DE102010030883A1

DE102010030883A1 - Vorrichtung zur Prüfung einer Platte und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102010030883A1
Application number: DE102010030883A
Authority: DE
Inventors: Joong-Ki Jeong; Yu-Jin Lee; Seung-Jun Lee; Bong-Ha Hwang
Original assignee: Koh Young Technology Inc
Current assignee: Koh Young Technology Inc
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2030-07-03
Also published as: US20110002527A1; JP2011013222A; CN101943571B; JP5562407B2; JP5427128B2; US9091725B2; CN103185549B; TWI422800B; CN101943571A; DE102010030883B4; US9470752B2; JP2013069340A; CN103185549A; US20130215262A1; TW201118336A

Abstract

Ein Prüfverfahren weist die Fotografie eines Messungsziels zum Erhalt von Bilddaten für jeden Pixel des Messungsziels, den Erhalt von Höhendaten für jeden Pixel des Messungsziels, den Erhalt von Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels, die Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Bildung eines Ergebniswertes, und die Festlegung eines Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes auf. Auf diese Weise lässt sich der Anschlussbereich genau bestimmen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte sowie ein Verfahren zur Prüfung einer Platte. Insbesondere betreffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte und ein Verfahren zur Prüfung einer Platte, die ausgebildet sind, bei der Montage eines Bauelements auf einer Leiterplatte eindeutig zwischen einem Anschluss und einem Lot zu unterscheiden.
DISKUSSION DES HINTERGRUNDS
Allgemein strahlt eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form Gittermusterlicht auf ein Messungsziel ein und fotografiert mittels des Gittermusterlichts ein Reflexionsbild, so dass eine dreidimensionale Form des Messungsziels gemessen wird. Die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form weist typischerweise eine Stufe, eine Kamera, eine Beleuchtungseinheit, einen zentralen Verarbeitungsabschnitt, usw. auf.
Allgemein wird eine Montageplatte, bei der ein Halbleiterbauelement auf eine Leiterplatte montiert wird, für verschiedene elektronische Produkte verwendet. Bei der Herstellung der Montageplatte werden Anschlüsse des Halbleiterbauelements auf einer Kontaktstelle auf der Leiterplatte montiert.
Es muss geprüft werden, ob das montierte Halbleiterbauelement sachgerecht auf der Leiterplatte angelötet wird oder nicht. Bei der Prüfung der Montageplatte ist es wichtig, dass ein Anschlussbereich und ein Lötbereich voneinander unterschieden werden, um die Genauigkeit der Prüfung des Halbleiterbauelements zu erhöhen.
Konventionell wurde ein mittels einer zweidimensionalen Beleuchtungsvorrichtung erhaltenes zweidimensionales Bild zur Unterscheidung der Bereiche verwendet. Da die Farben der Bereiche indes ähnlich und beleuchtungssensitiv sind, ist es schwierig, den Anschlussbereich und den Lötbereich mittels des zweidimensionalen Bildes leicht voneinander zu unterscheiden, wobei das Geräusch einer Kamera erhebliche Auswirkungen haben kann, so dass die Bereiche nicht eindeutig voneinander unterschieden werden.
Um einen Grenzabschnitt zwischen dem Anschlussbereich und dem Lötbereich mittels des zweidimensionalen Bildes eindeutig voneinander zu unterscheiden, muss zudem der Kontrast gesteigert werden. Bei der konventionellen Vorrichtung zur Prüfung einer Platte sind der Steigerung des von der zweidimensionalen Beleuchtungsvorrichtung erhaltenen Kontrasts indes Grenzen gesetzt, weswegen es schwierig ist, den Anschlussbereich und den Lötbereich des Halbleiterbauelements eindeutig voneinander zu unterscheiden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte bereit, die ausgebildet ist, durch die eindeutige Unterscheidung zwischen einem Anschlussbereich und einem Lötbereich die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin ein Verfahren zur Prüfung einer Platte bereit, das zur eindeutigen Unterscheidung zwischen einem Anschlussbereich und einem Lötbereich ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin ein Verfahren zur Prüfung einer Platte bereit, bei dem eine Platte mittels der Vorrichtung zur Prüfung einer Platte geprüft wird.
Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und gehen zum Teil aus der Beschreibung hervor oder ergeben sich aus der praktischen Anwendung der Erfindung.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Prüfverfahren offenbart. Das Prüfverfahren weist die Fotografie eines Messungsziels zum Erhalt von Bilddaten für jeden Pixel des Messungsziels, den Erhalt von Höhendaten für jeden Pixel des Messungsziels, den Erhalt von Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels, die Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Bildung eines Ergebniswertes und die Festlegung eines Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes auf.
Der Ergebniswert lässt sich durch die Multiplikation der Bilddaten, der Höhendaten und der Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel bilden. Die Sichtbarkeitsdaten können ein Verhältnis einer Amplitude (Bi(x, y)) zum Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bezug auf die Intensität eines fotografierten Bildes für jeden Pixel sein.
Der Erhalt der Höhendaten und der Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels kann die N-malige Projektion von Gittermusterlicht auf das Messungsziel, den Erhalt von Reflexionsbilddaten mittels des N-mal auf das Messungsziel projizierten Gittermusterlichts, den Erhalt von Höhendaten mittels der erhaltenen N Reflexionsbilddaten und den Erhalt der Sichtbarkeitsdaten mittels der Reflexionsbilddaten aufweisen.
Nach Erhalt der Reflexionsbilddaten mittels des N-mal auf das Messungsziel projizierten Gittermusterlichts kann das Prüfverfahren weiterhin die Bildung des Mittelwertes der N Reflexionsbilddaten zum Erhalt der Bilddaten aufweisen.
Das Messungsziel kann in einer Vielzahl von Richtungen fotografiert werden, wobei sich Bilddaten für jeden Pixel, die Höhendaten für jeden Pixel und die Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels für die Vielzahl von Richtungen erhalten lassen. Die Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Bildung des Ergebniswertes kann die Selektion von Maximalbilddaten aus den Bilddaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel, die Selektion von Maximalhöhendaten aus den Höhendaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel, die Selektion von Maximalsichtbarkeitsdaten aus den Sichtbarkeitsdaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel und die Multiplikation der Maximalbilddaten, der Maximalhöhendaten und der Maximalsichtbarkeitsdaten, die für jeden Pixel selektiert wurden, zur Bildung des Ergebniswertes aufweisen. Die Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Bildung des Ergebniswertes kann weiterhin die Überprüfung aufweisen, ob die Maximalbilddaten, die Maximalhöhendaten und die Maximalsichtbarkeitsdaten größer als ein vorbestimmter Referenzwert sind oder nicht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Prüfverfahren offenbart. Das Prüfverfahren weist die N-malige Einstrahlung von Gittermusterlicht auf ein Messungsziel für jede aus einer Vielzahl von M Richtungen zum Erhalt von M × N Bilddaten, M Höhendaten und M Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels, wobei N und M natürliche Zahlen größer als oder gleich zwei sind, die Bildung des Mittelwertes der N Bilddaten unter den M × N Bilddaten für jede der M Richtungen zur Erzeugung von M mittleren Bilddaten entsprechend den M Richtungen für jeden Pixel, die Selektion mittlerer Maximalbilddaten aus den M mittleren Bilddaten für jeden Pixel, die Selektion von Maximalhöhendaten aus den M Höhendaten für jeden Pixel, die Selektion von Maximalsichtbarkeitsdaten aus den M Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel, die Multiplikation der mittleren Maximalbilddaten, der Maximalhöhendaten und der Maximalsichtbarkeitsdaten für jeden Pixel, die für jeden Pixel selektiert wurden, zur Bildung eines Ergebniswertes, und die Unterscheidung eines Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes auf.
Die Unterscheidung des Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes kann die Unterteilung des für jeden Pixel gebildeten Ergebniswertes in zumindest zwei Gruppen aufweisen, so dass Pixel, die einer selben Gruppe angehören, kontinuierlich verteilt werden, und die Unterscheidung des Anschlussbereichs von einem Lötbereich mittels der unterteilten Gruppe aufweisen.
