CN116337893A - 荧光线路量测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种荧光线路量测系统及方法，该系统包括量测平台、光源装置、第一影像捕获设备以及图像处理装置。该光源装置设置于该量测平台的相对侧，提供一激发光至该待测基板上，使该待测基板产生一荧光照射于该金属线路的侧壁区域上，以此在该金属线路的上表面区域与侧壁区域产生一荧光亮度差异。该第一影像捕获设备设置于该量测平台的俯视方向侧用于。该图像处理装置连接至该第一影像捕获设备，根据该俯视影像与该荧光亮度差异，产生线路信息。本发明可以有效的提升待测基板上金属线路的侧壁区域以及上表面区域之间的对比度，通过设定适当的阈值进行便可以获得金属线路的边界，通过图像处理获取有效的线路信息。

Description

荧光线路量测系统及方法

技术领域

本发明有关于荧光线路量测系统及方法，尤指一种通过待测基板荧光提升金属线路侧壁区域及上表面区域对比度的荧光线路量测系统及方法。

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于检查半成品。

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，细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，会造成线路上幅边界与线路下幅边界辨识困难，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，在于提供一种荧光线路量测系统，用于量测一待测基板上的至少一金属线路，该系统包括量测平台、光源装置、第一影像捕获设备以及图像处理装置。该量测平台用于承载该待测基板。该光源装置设置于该量测平台的相对侧，提供一激发光至该待测基板上，使该待测基板产生一荧光照射于该金属线路的侧壁区域上，以此于该金属线路的上表面区域与侧壁区域产生一荧光亮度差异。该第一影像捕获设备设置于该量测平台的俯视方向侧，用于获得该待测基板的一俯视影像。该图像处理装置连接至该第一影像捕获设备，根据该俯视影像与该荧光亮度差异，产生线路信息。

本发明的另一目的，在于提供一种荧光线路量测方法，用于量测一待测基板上的至少一金属线路，该方法包括：提供一量测平台，用于承载该待测基板；提供一激发光至该待测基板上，使该待测基板产生一荧光照射于该金属线路的侧壁区域上，以此于该金属线路的上表面区域与侧壁区域产生一荧光亮度差异；拍摄该待测基板以获得一俯视影像，并根据该俯视影像与该荧光亮度差异，获得一线路信息。

因此，本发明可以有效的提升待测基板上金属线路的侧壁区域以及上表面区域之间的对比度，通过设定适当的阈值进行便可以获得金属线路的边界，通过图像处理以获取有效的线路信息。

