CN113884508B - 用于基板的线路量测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于基板的线路量测系统，包括一第一光源、一第二光源、一影像捕获设备以及一图像处理装置。该第一光源提供第一颜色光束至一基板上，以显示该基板的一第一区域特征。该第二光源提供第二颜色光束至该基板上，以显示该基板的一第二区域特征。该影像捕获设备影像撷取该基板，以获得该第一区域特征与该第二区域特征。该图像处理装置连接至该影像捕获设备，分析该第一区域特征与该第二区域特征，以获得一线路信息。本发明可以有效的增加线路上若干个特征区域之间的影像对比度，借此可以提升线路量测的精准度，进而增加检测的准确率。

Description

用于基板的线路量测系统
技术领域
本发明涉及一种线路量测系统，特别是一种经由多色光源提升线路对比度的用于基板的线路量测系统。
背景技术
随着全自动化工业的进展，自动光学辨识系统(Automatic Optical Inspection,AOI)已经被普遍应用在电子业的电路板组装生产线的外观检查并取代以往的人工目检作业(Visual Inspection)。
自动光学辨识系统是工业制程中常见的代表性手法，主要的做法是利用摄像装置拍摄待测物的表面状态，再以计算机图像处理技术来检出异物或图案异常等瑕疵，由于采用了非接触式检查，因此在产线过程中可以用以检查半成品。
一般自动光学辨识系统的基本原理是利用影像技术来比对待测物与标准影像之间是否有过大的差异来判断待测物是否符合标准，因此自动光学辨识系统的好坏基本上也取决于摄像装置的分辨率、成像能力与影像辨识技术。
在电路讯号频率日益提高，以及电路板线路日趋细线化的趋势下，电路板线路的截面积一致性对电阻、阻抗等电路特性的影像就越显关键，些微的变动都会导致最终电器表现不如预期。
传统电路板的线路检查多为黑白摄影机及漫射光源，会造成线路上幅与线路下幅辨识困难，尤其是当上幅边缘具有弧形弯角时，区分尤为困难，导致了线宽量测不准确，以及线路截面积计算不正确的问题。
另一方面，传统对线路进行三维检测时，主要采用共轭焦显微成像技术(Confocalmicroscopy)、三角反射技术、白光干涉技术等，都是用点状量测的方式建立三维模型，不仅量测的时间过于缓慢，难以进行大量检测，由于受限于点状量测的限制，只能获取局部高度信息，难以组合为完整线路截面积信息。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种用于基板的线路量测系统，包括一第一光源、一第二光源、一影像捕获设备以及一图像处理装置。该第一光源提供第一颜色光束至一基板上，以显示该基板的一第一区域特征。该第二光源提供第二颜色光束至该基板上，以显示该基板的一第二区域特征。该影像捕获设备影像撷取该基板，以获得该第一区域特征与该第二区域特征。该图像处理装置连接至该影像捕获设备，分析该第一区域特征与该第二区域特征，以获得一线路信息。
进一步地，该线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量。
进一步地，该影像捕获设备所拍摄到的该基板的线路影像包括一第三区域特征，混和该第一颜色与该第二颜色的光束，以显示于该基板上。
进一步地，该第一区域特征包括线路上幅平面或该基板底部平面上的影像特征；其中该第二区域特征包括线路侧壁上的影像特征；其中该第三区域特征包括线路上幅平面与线路侧壁的交界处的影像特征，或该基板的底部平面与线路侧壁的交界处的影像特征。
进一步地，该影像捕获设备的光轴方向与该基板的平面呈现一拍摄角度，该拍摄角度介于0度至90度之间。
进一步地，该第一光源包括一同轴光源，或相对于该基板的平面的一正向光源；其中该第二光源包括一侧向光源。
进一步地，该影像捕获设备的光轴方向与该正向光源的光输出方向之间的取像角度介于20度至40度；该影像捕获设备的光轴方向与该侧向光源的光输出方向之间的夹角介于30度至50度。
进一步地，该第一光源或该第二光源包括红、绿、蓝三色光源的其中一种；其中该第一光源与该第二光源的颜色不同。
本发明的另一目的，在于提供一种用于基板的线路量测系统，包括一第一光源组、一第一影像捕获设备、一第二光源组、一第二影像捕获设备以及一图像处理装置。该第一光源组提供具有一第一颜色光束与一第二颜色光束至该基板上，以显示基板的一第一线路影像特征。该第一影像捕获设备设置于该基板的上视方向侧，以撷取该第一线路影像特征。该第二光源组提供具有该第一颜色光束与该第二颜色光束至该基板上，以显示该基板的一第二线路影像特征。该第二影像捕获设备设置于该基板的侧视方向侧上，以撷取该第二线路影像特征。该图像处理装置分析该第一线路影像特征与该第二线路影像特征，以获得一线路信息。
进一步地，该第一线路影像特征或第二线路影像特征包括由提供该第一颜色光束至该基板所显示的第一区域特征、提供该第二颜色光束至该基板所显示的第二区域特征以及混和该第一颜色光束与该第二颜色光束至该基板所显示的第三区域特征。
进一步地，该第一区域特征包括线路上幅平面或该基板的底部平面上的影像特征；其中该第二区域特征包括线路侧壁上的影像特征；其中该第三区域特征包括线路上幅平面与线路侧壁的交界处的影像特征，或该基板的底部平面与线路侧壁的交界处的影像特征。
进一步地，该第二影像捕获设备的光轴方向与该基板的平面呈现一拍摄角度，介于0度至90度之间。
进一步地，该第二光源组包括一同轴光源或相对于该基板的平面的一正向光源以及一侧向光源。