In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte offenbart. Die Vorrichtung zur Prüfung einer Platte weist eine Stufe, die eine Platte überträgt, einen ersten Beleuchtungsabschnitt, der Licht zur Ausrichtung der Platte auf ein Prüfziel einstrahlt, einen Projektionsabschnitt, der Gittermusterlicht zum Erhalt von Höhendaten der Platte auf das Prüfziel einstrahlt, einen zweiten Beleuchtungsabschnitt, der Licht zur Festlegung eines Anschlussbereichs eines auf der Platte montierten Bauelements auf das Prüfziel einstrahlt, einen dritten Beleuchtungsabschnitt, der näher an der Platte angeordnet ist als der zweite Beleuchtungsabschnitt, einen Bildfotografierabschnitt, der durch Lichteinstrahlung des zweiten Beleuchtungsabschnitts ein erstes Bild der Platte fotografiert und durch die Einstrahlung von Gittermusterlicht des Projektionsabschnitts ein zweites Bild der Platte fotografiert, und einen Steuerabschnitt, der den Anschlussbereich mittels des ersten Bildes und des zweiten Bildes, die vom Bildfotografierabschnitt fotografiert wurden, unterscheidet, auf.
Der zweite Beleuchtungsabschnitt kann zwischen dem Bildfotografierabschnitt und den Projektionsabschnitten angebracht sein. Der zweite Beleuchtungsabschnitt kann das Licht in einem Winkel in einem Bereich von etwa 17° bis etwa 20° bezüglich einer Normalen, die senkrecht zu einer flachen Ebene der Platte ist, einstrahlen.
Der Steuerabschnitt kann mittels der vom zweiten Bild erhaltenen Sichtbarkeitsdaten und/oder Höhendaten und mittels vom ersten Bild erhaltener Bilddaten eine Kontrastkarte erstellen, wobei der Anschlussbereich durch die Analyse der Kontrastkarte unterschieden werden kann.
Der Projektionsabschnitt kann das Gittermusterlicht N-mal auf die Platte projizieren, und der Bildfotografierabschnitt fotografiert mittels des N-mal auf die Platte projizierten Gittermusterlichts ein Bild. Die Sichtbarkeitsdaten können ein Verhältnis einer Amplitude (Bi(x, y)) zum Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bezug auf die Intensität des vom Bildfotografierabschnitt fotografierten Bildes sein. Es können mehrere Projektionsabschnitte vorliegen, um Gittermusterlichter in verschiedenen Richtungen auf die Platte zu projizieren, wobei der Steuerabschnitt von der Vielzahl von Projektionsabschnitten eine Vielzahl von Höhendaten und eine Vielzahl von Sichtbarkeitsdaten erhalten kann. Der Steuerabschnitt kann einen Maximalwert der Vielzahl von Höhendaten, einen Maximalwert der Vielzahl von Sichtbarkeitsdaten und zweite Bilddaten zur Erstellung der Kontrastkarte multiplizieren.
In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Prüfung einer Platte offenbart. Das Verfahren zur Prüfung einer Platte weist die Übertragung einer Platte zu einem Messungsort durch die Übertragung einer Stufe, die Einstrahlung eines ersten Lichts auf die Platte zur Ausrichtung der Platte, die Einstrahlung eines zweiten Lichts von einem Raum zwischen einem Bildfotografierabschnitt und einem Projektionsabschnitt auf die Platte zur Fotografie eines ersten Bildes der Platte, die N-malige Einstrahlung von Gittermusterlicht des Projektionsabschnitts auf die Platte zur Fotografie eines zweiten Bildes des Platte, den Erhalt von Sichtbarkeitsdaten und Höhendaten vom zweiten Bild, die Erstellung einer Kontrastkarte mittels des ersten Bildes, der Sichtbarkeitsdaten und der Höhendaten, und die Unterscheidung eines Anschlussbereichs eines auf der Platte montierten Bauelements mittels der Kontrastkarte auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erhält und multipliziert man Bilddaten, Höhendaten und Sichtbarkeitsdaten eines Messungsziels zur Bildung eines Ergebniswertes, wobei ein Anschlussbereich und ein Lötbereich mittels des Ergebniswertes voneinander unterschieden werden, wodurch der Anschlussbereich genauer bestimmt und ein Anschluss exakter geprüft werden kann.
