CN102564345B

CN102564345B - 检查方法

Info

Publication number: CN102564345B
Application number: CN201110376349.1A
Authority: CN
Inventors: 黄凤夏
Original assignee: Koh Young Technology Inc
Current assignee: Gaoying Technology Co ltd
Priority date: 2010-11-20
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: KR101595547B1; JP5715033B2; TWI551857B; CN102564345A; KR20120054689A; US20120128231A1; JP2012112951A; US9092843B2; TW201233998A; DE102011086469A1; DE102011086469B4

Abstract

本发明公开一种检查方法。为了检查板，首先在板上设定测量区域，并且获取测量区域的基准数据和测量数据。然后，通过块单元建立多个特征块，以便包含测量区域中的预定形状；通过合并特征块中的重叠的特征块来建立合并块。此后，通过将与除合并块以外的特征块和/或合并块对应的基准数据和测量数据进行比较来获得变形度；以及补偿变形度，以便在目标测量区域中设定检查区域。因此，可正确地设定补偿了变形的检查区域。

Description

检查方法

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种检查方法。更具体而言，本发明的示例性实施例涉及一种对板的检查方法。

背景技术

一般而言，在电子装置中使用至少一个印刷电路板(PCB)，在印刷电路板上安装例如电路图案、连接焊盘部、电连接到连接焊盘部的驱动芯片等各种电路元件。

通常利用形状测量设备检查各种电路元件是否良好地形成或构造在印刷电路板上。

在常规的形状测量设备中，设定预定的检查区域，以检查电路元件是否良好地形成在检查区域中。在常规的设定检查区域的方法中，简单地将理论上布置有电路元件的区域设定为检查区域。

当将检查区域设定在正确位置时，可以很好地对所需电路元件进行测量。然而，在例如印刷电路板等测量目标中，基板可能产生例如翘曲、扭曲等变形。因此，在常规的设定检查区域的方法中，检查区域没有正确地设定在所需位置，并且与图像捕获部的照相机所获取的图像对应的位置与电路元件实际存在的位置略有不同。

因此，需要设定检查区域，以便补偿测量目标的变形。

发明内容

本发明的示例性实施例提供一种检查方法，所述检查方法能够设定测量目标的变形得到补偿的检查区域，并且能够正确地选择消除了错误辨识可能性的特征对象。

在下面的描述中将阐述本发明的其他特征，可通过这些描述部分地明显看出本发明的其他特征，或者可通过实施本发明来获悉本发明的其他特征。

本发明的示例性实施例公开了一种检查方法。所述检查方法包括：在板上设定测量区域；获取所述测量区域的基准数据和测量数据；通过块单元建立多个特征块以便包含所述测量区域中的预定形状；通过合并所述特征块中的重叠的特征块来建立合并块；通过将与除所述合并块以外的所述特征块和/或所述合并块对应的基准数据和测量数据进行比较来获得变形度；以及补偿所述变形度，以便在目标测量区域中设定检查区域。

在示例性实施例中，在所述测量区域中的预定形状可包括弯曲图案和孔图案中的至少一者。

所述通过块单元建立多个特征块以便包含所述测量区域中的预定形状的步骤可包括：找到与所述预定形状对应的弯曲电路图案的角部的位置；以及建立所述弯曲电路图案的角部的边缘区，并且建立由所建立的所述边缘区限定的特征块。所述通过合并所述特征块中的重叠的特征块来建立合并块的步骤可包括：合并所述重叠的特征块的边缘区；以及通过提取所述合并后的边缘区的最小四边形来建立合并块。

所述通过将与除所述合并块以外的特征块和/或所述合并块对应的基准数据和测量数据进行比较来获得变形度的步骤可包括：从除所述合并块以外的特征块和/或所述合并块中提取比较块；以及通过将与所述提取的比较块对应的基准数据和测量数据相互比较来获得变形度。