进一步地，该第二影像捕获设备的光轴方向与该正向光源的光输出方向之间的取像角度介于20度至40度；该第二影像捕获设备的光轴方向与该侧向光源的光输出方向之间的夹角介于30度至50度。
进一步地，该同轴光源或该正向光源包括红、绿、蓝三色光源的其中一种；其中该同轴光源与该正向光源的颜色不同。
进一步地，该线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量。
进一步地，该图像处理装置根据该线路信息，以获得该基板的线路厚度、线路截面积或线路体积。
进一步地，该图像处理装置根据该线路截面积，以获得该基板的线路载流能力。
进一步地，该图像处理装置根据立体视觉法获得该基板的线路三维影像。
进一步地，该线路信息更包括该基板的线路瑕疵信息。
因此，本发明可以有效的增加线路上若干个特征区域之间的影像对比度，借此可以提升线路量测的精准度，进而增加检测的准确率。此外，本发明通过双色混光的效果可以凸显出特征区域边界间的R角影像，使若干个特征区域之间的边界可以有效的被提取，以精确的量测线路的各项数值。进一步地，本发明除了提升特征区域之间的对比度外，由于不同角度面的颜色表现不相同，也可以凸显出线路表面不平整瑕疵所造成的缺陷，进而增加检测的准确率。
附图说明
图1为本发明线路量测系统的方块示意图。
图2为本发明第一实施例的方块示意图。
图3为本发明第二实施例的方块示意图。
图4为本发明线路检测方法的流程示意图(一)。
图5为基板线路示意图。
图6为本发明中感兴趣区域的分割示意图。
图7为本发明第三实施例的方块示意图。
图8为基板线路的截面示意图。
图9为本发明中基板线路的三维影像示意图。
图10为基板线路的坐标位置定位图。
图11为基板线路的俯视影像示意图。
图12为基板线路的侧视影像示意图。
图13为本发明线路量测系统的三维影像图成像示意图(一)。
图14为本发明线路量测系统的三维影像图成像示意图(二)。
图15为本发明线路量测系统的三维影像图成像示意图(三)。
图16为本发明线路量测方法的流程示意图(二)。
附图标记说明：
100 线路量测系统
10 影像捕获设备
20 第一光源
30 第二光源
40 图像处理装置
IA 检测区域
Ob 基板
200 线路量测系统
10A 影像捕获设备
20A 第一光源
30A 第二光源
40A 图像处理装置
A1 箭头
F2 基板平面
300 线路量测系统
10B 影像捕获设备
20B 第一光源
30B 第二光源
40B 图像处理装置
A2 箭头
A3 光输出方向
A4 光输出方向
α 取像角度
β 夹角
步骤S101-步骤103
US 线路上幅平面
SS 线路侧壁
BS 基板底部平面
C1 R角边界
C2 R角边界
R1 线路上幅平面区域
R2 线路侧壁区域
R3 线路侧壁区域
R4 基板底部平面区域
CE1 R角区域
CE2 R角区域
CE3 R角区域
CE4 R角区域
I1 影像
I2 影像
UW1 线路上幅宽度
UW2 线路下幅宽度
SW1 第一侧侧壁区域宽度
SW2 第二侧侧壁区域宽度
400 线路量测系统
10C 第一影像捕获设备
20C 第二影像捕获设备
30C 第一光源组
31C 同轴光源
32C 侧向光源
40C 第二光源组
41C 同轴光源
42C 侧向光源
50C 图像处理装置
IA1 检测区域
IA2 检测区域
W1 线路上幅宽度
W2 线路下幅宽度
W3 侧壁侧视宽度
W4 侧壁侧视宽度
H 线路厚度
L 目标线段路径
S1 侧壁俯视角宽度
S2 侧壁俯视角宽度
ST1-STN 二维影像截面图
步骤S201-S207。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请先参阅“图1”，为本发明线路量测系统的方块示意图。本实施例的线路量测系统100，主要包括一影像捕获设备10、一第一光源20、一第二光源30以及一图像处理装置40。
所述的影像捕获设备10用以影像撷取基板Ob，以取得基板影像。该影像捕获设备10包含但不限于例如可为彩色摄影机，用以拍摄检测区域IA上的基板Ob。其中该基板Ob包括至少一基板线路。于一实施例中，该影像捕获设备10可以为平面扫描摄影机(Area ScanCamera)或线扫描摄影机(Line Scan Camera)。
所述的第一光源20提供第一颜色光束至该基板Ob上，以显示该基板线路的第一区域特征。该第一颜色光束较佳例如可以为基础性色系光源例如红光(Red)、绿光(Green)或蓝光(Blue)，除上述色系的光源外，该第一颜色光束亦可以为其他不同颜色的光源，于本发明中不予以限制。该第一光源20被配置在检测区域1A的上方，并以第一角度对准至该基板Ob的基板线路。由于第一光源20通过特定的照射角度输出至基板线路上，影像捕获设备10在对应的位置上所撷取到的基板影像会呈现出高对比度，所撷取到的基板影像将使得基板上特定角度的面被凸显出来。其中该第一区域特征包括线路上幅平面或该基板底部平面上的影像特征。
所述的第二光源30提供第二颜色光束至该基板上，以显示该基板的第二区域特征。该第二颜色光束较佳例如可以为基础性色系光源例如红光(Red)、绿光(Green)或蓝光(Blue)，除上述色系的光源外，该第二颜色光束亦可以为其他不同颜色的光源，于本发明中不予以限制。该第二光源20被配置在检测区域1A的一侧，以第二角度对准至该基板Ob的基板线路。其中该第二区域特征包括线路侧壁上的影像特征。
