生瓷片对位印刷系统的制作方法

本发明涉及低温共烧陶瓷电路基板制造技术领域，特别涉及一种生瓷片对位印刷系统。

背景技术：

低温共烧陶瓷(英文：Low-temperature cofired ceramics，缩写：LTCC)电路基板制造技术的原理是将低温烧结陶瓷粉制成生瓷片，并在生瓷片上印刷电路图形或电容、电阻等无源元件，之后将生瓷片叠压成多层并烧结，最终制成低温共烧陶瓷电路基板。

目前，业内通常采用生瓷片对位印刷系统制造低温共烧陶瓷电路基板。生瓷片对位印刷系统通常包括：生瓷片对位成像装置、图像分析处理装置、工作平台、工作平台控制装置以及电路印刷装置。为保证电路印刷装置在生瓷片上印刷的电路图形具有较高的精度，需要采用生瓷片对位成像装置对电路印刷装置与生瓷片的位置进行对位。生瓷片对位成像装置一般由相机、镜头、光源等部件组成，光源一般采用可见光对生瓷片进行照明，利用生瓷片对位成像装置对生瓷片的定位孔的区域进行成像，之后利用图像分析处理装置对所成图像进行分析处理，计算出生瓷片与电路印刷装置的坐标偏移量，并输出相应的控制信号给工作平台控制装置，以控制工作平台移动，完成生瓷片与电路印刷装置的精确对位，进而完成电路图形的印刷。其中，生瓷片对位成像装置的成像质量对图像分析处理装置的分析处理结果有较大的影响，对生瓷片与电路印刷装置的精确对位起到关键的作用。

在实际生产中，通常将生瓷片放置在工作平台上的背景纸上进行成像，而生瓷片可能有多种颜色，为了避免生瓷片被背景纸染色，多采用白色纸张作为背景纸。在采用白色纸张作为背景纸的情况下，由于生瓷片和背景纸均为白色，成像时的对比度较弱，生瓷片的定位孔边缘与背景纸之间的过渡像素较多，导致图像分析处理装置难以精确定位到生瓷片的定位孔的边缘，影响生瓷片对位印刷的精度。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种生瓷片对位印刷系统，以解决现有的生瓷片对位印刷系统，在采用白色纸张作为背景纸的情况下，由于生瓷片和背景纸均为白色，成像时的对比度较弱，生瓷片的定位孔边缘与背景纸之间的过渡像素较多，导致图像分析处理装置难以精确定位到生瓷片的定位孔的边缘，影响生瓷片对位印刷的精度。

根据本发明实施例，提供一种生瓷片对位印刷系统，所述系统包括：生瓷片对位成像装置、与所述生瓷片对位成像装置连接的图像分析处理装置、与所述图像分析处理装置连接的工作平台控制装置、与所述工作平台控制装置连接的工作平台以及设于所述生瓷片对位成像装置一侧的生瓷片电路印刷装置；

所述生瓷片对位成像装置用于采集生瓷片的定位孔的区域的图像；

所述图像分析处理装置用于对所述生瓷片的图像进行分析处理，计算所述生瓷片与所述电路印刷装置的坐标偏移量，根据所述坐标偏移量向所述工作平台控制装置发送对位信号；

所述工作平台控制装置用于根据所述对位信号，向所述工作平台发送移动控制信号，控制所述工作平台移动至所述生瓷片电路印刷装置下方；

所述生瓷片电路印刷装置用于在移动至所述生瓷片电路印刷装置下方的工作平台上的生瓷片上印刷电路图形；

所述生瓷片对位成像装置包括：图像采集器、紫外环形光源、相机固定架以及光源固定架；所述图像采集器设于所述相机固定架上，所述紫外环形光源设于所述光源固定架上；所述图像采集器包括：相机、镜头以及蓝色滤光器；所述相机设于所述相机固定架上，所述镜头连接于所述相机的底部，所述蓝色滤光器连接于所述镜头的底部，用于透过波长为420nm-500nm的蓝光，以及吸收波长为270nm-380nm的紫外光；所述紫外环形光源位于所述蓝色滤光器的下方，用于发出波长为385nm的紫外光。