在示例性实施例中，所述提取的比较块可为多个，并且这些比较块被提取成在所述测量区域中均匀分布。

在另一示例性实施例中，所述提取的比较块可为多个，并且在除所述合并块以外的特征块和/或所述合并块中，所述基准数据和所述测量数据之间的形状差异越小，则赋予所述特征块或所述合并块的分数越大。可基于所述分数提取所述比较块。

所述获取的变形度可作为与所述比较块对应的所述基准数据和所述测量数据之间的量化变换公式，并且可通过利用位置变化、斜度变化、尺寸变化和转换程度中的至少一者来确定所述量化变换公式，所述位置变化、斜度变化、尺寸变化和转换程度是通过将与所述比较块对应的所述基准数据和所述测量数据相互比较而获得的。

如果所述合并的特征块的数量大于或等于预定的基准数，则在提取比较块时可排除通过合并特征块而获得的合并块。

每个所述特征块的所述预定形状可具有二维标识符，从而消除了因周围形状而导致错误辨识的可能性。

根据本发明，通过块单元建立特征块以便包含设置在板上的测量区域FOV中的预定形状，并且通过合并特征块中的重叠的特征块来建立合并块，从而通过将基准数据RI和测量数据PI进行比较来获得变形度并且补偿变形度。因此，可更正确地设定检查区域。

此外，将重叠的特征块合并以消除相似形状之间错误辨识的可能性。因此，可更有效地选择特征对象。

此外，在特征块均匀地分布在板上之后，获取并且补偿变形度，从而更正确地设定检查区域。

此外，可基于如上所述设定的测量区域FOV来进行检查部件等工作，从而更正确地判断板的好坏。

应当理解，前面的概括说明和后面的详细说明都是示例性和解释性的，旨在进一步说明要求保护的本发明。

附图说明

附图用于帮助进一步理解本发明并且构成说明书的一部分。这些附图示出了本发明的实施例，并且与后面的描述一起解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的检查方法的流程图。

图2是示出图1中所示的检查方法中的基准数据的俯视图。

图3是示出图1中所示的检查方法中的测量数据的俯视图。

具体实施方式

下面基准附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以用很多不同的形式来实现，而不局限于本文所述的示例性实施例。提供了这些示例性实施例是为了使公开充分和完整，以使本领域的技术人员能够全面地理解本发明的范围。为清晰起见，在附图中可能夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。

应该理解，当提到部件或层“位于另一部件或层上”、“与另一部件或层连接”或“与另一部件或层相连”时，该部件或层可以直接位于另一部件或层上、与另一部件或层直接连接或与另一部件或层直接相连，或者在该部件或层与另一部件或层之间可以存在介入的部件或层。相比之下，当提到部件“直接位于另一部件或层上”、“与另一部件或层直接连接”或“与另一部件或层直接相连”时，不存在介入的部件或层。在全文中，相同的附图标记表示相同的部件。本文所使用的短语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任意组合和全部组合。

应该理解，尽管文中可以使用短语第一、第二和第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不受这些短语限制。这些短语仅仅用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。从而，在不偏离本发明的教导的情况下，可以将下文所述的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。

在本文中，为了便于描述，可能使用诸如“之下”、“下方”、“下面”、“上方”和“上面”等空间相对短语来描述附图中所示的一个部件或特征与另一个(些)部件或特征的关系。应该理解，除了图中示出的方位外，空间相对短语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果装置在图中翻转，则描述为在其它部件或特征“下方”或“之下”的部件的方位将变为在其它部件或特征“上方”。从而，示例性短语“下方”可以涵盖上方和下方两个方位。该装置可以以其它方式定方位(旋转90度或处于其它方位)，并且对本文所使用的空间相对描述语应做相应理解。

本文所使用的术语仅仅为了描述具体的示例性实施例，而不是为了限制本发明。除文中明确地另有说明以外，本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“这个”、“该”意图也涵盖复数形式。还应该理解，本说明书中使用的短语“包括”和/或“包含”表示存在所提及的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