第二光源30所输出的光束颜色与第一光源20所输出的光束颜色并不相同，通过不同颜色的光束表现可以提升不同区域之间的颜色表现，由此凸显出结构性的边界纹理。
由于第二光源30所照射的角度及颜色与第一光源20不相同，这将使得第一光源20于该基板线路中所凸显的区域(例如第一区域特征)与第二光源30于该基板线路中所凸显的区域(例如第二区域特征)不相同，使得该基板线路的影像中，与第一光源20及第二光源30相对角度不同的区域之间具有不同的颜色呈现，有利于机器视觉划分感兴趣区域。
另一方面，经由混和该第一颜色与该第二颜色的光束，于该基板Ob的线路影像中将包括一第三区域特征显示于该基板上。例如在基板线路上倒角/R角(例如面与面连接处之间的R角)的位置上将产生混光效应，通过混光效应将使得R角位置的影像相对其他平面的区域而被凸显出来，使得该混色区域可以作为感兴趣区域或影像的交界而容易由机器视觉所读取。该第三区域特征包括线路上幅平面与线路侧壁的交界处的影像特征，或该基板的底部平面与线路侧壁的交界处的影像特征。
该影像捕获设备10于影像撷取该基板Ob后，所拍摄到的基板影像中经由第一颜色光束及第二颜色光束生成该第一区域特征、该第二区域特征及该第三区域特征。
所述的图像处理装置40连接至该影像捕获设备10以获得该影像捕获设备10所撷取到的该基板影像，并经由该基板影像中获得该第一区域特征、该第二区域特征及该第三区域特征，经由分析该第一区域特征、该第二区域特征及该第三区域特征以获得线路信息。具体而言，该图像处理装置40可以经由处理器加载储存单元(图未式)借以存取影像分析程序，并依据该程序执行影像分析的功能。具体而言，影像分析程序例如可以为影像前处理程序、影像分割与定位、缺陷侦测(梯度化、区域成长、成长补偿等)、机器学习系统(MachineLearning)、深度学习系统(Deep Learning)等，于本发明中不予以限制。
于一可行的实施例中，该影像捕获设备10包括一滤镜(可以为实体滤镜或是软件滤镜)，该滤镜用以滤除与该第一光源及该第二光源不同颜色的光源，通过上述的方式，可以减少环境光源所产生的影像噪声，进一步增加检测效能。
请先一并参阅“图2”，为本发明第一实施例的方块示意图。于本实施例中的线路量测系统200经由配置特定的光学架构，加强基板影像中结构特征的对比度。该线路量测系统200包括一影像捕获设备10A、一第一光源20A、一第二光源30A以及一图像处理装置40A。
于本实施例中，所述的该影像捕获设备的光轴方向垂直于该基板的平面(如图2，影像捕获设备10A光轴方向为箭头A1、基板平面F2)。
所配置的第一光源20A于本实施例中包括一同轴光源，设置于该影像捕获设备的拍摄方向上。由于光输出的方向大致与影像捕获设备10A的光轴方向一致，第一光源20A所输出的同轴光将经由与该光轴方向垂直的表面反射进入影像捕获设备10A的镜头，因此在基板影像中线路上幅平面US与基板底部平面BS将会被加强第一颜色的亮度，使得基板影像中的线路上幅平面US(以及基板底部平面BS)与线路侧壁SS之间具有高对比度。
所配置的第二光源30A于本实施例中包括一侧向光源，用以向基板Ob提供侧向照明。于其中一可行的实施例中，该侧向光源环设于该同轴光源的外围，向待侧物提供侧向光源(例如环形光源)。一般而言，基板线路的侧壁基本上是具特定倾斜角度的倾斜面，侧向光源经由侧向对该基板线路的侧壁进行补光，在该环行光源与基板线路保持适当距离的情况下，该侧向光源(第二光源30A)将加强该线路侧壁第二颜色的亮度。基于上述光学组合，将使得基板线路的线路上幅平面US与线路侧壁SS之间于基板影像中产生明显的色差。于环形光的实施例中，该环形光可以提供特定角度光至待测物(例如通过光导、光纤、反射镜、折射镜或是其他光学组件)，借此调整侧向光源的角度。
在结构交界处的位置上，经由同轴光源及侧向光源照射的线路，在线路上幅平面US与线路侧壁SS交界处的影像特征(R角边界C1)以及基板底部平面BS与线路侧壁SS交界处的影像特征(R角边界C2)产生混光效应，通过混光效应将使得R角边界C1、C2的影像相对线路上幅平面US、线路侧壁SS及基板底部平面BS的位置被凸显出来，使得该边界可以做为感兴趣区域或影像的交界而容易由机器视觉所分割。
于一较佳实施例中，为了避免光源干涉影像捕获设备10A拍摄基板，该同轴光源设置于该影像捕获设备10A的光轴方向上，该侧向光源环设于该同轴光源的外围位置上。
于一可行的实施例中，该影像捕获设备10A包括一滤镜(可以为实体滤镜或是软件滤镜)，该滤镜用以滤除与该第一光源20A及该第二光源30A不同颜色的光源，通过上述的方式，可以减少环境光源所产生的噪声对于基板影像的影响，进一步增加检测效能。
由于基板影像中基板线路的线路上幅平面US与线路侧壁SS之间反映出不同的颜色，此时可以经由进一步设置第二滤镜(可以为实体滤镜或是滤镜软件)，将不同的颜色的区域分别进行屏蔽，以利于图像处理装置40A分割感兴趣区域，进一步经由分割后的影像中获得线路信息。举例而言，在同轴光源为红色光源(Red)、侧向光源为绿色光源(Green)的情况下，利用红色滤镜可以显示出基板影像中的侧壁区域，利用绿色滤镜可以显示出基板影像中的线路上幅平面区域。
以下针对本发明另一可行的实施例进行说明，请一并参阅“图3”，为本发明第二实施例的方块示意图。于本实施例中的线路量测系统300配置了另一种光学架构，同样可以达到加强基板影像中结构特征对比度的功效。该线路量测系统300包括一影像捕获设备10B、一第一光源20B、一第二光源30B以及一图像处理装置40B。