Da der Anschlussbereich mittels auf der Höhe basierender dreidimensionaler Daten bestimmt wird, wirkt sich – im Vergleich zur Bestimmung des Anschlussbereichs mittels eines zweidimensionalen Bildes – weiterhin die Farbe jedes Bereichs nur geringfügig auf ihn aus und ist er nicht lichtempfindlich. Dadurch lässt sich jeder Bereich genauer und leicht unterscheiden und hat das Geräusch einer Kamera keine großen Auswirkungen.
Wenn man die Bilddaten mittels dreidimensionaler Daten erhält, lässt sich zudem der Anschlussbereich leicht ohne den Erhalt zweidimensionaler Bilddaten bestimmen.
Unabhängig von einem ersten Beleuchtungsabschnitt, der benachbart zu einem Bildfotografierabschnitt angebracht ist, ist weiterhin ein zweiter Beleuchtungsabschnitt in einer Ringform zwischen dem Bildfotografierabschnitt und Projektionsabschnitten angebracht, um die Gleichmäßigkeit der Helligkeit in einem Sichtfeld zu erhöhen, und ist ein Einstrahlwinkel des zweiten Beleuchtungsabschnitts derart festgelegt, dass er kleiner als der Einstrahlwinkel eines Projektionsabschnitts ist, so dass der Kontrast eines fotografierten Bildes gesteigert wird. Dadurch werden ein mittels des Projektionsabschnitts erhaltenes Bild und ein mittels des zweiten Beleuchtungsabschnitts erhaltenes Bild kombiniert, so dass eindeutig zwischen dem Anschlussbereich und dem Lötbereich, die auf dem Prüfziel ausgebildet sind, unterschieden wird, und sich die Zuverlässigkeit der Prüfung erhöht.
Die vorangehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende ausführliche Beschreibung dienen als Beispiel und Erläuterung und haben den Zweck, die beanspruchte Erfindung näher zu erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die angehängten Figuren, die zum besseren Verständnis der Erfindung beigefügt sind und als ein Bestandteil dieser Patentschrift in die Patentschrift aufgenommen sind, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form dargestellt ist, die für ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
2 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Prüfung eines Anschlusses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
3 ist eine schematische Darstellung, in der ein Beispiel eines Anschlusses und eines Lots, die auf einer Leiterplatte ausgebildet sind, dargestellt sind.
4 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Beispiel der Bildung eines Ergebniswertes mittels des Verfahrens zur Prüfung eines Anschlusses aus 2 dargestellt ist.
5 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Prüfung einer Montageplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
6 ist eine Draufsicht, in der die in 5 dargestellte Vorrichtung zur Prüfung einer Montageplatte, von einer Oberseite aus betrachtet, dargestellt ist.
7 ist eine schematische Darstellung, in der ein Ortsverhältnis zwischen einem Projektionsabschnitt und einem zweiten Beleuchtungsabschnitt, die in 5 dargestellt sind, dargestellt ist.
8 ist eine Draufsicht, in der ein Verfahren zur Unterscheidung zwischen einem Anschlussbereich und einem Lötbereich eines Prüfziels dargestellt ist.
9 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Prüfung einer Montageplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlicher beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Die vorliegende Erfindung kann indes auf mehrerlei verschiedene Weise ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt ausgelegt werden. Diese Ausführungsbeispiele dienen vielmehr der Gründlichkeit und Vollständigkeit dieser Offenbarung und vermitteln dem Fachmann den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Größe und relative Größe von Schichten und Regionen können in den Figuren um der Klarheit willen vergrößert dargestellt sein.