在本文中基准剖视图来描述本发明的示例性实施例，其中剖视图是本发明的理想示例性实施例(和中间结构)的示意图。因此，可以预料到会因例如制造技术和/或制造公差而与所示的形状存在差异。从而，本发明的示例性实施例不限于本文所示区域的具体形状，而应该包括由例如制造导致的形状偏差。例如，示出为矩形的注入区域在其边缘处通常具有圆整的或弧形的特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区域至非注入区域呈现二元变化。同样，由离子注入形成的埋入区域可能造成一些离子注入发生在埋入区域与进行离子注入时所穿透的表面之间的区域中。从而，图中所示的区域本质上是示意性的，所示区域的形状并非意图示出装置的区域的实际形状，并且并非意图限制本发明的范围。

除另外限定以外，本文所使用的所有短语(包括技术短语和科学短语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应该理解，常用词典中所定义的短语应该解释为具有与其在相关技术背景中的含义一致的含义，并且除本文明确定义以外，不应该用理想化的或过于刻板的意义来解释这些短语。

下面将基准附图详细说明本发明的示例性实施例。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的检查方法的流程图。图2是示出图1中所示的检查方法中的基准数据的俯视图。图3是示出图1中所示的检查方法中的测量数据的俯视图。

基准图1至图3，根据本发明的示例性实施例，为了设定补偿了变形的检查区域，首先，在步骤S110中，在板上设定测量区域FOV。

测量区域FOV表示在板上设定的预定区域，以便检查板是好还是坏，并且例如可基于安装在检查设备(例如三维形状测量设备)中的照相机的“视场”来限定测量区域。

然后，在步骤S120中，获取测量区域FOV的基准数据RI和测量数据PI。

基准数据RI例如可与图2所示的板的理论俯视图对应。在示例性实施例中，可从记录板的形状的CAD信息或gerber信息获取基准数据RI。CAD信息或gerber信息可包括板的设计信息，并且通常包括焊盘10、电路图案30、孔图案40等的构造信息。

在另一示例性实施例中，可从在学习模式下获得的学习信息获取基准数据RI。学习模式可例如通过如下过程实现：例如在数据库中搜索板信息，在数据库中没有板信息的情况下学习裸板，通过学习裸板而产生板信息，然后将板信息存储在数据库中。也就是说，在学习模式中，学习印刷电路板的裸板，并且获取印刷电路板的设计基准信息，可通过利用学习模式获取学习信息来获取基准数据RI。

测量数据PI例如可以是印刷电路板的实际捕获图像，在图像中显示安装在板上的部件20、端子22、形成在部件20上的极性指示24、电路图案30、孔42等。如图3所示，除了例如部件20等附加元件之外，测量数据PI的图像与图2中所示的基准数据RI的图像相同。然而，因板的翘曲、扭曲等，测量数据PI与基准数据RI相比发生变形。

在示例性实施例中，可通过如下方法获取测量数据PI：使用检查设备的照明部将光照射到测量区域FOV上，使用安装在检查设备中的照相机来捕获由照射的光所反映的图像。可选地，可通过如下方式获取测量数据PI：使用检查设备的栅格图案投射部将栅格图案光投射到测量区域FOV上，捕获由投射的栅格图案光所反映的图像以获取三维形状数据，以及对三维形状数据求均值。

然后，在步骤S130中，通过块单元建立多个特征块，以便包含测量区域FOV的预定形状。

为了通过比较基准数据RI和测量数据PI来获得变形度(下文将说明)，需要一个比较目标，比较目标被定义为特征对象。在该步骤中，特征对象建立为块单元的特征块。

各特征块的预定形状可具有能够限定二维平面的二维标识符，从而消除了因周围形状而导致的错误辨识的可能性。例如，二维标识符可包括各种弯曲线、四边形、圆形及其组合，由于直线不能限定二维平面，因此在二维标识符中不包括直线。

当将基准数据RI和测量数据PI相互比较时，传统上用作特征对象的弯曲图案的角部、圆、孔等可能分别被错误辨识为相邻的弯曲图案的角部、相邻的圆、相邻的孔等。

因此，在不是仅仅将弯曲图案的角部、圆40、孔42等建立为特征对象、而是将特征块用作为特征对象的情况下，特征块具有预定形状，并且预定形状多种多样，由此可大幅减小错误辨识的可能性。

