JP2010237210A - 検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステージに測定対象物を配置し、測定対象物に対する基準データを呼び出し、測定対象物に対する測定データを獲得し、測定対象物に対する測定データと測定対象物に対する基準データから少なくとも一つの特徴オブジェクトを選択し、基準データおよび測定データから選択された特徴オブジェクトに対する少なくとも一つの特徴変数をそれぞれ抽出し、特徴変数および定量化した変換公式を用いて測定対象物の変化量を算出し、算出された変化量を補償して検査領域を設定する。
【選択図】図2
Description
よって、前記のような測定対象物の歪曲を適切に補償した検査領域を設定する必要性が求められる。
例えば、前記第1特徴オブジェクトは、多角形の形状を含んでもよい。
第1、第2、A、B等の用語は、多様な構成要素を説明するために使用することができるが、構成要素はこれらの用語によって限定されない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなしに、第1構成要素は第2構成要素と称されてもよく、同様に第2構成要素も第1構成要素に称されてもよい。
本明細書において用いた用語は、ただ特定の実施形態を説明するためのものであって、本発明を限定するのではない。単数の表現は、文脈上、明白に相違が示されない限り、複数の表現を含む。
本明細書において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを意図するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を予め排除しないことを理解しなければならない。
なお、異なるものとして定義しない限り、技術的であるか科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、本出願で明白に定義されない限り、異常的であるか過度に形式的な意味に解釈されない。
図1は、本発明の一実施形態に係る検査方法を用いる例示的な3次元形状測定装置を示した概念図である。
図2は、本発明の一実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。
図1および図2を参照すると、本発明の一実施形態における検査領域を設定するために、まずステージ110に測定対象物10を配置する(S110)。
その後、前記測定対象物10に対する基準データを呼び出す(S120)。
前記測定データは、前記測定対象物10を測定したデータ、例えば、前記測定対象物10を撮影したイメージデータであり、撮影イメージは、2次元イメージであってもよい。前記測定データは、前記測定対象物10に実際に形成または配置された多様な回路素子の形成位置と形態などを含む。すなわち、前記測定データは、前記回路素子が実際に形成された位置や形態などを含む。
具体的には、前記2次元イメージ測定のための光源から発生した光は、前記測定対象物10に照射され、照射された光が前記測定対象物10から反射されると、反射された映像を図1に示した映像撮影部200で撮像して2次元測定データを獲得することができる。
図1、図2、および図4を参照すると、前記測定対象物10に対する測定データを獲得するために、まず高さに基づく3次元イメージ測定のための光源を用いて前記測定対象物に照射する(S134a)。
具体的に、前記高さに基づく3次元イメージ測定のための光源から発生されたパターン光は、前記測定対象物10に照射され、照射されたパターン光が前記測定対象物10から反射されると、反射された映像を図1に示した映像撮影部200で撮像してパターン映像を獲得する。図1で説明したように、前記映像撮影部200で獲得された前記パターン映像は、映像獲得部500で保存され、中央制御部700で前記パターン映像を処理して高さに基づく3次元測定データを獲得することができる。
前記3次元の高さに基づく測定データが2次元測定データを直接含まなくても、前記3次元高さに基づく測定データの平均化を通じて前記2次元測定データを容易に獲得することができる。
この際、前記高さに基づく3次元測定データを平均化して2次元測定データを獲得する具体的な数式は、例えば、下記のような数式である。
前記数式において、iは、前記高さに基づく3次元測定データを獲得する過程で前記映像撮影部200から獲得した輝度値であり、aおよびbは、それぞれ輝度の平均値および振幅を示す。例えば、4つの格子パターン光に高さに基づく3次元測定データを獲得する場合、前記数式のようにaを求めることができ、これを2次元測定データの値として活用することができる。
