abgetastet, die nächste Signal an der Eins-Ausgangsseite erscheint. Dieser Abtastung erfolgt entlang der Linie 59, und dieser Zustand bleibt für eine bestimmte Zeitperiode beVorgang wird so lange wiederholt, bis die Anschluß- stehen, im vorliegenden Fall für eine Taktzeit, (_ punkte 43 und 44 entlang der Linie 55 erkannt wor- 45 wonach der alte Zustand wieder erreicht wird. Die den sind und nicht entlang der Linie 56, woraus her- monostabile Kippschaltung 115 wird durch ein Signal vorgeht, daß das Plättchen 22 in der richtigen Ar- auf der Leitung 117 vom Video-Diskriminator 119 beitsstellung positioniert ist. in den Eins-Zustand versetzt. Der Video-Diskrimi-Im folgenden wird nun die in F i g. IB dargestellte nator 119 erhält die Impulse vom Ausgang eines Schaltungsanordnung zur Steuerung des in F i g. IA 50 Video-Verstärkers. Der Video-Verstärker 121 und dargestellten Systems in Verbindung mit diesem der Diskriminator 119 reagieren auf den Signalnäher erläutert. Der Funktionsablauf ist synchroni- wechsel auf der Leitung 64. Dieser Signalwechsel siert durch eine Folge von Taktimpulsen, die auf den tritt ein, wenn einer der Anschlußpunkte 41 bis 44 Anschlußpunkt 80 gelangen, der mit den Eingängen erkannt wird, wodurch jeweils auf der Leitung 117 einer Gruppe von Torschaltungen 82 und 83 verbun- 55 ein Impuls erzeugt wird.

den ist. Von den Torschaltungen 82 und 83 ist nur Wenn keine Anschlußpunkte erkannt worden sind,

jeweils eine geöffnet, weil sie an die zueinander wird der erste Taktimpuls nochmals auf die Leitung

inversen Ausgänge der bistabilen Kippschaltung 86 90 gegeben. Die monostabile Kippschaltung 115 ist

geführt sind. Die bistabile Kippschaltung 86 arbeitet in dem Null-Zustand, wodurch am Eingang der

in folgender Art und Weise: Wenn ein Signal zu dem 60 Und-Schaltung 111 Signale von der bistabilen Kipp-

Null-Eingang gelangt, dann gibt sie ein Signal auf schaltung 107 anstehen. Die verzögerten Taktimpulse

der Null-Ausgangsseite ab, und wenn ein Signal auf auf der Leitung 90 gelangen über die Und-Schaltung

den Eins-Eingang gelangt, dann wird auf der Eins- 111 zu der Treiberschaltung 123 des Motors 24.

Ausgangsseite der bistabilen Kippschaltung 86 ein Der Motor 24 ist über die Leitung 66 mit der Trei-

Signal erzeugt. Durch ein Signal am Anschlußpunkt 65 berschaltung 123 verbunden.

88 der in Fig. IB dargestellten Schaltung wird die Der zweite Taktimpuls auf der Leitung 90 wieder-

bistabile Kippschaltung 86 in den Null-Zustand zu- holt dieselbe Bewegung in der X-Richtung. Wenn

rückgestellt, wodurch Taktimpulse die Torschaltung keine der Markierungen bzw. Anschlußpunkte 41