Wird ein Element oder eine Schicht als „auf” einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als „verbunden mit” oder „verkoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet, so kann es sich unmittelbar auf dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden, bzw. mit diesen verbunden oder verkoppelt sein, oder es kann dazwischen befindliche Elemente oder Schichten geben. Wird dagegen ein Element als „unmittelbar auf einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als „unmittelbar verbunden mit” oder „unmittelbar verkoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet, so gibt es keine dazwischen befindlichen Elemente oder Schichten. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente. So wie der Begriff „und/oder” hier verwendet wird, umfasst er eine und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Elemente.
Auch wenn die Begriffe „erste/r/s”, „zweite/r/s”, „dritte/r/s”, usw. hier zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitten verwendet werden, sollen diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht auf diese Begriffe beschränkt sein. Diese Begriffe dienen lediglich der Unterscheidung eines Elements, einer Komponente, Region, Schicht oder eines Abschnitts von einer anderen Region, Schicht oder einem anderen Abschnitt. Ein erstes Element, eine erste Komponente, eine erste Region, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, von denen nachfolgend die Rede ist, könnten also auch als zweites Element, zweite Komponente, zweite Region, zweite Schicht oder zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Auf den Raum bezogene Begriffe wie „unterhalb”, „unter”, „untere/r/s”, „über”, „obere/r/s” und dergleichen können hier zur leichteren Beschreibung eines Verhältnisses eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element/anderen Elementen oder einem anderen Merkmal/anderen Merkmalen gemäß der Darstellung in den Figuren verwendet werden. Auf den Raum bezogene Begriffe sollen neben der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung in Gebrauch oder in Betrieb umfassen. Steht zum Beispiel die Vorrichtung in den Figuren auf dem Kopf, so waren Elemente, die als „unter” oder „unterhalb” anderen Elemente oder Merkmalen beschrieben werden, „über” den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet. Der Beispielbegriff „unter” kann mithin sowohl eine Ausrichtung „über” und „unter” umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig ausgerichtet sein (um 90° oder anderweitig gedreht), und die hier verwendeten Angaben zur räumlichen Beschreibung können dementsprechend ausgelegt werden.
Der hier verwendete Fachwortschatz dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Die nachfolgend verwendeten Singularformen „ein/e/r” und „der/die/das” sollen auch den Plural umfassen, sofern dies nicht durch den Kontext eindeutig anders vorgegeben ist. Werden in dieser Patentschrift die Begriffe „aufweist”, bzw. „aufweisend” verwendet, so wird mit ihnen das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente und/oder Komponenten bezeichnet, wobei indes nicht ausgeschlossen ist, dass es noch ein oder mehrere weitere Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben gibt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Querschnittansichten, die schematische Darstellungen idealisierter Ausführungsbeispiele (und dazwischen liegender Strukturen) der vorliegenden Erfindung sind, beschrieben. Es ist daher mit, zum Beispiel durch die Herstellungstechnik und/oder Toleranzen bedingten, Abweichungen von den Formen der Darstellungen zu rechnen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollten mithin nicht als Einschränkung auf bestimmte hier dargestellte Formen oder Regionen begriffen werden, sondern können, beispielsweise durch die Herstellung bedingte, Abweichungen in Bezug auf die Formen aufweisen. So weist zum Beispiel eine als Rechteck dargestellte implantierte Region typischerweise abgerundete oder gekrümmte Merkmale und/oder eine Steigung der Konzentration der Implantation an ihren Rändern anstelle einer binären Änderung von einer implantierten zu einer nicht implantierten Region auf. Ebenso kann es bei einer durch Implantation ausgebildeten eingebetteten Region zu einer Implantation in der Region zwischen der eingebetteten Region und der Oberfläche, durch die hindurch die Implantation erfolgt, kommen. Die in den Figuren dargestellten Regionen sind mithin schematisch, und ihre Formen sollen nicht die tatsächliche Form einer Region oder einer Vorrichtung darstellen und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
Alle hier verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) haben – sofern dies nicht anderweitig definiert ist – die Bedeutung, die ein Fachmann auf dem Gebiet, dem diese Erfindung angehört, darunter versteht. Die Bedeutung von Begriffen, die in allgemeingebräuchlichen Wörterbüchern definiert sind, sollte der Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik entsprechend und nicht idealisiert oder allzu formal ausgelegt werden, sofern dies hier nicht ausdrücklich so definiert ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form dargestellt ist, die für ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Gemäß 1 kann eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, die zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, einen Messstufenabschnitt 100, einen Bildfotografierabschnitt 200, eine erste Beleuchtungseinheit, die einen ersten und zweiten Projektionsabschnitt 300 und 400 aufweist, eine zweite Beleuchtungseinheit 450, einen Bilderhaltabschnitt 500, einen Modulsteuerabschnitt 600 und einen zentralen Steuerabschnitt 700 aufweisen.
