CN1153058C - 透孔检查方法及装置 - Google Patents

Abstract

是能够以低成本高精度判定透孔检查的良否判别的透孔检查方法及装置。隔着设置有透孔工件的工作台，配置光源和有多个摄像元件的传感器摄像机。由上述传感器摄像机拍摄上述来自透孔的透射光。上述传感器摄像机的设定，是为使从上述工作表面位置错开设定其焦点位置，以便在外观上扩大透射光的摄像面积。

Description

透孔检查方法及装置

技术领域

本发明是涉及透孔检查方法及装置，尤其是涉及检查排列有直径几十微米细的透孔的工件上的透孔异同及透孔内有无异物的适宜的方法和装置。

背景技术

以前，对于直径为几十至几百微米的透孔，只一般地进行开口数是否正确、透孔大小是否一样或内部有无异物等的检查。这种检查方法使用通常的光学方法，例如，使形成透孔的工件检查面通过显微镜，由区域传感器摄像机摄像，经图像处理装置与基准值比较来判定良否。可是，在上述现有的例子中，除图像处理装置外，还需要自动调焦单元、显微镜或电子束，对每个透孔检查或进行高倍率放大图像的检查。

但是，用上述现有的方法，透孔数量多时，检查时间过长，此外，进行高倍率图像取入时，装置的机械精度要求变严，制作费用变高。即，由于焦深变窄，需要自动调焦、摄像机Z轴的自动控制机构，因为视场范围变窄，所以要求工作台的高定位精度。

另外，进行透孔内异物检查时，采用现有的区域传感器摄像机的摄像方法，因为像素数被限制，所以分辨能力有限度，特别是异物为透光性时，其识别极为困难，因此，有可能将不良品误检测为良品。

本发明着眼于上述现有的问题，目的是提供能够低成本高精度地判定透孔检查良否判别的透孔检查方法及装置。

发明内容

为达到上述目的，本发明涉及的透孔检查方法是从有透孔的工件一方照射光，从另一方，由有多个摄像元件的传感器摄像机摄像，检测透射光的检查方法，其特征是：通过使上述传感器摄像机的摄像焦点与上述工件表面错位摄像来进行检查。

本发明如上所述，一边可用上述传感器摄像机拍摄上述来自透孔的透射光，一边使上述传感器摄像机的摄像焦点与检测透孔错开摄像，以此扩大透射光的摄像面积来进行检查，因此，对于加工透孔的同一性判定和透孔内异物有无的检测，能够进行极为有效、稳定、高精度的检查。

另外，从有多个透孔的工件一方照射光，从另一方由有多个摄像元件的传感器摄像机拍摄透射光检查时，也可以这样构成，即通过比较上述传感器摄像机焦点从工件表面错开摄像所得的透孔对应的摄像面积，来检查上述透孔的异同或透孔内异物。

在这些场合，理想的是，上述传感器摄像机使用线传感器摄像机，通过与上述工件相对平衡移动来进行摄像。

另外，在这些场合，理想的是，使上述传感器摄像机摄像焦点与上述工件表面错位摄像，以此，扩大透射光的摄像面积来进行摄像。

而且，本发明所涉及的透孔检查装置为隔着设置有透孔的工件的工作台，配置光源和有多个摄像元件的传感器摄像机的透孔检查装置，其特征是：上述传感器摄像机能够拍摄上述来自透孔的透射光，上述传感器摄像机为成为上述传感器摄像机的摄像焦点从上述工件表面错开了的位置，而设定上述传感器摄像机与上述工件表面的相对位置，具有输入上述传感器摄像机的摄像信号、对摄像面积进行比较处理的图像处理装置。