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oder 43 auf dem Plättchen 22 festgestellt werden, 90 veranlaßt eine Abfühlung entlang der Linie 61, dann veranlaßt der zweite Taktimpuls das Fortschal- um festzustellen, welcher von den beiden Anschlußten des Motors 24. Dies wird kontinuierlich fort- punkten 41 oder 43 nicht weit genug in Y-Richtung gesetzt, bis einer der beiden Anschlußpunkte 41 oder . heruntergekommen ist. Wenn einer der Anschluß-43 festgestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein 5 punkte 41 oder 43 erkannt ist, dann läuft der Impuls Impuls von dem Video-Diskriminator_J119 über die auf Leitung 117 über die Torschaltung 133. Das Leitung 117 zu der monostabilen Kippschaltung 115 Ausgangssignal von der Torschaltung 133 beendet geleitet, welche das Signal auf Leitung 114 um eine die Operation von dem Ausricht- bzw. Positionier-Taktzykluszeit unterbricht oder lang genug, um die system, bzw. es veranlaßt die Vorrichtung zur Aufverzögerten Impulse auf der Leitung 90, die die io wärtsbewegung in Y-Richtung zur Vorbereitung eines Rückstellung des Plättchens 20 in die alte Position neuen Versuches zur Ausrichtung in der Y-Richverursachen, zu blockieren. tung und in der Drehrichtung. Wenn während der Die Impulse auf der Leitung 117 werden zu den Abfühlung der Linie 61 keine Anschlußpunkte fest-Torschaltungen 131 und 132 geleitet, welche die gestellt worden sind, dann beginnt das in F i g. 1 Drehbewegung des Plättchens 20 steuern. Diese Tor- 15 dargestellte System mit der Positionierung des Plättschaltungen 131 und 132 werden wechselweise von chens 20 in der X-Richtung. Wenn die bistabile der monostabilen Kippschaltung 135 geöffnet. Der Kippschaltung 107 im Null-Zustand ist, wird eine Taktimpuls auf der Leitung 90 schaltet die mono- Prüfabfühlung entlang der Linie 61 ausgelöst, und stabile Kippschaltung 135 in den Eins-Zustand, wo- der Signalwechsel auf dem Null-Ausgang der bistabidurch die Torschaltung 132 für die erste Hälfte von ao len Kippschaltung 107 wird über die Leitung 150 zu jedem Taktzyklus geöffnet wird. Durch das Rück- dem Verzögerungsschaltkreis 152 geleitet, der mit schalten der monostabilen Kippschaltung 135 in den der Eins-Eingangsseite der bistabilen Kippschaltung Null-Zustand wird die Torschaltung 131 für die 86 verbunden ist. Der Verzögerungsschaltkreis 152 zweite Hälfte von jedem Taktzyklus geöffnet. Wenn verzögert das Signal auf der Leitung 150 für einen der Anschlußpunkt 41 während der ersten Hälfte 25 halben Zyklus oder für die Zeit, die zur kompletten von der AbfühUinie 60 bei der Bewegung von links Prüfung der Lime 61 erforderlich ist. Danach schalnach rechts erkannt wird, gelangt der Impuls auf tet die bistabile Kippschaltung 86 in den Eins-Zu-Leitung 117 über die Torschaltung 132 zur Leitung stand, wodurch die Torschaltung 83 geöffnet wird. 137. Wenn während der zweiten Hälfte des Takt- Die nächste Serie von Taktimpulsen auf der Leitung zyklus der Anschlußpunkt 43 festgestellt wird, ge- 30 80 gelangt dadurch über die Torschaltung 83 zur langen die Impulse auf Leitung 117 über die Tor- Leitung 154, die die Ausrichtung bzw. Positionierung schaltung 131 zur Leitung 139. Die Leitungen 137 des Plättchens 20 synchronisiert,