図1、図2、および図5を参照すると、特徴オブジェクト20は、後述される前記測定データと前記基準データとの間の変化量を測定する対象になるもので、前記測定対象物10上に存在する。前記特徴オブジェクト20は、原則として前記測定対象物10上に存在するいずれのオブジェクトであってもよく、例えば、点22、線24、および四角形26のような点と線を含む図形のうち、少なくとも一つを含むことができる。この際、前記線は、直線及び曲線を含んでもよく、前記図形は、円、多角形などの数学的に定義されている図形のみならず数学的に定義されない図形を広く含んでもよい。
前記変換公式は、前記基準データを数学的に前記測定データに変換する公式である。例えば、前記変換公式は、n次元空間上の点対応の関係が1次式によって表現されるアフィン(affine)変換またはパースペクティブ(Perspectove)変換による座標変換公式を含むことができる。
図6〜図12を参照すると、前記測定対象物10の変化量は、垂直の傾きの変化量(AV)、高さの変化量(H)、水平の傾きの変化量(AH)、および位置((x,y))の変化量((x1−x0,y1−y0))のうち、少なくとも一つを含んでもよい。
前記測定データ(PI)は、例えば、図15に示したように、基板上に実装された部品20、ターミナル22、部品に形成された極性表示24、回路パターン80、ホール92等が示されている実際のプリント回路基板の撮影イメージであってもよい。図15に示した前記測定データ(PI)は、前記部品20等の追加的な構成が示される点を除くと図14に示した前記基準データ(RI)と同一のイメージを有するものに示されているが、実際には基板の歪み、ねじれなどによって前記基準データ(RI)に比べて歪曲されている。
図16を参照すると、まず、前記複数の特徴ブロックから少なくとも2つ以上の前記特徴ブロックを選定する(S252)。例えば、選択された前記特徴ブロックは、図14および図15の第1および第2特徴ブロック(FB1、FB2)であってもよい。
(数2)PCADf(tm)=Preal
前記数2で、PCADはCAD情報やガーバーデータによるターゲット(target)の座標、すなわち、前記基準データ(RI)における座標であり、f(tm)は、変換行列(transfer matrix)として前記変換公式に該当し、Prealはカメラによって獲得された前記測定データ(PI)における前記ターゲットの座標である。前記基準データ(RI)における理論座標PCADと前記測定データ(PI)における実際座標Prealとを求めると、前記変換行列が分かる。
本発明の一実施形態において、前記検証のために、前記特徴ブロックを設定する段階(S240)で設定される形状情報の比較のための特徴ブロック(以下、「比較用特徴ブロック」という)の他に、前記設定された検査領域の有効性を検証するための特徴ブロック(以下、「検証用特徴ブロック」という)を追加で設定してもよい。前記比較用特徴ブロックと検証用特徴ブロックは、前記特徴ブロックを設定する段階(S240)で同時に設定してもよいし、検証用特徴ブロックは後に設定してもよい。
図17は、本発明の一実施形態に係る設定された検査領域が有効であるか否かを検証する方法の一例を示すフローチャートである。
例えば、前記変換された検証用特徴ブロックに対する形状情報が配置された位置を座標に設定し、前記実際測定された検証用特徴ブロックに対する形状情報が配置された位置を座標に設定した後、前記座標を比較する時、差が所定の許容範囲内にあるか確認する。前記許容範囲は、前記基板のサイズ、前記基板に要求される品質基準などに基づいて定義することができる。
具体的に、前記配置された位置の差が前記許容範囲内にある場合、前記設定された検査領域を有効と判断し、前記許容範囲内にない場合、無効と判断する。無効と判断された場合、前の過程を繰り返して前記変換関係を再設定することができる。
20 特徴オブジェクト
50 理想平面
60 パッド
70 部品
72 ターミナル
80 回路パターン
90 サークル
92 ホール
100 測定ステージ部
200 映像撮影部
300 第1照明部
400 第2照明部
500 映像獲得部
600 モジュール制御部
700 中央制御部
AH 水平の傾きの変化量
AV 垂直の傾きの変化量
FBI 第1特徴ブロック
FB2 第2特徴ブロック
H 高さの変化量
PI 測定データ
RI 基準データ
Claims (16)
- ステージに測定対象物を配置し、
前記測定対象物に対する基準データを呼び出し、
前記測定対象物に対する測定データを獲得し、
前記測定対象物に対する測定データおよび前記測定対象物に対する基準データから少なくとも一つの特徴オブジェクトを選択し、
前記基準データおよび前記測定データから前記選択された特徴オブジェクトに対する少なくとも一つの特徴変数をそれぞれ抽出し、
前記特徴変数および定量化した変換公式を用いて前記測定対象物の変化量を算出し、
前記算出された変化量を補償して検査領域を設定する
ことを特徴とする検査方法。 - 前記測定対象物は、プリント回路基板を含み、
前記特徴オブジェクトは、前記プリント回路基板に形成されたパターン、ホール、回路素子の形状、および端点のうち、少なくとも一つを含み、