附图说明

图1为本发明荧光线路量测系统的方块示意图；

图2为本发明中待测基板的侧面示意图；

图3为本发明第一实施例的方块示意图；

图4为本发明第二实施例的方块示意图；

图5为本发明荧光线路量测方法的流程示意图(一)；

图6为本发明荧光线路量测方法的流程示意图(二)；

图7为本发明荧光线路量测方法的流程示意图(三)；

图8为本发明中待测基板的俯视影像示意图(一)；

图9为本发明中待测基板的侧视影像示意图；

图10为本发明中待测基板的金属线路示意图；

图11为本发明中待测基板的俯视影像示意图(二)。

附图标记说明：

100 荧光线路量测系统

10 量测平台

20 光源装置

30 第一影像捕获设备

40 第二影像捕获设备

50 图像处理装置

BD 待测基板

BD1 金属线路

BD2 有机物层

L1 激发光

SD 侧壁区域

F1 荧光

TS 上表面区域

200 荧光线路量测系统

10A 量测平台

20A 光源装置

21A 激发光源

22A 同轴反射镜

23A 荧光滤片

231A 表面

30A 第一影像捕获设备

31A 第一滤片

40A 第二影像捕获设备

41A 第二滤片

50A 图像处理装置

A1 箭头

A2 箭头

BS 基板表面

θ 拍摄角度

A3 箭头

A4 箭头

θ1 第一倾角

D1 出射方向

RF1 平面

300 荧光线路量测系统

10B 量测平台

20B 光源装置

21B 激发光源

211B 发光单元

212B 角度调整机构

2121B 光纤导管

23B 荧光滤片

231B 表面

30B 第一影像捕获设备

31B 第一滤片

40B 第二影像捕获设备

41B 第二滤片

50B 图像处理装置

A5 箭头

A6 箭头

β 拍摄角度

E1 输入端

E2 输出端

θ2 第一倾角

D2 出射方向

RF2 平面

步骤S101～S105

步骤S1031～S1033

步骤S1034～S1036

R1 线路上幅平面区域

R2 线路侧壁区域

R3 线路侧壁区域

R4 基板表面区域

P1 线路侧拍上幅平面区域

P2 线路侧拍侧壁区域

P3 基板侧拍表面区域

W1 线路上幅宽度

W2 线路下幅宽度

W3 侧壁侧视宽度

H 线路厚度

S1 侧壁宽度

L 目标线段路径。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下。再者，本发明中的附图，为说明方便，其比例未必照实际比例绘制，该等附图及其比例并非用于限制本发明的范围，在此先行叙明。

为方便理解本发明的主要技术概念，先针对本发明的主要架构进行详细的说明。请一并参阅图1及图2，为本发明荧光线路量测系统的方块示意图以及待测基板的侧面示意图，如图所示：本实施态样的荧光线路量测系统100，主要包括量测平台10、光源装置20、第一影像捕获设备30、第二影像捕获设备40以及图像处理装置50。

量测平台10用于承载待测基板BD，使待测基板BD整平或固定于一台面上；在此必须说明的是，量测平台10不一定是水平设置，依据设备的动线位置、摄影机的拍摄方向以及检测上的需求，量测平台10的表面亦可以是朝向任意的方向(例如以真空吸附固定后倒置固定)，在此必须先行叙明。量测平台10可以是固定式载台或是移动式载台，于本发明中不予以限制。固定式载台例如是但不限定于平面式载台、真空吸附载台或气浮式载台等装置；移动式载台例如可以是但不限定于线性载台、履带装置、移动真空吸附载台或移动式气浮载台等装置。待测基板BD由包括有机物的材料所制成或是于表面上具有有机物的有机物层，并于待测基板BD上设置有至少一金属线路BD1。

光源装置20设置于量测平台10的相对侧，提供激发光L1至待测基板BD上，使待测基板BD产生一荧光照射于金属线路BD1的侧壁区域SD上，以此于金属线路BD1的上表面区域TS与侧壁区域SD产生一荧光亮度差异。前面的相对侧指以待测基板BD为准相对于量测平台10的另一侧上。激发光L1所照射的位置，具体而言，可以是邻近金属线路BD1的待测基板BD区域上，使待测基板BD表面的有机物(例如有机物层BD2)激发以产生漫射荧光F1，以照射于金属线路BD1的侧壁区域SD，使待测基板BD以及金属线路BD1的侧壁区域SD与上表面区域TS产生亮度差。光源装置20所提供的激发光L1，包含但不限于，例如可以是紫外光、X光或是其他任意可以激发有机物产生荧光的特定光源，于本发明中不予以限制。

于一实施例中，第一影像捕获设备30设置于量测平台10的俯视方向侧，用于获得待测基板BD的俯视影像。第一影像捕获设备30例如可以是但不限于线扫描摄影机(LineScan Camera)或面扫描摄影机(Area Scan Camera)。在使用线扫描摄影机的实施例中，线扫描摄影机需搭配移动载台使用，以动态的撷取一整面的俯视影像。于一实施例中，第一影像捕获设备30上可以包括用于进行图像处理的处理器，通过处理器对所拍摄到的影像进行基本的影像预处理程序。

第二影像捕获设备40于一实施例中设置于量测平台10的侧视方向侧，用于获得待侧基板BD的一侧视影像。第二影像捕获设备40例如可以是但不限于线扫描摄影机(LineScan Camera)或面扫描摄影机(Area Scan Camera)。在使用线扫描摄影机的实施例中，线扫描摄影机需搭配移动载台使用，以动态的撷取一整面的侧视影像。于一实施例中，第一影像捕获设备30上可以包括用于进行图像处理的处理器，通过处理器对所拍摄到的影像进行基本的影像预处理程序。