Der Messstufenabschnitt 100 kann eine Stufe 110, die ein Messungsziel 10 trägt, und eine Stufenübertragungseinheit 120, die die Stufe 110 überträgt, aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel kann ein Messungsort im Messungsziel 10 gemäß einer Bewegung des Messungsziels 10 bezüglich des Bildfotografierabschnitts 200 und des ersten und zweiten Projektionsabschnitts 300 und 400 durch die Stufe 110 verändert werden.
Der Bildfotografierabschnitt 200 ist über der Stufe 110 angeordnet, so dass er vom Messungsziel 10 reflektiertes Licht erhält und ein Bild des Messungsziels 10 misst. Der Bildfotografierabschnitt 200 erhält somit das Licht, das aus dem ersten und zweiten Projektionsabschnitt 300 und 400 austritt und vom Messungsziel 10 reflektiert wird, und fotografiert ein Planbild des Messungsziels 10.
Der Bildfotografierabschnitt 200 kann eine Kamera 210, eine Abbildungslinse 220, einen Filter 230 und eine Lampe 240 aufweisen. Die Kamera 210 erhält das vom Messungsziel 10 reflektierte Licht und fotografiert das Planbild des Messungsziels 10. Die Kamera 210 kann zum Beispiel eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera aufweisen. Die Abbildungslinse 220 ist unter der Kamera 210 angeordnet, so dass sie das vom Messungsziel 10 reflektierte Licht auf der Kamera 210 abbildet. Der Filter 230 ist unter der Abbildungslinse 220 angeordnet, so dass er das vom Messungsziel 10 reflektierte Licht filtert und die Abbildungslinse 220 mit dem gefilterten Licht versorgt. Der Filter 230 kann zum Beispiel einen Frequenzfilter, einen Farbfilter oder einen Filter zur Steuerung der Lichtintensität aufweisen. Die Lampe 240 kann kreisförmig unter dem Filter 230 angeordnet sein, so dass sie das Messungsziel 10 mit Licht versorgt, so dass ein bestimmtes Bild, wie eine zweidimensionale Form des Messungsziels 10, fotografiert wird.
Der erste Projektionsabschnitt 300 kann zum Beispiel auf einer rechten Seite des Bildfotografierabschnitts 200 angeordnet sein, so dass er bezüglich der Stufe 110, die das Messungsziel 10 trägt, schräg ist. Der erste Projektionsabschnitt 300 kann eine erste Lichtquelleneinheit 310, eine erste Gittereinheit 320, eine erste Gitterübertragungseinheit 330 und eine erste Kondensorlinse 340 aufweisen. Die erste Lichtquelleneinheit 310 kann eine Lichtquelle und zumindest eine Linse zur Lichterzeugung aufweisen, wobei die erste Gittereinheit 320 unter der ersten Lichtquelleneinheit 310 angeordnet ist, so dass sie das von der ersten Lichtquelleneinheit 310 erzeugte Licht in ein erstes Gittermusterlicht umwandelt, das ein Gittermuster aufweist. Die erste Gitterübertragungseinheit 330 ist mit der ersten Gittereinheit 320 verbunden, so dass sie die erste Gittereinheit 320 überträgt, und kann zum Beispiel eine piezoelektrische Übertragungseinheit oder eine genaue lineare Übertragungseinheit aufweisen. Die erste Kondensorlinse 340 ist unter der ersten Gittereinheit 320 angeordnet, so dass sie das erste Gittermusterlicht, das aus der ersten Gittereinheit 320 austritt, auf dem Messungsziel 10 sammelt.