und 139 sind mit der Treiberschaltung 141 für den Die Taktimpulse von der Leitung 154 werden zu Motor 26 verbunden. Der Motor 26 dreht das Platt- dem Sägezahnimpuls-Generator 156 geführt, welcher chen 20 in bestimmten Teilwerten in Abhängigkeit 35 die Sägezahn-Spannung 158, die der Sägezahn-Spanvon jedem Impuls auf der Leitung 137 im Uhr- nung 94 äquivalent ist, erzeugt. Die Sägezahn-Imzeigersinn und um einen bestimmten Betrag in Ab- pulse 158 werden auf den Summator 102 gegeben, der hängigkeit von jedem Impuls auf der Leitung 139 diese der Vorspannung von der Spannungsquelle 105 entgegengesetzt. Während desselben Taktzyklus überlagert. Der Summator 102 überlagert die Sägewird eine Anzahl von Abfühlungen entlang der Ab- 40 zahn-Impulse 158 dem Spannungsniveau auf Leitung fühllinie 60 und der Drehbewegung vom Plättchen 20 109 und gibt das neue Signal an den Ablenkverso lange vorgenommen, bis beide Anschlußpunkte stärker 100 ab. Dadurch wird bewirkt, daß die Ab-41 und 43 abgefühlt sind. Während eines Takt- lenkung in der Y-Richtung von einer Grundlinie zur zyklus wird das Plättchen 20 im Uhrzeigersinn damit in Verbindung stehenden Linie 61, die in ein bestimmtes Stück gedreht und dann um einen 45 Fig. 2 dargestellt ist, übergeht,
bestimmten Wert zurück zu der Position, auf dem es Die Bestimmung der Lage der Abfühlung zwischen vor dem Taktzyklus stand. Eine Torschaltung 143 den Linien 50 bis 59 ist durch die Spannung auf der und eine monostabile Kippschaltung 145 haben den Leitung 160, die dem Summator 96 zugeführt wird, Zweck, die Erkennung von beiden Anschlußpunkten beendet. Die Spannung auf der Leitung 160 wird über 41 und 43 während derselben Taktzeit zu ermitteln. 50 den Summator 96 zum Ablenkverstärker 98 geführt, Das Ausgangssignal von der Torschaltung 132 wird der die Abtastung mit Hilfe des Vidikons entlang zu dem Eins-Eingang der monostabilen Kippschal- der X-Achse steuert. Das Spannungsminimum auf tung 145 geführt, welche ein Signal zu der Tor- der Leitung 160 bewirkt die Abtastung entlang der schaltung 143 zum Zwecke des Erregens während . Linie 50 und die maximale Spannung auf der Leieiner halben Taktzeit oder während einer genügend 55 tung 160 die Abfühlung auf der Linie 59. Die langen Zeit zum Überlappen der Zeit, wenn ein Im- Spannungspegel auf der Leitung 160 werden durch puls auf der Leitung 139 in Abhängigkeit von der eine Gruppe von Spannungsquellen F 8, F 4, V 2, Erkennung des Anschlußpunktes 43 erscheint, ab- Vl, FO, -F8, -F4, -F2, -Fl und -FO erzeugt, gibt. Dieser Impuls gelangt über die Torschaltung Die Spannungsquellen F 8 bis-FO arbeiten nachein-143 und über die Leitung 147 zu dem Null-Ein- 60 ander, indem sie durch den Zähler 162 gesteuert gang der bistabilen Kippschaltung 107. Dadurch, werden und dadurch die Positionen OP bis 9 P -eindaß die bistabile Kippschaltung in den Null-Zustand nehmen. Der Zähler 162 wird in der Position 0 P geht, wird über die Leitung 109 von der Spannungs- ausgelöst, wenn ein Signal an den Anschlußpunkt quelle 105 eine neue Spannung an den Summator 164 geführt wird. Wenn der Zähler 162 in der Aus-102 geliefert. Der Verstärker 100 wechselt die Ab- 65 gangsstellung ist, dann ist auf der Leitung 160 die fühlposition vom Vidikon 36, so daß die nächste Minimalspannung vorhanden, wodurch der Strahl Abfühlung entlang der Linie 61 in Fig..2 stattfin- zur Abfühlung entlang der Linie 50 in Fig. 2 ausden kann. Der nächste Taktimpuls auf der Leitung gelenkt wird, und zwar dann, wenn der Verstärker