例如，预定形状可具有弯曲图案和孔图案中的至少一者。

可按照如下方法建立多个特征块。

在找到与预定形状对应的弯曲电路图案的角部的位置之后，建立弯曲电路图案的角部的边缘区，并且建立由所建立的边缘区限定的特征块。

在示例性实施例中，如图3所示，可建立第一至第八特征块FB1、FB2、FB3、FB4、FB5、FB6、FB7和FB8。

此后，在步骤S140中，通过合并特征块中的重叠的特征块来建立合并块。

为了建立合并块，首先，合并重叠的特征块的边缘区，然后通过提取合并的边缘区的最小四边形来建立合并块。

在示例性实施例中，如图3所示，可通过合并重叠的第一特征块FB1和第二特征块FB2来建立第一合并块MB1，并且可通过合并重叠的第三特征块FB3和第四特征块FB4来建立第二合并块MB2。

如图2和图3所示，可在基准数据RI中建立特征块，可在测量数据PI中建立特征块的合并块。换言之，可在基准数据RI中建立特征块，并且可在测量数据PI中找到与特征块中的形状匹配的匹配形状。可选地，可在测量数据PI中建立特征块，并且可在基准数据RI中建立特征块的合并块。

尽管由于板的翘曲和扭曲，在测量数据PI中表示的特征块中的形状与基准数据PI相比略有偏差，但是，如上所述，如果建立合并块并且通过由合并块形成的单元来将测量数据PI和基准数据RI相互比较，则可大幅减小因类似的周围形状引起的错误辨识的可能性。

具体而言，在建立了特征块并且在该特征块内各处重复存在相同的形状的情况下，当将和基准数据RI对应的特征块中的形状与和测量数据PI对应的特征块中的形状相互比较时，会发生错误，即错误地辨识了能够用作比较目标的对象。然而，如上所述，如果建立了合并块并且通过由合并块形成的单元来将测量数据PI和基准数据RI相互比较，则可大幅减小因类似的周围形状引起的错误辨识的可能性。

例如，由于第一特征块FB1和第二特征块FB2具有彼此类似的形状，所以在由于板的翘曲和扭曲而使测量数据PI的特征块中的形状与基准数据RI的特征块中的形状略有偏差的情况下，可能将其中的一个特征块错误地辨识成另一个特征块。然而，当通过使用第一合并块MB1进行比较时，则可大幅减小错误辨识的可能性。

此后，在步骤S150中，通过将与除合并块以外的特征块对应的基准数据和测量数据进行比较和/或将与合并块对应的基准数据和测量数据进行比较，来获取变形度。

在图3中，通过将与除合并块MB1和MB2以外的特征块FB5、FB6、FB7和FB8对应的基准数据和测量数据进行比较和/或将与合并块MB1和MB2对应的基准数据和测量数据进行比较，来获取变形度。

从块中提取用于相互比较基准数据RI和测量数据PI的目标块(下文称为“比较块”)，然后可通过利用提取的比较块来获取变形度。

在图3中，在从除合并块MB1和MB2以外的特征块FB5、FB6、FB7和FB8中和/或从合并块MB1和MB2中提取比较块之后，可通过将与提取的特征块对应的基准数据RI和测量数据PI比较来获得变形度。

在示例性实施例中，提取的比较块可为多个，可将多个比较块提取成在测量区域FOV中均匀分布。在测量区域FOV中的均匀分布可通过例如根据各种几何标准的图像处理等处理工作来限定。例如，如果基准数为4并且测量区域FOV的形状为矩形，则可将最靠近测量区域FOV的各个角的特征块提取为比较块，而不把其它的特征块提取为比较块。