前記特徴変数は、点の座標、線の傾き、線の大きさ、および二点間の座標差のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の検査方法。 - 前記測定対象物の変化量は、
垂直の傾きの変化量および高さの変化量のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の検査方法。 - 前記垂直の傾きの変化量は、
前記基準データから選択された特徴オブジェクトの平面的形状と、前記獲得された測定データから前記選択された特徴オブジェクトに対応する特徴オブジェクトの平面的形状とを比較して算出された幾何学的変形を用いて獲得されることを特徴とする請求項3に記載の検査方法。 - 前記特徴変数および定量化した変換公式を用いて前記測定対象物の変化量を算出する前に、
前記基準データの特徴変数と前記測定データの特徴変数との間の位置の変化、傾きの変化、大きさの変化、および変形度のうち、少なくとも一つを用いて前記変換公式を設定することを特徴とする請求項1に記載の検査方法。 - 前記変換公式を設定する際に、
前記基準データの特徴オブジェクトに該当する座標空間を第1座標空間に設定し、
前記測定データの特徴オブジェクトに該当する座標空間を第2座標空間に設定し、
前記第1座標空間から前記第2座標空間に前記位置の変化、傾きの変化、大きさの変化、および変形度のうち、少なくとも一つの座標変換関係式をそれぞれ未知数を含む変換式で表現し、
前記検査領域を設定する際に、
前記基準データの特徴変数および前記測定データの特徴変数を前記変換式で表現し、
前記変換式に含まれた前記未知数を獲得して、前記変換公式を確定し、
前記確定された変換公式を用いて前記変化量による歪曲が補償された検査領域を設定することを特徴とする請求項5に記載の検査方法。 - ステージに測定対象物を配置し、
前記測定対象物に対する第1特徴オブジェクトを含む基準データを呼び出し、
前記測定対象物に対する測定データを獲得し、
前記測定データのうち、前記第1特徴オブジェクトと対応する第2特徴オブジェクトを抽出し、
前記第1特徴オブジェクトの平面的形状と前記抽出された第2特徴オブジェクトの平面的形状とを比較して幾何学的変形を確認し、前記幾何学的変形を定量化して前記測定対象物の垂直方向の変化量を算出し、
前記変化量に基づいて検査領域を設定する
ことを特徴とする検査方法。 - 前記第1特徴オブジェクトは、多角形の形状を含むことを特徴とする請求項7に記載の検査方法。
- 基板上に測定領域を設定し、
前記測定領域に対する基準データを呼び出し、
前記測定領域に対する測定データを獲得し、
前記測定領域内の所定の形状情報をブロック単位にして少なくとも一つの特徴ブロックを設定し、
前記特徴ブロックに対応する前記基準データ内の形状情報と前記特徴ブロックに対応する前記測定データ内の形状情報とを比較して、前記基準データと前記測定データとの間の変換関係を獲得し、
前記変換関係を用いて測定対象物を検査するための検査領域を歪曲を補償して設定する
ことを特徴とする検査方法。 - 前記形状情報は、複数であることを特徴とする請求項9に記載の検査方法。
- 前記複数の形状情報のうち、少なくとも2つの形状情報は同一形状であることを特徴とする請求項10に記載の検査方法。
- 前記形状情報は、2次元識別子を有することを特徴とする請求項10に記載の検査方法。
- 前記特徴ブロックは複数設定され、
前記基準データと前記測定データとの間の変換関係を獲得する際に、
前記複数の特徴ブロックから少なくとも2つの特徴ブロックを選定し、
前記選ばれた2つ以上の特徴ブロックを用いて前記基準データと前記測定データとの間の定量化した変換公式を獲得する
ことを特徴とする請求項10に記載の検査方法。 - 前記特徴ブロックを設定する際に、
前記形状情報の比較のための比較用特徴ブロックを設定し、
前記設定された測定対象物の検査領域の有効性を検証するための検証用特徴ブロックを設定し、
さらに、前記特徴ブロックを設定した後に、前記検証用特徴ブロックを用いて前記設定された測定対象物の検査領域が有効であるかを判断し、
前記検査領域が有効であるかを判断する際に、
前記変換関係を用いて前記検証用特徴ブロックを変換し、
前記検証用特徴ブロックを測定し、
前記変換された特徴ブロックと前記測定された検証用特徴ブロックとを比較して位置の差が許容範囲内にあるかを判断し、
前記許容範囲から外れる場合には、前記変換関係を再設定する
ことを特徴とする請求項9に記載の検査方法。 - さらに、前記基準データと前記測定データとをオーバーレイすることを特徴とする請求項9に記載の検査方法。
- さらに、前記オーバーレイを用いて前記特徴ブロック内のノイズパターンを除去することを特徴とする請求項15に記載の検査方法。
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