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100 die Sägezahn-Impulse 158 bekommt. Wird der Spannungsquelle V 2 geliefert wird. Jeder Takt-Zähler 162 weitergeschaltet, dann wird die nächste impuls auf der Leitung 154 schaltet den Zähler Spannungsquelle V 4 veranlaßt, ihre Spannung zur 162, wenn erforderlich, nach jeder Abfühlung weiter Leitung 160 abzugeben. Dadurch beginnt das Vidi- und steuert außerdem den Motor 25. Wenn der kon 36 die Abtastung entlang der Linie 51. Der 5 Zähler 162 die Position 4P erreicht, sollte das Plätt-Abstand zwischen den Linien 50 und 51 ist acht chen 20 die richtige Position, die in F i g. 2 zu sehen Zeiten langer als der Abstand zwischen den Linien ist, einnehmen. Um die Position zu prüfen, wird das 53 und 54 in Fig. 2. Den verschiedenen Spannungen Ausgangssignal von der Position 4P des Zählers 162 der Spannungsquellen F8 bis -FO sind bestimmte über die Oder-Schaltung 185 zur Tor-Schaltung 187 numerische Größen zugeordnet. In diesem Beispiel io gegeben. Der erste Impuls auf der Leitung 117 ist die binäre Unterteilung 2³, 2°, 2¹ und 2° zur kann dadurch die Tor-Schaltung 187 passieren und Unterteilung des Abstandes zwischen den Span- die bistabile Kippschaltung 174 in den Eins-Zustand nungsquellen F 8 bis Fl und den Spannungsquellen umschalten. Da das Steuersignal an der Tor-Schal- -F8bis-Fl gewählt worden. Die Abstände sind in tungl72 nicht mehr anliegt, kann der Zähler 162 Fig. 2 zu sehen. Der Abstand zwischen den Linien 15 durch weitere Taktimpulse nicht mehr weitergeschal-50 und 51 ist so gewählt, daß er nicht größer als tet werden. Die Umschaltung der bistabilen Kippder Durchmesser der' Anschlußpunkte 41 bis 43 ist, schaltung 174 vom Null-Zustand in den Einsso daß die Anschlußpunkte nicht zwischen den Zustand wird über Leitung 189 dem Eingang des Linien 50 und 51 verlorengehen können. Dasselbe Zählers 162 zugeleitet, wodurch dieser von der Positrifft auch auf den Abstand zwischen den Linien 58 20 tion 4P auf die Position 3P umschaltet. Wenn der und 59 zu. . nächste Taktimpuls auf der Leitung 154 erscheint, Im folgenden wird nun die Arbeitsweise beschrie- wird eine Abfühlung entlang der Linie 53, die in ben. Der erste Taktimpuls auf der Leitung 154 ver- Fig. 2 dargestellt ist, eingeleitet. Wenn keine Ananlaßt eine Abfühlung entlang der Linie 50, der schlußpunkte 41 und 42 festgestellt werden, ist das_x-· einen Verzögerungsschaltkreis 170 durchläuft, wo er 25 Plättchen 20 in der X-Richtung korrekt ausgerichtet. '* um eine bestimmte Zeit verzögert wird, um die Ab- Zur Feststellung dieses Zustandes ist eine Undtastung entlang der Linie 50 zu vollenden. Eine Tor- Schaltung 191 vorhanden. Ein Eingangssignal zu der Schaltung 172, die mit dem Verzögerungsschaltkreis Und-Schaltung 191 wird über die Leitung 189 zuge-170 verbunden ist, empfängt den verzögerten Im- führt, nachdem die bistabile Kippschaltung 174 in puls. Der andere Eingang der Tor-Schaltung 172 ist 30 den Eins-Zustand geschaltet worden ist. Ein anderes mit der bistabilen Kippschaltung 174 verbunden, die Eingangssignal wird über die Leitung 193 von der sich zu dieser Zeit im Null-Zustand befindet. Da- Oder-Schaltung 195 zugeführt, die ein Eingangsdurch gelangt der Impuls vom Tor 172 auf den signal durch die Verbindung mit der Position 3 P Zähler 162 und schaltet diesen in die Position IP. vom Zähler 162 erhält. Ein drittes Eingangssignal Dadurch gibt die Spannungsquelle F 4 eine Span- 35 zu der Und-Schaltung 193 wird von der NuIlnung auf die Leitung'160 ab, die eine Positions- Ausgangsseite der monostabilen Kippschaltung 197 änderung des Vidikons hervorruft, so daß die geliefert. Die monostabile Kippschaltung 197 ver-Abfühlung entlang der Linie 51, die in Fig. 2 dar- bleibt in dem Null-Zustand, wenn einer der beiden gestellt ist, stattfinden kann. Wenn der nächste Anschlußpunkte 41 oder 42 festgestellt wird. Im an-Taktimpuls über die Tor-Schaltung 83 kommt, dann 40 deren Falle schaltet die monostabile Kippschaltung veranlaßt der Sägezahnimpuls-Generator 156 das 197 für einen halben Taktzyklus in den Eins-Zustand Vidikon 36 auf die Linie 51 zu wechseln. Das Platt- bzw. für eine Zeit, die einer bestimmten. Länge zum chen 20 wird nach links verschoben, so daß einer der Überlappen des Taktimpulses auf der Leitung 154, Anschlußpunkte 41 oder 42 während der Abtastung der durch die Verzögerungseinrichtung 170 verentlang der Linie 51 festgestellt wird, und der auf 45 zögert wird, entspricht, und bis das Ausgangssignal Leitung 117 erscheinende Impuls gelangt an den des Verzögerungskreises 170 über die Leitung 199 Eingang der Tor-Schaltung 181. Die an der Leitung zum Eingang der Und-Schaltung 191 gelangt.
160 anliegende Spannung gelangt damit über die Die Wirkungsweise ist dabei folgendermaßen: Tor-Schaltung 181 zu der Treiberschaltung 183 für Wenn die Anschlußpunkte 41 und 42 nicht während den Motor, der die Verschiebung in X-Richtung 50 der Prüfabfühlung entlang der Linie 53 festgestellt bzw. horizontal vornimmt. Der Treiber 183 ver- werden, dann sind alle vier Eingänge der Undgleicht den Spannungswert auf Leitung 160 mit der Schaltung 191 vorbereitet, denn der verzögerte Takt-Spannung von der Spannungsquelle FO. Ein Signal, impuls auf der Leitung 199 erscheint. Die Unddas der Differenz dieser beiden Spannungen pro- Schaltung 191 erzeugt dann am Ausgang ein Signal, portional ist, gelangt über die Leitung 67 zum 55 welches anzeigt, daß die Ausrichtung des Plättchens Motor 25 und treibt diesen an. Der Motor 25 wird 20 beendet ist.