另外，也可将上述工作台设为平行移动工作台，上述传感器摄像机设为线传感器摄像机。

附图说明

图1是表示实施方式有关的透孔检查装置的检查原理的传感器摄像机的配置结构(同图(1))和取入图像数据例(同图(2))。

图2是比较例有关的传感器摄像机的配置结构(同图(1))和取入图像数据例(同图(2))。

图3是实施方式有关的透孔检查装置结构框图。

图4是图3的斜视图。

实施方式

以下，参照附图详细说明本发明涉及的透孔检查方法及装置的具体实施方式。该实施方式是以形成多个透孔的工件为检查对象，对透孔内进行异物检查时的适用例。

图3是表示实施方式有关的透孔检查装置的结构框图，图4是装置主要部分结构的斜视图。如图所示，基本结构为，在列状排列有多个透孔的平板状工件10的下面部配置光源12，从背面向透孔照射光，另一方面，在工件10上面部一侧，配置有多个摄像元件的传感器摄像机，由该传感器摄像机将透孔置于视场，摄像元件接受来自透孔的透射光，由此能够取得透射光对应的图像。因此，对于工件10，由光源12从一方平面侧照射，由置于上述光源12反侧的传感器摄像机拍摄透射平面图像，可以取入图像。即当透孔内有异物时，异物遮光，受光面积值变小，利用这一特性检测异物。另外，在图示例中，同时检查3个工件10，为此，设有3对光源12和传感器摄像机。

在实施方式中，作为上述传感器摄像机，将多个CCD元件串行配置，对于视场幅度，使用设有5000像素的线传感器摄像机，进行图像取入。通过使用这样的线传感器摄像机14，分辨能力变高，约可使每1像素的分辨能力提高到3μm。为了能够使线性传感器摄像机14与工件10相对平行移动，来取入平面图像，将工件10搭载于XY工作台16，并使其向与摄像元件列直行的方向移动，来进行扫描。

为了在XY工作台16的固定位置配置工件10，使用夹持工件10的固定卡具18，它由下卡具18D和上卡具18U组成，通过适当的固定手段，将固定卡具18定位固定于工作台上的固定位置。在该固定卡具18形成与工件10透孔列对应的切缝20，透射光通过该切缝20，由线传感器摄像机14取入，同时，在XY工作台16下方配置的光源12也成线状照明。且在工作台下侧，装有扩散板22，缓和来自光源12的光强度不匀，使光均匀地照射入透孔列。

按照上述结构，工件10向XY工作台16移动，线传感器摄像机14的CCD元件接受来自透孔列的透射光，可以进行摄像，该图像数据被输入图像处理装置24，在此识别透孔内有无异物。为取入该图像，在本实施方式中设定为，使线传感器摄像机14的焦点位置与上述工件10表面位置不一致，从工件表面位置错开。即线传感器摄像机14的位置对于工件10的透孔，设定得比焦点距离L长(L+α)，从外观上扩大透射光的摄像面积。其原理图如图1，比较例如图2所示。首先，线传感器摄像机14备有多个CCD元件直线状排列的传感器主体26、近摄环28及光学透镜30。一般地，设定传感器摄像机时，如图2(1)所示那样配置，即通过调整近摄环28，使焦点与穿设于工件10的透孔32开口面一致(焦点距离L)，取入与透孔32开口大小一致的图像。可是，如图1(1)所示，在本实施方式中，通过摄像机Z轴调整手段如操作近摄环，进行设定，以使焦点位置位于工件10表面位置的上方(传感器侧)。由此，取入图像在对准焦点的状态下，由透孔内异物遮蔽了透射光的范围如图2(2)所示，例如作为2像素的面积部分检测，但在本实施方式中，如图1(2)所示，能够作为8像素的面积部分检测。这是因为，在所谓的对焦状态下，只检测透孔32开口部分的透射光。但是，在离焦的实施方式中，单位面积的光强度减弱，而通过取入图像中透孔32的受光面积值却增大，同样，异物对应的面积从外观上变大。从而，在这种结构中，测定值即透射光量面积值X可用下式表示：