在此需叙明的是，为取得金属线路BD1的全部尺寸信息，于本发明中主要采用双摄影机的配置，然而在仅为了取得金属线路BD1的部分尺寸信息的情况下，亦可以采用单摄影机的配置，该等实施例的变化非属本发明所欲限制的范围。

图像处理装置50连接至第一影像捕获设备30、第二影像捕获设备40，根据俯视影像及/或侧视影像与荧光亮度差异，产生线路信息。具体而言，图像处理装置50可以包括处理器以及储存单元，经由处理器加载储存单元(图未式)以此存取影像分析程序，并依据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(Machine Learning)、深度学习系统(Deep Learning)等，于本发明中不予以限制。

于一实施例中，线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁区域俯视宽度及/或线路表面瑕疵信息等。具体而言，图像处理装置50可以依据荧光亮度差异，于俯视影像上分割金属线路的上表面区域与侧壁区域，以获得线路上幅宽度或线路下幅宽度；或是由根据荧光亮度差异，于侧视影像上分割金属线路BD1的上表面区域与侧壁区域，以获得一侧壁侧视宽度、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。图像处理装置50于获得线路上幅宽度、线路下幅宽度及侧壁侧视宽度后，依据线路上幅宽度、线路下幅宽度及侧壁侧视宽度，可以获得金属线路的线路厚度或线路截面积；图像处理装置50于获得线路截面积及金属线路的线路长度后，依据线路截面积及金属线路的线路长度可以计算获得线路体积。

请参阅图2，待测基板BD上的有机物产生荧光F1，照射金属线路BD1的侧壁区域SD，而金属线路BD1的上表面区域TS则难以被荧光照射。第一影像捕获设备30所拍摄到的待测基板BD将依据荧光的亮度将分成三个高强度对比区块，由最亮至最暗分别是基板表面BS(荧光发光源)、金属线路的侧壁区域SD(荧光反射区)以及金属线路上表面区域TS(荧光未达区)。基于上面的对比差异，第二影像捕获设备40经由滤除激发光后将得以于待测基板影像中有效的分割金属线路BD1，以此量测金属线路BD1的尺寸。于一实施例中，待测基板BD，包含但不限于，例如可以是印刷电路板、晶圆或其他含有有机物的物体，有机物例如是印刷电路板上的透明胶体或晶圆上的光阻剂等。

以下针对本发明的二种不同硬件实施例进行说明，请先参阅图3，为本发明第一实施例的方块示意图，如图所示。

本实施例公开一种荧光线路量测系统200，主要包括量测平台10A、光源装置20A、第一影像捕获设备30A、第二影像捕获设备40A、图像处理装置50A。

于本实施例中，第一影像捕获设备30A，其光轴方向(箭头A1)正交于待测基板BD的表面，以此获得待测基板BD的俯视影像。第二影像捕获设备40A，其光轴方向(箭头A2)与基板表面BS呈现一拍摄角度θ，以此获得待测基板BD的侧视影像。于一可行的实施态样中，拍摄角度θ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。为了要滤除反射短波长的激发光，以确保接收到的影像仅包括有机物所产生的长波长的荧光，于一实施例中，第一影像捕获设备30A以及第二影像捕获设备40A上分别设置有一第一滤片31A以及一第二滤片41A，分别设置于第一影像捕获设备30A的光轴上以及第二影像捕获设备40A的光轴上，用于将短波长的激发光滤除并使得长波长的荧光通过。

于本实施例中，光源装置20A以同轴方式输出至待测基板BD的金属线路BD1。具体而言，本实施例的光源装置20A包括激发光源21A、同轴反射镜22A以及荧光滤片23A。同轴反射镜22A设置于量测平台10A及第一影像捕获设备30A之间，以提供垂直于量测平台10A的表面的激发光至待测基板BD上，并使荧光穿透。同轴反射镜22A将激发光由侧向(例如箭头A3)转换至第一影像捕获设备30A的同轴向(例如箭头A4)。同轴反射镜22A的出光方向应朝向金属线路BD1。同轴反射镜22A例如可以是但不限定于45度角设置的半透镜，用于将经过的光转折90度后输出。荧光滤片23A对应地设置于光源装置20A的光路上(激发光源21A与同轴反射镜22A之间)，以此滤除自光源装置20A上产生的荧光成分，并使得激发光通过。