Der zweite Projektionsabschnitt 400 kann zum Beispiel auf einer linken Seite des Bildfotografierabschnitts 200 angeordnet sein, so dass er bezüglich der Stufe 110, die das Messungsziel 10 trägt, schrägt ist. Der zweite Projektionsabschnitt 400 kann eine zweite Lichtquelleneinheit 410, eine zweite Gittereinheit 420, eine zweite Gitterübertragungseinheit 430 und eine zweite Kondensorlinse 440 aufweisen. Der zweite Projektionsabschnitt 400 entspricht im Wesentlichen dem oben beschriebenen ersten Projektionsabschnitt 300, wodurch nähere Erläuterungen unterbleiben können.
Wenn die erste Gitterübertragungseinheit 330 die erste Gittereinheit 320 nacheinander N-mal bewegt und im ersten Projektionsabschnitt 300 N erste Gittermusterlichter auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden, kann der Bildfotografierabschnitt 200 nacheinander die N ersten Gittermusterlichter, die vom Messungsziel 10 reflektiert werden, erhalten und N erste Musterbilder fotografieren. Wenn die zweite Gitterübertragungseinheit 430 die zweite Gittereinheit 420 nacheinander N-mal bewegt und im zweiten Projektionsabschnitt 400 N zweite Gittermusterlichter auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden, kann zudem der Bildfotografierabschnitt 200 nacheinander die N zweiten Gittermusterlichter, die vom Messungsziel 10 reflektiert werden, erhalten und N zweite Musterbilder fotografieren. ,N' ist eine natürliche Zahl und kann zum Beispiel 4 sein.
In einem Ausführungsbeispiel werden der erste und zweite Projektionsabschnitt 300 und 400 als eine Beleuchtungsvorrichtung beschrieben, die erste und zweite Gittermusterlichter erzeugt. Alternativ kann es mehr als drei oder drei Projektionsabschnitte geben. Anders ausgedrückt, kann das Gittermusterlicht in verschiedenen Richtungen auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden und es können verschiedene Musterbilder fotografiert werden. Sind zum Beispiel drei Projektionsabschnitte in einer gleichseitigen Dreieckform angeordnet, wobei der Bildfotografierabschnitt 200 das Zentrum der gleichseitigen Dreieckform bildet, so können drei Gittermusterlichter in verschiedenen Richtungen auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden. Sind zum Beispiel vier Projektionsabschnitte in einer Quadratform angeordnet, wobei der Bildfotografierabschnitt 200 das Zentrum der Quadratform bildet, so können vier Gittermusterlichter in verschiedenen Richtungen auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden. Die erste Beleuchtungseinheit kann außerdem acht Projektionsabschnitte aufweisen, und Gittermusterlichter können in acht Richtungen auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden, so dass ein Bild fotografiert wird.
Die zweite Beleuchtungseinheit 450 strahlt Licht zum Erhalt eines zweidimensionalen Bildes des Messungsziels 10 auf das Messungsziel 10 ein. In einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Beleuchtungseinheit 450 eine rote Beleuchtung 452, eine grüne Beleuchtung 454 und eine blaue Beleuchtung 456 aufweisen. Die rote Beleuchtung 452, die grüne Beleuchtung 454 und die blaue Beleuchtung 456 können zum Beispiel kreisförmig über dem Messungsziel 10 angeordnet sein, so dass jeweils rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht eingestrahlt wird, wobei sie, wie in 1 gezeigt, in verschiedenen Höhen angeordnet sein können.
Der Bilderhaltabschnitt 500 ist mit der Kamera 210 des Bildfotografierabschnitts 200 elektrisch verbunden, so dass man die Musterbilder entsprechend der ersten Beleuchtungseinheit von der Kamera 210 erhält und die erhaltenen Musterbilder gespeichert werden. Weiterhin erhält der Bilderhaltabschnitt 500 die zweidimensionalen Bilder entsprechend der zweiten Beleuchtungseinheit von der Kamera 210 und speichert die erhaltenen zweidimensionalen Bilder. Der Bilderhaltabschnitt 500 kann zum Beispiel ein Bildsystem aufweisen, das die in der Kamera 210 fotografierten N ersten Musterbilder und N zweiten Musterbilder erhält und die Bilder speichert.