            X＝(S-α)β其中，S为透孔32的面积值，α为异物面积值，β为离焦效果的面积扩大率(β＞1)。β＝1时，为焦点对准工件表面的情况。

这样积极地使线传感器摄像机14的焦点位置与工件10的透孔32不一致，变为错位状态，通过离焦，所摄图像外观上扩大，用以提高异物检测能力。从而，以具有无异常透孔32的工件10为对象，在离焦状态下摄像的面积数据为基准值，予以存储，通过与相同离焦状态下测定图像的面积数据相比较，透孔32异物有无方面的特征差扩大，能够大幅度提高异物检测能力。

另外，与基准工件的数据不进行比较，在多个排列为列状的透孔32之间，求出外观上扩大的图像数据面积差，根据其大小关系，也可以判定异物有无。这样，能够防止由各个工件10的固体差引起的误检测。进而，除检查透孔32的内部异物以外，还可以辨别多个透孔32的同一性。

在上述实施方式示例中，把线传感器摄像机用作为传感器摄像机，但在该检查方法中，也可以使用区域传感器，即通常的CCD摄像机进行判定。这是因为由于离焦、外观上扩大所摄图像的处理，即使采用析像度低的传感器也能够进行良好判定的缘故。当然，除CCD元件以外，作为摄像元件，也适用于采用CMOS半导体的传感器摄像的场合。

如以上说明，通过涉及实施方式的透孔检查方法及装置，由于使焦点错开检查对象物来离焦检测，能够大幅度增加表示通过透孔受光的面积的像素数，可以根据比实际大的面积差，确切地进行良品透孔与不良品透孔的判定。从而，作为异物不仅是有色类，甚至连透明异物也能检测。到现在为止检测困难的透孔内透明异物即使存在，由于可以使透明异物引起的减光量面积值的差变大进行显示判定，因此，也能确切地进行其存在所引起不良的判定。能检测的透明异物的大小(面积)为透孔面积值的15％以上。而且，如果是有色类的异物，还能检测更微小的异物。

另外，由于离焦，异物检查条件变得严格，工件和每次图像取入，透孔面积值会产生偏差，在设定单纯以透孔面积值来判定良否的阈值时，存在发生误检测、漏检测的可能性，但通过与邻接透孔面积值进行比较的处理，可以进行稳定的检查。

Claims (4)

1.一种透孔检查方法，是在从有透孔的工件一方照射光，从另一方由有摄像元件的传感器摄像机拍摄透射光并进行检查时的透孔检查方法，其特征在于：包括

(1)存储针对具有无异常透孔的工件，将上述传感器摄像机的焦点，向工件表面的上方移位所拍摄的透孔所对应的第1面积数据的工序；

(2)获取针对具有透孔的工件，将上述传感器摄像机的焦点，向工件表面的上方移位与(1)的工序相同的量所拍摄的透孔所对应的第2面积数据的工序；

(3)通过比较上述第1面积数据与上述第2面积数据，来进行透孔内异物检查的工序。

2.权利要求1记载的透孔检查方法，其特征在于：

使用线传感器摄像机作为上述传感器摄像机，通过与上述工件相对平行移动进行摄像。

3.一种透孔检查装置，包括设置具有透孔的工件的工作台；光源；具有多个摄像元件的传感器摄像机；存储装置，其特征在于：

隔着上述工作台来配置上述光源和上述传感器摄像机，

上述传感器摄像机可拍摄来自透孔的透射光，

上述存储装置把针对具有无异常透孔的工件，将上述传感器摄像机的焦点位置，向工件表面的上方移位所拍摄的透孔所对应的第1面积数据作为基准值来进行存储，

把上述传感器摄像机与工件表面的相对位置设定成上述传感器摄像机的焦点与获取上述基准值时相同，在此状态下，上述传感器摄像机拍摄具有透孔的工件，

该透孔检查装置包括对基于上述传感器摄像机的拍摄面积数据与上述基准值进行比较处理的图像处理装置。

4.权利要求3记载的透孔检查装置，其特征在于：

上述工作台为平行移动工作台，上述传感器摄像机为线传感器摄像机。

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