um einen Schritt, der gleich der siebenfachen Ent- Die andere Und-Schaltung 201 erhält drei Ein-

fernung zwischen den Abfühllinien 54 und 53 ist, gangssignale, nämlich von der Leitung 193, von der

durch den Spannungswert auf der Leitung 160, den Leitung 199 und von der Leitung 189, die ebendie Spannungsquelle F 4 zur Verfugung stellt, weiter- 60 falls mit der Und-Schaltung 191 verbunden sind. Das

gestellt. Diese Korrektur sollte schließlich das Platt- vierte Eingangssignal kommt von der Eins-Ausgangs-

chen 20 in die in Fig. 2 zu sehende Position brin- seite der monostabilen Kippschaltung 194. Die Und-

gen. Wenn z.B. der erste Anschlußpunkt erkannt Schaltung 201 erzeugt dann ein Ausgangssignal,

wird, während der Zähler 162 in der Position 2 P wenn einer der Anschlußpunkte 41 oder 42 während ist, verschiebt der Motor 25 das Plättchen 20 um 65 der Prüfabfühlung der Linie 53 festgestellt worden

einen Wert, der dem dreifachen Abstand zwi- ist. Dies zeigt an, daß das Plättchen 20 nicht in der

sehen den Abfühllinien 53 und 54 entspricht, in vorgeschriebenen Toleranz ausgerichtet worden ist.

Abhängigkeit zu dem Spännungswert, der durch die Das Plättchen 20 kann daraufhin ausgeworfen wer-

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den, oder es wird nach links verschoben, um eine Schaltung 195 geleitet, wodurch es an die Eingänge

nochmalige Ausrichtung in der X-Richtung vorzu- der Und-Schaltungen 191 und 102 gelangt, um in

bereiten. derselben Art und Weise zu wirken, wie es weiter

Wenn sich das Plättchen 20 außerhalb seiner Posi- oben schon beschrieben ist.