于本实施例中，所述的该影像捕获设备10B的光轴方向(箭头A2)与该基板平面F2呈现一拍摄角度，于一可行的实施例中，该拍摄角度较佳可介于0度至90度之间，该等角度的变化于本发明中不予以限制。
所配置的第一光源20B于本实施例中包括一同轴光源或相对于该基板的平面的一正向光源。该同轴光源或该正向光源面对至该基板线路的上侧对该基板Ob输出光线，经由提供上侧的光源加强该基板影像中线路上幅平面US与基板底部平面BS的第一颜色亮度，使得基板影像中的线路上幅平面US(以及基板底部平面BS)与线路侧壁SS之间于第一颜色上具有相对高对比度。
所配置的第二光源30B于本实施例中包括一侧向光源，该侧向光源较佳可以包括一光导，用以提升光源的指向性，向基板Ob提供侧向光。该侧向光源由侧向对准至基板线路上，经由斜向的指向性光源加强该基板影像中线路侧壁的第二颜色亮度，使得基板影像中线路侧壁SS与线路上幅平面US(以及基板底部平面BS)之间于第二颜色上具有相对高对比度。
在结构交界处的位置上，经由同轴光源(或正向光源)及侧向光源照射的线路，在线路上幅平面US与线路侧壁SS交界处的影像特征(R角边界C1)以及基板底部平面BS与线路侧壁SS交界处的影像特征(R角边界C2)产生混光效应，通过混光效应将使得R角边界C1、C2的影像相对线路上幅平面US、线路侧壁SS及基板底部平面BS的位置被凸显出来，使得该边界可以作为感兴趣区域或影像的交界而容易由机器视觉所分割。
该影像捕获设备10B与第一光源20B及第二光源30B之间的光学配置关系，主要取决于基板线路的线路侧壁与线路上幅平面间的夹角而决定，在线路结构因制程或需求而调整时，各装置间角度的关系亦可以随之配合进行调整。于一较佳实施例中，该影像捕获设备10B的光轴方向(箭头A2)与该同轴光源(或正向光源)的光输出方向A3之间的取像角度α介于20度至40度；该影像捕获设备10B的光轴方向(箭头A2)与该侧向光源的光输出方向A4之间的夹角β介于30度至50度，该等角度可依据实际状况上下微调，且该第一光源20B及第二光源30B的输出强度亦可以配合实际需求调整。
为了增加图像处理装置40B的运算效率以及精确度，于一可行的实施例中，该影像捕获设备10B包括一滤镜(可以为实体滤镜或是软件滤镜)，该滤镜用以滤除红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三色光源中任一与该第一光源及该第二光源不同颜色的光源，通过上述的方式，可以减少环境光源对于基板影像的影响，进一步增加检测效能。
通过上面的光源配置，基板影像中线路上幅平面US、基板底部平面BS以及线路侧壁SS的影像将会分别凸显出两种不同的颜色表现，此时可以经由设置滤镜(可以为实体滤镜或是滤镜软件)，将不同的颜色的区域分别进行屏蔽，以利于图像处理装置40B分割感兴趣区域，以经由分割后的影像中获得线路信息。举例而言，在同轴光源为红色光源(Red)、侧向光源为绿色光源(Green)的情况下，利用红色滤镜可以显示出基板影像中的线路侧壁SS，利用绿色滤镜可以显示出基板影像中的线路上幅平面US及基板底部平面BS。
以上已针对本发明的硬件装置进行详细的说明，下面将继续针对硬件所执行的协同工作及软件程序的部分进行较为详细的说明。先参阅“图4”，于拍摄前，提供第一颜色的第一光源20以及第二颜色的第二光源30至基板的基板线路上，以显示该基板线路的第一区域特征以及第二区域特征(步骤S101)。具体而言，第一光源20及第二光源30同时提供第一颜色光束及第二颜色光束至该基板表面，并分别由不同的颜色于影像中显示出基板线路的线路上幅平面US(基板底部平面BS)及线路侧壁SS。在此步骤中，可以依据机器视觉或是依据人眼目侧的方式，调校两组灯光(第一光源20及第二光源30)个别的输出功率，进一步凸显线路上幅平面US(基板底部平面BS)及线路侧壁SS影像的颜色差异度。
于光源的输出配置确认完成后，经由影像捕获设备10拍摄基板，借此取得基板影像(步骤S102)。其中该影像捕获设备10可以是定点拍摄的摄像装置，亦可以是配合移动式载台进行多点局部拍摄或沿着线路进行路径式拍摄的摄像装置，于本发明中不予以限制。
于拍摄完成后，图像处理装置40获得基板影像，并由该基板影像获得线路信息(步骤S103)。具体而言，在此步骤中图像处理装置40通过影像分析(image analysis)的算法分析基板影像中的线路信息。其中，在此所述的线路信息可以是线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量等、亦或可以是线路各区域的尺寸、形状、曲率、角度、表面缺陷等可视瑕疵或一般光源下肉眼难辨的可视瑕疵，于本发明中不予以限制。一般情况基板线路于制程成形后，其剖面形状大致呈现梯形，依据实际情况不同，该基板线路的剖面形状亦可能呈现矩形。于线路呈现梯形的基板，可以选择以俯视角度拍摄或侧向角度(斜上方方向)拍摄；于线路呈现矩形的基板较佳可以侧向角度拍摄，以利于取得侧壁影像。