于一实施例中，荧光滤片23A的表面与光源装置20A的激发光出射方向呈非正交关系。具体而言，荧光滤片23A以第一倾角θ1设置于光源装置20A的出光口，其中荧光滤片23A的表面231A与光源装置20A的出射方向D1垂直的平面RF1形成第一倾角θ1。第一倾角θ1介于大于0且小于等于30度之间的范围。在一较佳实施例中，第一倾角θ1介于大于20且小于等于25度之间的范围。经由上面的配置，使光源装置20A本身产生的荧光可被荧光滤片23A滤除，有效降低荧光滤片23A的自体荧光被反射所衍生的荧光异样光点问题。

图像处理装置50A连接至第一影像捕获设备30A以及第二影像捕获设备40A以获取待测基板BD的俯视影像与侧视影像，以此通过待测基板BD的俯视影像以及侧视影像获取线路信息。

针对本发明的另一硬件实施例，请参阅图4，为本发明第二实施例的方块示意图，如图所示。

本实施例公开一种荧光线路量测系统300，主要包括量测平台10B、光源装置20B、第一影像捕获设备30B、第二影像捕获设备40B以及图像处理装置50B。

与前一实施例相同，本实施例的第一影像捕获设备30B设置于量测平台10B上侧，第二影像捕获设备40B设置于量测平台10B斜上方。第一影像捕获设备30B其光轴方向(箭头A5)正交于待测基板BD的表面，以此获得待测基板BD的俯视影像。第二影像捕获设备40B其光轴方向(箭头A6)与基板表面BS呈现一拍摄角度β。于一可行的实施态样中，拍摄角度β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。为了要滤除反射短波长的激发光，以确保接收到的影像仅包括有机物所产生的长波长的荧光，于一实施例中，第一影像捕获设备30B以及第二影像捕获设备40B上分别设置有一第一滤片31B以及一第二滤片41B，分别设置于第一影像捕获设备30B的光轴上以及第二影像捕获设备40B的光轴上，用于将短波长的激发光滤除并使得长波长的荧光通过。

于本实施例中，光源装置20B以不同的入射角度，提供激发光至待测基板BD上；其中入射角度为激发光与量测平台10B的表面之间形成的夹角。除两组光源装置20B的实施例外，于其他实施例中，光源装置20B例如可以是一个、三个、四个或以上，可以分别配置在量测平台10B外围任意的位置上，光源装置20B的数量非属本发明所欲限制的范围。

光源装置20B包括激发光源21B、荧光滤片23B。激发光源21B包括发光单元211B以及用于调整激发光输出方向的角度调整机构212B。荧光滤片23B对应地设置于激发光的光路上，以此滤除自光源装置20B上产生的荧光成分，并使得激发光通过。为了让激发光由各种角度输出，以对应至待测基板BD的检测位置，角度调整机构212B包括一光纤导管2121B(Light Guide)，具有一输入端E1以及一输出端E2。输入端E1连接至荧光滤片23B，输出端E2对准至激发光的输出方向，以此使得通过荧光滤片23B的激发光由光纤导管2121B的输入端E1(对应至发光单元211B的方向)导引至输出端E2(对应至待测基板BD的方向)输出。通过调整光纤导管2121B的形状，以调整激发光的输出位置及输出方向。在此需特别叙明的是，荧光滤片23B与光纤导管2121B的相对设置位置，可以依照设计需求而变更(例如直接设置于光纤导管2121B的输出端E2)，于本发明中不允以限制。

于一实施例中，荧光滤片23B的表面与光源装置20B的激发光出射方向呈非正交关系。具体而言，荧光滤片23B以第一倾角θ2设置于光源装置20B的出光口，其中荧光滤片23B的表面231B与光源装置20B的出射方向D2垂直的平面RF2形成第一倾角θ2。第一倾角θ2介于大于0且小于等于30度之间的范围。在一较佳实施例中，第一倾角θ2介于大于20且小于等于25度之间的范围。经由上面的配置，使光源装置20B本身产生的荧光可被荧光滤片23B滤除，有效降低荧光滤片23B的自体荧光被反射所衍生的荧光异样光点问题。