在图3中，例如，可提取第一合并块MB1、第五特征块FB5和第七特征块FB7作为比较块。

更具体而言，如果测量区域FOV的形状为矩形，则矩形的测量区域FOV被分成3×3矩阵形式的9个子矩形，此后，优选将存在于与每个角对应的子矩形中的特征块提取为比较块。因此，可以提取出在测量区域FOV中均匀分布的比较块。

在另一示例性实施例中，提取的比较块可为多个。将基准数据RI和测量数据PI相互比较以给出分数，然后基于给出的分数提取比较块。

在图3中，在除合并块MB1和MB2以外的特征块FB5、FB6、FB7和FB8中和/或在合并块MB1和MB2中，基准数据RI和测量数据PI之间的形状差异越小，则赋予该特征块或合并块的分数越大。也就是说，分数可表达将基准数据RI与测量数据PI相比时的形状一致程度。

例如，可基于以下信息建立分数：在把形状限定为由像素构成的单元时一致的像素的数量，当比较基准数据RI和测量数据PI时强度、饱和度、色度中的至少一者的一致程度，转换程度和角度。对于孔，可基于孔的形状沿x和y方向转换的程度来建立分数。在这种情况下，可将具有大分数的块建立为比较块。

如果合并的特征块的数量等于或大于预定基准数，则可在提取比较块时排除通过合并特征块所获得的合并块。随着合并的特征块的数量增大，合并块的尺寸也增大。因此，将与合并块对应的基准数据RI和测量数据PI进行比较的时间大幅增加。因此，在提取比较块时排除由数量等于或大于基准数的特征块所形成的合并块。例如，基准数可为3或4。

出于类似的原因，如果特征块的尺寸相同，则优选提取非合并的特征块，可按照合并块包含的合并的特征块的数量从小到大的顺序提取合并块。此外，如果特征块的尺寸彼此不同，则优选按照特征块尺寸从小到大的顺序提取特征块。

为了提取比较块，可选择性地使用或全部使用上文描述的下述标准，即：第一标准：将比较块提取成在测量区域FOV中均匀分布；第二标准：使用分数；以及第三标准：考虑特征块的尺寸。此外，可考虑组合这些标准，或者可根据优先级顺序考虑上述标准。

在示例性实施例中，为了提取比较块，可顺序考虑特征块是否位于测量区域FOV的角部区域、分数和特征块的尺寸，从而可选择和提取出特征块。

变形度可表示为与比较块对应的基准数据RI和测量数据PI之间的变换关系，变换关系可包括基准数据RI和测量数据PI之间的量化变换公式。

与和理论基准信息对应的基准数据RI相比，因板的翘曲、扭曲而导致测量数据PI失真。变换公式与将基准数据RI和测量数据PI相互变换的公式对应，以便表达变形的程度、即变形度。可利用位置变化、斜度变化、尺寸变化和转换程度中的至少一者来确定量化变换公式，其中，所述位置变化、斜度变化、尺寸变化和转换程度是通过将与比较块对应的基准数据RI和测量数据PI相互比较而获得的。

例如，可通过使用方程式1来获取转换公式。

方程式1

P_CADf(tm)＝P_real

在方程式1中，P_CAD是CAD信息或gerber信息中的目标的坐标，即在基准数据RI中的坐标，f(tm)与用作变换矩阵或转换矩阵的变换公式对应，P_real是由照相机获取的测量数据PI中的目标的坐标。当找到基准数据RI中的理论坐标P_CAD和测量数据PI中的实际坐标P_real时，可得到变换矩阵。

例如，变换矩阵可包括根据仿射变换或透视变换的坐标变换矩阵，其中，点对点的关系表示为n维空间的一阶形式。为了限定坐标变换矩阵，可适当地建立比较块的数量，例如在仿射变换的情况下为3个或3个以上，在透视变换的情况下为4个或4个以上。

然后，在步骤S160中，补偿变形度，以便在目标测量区域中设定检查区域。

由于变形度表示与基准数据RI相比在测量数据PI中产生的变形的程度，因此，通过补偿变形度，在检查区域中的形状可与板的实际形状更相似。可以为测量区域FOV的整个区域设定检查区域，也可仅为测量区域FOV的预定区域设定检查区域。