为方便说明，于本发明中以一般常见剖面为梯形的线路态样进行说明，影像捕获设备10所拍摄取得的基板影像(如图5)，主要可以分为基板线路顶侧的线路上幅平面区域R1、分别设置于该线路上幅平面区域R1两侧的线路侧壁区域R2、R3、线路侧壁区域R2、R3外围的基板底部平面区域R4、线路上幅平面区域R1及线路侧壁区域R2之间的R角区域CE1、线路上幅平面区域R1及线路侧壁区域R3之间的R角区域CE2、线路侧壁区域R2与基板底部平面区域R4连接处的R角区域CE3以及线路侧壁区域R3与基板底部平面区域R4连接处的R角区域CE4。线路上幅平面区域R1、线路侧壁区域R2、R3以及基板底部平面区域R4经由第一光源10及第二光源20的光学配置，在颜色上会产生明显的差异。另外通过混光效应，线路上幅平面区域R1及线路侧壁区域R2、R3之间的R角区域CE1、CE2以及线路侧壁区域R2、R3及基板底部平面区域R4之间的R角区域CE3、CE4经由混光效应形成颜色相异于线路上幅平面区域R1、线路侧壁区域R2、R3及基板底部平面区域R4的色带。该等R角区域CE1、CE2、CE3、CE4所形成的色带将可作为影像中可参考的显著边界，有利于影像分割处理。
图像处理装置40依据影像设定滤波器、并进一步设定阈值(例如二值化处理)可以轻易分割出两个感兴趣区域的影像(如图6所示)，其中影像I1为分割出来的基板线路的线路上幅平面区域R1的影像，影像I2为分割出来的基板线路侧壁区域R2、R3的影像，通过于影像中量测两组线段的宽度，可以获得线路上幅宽度UW1、第一侧侧壁区域宽度SW1以及第二侧侧壁区域宽度SW2等线路信息。由于R角区域CE1、CE2、CE3、CE4所形成的色带可能具有一定宽度，在计算线路的各项数据时，可以由默认定的误差值或是依据适当的配比分割R角区域CE1、CE2、CE3、CE4的宽度修正并获得接近实际数值的线路上幅宽度UW1、第一侧侧壁区域宽度SW1以及第二侧侧壁区域宽度SW2。
经图像处理装置40分割后的影像可以通过像素宽度以及摄影机的内部参数、拍摄角度进行误差修正，进一步计算出影像中各区域的尺寸，进一步获得基板的各项线路信息。除了针对影像中基板线路的边界进行影像分析外，经撷取而获得的影像，可以再进行瑕疵检测；由于基板线路的缺陷(例如漏铜、表面不平整、油墨等)在所撷取的影像中会因为质地颜色不同或是不规则表面造成影像中所显示出的颜色不同，在前面进行颜色屏蔽及设定阈值的过程中，该等瑕疵特征也会一并被显示出来，图像处理装置40可以通过标记瑕疵的位置，基于基板线路的影像实现瑕疵检测的功能。
除了上述的实施例，本发明亦可经由获取影像中的各项线路信息用以生成基板线路的三维影像。以下请参阅“图7”，为本发明第三实施例的方块示意图。本实施例与前面实施例相似，故有关相同部分以下即不再予以赘述。
本实施例的线路量测系统400主要包括一第一影像捕获设备10C、一第二影像捕获设备20C、一第一光源组30C、一第二光源组40C以及一连接或耦接至该第一影像捕获设备10C及该第二影像捕获设备20C的图像处理装置50C。
本实施例中所述的第一影像捕获设备10C设置于该基板Ob的上视方向侧，用以拍摄检测区域IA1并获取该基板Ob上第一线路的俯视影像，以撷取一第一线路影像特征。在此所述的上视方向侧系指该基板平面上方位置，且该第一影像捕获设备10C的光轴方向大致垂直于该基板的平面。该第一影像捕获设备10C及第一光源组30C的组合例如可以与第一实施例的配置相同，该第一光源组30C包括一同轴光源31C以及一侧向光源32C；该同轴光源31C设置于该影像捕获设备10C的拍摄方向上，该侧向光源32C环设于该同轴光源31C的外围。其中该第一影像线路特征包括由提供该第一颜色光束(同轴光源31C)至该基板所显示的第一区域特征、提供该第二颜色光束(侧向光源32C)至该基板所显示的第二区域特征以及混和该第一颜色光束与该第二颜色光束至该基板所显示的第三区域特征。
本实施例中所述的第二影像捕获设备20C设置于该基板Ob的侧视方向侧上，用以拍摄检测区域IA2并获取该基板Ob上第二线路的侧视影像，以撷取一第二线路影像特征。于本实施例中，该第二影像捕获设备20C的光轴方向与该基板平面呈现一拍摄角度，该拍摄角度介于0度至90度之间。在此所述的侧视方向侧指该基板线路的两侧边缘的正侧向位置或斜上方位置而与该线路保持一适当倾角。该第二影像捕获设备20C及第二光源组40C的组合例如可以与第二实施例的配置相同，该第二光源组40C包括一同轴光源41C(或相对于该基板的平面的一正向光源)以及一侧向光源42C；该第二影像捕获设备20C的光轴方向与该正向光源的光输出方向之间的取像角度介于20度至40度；该第二影像捕获设备20C的光轴方向与该侧向光源42C的光输出方向之间的夹角介于30度至50度。其中该第二影像线路特征包括由提供该第一颜色光束(同轴光源41C(或正向光源))至该基板所显示的第一区域特征、提供该第二颜色光束(侧向光源42C)至该基板所显示的第二区域特征以及混和该第一颜色光束与该第二颜色光束至该基板所显示的第三区域特征。
于本发明中，该第一影像捕获设备10C及该第二影像捕获设备20C可以同时将四种光源同时提供至基板线路上，并同时撷取基板线路的影像。于另一可行的实施例中，则可以经由分时拍摄及提供光源的方式(例如于一程序中，开启该第一影像捕获设备10C及第一光源组30C的组合撷取第一组影像；于另一程序中，开启该第二影像捕获设备20C及第二光源组40C的组合撷取第二组影像，将拍摄的时间分开获取两组影像，该等实施例的变化非属本发明所欲限制的范围)。
于另一可行的实施例中，该第一影像捕获设备10C、该第二影像捕获设备20C、该第一光源组30C以及该第二光源组40C可以共同设置于同一载台上，使上述装置之间的相对位置及相对角度处于固定状态，经由记录载台的移动数值与所拍摄到的影像建立关联性，以确认每一位置上的线路的特征。于另一可行的实施例中，在该第一影像捕获设备10C、该第二影像捕获设备20C、该第一光源组30C以及该第二光源组40C共同设置于同一载台上的情况，该第一影像捕获设备10C与第一光源组30C的第一光学组合，与第二影像捕获设备20C与第二光源组40C的第二光学组合可以在载台位置上前后配置，使第一影像捕获设备10C与第二影像捕获设备20C所经过的路径一致(先来后至)，增加检测的效率及坐标标定的精确度。