具体地，所述蓝色滤光器包括：环状外壳和蓝色滤光片；

所述环状外壳螺纹连接于所述镜头的底部；

所述蓝色滤光片设于所述环状外壳的内部。

优选地，所述蓝色滤光片与所述镜头平行。

优选地，所述紫外环形光源与所述镜头的轴心重合。

具体地，所述紫外环形光源包括：环形光源外壳和紫外LED阵列；

所述环形光源外壳设于所述光源固定架上；

所述紫外LED阵列设于所述环形光源外壳内且呈环形分布。

优选地，所述紫外环形光源与水平面平行，所述紫外LED阵列发出的紫外光与所述水平面成45度夹角。

具体地，所述环形光源外壳上表面设有螺纹安装孔；

所述环形光源外壳与所述光源固定架之间通过设于所述螺纹安装孔内的螺钉相连接。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的生瓷片对位印刷系统，该系统包括：生瓷片对位成像装置、图像分析处理装置、工作平台控制装置、工作平台以及生瓷片电路印刷装置；生瓷片对位成像装置包括：图像采集器、紫外环形光源、相机固定架以及光源固定架；图像采集器设于相机固定架上，紫外环形光源设于光源固定架上；图像采集器包括：相机、镜头以及蓝色滤光器；相机设于相机固定架上，镜头连接于相机的底部，蓝色滤光器连接于镜头的底部，用于透过波长为420nm-500nm的蓝光，以及吸收波长为270nm-380nm的紫外光；紫外环形光源位于蓝色滤光器的下方，用于发出波长为385nm的紫外光；在对生瓷片进行对位成像时，可通过紫外环形光源将生瓷片照亮，生瓷片的反射光线通过带有蓝色滤光器的镜头后在相机内成像；采用紫外环形光源对生瓷片进行照明，可以激发白色背景纸发出包含部分蓝色谱段的可见荧光，生瓷片因其特殊的材质不会发出荧光，而设置在镜头下方的蓝色滤光器只允许蓝色谱段的光通过，因此生瓷片和白色背景纸反射进入镜头内的光强不同，使得所成图像内的生瓷片的定位孔边缘与白色背景纸的灰度差较大，对比度较高，过渡像素少，从而实现对生瓷片进行高精度的对位，提高生瓷片对位印刷的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的生瓷片对位印刷系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的生瓷片对位成像装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的生瓷片对位成像装置的蓝色滤光器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的生瓷片对位成像装置的紫外环形光源的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的生瓷片对位成像装置的紫外环形光源上的螺纹安装孔的结构示意图；

图6为生瓷片上的定位孔的示意图。

图中，100-生瓷片对位成像装置；200-图像分析处理装置；300-工作平台控制装置；400-工作平台；500-生瓷片电路印刷装置；2-图像采集器；3-紫外环形光源；4-生瓷片；41-定位孔；20-相机固定架；30-光源固定架；21-相机；22-镜头；23-蓝色滤光器；231-环状外壳；232-蓝色滤光片；31-环形光源外壳；32-紫外LED阵列；33-螺纹安装孔；34-螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明实施例提供一种生瓷片对位印刷系统，该系统包括生瓷片对位成像装置100、与生瓷片对位成像装置100连接的图像分析处理装置200、与图像分析处理装置200连接的工作平台控制装置300、与工作平台控制装置300连接的工作平台400以及设于生瓷片对位成像装置100一侧的生瓷片电路印刷装置500。

其中，生瓷片对位成像装置100用于采集生瓷片4的定位孔41的区域的图像。

图像分析处理装置200用于对生瓷片4的图像进行分析处理，计算生瓷片4与电路印刷装置500的坐标偏移量，根据坐标偏移量向工作平台控制装置300发送对位信号。

工作平台控制装置300用于根据对位信号，向工作平台400发送移动控制信号，控制工作平台400移动至生瓷片电路印刷装置500下方。

生瓷片电路印刷装置500用于在移动至生瓷片电路印刷装置500下方的工作平台400上的生瓷片4上印刷电路图形。

生瓷片对位成像装置100包括：

图像采集器2、紫外环形光源3、相机固定架20以及光源固定架30。

其中，图像采集器2设于相机固定架20上，用于采集生瓷片4的定位孔41区域的图像，紫外环形光源3设于光源固定架30上，用于为生瓷片4提供光照。该生瓷片对位成像装置在使用时，紫外环形光源3位于生瓷片4的上方，图像采集器2、紫外环形光源3以及生瓷片4在竖直方向上的中心线相互重合。

图2中的相机固定架20和光源固定架30仅作为一种示例，本发明对相机固定架20和光源固定架30的具体结构不做限定。

具体地，图像采集器2包括：相机21、镜头22以及蓝色滤光器23。

进一步，相机21设于相机固定架20上，镜头22连接于相机21的底部，蓝色滤光器23连接于镜头22的底部，用于透过波长为420nm-500nm的蓝光，以及吸收波长为270nm-380nm的紫外光。

具体地，蓝色滤光器23包括：环状外壳231和蓝色滤光片232，环状外壳231螺纹连接于镜头22的底部，蓝色滤光片232设于环状外壳231的内部，蓝色滤光片232与镜头22平行。

由于紫外光激发的蓝色荧光波长为430nm-500nm，对于较弱的蓝色荧光，需要尽可能多地使其透过，同时有效阻止所有紫外光。选用可透过波长为420nm-500nm的蓝光，吸收波长为270nm-380nm的紫外光，并反射大部分可见光和红外光的蓝色滤光片232，且蓝色滤光片232光谱宽且峰值集中，可以提高目标图像亮度、增加对比度。