在补偿变形度以便在测量数据PI中设定检查区域之后，可正确地检查检查区域中的部件是好还是坏。在检查时，可使用先前在获取测量区域FOV的测量数据PI的步骤(步骤S130)中获取的测量数据PI。

此后，可选择性地检验设定的检查区域是否有效。可将未用作比较块的特征块或合并块用于进行检验。

根据上述说明，由块单元建立特征块，以便包含设定在板上的测量区域FOV中的预定形状，通过合并特征块中的重叠的特征块来建立合并块，由此，通过比较基准数据RI和测量数据PI来获取变形度并且补偿变形度。因此，可更正确地设定检查区域。

如上所述，板检查设备包括多个工作架，并且各个工作架独立地进行板检查，从而大幅缩短检查板所需的时间。此外，用于移动包括投射部的光学组件的光学组件移动部布置在光学组件的上方，并且用于接收从投射部产生的栅格图案光的图像捕获部布置在投射部的侧部，以确保因安装工作架而变小的空间。

显然，对于本领域的技术人员而言，可以在不脱离本发明精神或范围的情况下对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明涵盖落入由所附权利要求书及其等同内容限定的范围内的本发明的修改和变型。

Claims

1.一种对板的检查方法，包括：

在板上设定测量区域；

获取所述测量区域的基准数据和测量数据；

通过块单元建立多个特征块以便包含所述测量区域中的预定形状；

通过合并所述特征块中的重叠的具有彼此类似的形状的特征块来建立合并块；

通过将与除所述合并块以外的所述特征块和/或所述合并块对应的基准数据和测量数据进行比较来获得变形度；以及

补偿所述变形度，以便在目标测量区域中设定检查区域。

2.根据权利要求1所述的检查方法，其中，

在所述测量区域中的所述预定形状包括弯曲图案和孔图案中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的检查方法，其中，

所述通过块单元建立多个特征块以便包含所述测量区域中的预定形状的步骤包括：

找到与所述预定形状对应的弯曲电路图案的角部的位置；以及

建立所述弯曲电路图案的角部的边缘区，并且建立由所述建立的边缘区限定的特征块。

4.根据权利要求3所述的检查方法，其中，

所述通过合并所述特征块中的重叠的特征块来建立合并块的步骤包括：

合并所述重叠的特征块的边缘区；以及

通过提取所述合并后的边缘区的最小四边形来建立合并块。

5.根据权利要求1所述的检查方法，其中，

所述通过将与除所述合并块以外的特征块和/或所述合并块对应的基准数据和测量数据进行比较来获得变形度的步骤包括：

从除所述合并块以外的特征块和/或所述合并块中提取比较块；以及

通过将与所述提取的比较块对应的基准数据和测量数据相互比较来获得变形度。

6.根据权利要求5所述的检查方法，其中，

所述提取的比较块为多个，并且这些比较块被提取成在所述测量区域中均匀分布。

7.根据权利要求5所述的检查方法，其中，

所述提取的比较块为多个，并且

在除所述合并块以外的特征块和/或所述合并块中，所述基准数据和所述测量数据之间的形状差异越小，则赋予所述特征块或所述合并块的分数越大；以及

基于所述分数提取所述比较块。

8.根据权利要求5所述的检查方法，其中，

所述获取的变形度作为与所述比较块对应的所述基准数据和所述测量数据之间的量化变换公式，并且

通过利用位置变化、斜度变化、尺寸变化和转换程度中的至少一者来确定所述量化变换公式，所述位置变化、斜度变化、尺寸变化和转换程度是通过将与所述比较块对应的所述基准数据和所述测量数据相互比较而获得的。

9.根据权利要求5所述的检查方法，其中，

如果所述合并的特征块的数量大于或等于预定的基准数，则在提取比较块时排除通过合并特征块而获得的合并块。

10.根据权利要求1所述的检查方法，其中，

每个所述特征块的所述预定形状具有二维标识符，从而消除了因周围形状而导致错误辨识的可能性。