该第一光源组30C的同轴光源31C包括红、绿、蓝三色光源的其中一种，该侧向光源32C包括红、绿、蓝三色光源中任一与该同轴光源不同颜色的光源。该第二光源组40C的同轴光源41C(或正向光源)包括红、绿、蓝三色光源的其中一种，该侧向光源42C包括红、绿、蓝三色光源中任一与该同轴光源41C(或该正向光源)不同颜色的光源。
所述的图像处理装置50C连接或耦接至该第一影像捕获设备10C以及该第二影像捕获设备20C，用以获取该基板的俯视影像及侧视影像，并根据该俯视影像及该侧视影像获得并分析该第一线路影像特征与该第二线路影像特征，以经由该第一线路影像特征与该第二线路影像特征获得该基板的线路信息。该图像处理装置50C经由该俯视影像中获得该线路的线路上幅宽度、线路下幅宽度(即同一截面位置上线路上幅宽度加上第一侧侧壁区域宽度及第二侧侧壁区域宽度的总和)、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量等线路信息，并经由该侧视影像获得该基板线路的侧壁侧视宽度的线路信息。经由上面的线路信息，可以通过镜头拍摄角度、线路的上线宽、整体区域宽度及/或所获得的侧壁侧视宽度计算出线路的线路厚度值，所述的高度值的计算方式可以由三角定理即可推算，后面将再予以说明。
接续，请一并参阅“图8”，为基板的截面示意图(二)。该图像处理装置50C于影像中获得线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2及侧壁侧视宽度W3后，可以进一步经由三角运算获得基板的线路厚度H；其中在摄影机的光轴方向与线路的线路侧壁区域正交的情况下(侧壁进入摄影机的侧壁投影长度等于侧壁实际长度)，可以直接经由距离配合比例计算获得侧壁侧视宽度W3，并经由侧壁侧视宽度W3获得线路厚度H；在影像捕获设备的光轴方向与线路的线路侧壁区域非正交的情况下，则可以考虑影像捕获设备的拍摄角度修正以获得实际的侧壁侧视宽度W3，经由侧壁侧视宽度W3获得线路厚度H，亦或者是由侧壁俯视角宽度S1、拍摄角度及对应视角所拍摄取得的侧壁投影长度直接代换计算获得线路厚度H，于本发明中不予以限制。
于另一实施例，图像处理装置50C于确认线路上幅宽度W1时，可以进一步通过线路上幅平面US及线路侧壁SS分界，确认侧壁俯视角宽度S1。通过勾股定理，线路厚度H、侧壁侧视宽度W3、侧壁俯视角宽度S1将符合以下的公式：W32＝S12+H2；由于侧壁侧视宽度W3及侧壁俯视角宽度S1为已知，经计算后可取得线路厚度H。在线路厚度H已取得的情况下，便可经由梯形公式计算并获得该区段的线路截面积A，计算公式如下：A＝(W1+W2)H/2。于获得截面积后，图像处理装置70C便可根据该线路截面积，以获得该基板上的线路载流能力(Current-Carry Capacity)；该线路载流能力可通过下列方程式获得：I＝kΔT0.44A0.725；其中，I为最大电流载流能力，k为修正系数，ΔT为最大温差，A为线路的截面积。另外，经由拍摄到的俯视影像及侧视影像中，也可以由影像辨识的方式找到线路上的瑕疵，借以获得线路瑕疵信息。
上述的线路截面积形状虽然以梯形例示，但亦可为矩形或其他形状，在此不予以限制；另外载流公式除上述的公式外，亦可以为其他可参考并符合IPC等相关标准规定的计算公式，例如IPC-2221。于另一可行的实施例中，该图像处理装置50C亦可以通过查找法的方式经由查找表(Look up Table)获得该线路载流能力。于查找表中，未于查找表中出现的数值则可以通过最邻近法(K-Nearest Neighbor)或插入法(Insertion Method)的方式计算，此部分端看设计的需求而定。
请参阅“图9”，为基板线路的三维影像示意图。在一较佳实施例中，该图像处理装置70C可以进一步通过由基板影像中获取该基板线路的目标线段路径L，进一步根据该线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2、该侧壁侧视宽度W3与该目标线段路径L，通过将线路截面积与线段路径以获得该目标线段路径L的线路体积。于另一可行的实施例中，则可以在取得若干个截面积后，通过将每一截面上的线段截面积乘上对应的线段长度以获得该目标线段路径L的线路体积。
除了上述用以分析线路信息的技术特征外，本发明所获得的线路信息可进一步通过立体视觉法用以建立线路的三维影像。
以下针对本发明中针对基板线路的三维影像形成方式进行说明，请一并参阅“图10”至“图15”，为基板线路的坐标位置定位图、基板线路的俯视影像示意图、基板线路的侧视影像示意图、本发明线路量测系统的三维影像图成像示意图(一)、本发明线路量测系统的三维影像图成像示意图(二)以及本发明线路量测系统的三维影像图成像示意图(三)，如图所示：
首先，请参阅“图10”，该图像处理装置50于接受到该基板线路的俯视影像以及侧视影像后，基于该基板影像中一侧的边界设定连续的若干个坐标位置M1(X1,Y2,Z3)...Mn(Xn,Yn,Zn)…MN(XN,YN,ZN)，该坐标位置的设定可以通过立体视觉法(Stereo VisionAlgorithm)，将影像画素坐标系(u,v)转换为世界坐标系(Xw,Yw,Zw)并完成影像中目标坐标位置的标定；于另一可行的实施例中，该若干个坐标位置亦可以取样于另一侧边界、中心线或是其他易辨识的参考特征，于本发明中不予以限制。更于另一可行的实施例中，特别是在线扫描摄影机的实施例中，该坐标位置可以由移载装置的数据而回授确认。