蓝色滤光器23与镜头22采用螺纹连接，可方便蓝色滤光器23与镜头22之间的拆卸，蓝色滤光器23内的蓝色滤光片232只允许蓝色谱段的光通过，在紫外环形光源3的配合下，能够使生瓷片4和白色背景纸600反射进入镜头22内的光强不同。

进一步，紫外环形光源3位于蓝色滤光器23的下方，用于发出波长为385nm的紫外光，可以有效激发白色背景纸600发出蓝色荧光，紫外环形光源3与镜头22的轴心重合，使得紫外环形光源3可均匀地为生瓷片4提供光照，提升相机21的图像采集质量。

具体地，紫外环形光源3包括：环形光源外壳31和紫外LED阵列32。

环形光源外壳31设于光源固定架30上，紫外LED阵列32设于环形光源外壳31内且呈环形分布。

紫外环形光源3可以为生瓷片4提供均匀的光照，在对生瓷片4进行对位成像时，可通过紫外环形光源3将生瓷片4照亮，生瓷片4的反射光线通过带有蓝色滤光器23的镜头22后在相机21内成像；采用紫外环形光源3对生瓷片4进行照明，可以激发白色背景纸600发出包含部分蓝色谱段的可见荧光，生瓷片4因其特殊的材质不会发出荧光，而设置在镜头22下方的蓝色滤光器23只允许蓝色谱段的光通过，因此生瓷片4和白色背景纸600反射进入镜头22内的光强不同，使得所成图像内的生瓷片4的定位孔41边缘与白色背景纸600的灰度差较大，对比度较高，过渡像素少，从而可以对生瓷片4进行高精度的对位。

优选地，紫外环形光源3与水平面平行，紫外LED阵列32发出的紫外光与水平面成45度夹角。

值得一提的是，根据生瓷片4的大小和定位孔41的位置的不同，紫外LED阵列32发出的紫外光与水平面的夹角也可以选择60°、90°等。在本实施例中，紫外环形光源3以45度的照射角度照射在生瓷片4表面，可以在使紫外环形光源3具有适中的照射距离的前提下，提升对生瓷片4的照射效果和成像的质量。

具体地，环形光源外壳31上表面设有螺纹安装孔33。

在本实施例中，环形光源外壳31与光源固定架30之间通过设于螺纹安装孔33内的螺钉34相连接。此外，环形光源外壳31与光源固定架30之也可以采用其他方式相连接。

本发明实施例提供的生瓷片对位印刷系统，可利用生瓷片对位成像装置100对生瓷片4的定位孔41的区域进行成像，得到对比度清晰的图像，之后利用图像分析处理装置200对所成图像进行分析处理，计算出生瓷片4与电路印刷装置500的坐标偏移量，并输出相应的信号给工作平台控制装置300，以控制工作平台400移动，完成生瓷片4与电路印刷装置500的精确对位，进而完成电路图形的精确印刷。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的生瓷片对位印刷系统，包括生瓷片对位成像装置100、与生瓷片对位成像装置100连接的图像分析处理装置200、与图像分析处理装置200连接的工作平台控制装置300、与工作平台控制装置300连接的工作平台400以及设于生瓷片对位成像装置100一侧的生瓷片电路印刷装置500；生瓷片对位成像装置100包括：图像采集器2、紫外环形光源3、相机固定架20以及光源固定架30；图像采集器2设于相机固定架20上，紫外环形光源3设于光源固定架30上；图像采集器2包括：相机21、镜头22以及蓝色滤光器23；相机21设于相机固定架20上，镜头22连接于相机21的底部，蓝色滤光器23连接于镜头22的底部，用于透过波长为420nm-500nm的蓝光，以及吸收波长为270nm-380nm的紫外光；紫外环形光源3位于蓝色滤光器23的下方，用于发出波长为385nm的紫外光；在对生瓷片4进行对位成像时，可通过紫外环形光源3将生瓷片4照亮，生瓷片4的反射光线通过带有蓝色滤光器23的镜头22后在相机21内成像；采用紫外环形光源3对生瓷片4进行照明，可以激发白色背景纸600发出包含部分蓝色谱段的可见荧光，生瓷片4因其特殊的材质不会发出荧光，而设置在镜头22下方的蓝色滤光器23只允许蓝色谱段的光通过，因此生瓷片4和白色背景纸600反射进入镜头22内的光强不同，使得所成图像内的生瓷片4的定位孔41边缘与白色背景纸600的灰度差较大，对比度较高，过渡像素少，从而实现对生瓷片进行高精度的对位，提高生瓷片对位印刷的精度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。