光纤导管2121B激发光束的输出方向，较佳应朝向邻近金属线路BD1的基板表面区域BS，于本发明不予以限制。

图像处理装置50B连接至第一影像捕获设备30B以及第二影像捕获设备40B以获取待测基板BD的俯视影像以及侧视影像，以经由待测基板BD的俯视影像以及侧视影像获取线路信息。

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5、图6及图7，为本发明荧光线路量测方法的流程示意图(一)、(二)、(三)，如图所示。首先，先提供量测平台10用于承载待测基板BD。待测基板BD的组成包括有机物材料例如是印刷电路板上的透明胶体或晶圆上的光阻剂等，且于待测基板BD上设置至少一金属线路BD1(步骤S101)。

于拍摄前，光源装置20提供一激发光至待测基板BD上，使待测基板BD产生一荧光照射于金属线路BD1的侧壁区域SD上，以此于金属线路BD1的上表面区域TS与侧壁区域SD产生一荧光亮度差异(步骤S102)；具体而言，光源装置20提供的激发光邻近金属线路BD1的待测基板BD，使有机物激发产生漫射荧光，照射于金属线路BD1的侧壁区域SD上，使金属线路BD1的侧壁区域SD与上表面区域TS产生亮度差。经由激发光照射的待测基板BD，依据荧光的亮度分成三个高强度对比区块，由最亮至最暗分别是基板表面BS(荧光发光源)、金属线路BD1的侧壁区域SD(荧光反射区)以及金属线路BD1上表面区域TS(荧光未达区)。

接续，第一影像捕获设备30以及第二影像捕获设备40拍摄待测基板BD以获得俯视影像及侧视影像，第二影像捕获设备40根据该俯视影像、侧视影像与该荧光亮度差异，获得一线路信息(步骤S103)。其中第一影像捕获设备30以及第二影像捕获设备40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。在此步骤中图像处理装置50通过影像分析(imageanalysis)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、侧壁俯视宽度、线路表面瑕疵信息、侧壁侧视宽度、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。一般情况待测基板BD上的金属线路BD1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，金属线路BD1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。

于一实施例中，于步骤S103中，根据该俯视影像与该荧光亮度差异，获得该线路信息的步骤包括：侦测俯视影像荧光亮度差异(步骤S1031)；于俯视影像上分割金属线路的上表面区域与侧壁区域(步骤S1032)；最终由分割后的上表面区域与侧壁区域获得线路上幅宽度或线路下幅宽度(步骤S1033)。

于一实施例中，于步骤S103中，根据该侧视影像与该荧光亮度差异，获得该线路信息的步骤包括：侦测侧视影像荧光亮度差异(步骤S1034)；于侧视影像上分割金属线路的上表面区域与侧壁区域(步骤S1035)；最终由分割后的上表面区域与侧壁区域获得侧壁侧视宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量(步骤S1036)。

上面的两组实施例(步骤S1031至步骤S1033以及步骤S1034至步骤S1036)，两实施例在步骤S103不一定有先后顺序，亦可以同时进行，或是先执行步骤S1034至步骤S1036后再执行步骤S1031至步骤S1033，该等执行顺序的变化非属本发明所欲限制的范围。

最终，依据线路上幅宽度、线路下幅宽度及侧壁侧视宽度，获得金属线路BD1的线路厚度或线路截面积(步骤S104)。于获得金属线路BD1的线路截面积后，可以进一步依据线路截面积及金属线路BD1的线路长度计算获得线路体积(步骤S105)。

针对影像分割的方式及线路信息的获取方式，以下请一并参阅图8至图11，为本发明中待测基板的俯视影像示意图(一)、侧视影像示意图、金属线路示意图以及俯视影像示意图(二)，如图所示。

于本发明中以一般常见剖面为梯形的线路态样进行说明，为了尽可能解释金属线路BD1的全部尺寸是以何种方式获得，以下基于双摄影机的实施例进行说明：第一影像捕获设备30所拍摄取得的基板影像如图8所示，于待测基板影像中主要可以分为线路上幅平面区域R1(对应于金属线路BD1上表面区域TS)、显示于线路上幅平面区域R1两侧的线路侧壁区域R2、R3(对应于金属线路BD1侧壁区域SD)以及线路侧壁区域R2、R3外围的基板表面区域R4(对应基板表面BS)。