接着，请一并参阅“图11”，于设定完成该坐标位置后，该图像处理装置50C于该俯视影像中获得线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2。线路上幅宽度W1与线路下幅宽度W2之间的相对位置则可以由该俯视影像中二侧侧壁俯视角宽度S1、S2或二侧侧壁俯视角宽度S1、S2的比值获得。
接续，请一并参阅“图12”，该图像处理装置50C于接收到线路的该侧视影像后，于该侧视影像中分析线路影像中的线路侧视宽度W3。
于上面两个步骤后，该图像处理装置50C将取得该线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2、二侧侧壁俯视角宽度S1、S2以及侧壁侧视宽度W3，并经由上面的线路信息计算获得线路厚度H时，同时记录该等参数所属的坐标位置Mn(Xn,Yn,Zn)。
接着，请一并参阅“图13”，于取得该线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2以及线路厚度H以及对应的坐标位置Mn(Xn,Yn,Zn)时，该图像处理装置50C系依据该线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2以及线路厚度H建立目标截面影像。在此步骤中首先通过二侧侧壁俯视角宽度S1、S2确认线路上幅宽度W1、线路下幅宽度W2的相对位置关系，在线路厚度H的参数条件确认的情况下，可以确认梯形截面的底长、顶长、高度、第一侧斜边、第二侧斜边，并由上述参数决定该截面区域上的二维型态，进一步可以构成一二维影像截面图ST1。通过所建立的二维影像截面图，可以确认二维影像截面图的线路信息，借以经由该线路信息获得线路瑕疵信息。
最后，请一并参阅“图14”及“图15”，经由该若干个连续的线路取样坐标位置M1(X1,Y2,Z3)...Mn(Xn,Yn,Zn)…MN(XN,YN,ZN)，以及个别对应于该坐标位置M1(X1,Y2,Z3)...Mn(Xn,Yn,Zn)…MN(XN,YN,ZN)的二维影像截面图ST1-STn-STN，建立影像堆栈STK。完成影像堆栈STK后，于影像间隔的坐标位置之间(M1(X1,Y2,Z3)...Mn(Xn,Yn,Zn)…MN(XN,YN,ZN))通过内插法(Interpolation)进行补充，由此输出如图15所示的基板线路三维影像。
经由还原后的基板线路三维影像，可以经由截面的形状所得到的线路信息获得线路瑕疵信息，借以确认瑕疵的种类及类型，提升人员目检检测的效率。
以下配合图式针对本发明线路量测方法进行详细的说明，请一并参阅“图16”，为本发明线路量测方法的流程示意图(二)，如图所示：
本实施例提供一种线路量测方法，包括以下步骤：
提供第一光源组30C以及第二光源组40C至基板Ob上，以显示该基板Ob的第一线路影像特征以及第二线路影像特征(步骤S201)。
接着，提供第一影像捕获设备10C至该基板的上视方向侧，以撷取该基板的第一线路影像特征(步骤S202)；另外提供第二影像捕获设备20C至该基板的侧视方向侧，以撷取该基板的第二线路影像特征(步骤S203)。
提供移动载台调整该基板Ob、该第一影像捕获设备10C以及该第二影像捕获设备20C之间的相对位置关系(步骤S204)。
于步骤S204中，该第一影像捕获设备10C及该第二影像捕获设备20C拍摄基板的时间并不一定要有先后的执行顺序，可先执行第一影像捕获设备10C的拍摄获取第一线路影像特征或先执行第二影像捕获设备20C的拍摄获取第二线路影像特征或两者同时进行，此部分于本发明中不予以限制。
接着，提供图像处理装置50C接收该俯视影像及该侧视影像，并根据该俯视影像及该侧视影像产生该基板线路上的线路信息(步骤S205)。该基板线路的线路信息例如包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量，于本发明中不予以限制。
于获得线路信息后，该图像处理装置50C根据该线路信息获得该基板上的线路截面积(步骤S206)。
最后，于获得该线路截面积后，该图像处理装置50C根据该线路截面积获得该基板Ob上的线路载流能力(步骤S207)。
综上所述，本发明可以有效的增加线路上若干个特征区域之间的影像对比度，借此可以提升线路量测的精准度，进而增加检测的准确率。此外，本发明通过双色混光的效果可以凸显出特征区域边界间的R角影像，使若干个特征区域之间的边界可以有效的被提取，以精确的量测线路的各项数值。进一步地，本发明除了提升特征区域之间的对比度外，由于不同角度面的颜色表现不相同，亦可以凸显出线路表面不平整瑕疵所造成的缺陷，进而增加检测的准确率。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种用于基板的线路量测系统，其特征在于，包括：
一第一光源，提供第一颜色光束至一基板上，以显示该基板的一第一区域特征；
一第二光源，提供第二颜色光束至该基板上，以显示该基板的一第二区域特征；
一影像捕获设备，影像撷取该基板，以获得该第一区域特征与该第二区域特征；以及