tion und rechts von der in Fig. 2 zu sehenden 5 Die vorliegende Erfindung zeigt also ein System Position befindet, dann werden die Anschlußpunkte zur sehr schnellen Ausrichtung bzw. Positionierung 41 und 42 während der Abfühluna entlang der von mikrominiaturisierten Plättchen 20 mit einer Linien 50 bis 54 nicht erkannt. WeriqMer Zähler 162 sehr hohen Genauigkeit. Die Ausrichtung in X-Richbis zur Position 5 P fortgeschaltet ist, beginnt das rung wird in derselben Art und Weise vorgenommen, Vidikon 36 die Abfühlung entlang der Linie 59, die io wie der nächstfolgende Schritt in der Drehrichtung, in Fig. 2 zu sehen ist. Wenn einer der Anschluß- Ist die Ausrichtung in Γ-Richtung und in der Drehpunkte 43 oder 44 entlang der Linie 59 festgestellt richtung vorgenommen worden, dann wird eine wird, wird dieselbe Operation durchgeführt, wie sie neue Technik angewendet, die es gestattet, das in Verbindung mit den Linien 50 bis 54 beschrieben Plättchen 20 in relativ größeren Abschnitten in einem ist, mit Ausnahme, daß die Treiberschaltung 183 für 15 Schritt zu bewegen, als entgegengesetzt durch eine den Motor 25 den Spannungswert auf Leitung 160 Serie von kleinen Schritten, die demselben Abmit der Spannung von der Quelle -FO vergleicht und schnitt entsprechen. Die erfindungsgemäße Einrichden Motor 25 veranlaßt, das Plättchen 20 nach links rung ist weiterhin geeignet, durch die Abfühllinien zu bewegen. Der Zähler 162 läuft kontinuierlich 53 und 55, die eine Dualfunktion haben, eine Prüweiter, und die Korrektur der Position von Platt- 20 fung sowohl der Bewegung des Plättchens 20 als chen 20 ist zu jeder Zeit notwendig, bis die letzte auch eine Prüfung auf Toleranzen durchzuführen. Position 9 P erreicht ist. Das Ausgangssignal von der Obwohl die Zwischenräume zwischen den Linien 50 Position 9 P des Zählers 162 gelangt zu der Oder- bis 59 durch die Binärfolge dargestellt sind, ist es Schaltung 185 und erfüllt denselben Zweck der Zu- auch möglich, andere Unterteilungen vorzunehmen, rückschaltung des Zählers 162 zur Position 8 P wie 25 Die Abstände zwischen den Linien 50 und 56 bein dem Fall, wenn der Zähler 162 von der Position nötigen auch nicht dieselben Stufen, die zur Bewe-4 P zurück auf die Position 3 P geschaltet wird. Das gung des Plättchens 20 durch den Motor 25 benutzt Ausgangssignal von der Position 8 P wird zur Oder- werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meßvorrichtung für ein Objekt, insbesondere in Form eines mikrominiaturisierten Schaltungsplättchens, mit einem in XIY- und Drehrichtung , beweglichen Schlitten, auf dem. jgweils ein Schaltungsplättchen liegt, das durch eine Lichtquelle beleuchtet wird, und dessen reflektierendes Licht einer Bildabtasteinrichtung zugeleitet wird, die das Schaltungsplättchen nach Markierungen zum Ausrichten abtastet und der eine Steuerschaltung nachgeschaltet ist, die die Bewegung des Schlittens in der A7Y-Richtung und Drehrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildabtasteinrichtung ein Vidikon oder ein Orthikon (36) verwendet wird, daß das Schaltungsplättchen entlang vorbestimmter horizontaler und vertikaler Abfühllinien (60, 61 bzw. 52 bis 59) nach Markierungen (41 bis 44) von der Bildabtasteinrichtung direkt abgetastet wird und daß in Abhängigkeit vom Auftreten einer der Markierungspunkte (41 bis 44) innerhalb des Bereiches der genannten Abfühllinien über die der Bildabtasteinrichtung nachgeschaltete Steuerschaltung auch die Ablenkung des Abtaststrahls innerhalb der Bildabtasteinrichtung zur nächstfolgenden Abfühllinie (60, 61 bzw. 51 bis 59) gesteuert wird.

2. Elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Bildabtasteinrichtung (36) innerhalb des Steuersystems (Fig. 1 B) mit einem Zähler(162) verbunden ist, der in Abhängigkeit vom Auftreten eines Signals von der Bildabtasteinrichtung (36) die schrittweise Bewegung des Schlittens (22) in einer Richtung (z. B. A'-Richtung) sowie die Abtastung zweier Scharen paralleler Abfühllinien (50 bis 54 bzw. 55 bis 59) steuert, wobei der Abstand zwischen zwei Linien nach außen hin progressiv zunimmt und der jeweiligen Stellung des Zählers (162) entspricht.

3. Elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Zählers (162) mit binärer Verschlüsselung sich die Abstände zwischen den Abfühllinien (50 bis 59) zueinander wie die Zahlenwerte der binären Zahlenfolge verhalten.

4. Elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den am weitesten außen liegenden Abtastlinien (50, 51 bzw. 58, 59) nicht größer als der Durchmesser der Markierungspunkte (41 bis 43) auf dem Plättchen (20) ist.

5. Elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennung nur eines Markierungspunktes (41 oder 43) während des Abtastens in der Y-Richtung der Schlitten (22) so lange schrittweise nach rechts oder links in Drehrichtung bewegt wird, bis beide Markierungspunkte (41 und 43) erkannt worden sind.

Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte optische Ausricht- und Meßvorrichtung für ein Objekt, insbesondere in Form eines mikrominiaturisierten Schaltungsplättchens, mit einem in X-, Y- und Drehrichtung beweglichen Schlitten, auf dem jeweils ein Schaltungsplättchen liegt, das durch eine Lichtquelle beleuchtet wird, und dessen reflektierendes Licht einer Bildabtasteinrichtung zugeleitet wjrd, die das Schaltungsplättchen nach Markierungen zum

ίο Ausrichten' abtastet und der eine Steuerschaltung nachgeschaltet ist, die die Bewegung des Schlittens in der A7Y-Richtung und Drehrichtung steuert.

Die modernen elektronischen Datenverarbeitungsanlagen bestehen in der Hauptsache aus mikrominiaturisierten elektronischen Schaltkreisen. Die elektronischen Schaltkreise sind dabei wiederum auf Trägern bzw. Plättchen untergebracht, deren größte Seitenlänge bei etwa 1,5 mm liegt. Auf jedem Plättchen sind mehrere Transistoren und Dioden befestigt, und

ao es wird zur Prüfung der Bauteile und des Schaltkreises, zur Leitungsanbringung sowie für andere auszuführende Funktionen während des Herstellungspro- /■ zesses eine Genauigkeit bis zu 2 X 10" cm gefordert. .. V" Da in einem modernen Datenverarbeitungssystem *** viele derartige Plättchen benötigt werden, ist es weiterhin erforderlich, die genaue Ausrichtung des Plättchens in einem Zeitraum von 2 Sekunden vorzunehmen. Eine derartige Einrichtung ist z. B. durch die USA.-Patentschrift 3 038 369 bekanntgeworden. Die darin gezeigte Einrichtung dient zur Ausrichtung von Transistorplättchen, die kontaktiert werden müssen. Das Transistorplättchen ist dabei auf einem beweglichen Schlitten angebracht und wird sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung von einem Motor und in der Drehrichtung, von einem weiteren Motor verstellt, um in die richtige Position zu gelangen. Die Steuerung der Ausrichtung erfolgt dabei durch Licht, welches von einer Lichtquelle auf das Transistorplättchen geworfen und von da aus in eine Bildabtasteinrichtung gelangt. Der reflektierende Lichtstrahl durchläuft mehrere Masken und bewegliche Blenden, eine halblichtdurchlässige Glasplatte, Filter und Linsensysteme, um danach in einen äquivalenten Strom umgewandelt zu werden. Dieser Strom gelangt auf ν eine Phasenvergleichsschaltung, die die Ausrichtung in X- bzw. Y-Richtung sowie in der Drehrichtung steuern. Außerdem werden durch die Ausgangssignale der Vergleicher die Masken und Blenden verstellt, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Plättchen zu gewährleisten.

Der beschriebenen Vorrichtung haftet jedoch der große Nachteil an, daß die Genauigkeit der Ausrichtung eines Objekts durch die mechanische Verstellung der Blenden und Schlitze nur gering ist. Außerdem ist der Phasenvergleich sehr kompliziert und erfordert einen hohen technischen Aufwand. Durch die mechanische Verstellung der Schlitze und Blenden wird sehr viel Zeit benötigt, so daß diese bekannte Vorrichtung zur Herstellung der oben beschriebenen mikrominiaturisierten Schaltkreise technisch zu .aufwendig ist, zum anderen nicht, die geforderte Genauigkeit erreicht und außerdem zu langsam ist. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausrichten und Messen von mikrominiaturisierten Bauteilen in der Größenordnung von 1,5 X 1,5mm zu schaffen, die-eine Genauigkeit der Ausrichtung der Bauteile in jeder Rich- "^]