经由光源装置20的光学配置，使得待测基板影像上的线路上幅平面区域R1、线路侧壁区域R2、R3以及基板表面区域R4荧光表现的亮度不相同(由最亮至最暗是基板表面区域R4、线路侧壁区域R2、R3以及线路上幅平面区域R1)。

第一影像捕获设备30以及第二影像捕获设备40经由将激发光过滤后(例如通过第一滤片31A、第二滤片41A、第一滤片31B、第二滤片41B进行滤波)将仅接收到待测基板BD上的荧光，由于线路上幅平面区域R1、线路侧壁区域R2、R3以及基板表面区域R4于亮度上不相同因而形成渐层，图像处理装置50可以通过设定两组阈值以此将影像分割成金属线路影像(包括线路上幅平面区域R1以及线路上幅平面区域R1两侧的线路侧壁区域R2、R3)、线路上幅平面区域R1以及线路侧壁区域R2、R3，以此经由金属线路影像获得线路下幅宽度，经由线路上幅平面区域R1获得线路上幅宽度，经由线路侧壁区域R2、R3获得侧壁宽度。

图像处理装置50(50A、50B)依据荧光亮度差异，于俯视影像上分割金属线路的上表面区域与侧壁区域，以获得线路上幅宽度或线路下幅宽度。具体而言，图像处理装置50(50A、50B)依据第一阈值将所获得的俯视影像进行二值化处理以分割金属线路影像，并由金属线路影像获得线路下幅宽度；于获得金属线路影像后，依据第二阈值将金属线路影像进行二值化处理将金属线路影像的上表面影像(线路上幅平面区域R1)及侧壁影像(线路侧壁区域R2、R3)分割以获得线路上幅宽度及/或侧壁宽度；通过设定阈值可以通过二值化处理将对应的像素进行分割或标记。

设备工程师可以依据环境状态或经由测试的结果预先设定两组阈值，以经由第二影像捕获设备40(40A、40B)分割待测基板影像上的线路上幅平面区域R1、线路侧壁区域R2、R3以及基板表面区域R4。第一阈值可以是介于金属线路BD1及基板表面BS之间的亮度值(Intensity)；第二阈值可以是介于金属线路BD1上表面区域TS及金属线路BD1侧壁区域SD之间的亮度值(Intensity)。

除了上述的方式外，图像处理装置50(50A、50B)亦可以先依据第二阈值将金属线路BD1上表面区域TS分割后，再经由第一阈值将金属线路BD1侧壁区域SD和基板表面BS分割，该等分割顺序非属本发明所欲限制的范围。

第二影像捕获设备40(40A、40B)所拍摄取得的侧视影像如图9所示，于侧视影像中分为线路侧拍上幅平面区域P1(对应于金属线路BD1上表面区域TS)、显示于线路侧拍上幅平面区域P1一侧的线路侧拍侧壁区域P2(对应于金属线路BD1侧壁区域SD)以及线路侧拍上幅平面区域P1及线路侧拍侧壁区域P2外围的基板侧拍表面区域P3(对应基板表面BS)。

经由将激发光过滤后，第二影像捕获设备40(40A、40B)接收到待测基板BD上的荧光。由于线路侧拍上幅平面区域P1、线路侧拍侧壁区域P2以及基板侧拍表面区域P3于亮度上不相同因而形成渐层，图像处理装置50(50A、50B)可以通过设定两组阈值，将影像分割成上述三个区域(线路侧拍上幅平面区域P1、线路侧拍侧壁区域P2、基板侧拍表面区域P3，由最亮至最暗是基板侧拍表面区域P3、线路侧拍侧壁区域P2、线路侧拍上幅平面区域P1)。以此图像处理装置50(50A、50B)根据该侧视影像与该荧光亮度差异，于侧视影像上分割金属线路BD1的上表面区域TS与侧壁区域SD，以获得一侧壁侧视宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量。