一图像处理装置，连接至该影像捕获设备，分析该第一区域特征与该第二区域特征，以获得一线路信息，该线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量。
2.根据权利要求1所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该影像捕获设备所拍摄到的该基板的线路影像包括一第三区域特征，混和该第一颜色与该第二颜色的光束，以显示于该基板上。
3.根据权利要求2所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第一区域特征包括线路上幅平面或该基板底部平面上的影像特征；其中该第二区域特征包括线路侧壁上的影像特征；其中该第三区域特征包括线路上幅平面与线路侧壁的交界处的影像特征，或该基板的底部平面与线路侧壁的交界处的影像特征。
4.根据权利要求1所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该影像捕获设备的光轴方向与该基板的平面呈现一拍摄角度，该拍摄角度介于0度至90度之间。
5.根据权利要求4所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第一光源包括一同轴光源，或相对于该基板的平面的一正向光源；其中该第二光源包括一侧向光源。
6.根据权利要求5所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该影像捕获设备的光轴方向与该正向光源的光输出方向之间的取像角度介于20度至40度；该影像捕获设备的光轴方向与该侧向光源的光输出方向之间的夹角介于30度至50度。
7.根据权利要求1所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第一光源或该第二光源包括红、绿、蓝三色光源的其中一种；其中该第一光源与该第二光源的颜色不同。
8.一种用于基板的线路量测系统，其特征在于，包括：
一第一光源组，提供一第一颜色光束与一第二颜色光束至该基板上，以显示基板的一第一线路影像特征；
一第一影像捕获设备，设置于该基板的上视方向侧，以撷取该第一线路影像特征；
一第二光源组，提供具有该第一颜色光束与该第二颜色光束至该基板上，以显示该基板的一第二线路影像特征；
一第二影像捕获设备，设置于该基板的侧视方向侧上，以撷取该第二线路影像特征；以及
一图像处理装置，分析该第一线路影像特征与该第二线路影像特征，以获得一线路信息，该线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量。
9.根据权利要求8所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第一线路影像特征或第二线路影像特征包括由提供该第一颜色光束至该基板所显示的第一区域特征、提供该第二颜色光束至该基板所显示的第二区域特征以及混和该第一颜色光束与该第二颜色光束至该基板所显示的第三区域特征。
10.根据权利要求9所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第一区域特征包括线路上幅平面或该基板的底部平面上的影像特征；其中该第二区域特征包括线路侧壁上的影像特征；其中该第三区域特征包括线路上幅平面与线路侧壁的交界处的影像特征，或该基板的底部平面与线路侧壁的交界处的影像特征。
11.根据权利要求8所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第二影像捕获设备的光轴方向与该基板的平面呈现一拍摄角度，介于0度至90度之间。
12.根据权利要求11所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第二光源组包括一同轴光源或相对于该基板的平面的一正向光源以及一侧向光源。
13.根据权利要求12所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该第二影像捕获设备的光轴方向与该正向光源的光输出方向之间的取像角度介于20度至40度；该第二影像捕获设备的光轴方向与该侧向光源的光输出方向之间的夹角介于30度至50度。
14.根据权利要求12所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该同轴光源或该正向光源包括红、绿、蓝三色光源的其中一种；其中该同轴光源与该正向光源的颜色不同。
15.根据权利要求8所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该图像处理装置根据该线路信息，以获得该基板的线路厚度、线路截面积或线路体积。
16.根据权利要求15所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该图像处理装置根据该线路截面积，以获得该基板的线路载流能力。
17.根据权利要求8所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该图像处理装置根据立体视觉法获得该基板的线路三维影像。
18.根据权利要求8所述的用于基板的线路量测系统，其特征在于，该线路信息更包括该基板的线路瑕疵信息。
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