具体而言，图像处理装置50(50A、50B)依据第三阈值将所获得的侧视影像进行二值化处理以分割金属线路影像。于获得金属线路影像后，依据第四阈值将金属线路影像进行二值化处理，将金属线路影像的上表面影像(线路侧拍上幅平面区域P1)及侧壁影像(线路侧拍侧壁区域P2)分割；由侧壁影像所包括的像素数量及像素尺寸计算并获取侧壁区域面积以及侧壁侧视宽度。

于一实施例中，可以依据环境状态或经由测试的结果预先设定两组阈值，以经由图像处理装置50(50A、50B)分割侧视影像上线路侧拍上幅平面区域P1、线路侧拍侧壁区域P2以及基板侧拍表面区域P3。第一阈值可以是介于金属线路BD1及基板表面BS之间的亮度值(Intensity)；第二阈值可以是介于金属线路BD1上表面区域TS及金属线路BD1侧壁区域SD之间的亮度值(Intensity)。

除了上述的方式外，图像处理装置50(50A、50B)亦可以先依据第四阈值将金属线路BD1上表面区域TS分割后，再经由第三阈值将金属线路BD1侧壁区域SD和基板表面BS分割，该等分割顺序非属本发明所欲限制的范围。

经图像处理装置50(50A、50B)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。除了针对影像中金属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；由于金属线路的缺陷(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50(50A、50B)可以通过标记瑕疵的位置，基于金属线路的影像实现瑕疵检测的功能。

经由上面的线路信息(包括线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁宽度以及侧壁侧视宽度)，通过镜头拍摄角度、线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁宽度以及侧壁侧视宽度可以计算出线路的线路厚度值，后面将予以说明。

具体而言，请参阅图10，第二影像捕获设备40(40A、40B)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待测基板BD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，则可以考虑侧面摄影机(第二影像捕获设备40A、40B)的拍摄角度θ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，亦或者是由侧壁宽度S1、拍摄角度θ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50(50A、50B)于确认线路上幅宽度W1以及侧壁宽度S1，通过勾股定理，线路厚度H、侧壁侧视宽度W3、侧壁宽度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区段的线路截面积A，计算公式如下：

于获得截面积后，图像处理装置50(50A、50B)便可根据线路截面积，以获得基板上的线路载流能力(Current-Carry Capacity)；线路载流能力可通过下列方程式获得：I＝kΔT^0.44 A^0.725；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，以此获得线路瑕疵信息。

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；另外除上述载流方程式外，亦可以为其他可参考并符合IPC等相关标准规定(例如IPC-2221)的计算公式。于另一可行的实施例中，图像处理装置50(50A、50B)亦可以通过查找法的方式经由查找表(Look up Table)获得线路载流能力。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11，进一步地，图像处理装置50(50A、50B)可以进一步通过由待测基板影像中获取金属线路的目标线段路径L，进一步根据线路截面积与目标线段路径L以获得目标线段路径L的线路体积。于另一可行的实施例中，则可以在取得复数个截面积后，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目标线段路径L的线路体积。

因此，基于上面的方式，本发明的图像处理装置50(50A、50B)可以通过拍摄待测基板影像获得线路上幅宽度、线路下幅宽度、侧壁宽度、侧壁区域面积、线路厚度、线路截面积及线路体积等线路尺寸数值，以此完成金属线路的量测。

综上所述，本发明可以有效的提升金属线路上表面、侧壁以及基板之间的对比度，通过设定适当的阈值进行便可以获得金属线路的边界，通过图像处理以此获取有效的金属线路尺寸量测值。

以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发的专利涵盖范围内。

Claims (14)

1.一种荧光线路量测系统，用于量测一待测基板上的至少一金属线路，其特征在于，该系统包括：

一量测平台，用于承载该待测基板；

一光源装置，设置于该量测平台的相对侧，提供一激发光至该待测基板上，使该待测基板产生一荧光照射于该金属线路的侧壁区域上，以此于该金属线路的上表面区域与侧壁区域产生一荧光亮度差异；

一第一影像捕获设备，设置于该量测平台的俯视方向侧，用于获得该待测基板的一俯视影像；以及

一图像处理装置，连接至该第一影像捕获设备，根据该俯视影像与该荧光亮度差异，产生一线路信息。

2.如权利要求1所述的荧光线路量测系统，其特征在于，该待测基板上的线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度及/或线路表面瑕疵信息。

3.如权利要求2所述的荧光线路量测系统，其特征在于，该图像处理装置依据该荧光亮度差异，于该俯视影像上分割该金属线路的上表面区域与侧壁区域，以获得该线路上幅宽度或该线路下幅宽度。

4.如权利要求2所述的荧光线路量测系统，其特征在于，还包括:一第二影像捕获设备，设置于该量测平台的侧视方向侧，用于获得该待测基板的一侧视影像；

其中该图像处理装置，根据该荧光亮度差异，于该侧视影像上分割该金属线路的上表面区域与侧壁区域，以获得一侧壁侧视宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量。

5.如权利要求4所述的荧光线路量测系统，其特征在于，该图像处理装置依据该线路上幅宽度、该线路下幅宽度及该侧壁侧视宽度，获得该金属线路的线路厚度或线路截面积，并依据该线路截面积及该金属线路的线路长度计算获得该线路体积。

6.如权利要求4所述的荧光线路量测系统，其特征在于，该第二影像捕获设备的光轴方向与该待测基板的平面呈现一拍摄角度，介于0度至90度之间。

7.如权利要求1所述的荧光线路量测系统，其特征在于，还包括:一同轴反射镜，设置于该量测平台与该第一影像捕获设备之间，以提供垂直于该量测平台的表面的该激发光至该待测基板上，并使该荧光穿透。

8.如权利要求1所述的荧光线路量测系统，其特征在于，该光源装置具有一荧光滤片，对应地设置于该光源装置的光路上，以此滤除自该光源装置上产生的荧光成分，并使得该激发光通过，该荧光滤片的表面与该光源装置的光束出射方向呈非正交关系。

9.如权利要求1所述的荧光线路量测系统，其特征在于，该第一影像捕获设备具有一第一滤片，设置于该第一影像捕获设备的光轴上，以此滤除该激发光并使得该荧光通过。

10.一种荧光线路量测方法，用于量测一待测基板上的至少一金属线路，其特征在于，该方法包括：

提供一量测平台，用于承载该待测基板；

提供一激发光至该待测基板上，使该待测基板产生一荧光照射于该金属线路的侧壁区域上，以此于该金属线路的上表面区域与该侧壁区域产生一荧光亮度差异；

拍摄该待测基板以获得一俯视影像，并根据该俯视影像与该荧光亮度差异，获得一线路信息。

11.如权利要求10所述的荧光线路量测方法，其特征在于，该待测基板上的线路信息包括线路上幅宽度、线路下幅宽度及/或线路表面瑕疵信息。

12.如权利要求11所述的荧光线路量测方法，其特征在于，根据该俯视影像与该荧光亮度差异，获得该线路信息的步骤包括:依据该荧光亮度差异，于该俯视影像上分割该金属线路的上表面区域与侧壁区域，以获得该线路上幅宽度或该线路下幅宽度。

13.如权利要求12所述的荧光线路量测方法，其特征在于，于该俯视影像上分割该金属线路的上表面区域与侧壁区域的步骤包括:设定两组阈值，将该俯视影像分割成该金属线路的该上表面区域与该侧壁区域。

14.如权利要求11所述的荧光线路量测方法，其特征在于，还包括:拍摄该待测基板以获得一侧视影像；以及

根据该侧视影像与该荧光亮度差异，设定两组阈值，将该侧视影像分割成该金属线路的上表面区域与侧壁区域，以获得一侧壁侧视宽度、侧壁区域面积或/及侧壁区域表面质量；

依据该线路上幅宽度、该线路下幅宽度及该侧壁侧视宽度，获得该金属线路的线路厚度或线路截面积，其中该线路厚度依据镜头拍摄角度、该线路上幅宽度、该线路下幅宽度、侧壁宽度以及该侧壁侧视宽度获得，获得该金属线路的线路截面积的步骤包括:依据该线路截面积及该金属线路的线路长度计算获得该线路体积。

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