Der Modulsteuerabschnitt 600 ist zur Steuerung des Messstufenabschnitts 100, des Bildfotografierabschnitts 200, des ersten Projektionsabschnitts 300 und des zweiten Projektionsabschnitts 400 mit dem Messstufenabschnitt 100, dem Bildfotografierabschnitt 200, dem ersten Projektionsabschnitt 300 und dem zweiten Projektionsabschnitt 400 elektrisch verbunden. Der Modulsteuerabschnitt 600 kann zum Beispiel eine Beleuchtungssteuervorrichtung, eine Gittersteuervorrichtung und eine Stufensteuervorrichtung aufweisen. Die Beleuchtungssteuervorrichtung steuert die erste und zweite Lichtquelleneinheit 310 und 410 derart, dass sie Licht erzeugen, und die Gittersteuervorrichtung steuert die erste und zweite Gitterübertragungseinheit 330 und 430 derart, dass sie die erste und zweite Gittereinheit 320 und 420 bewegen. Die Stufensteuervorrichtung steuert die Stufenübertragungseinheit 120 derart, dass sie die Stufe 110 auf und ab und nach links und rechts bewegt.
Der zentrale Steuerabschnitt 700 ist zur Steuerung des Bilderhaltabschnitts 500 und des Modulsteuerabschnitts 600 mit dem Bilderhaltabschnitt 500 und dem Modulsteuerabschnitt 600 elektrisch verbunden. Insbesondere erhält der zentrale Steuerabschnitt 700 die N ersten Musterbilder und die N zweiten Musterbilder vom Bildsystem des Bilderhaltabschnitts 500, um die Bilder zu verarbeiten, so dass eine dreidimensionale Form des Messungsziels gemessen werden kann. Weiterhin kann der zentrale Steuerabschnitt 700 eine Beleuchtungssteuervorrichtung, eine Gittersteuervorrichtung und eine Stufensteuervorrichtung des Modulsteuerabschnitts 600 aufweisen. Der zentrale Steuerabschnitt kann mithin eine Bildverarbeitungsplatte, eine Steuerplatte und eine Interface-Platte aufweisen.
Nachfolgend soll ein Verfahren zur Prüfung eines vorbestimmten Elements, das auf einer Leiterplatte montiert ist und als Messungsziel 10 verwendet wird, mittels der oben beschriebenen Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form ausführlich beschrieben werden.
2 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Prüfung eines Anschlusses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. 3 ist eine schematische Darstellung, in der ein Beispiel eines Anschlusses und eines Lots, die auf einer Leiterplatte ausgebildet sind, dargestellt sind.
Um einen Anschluss gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu prüfen, wird gemäß 2 und 3 zuerst ein Messungsziel für jeden Pixel des Messungsziels fotografiert, so dass man Bilddaten erhält (vgl. Schritt S110).
Das Messungsziel entspricht einem Anschluss 910 und einem Lot 920, die auf einer Leiterplatte 900 ausgebildet sind.
Die Bilddaten für jeden Pixel des Messungsziels lassen sich durch die Messung eines zweidimensionalen Bildes erhalten. Zum Beispiel kann das Messungsziel mittels der Lampe 240 zur Messung eines zweidimensionalen Bildes oder mittels der zweiten Beleuchtungseinheit 450 der in 1 dargestellten Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung fotografiert werden.
Alternativ lassen sich die Bilddaten für jeden Pixel mittels Bilddaten erhalten, die für die Messung einer dreidimensionalen Form erhalten werden. Die Fotografie des Messungsziels kann zum Beispiel erfolgen, indem mittels der ersten Beleuchtungseinheit der in 1 dargestellten Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung ein dreidimensionales Bild fotografiert wird. Wie oben beschrieben, kann die erste Beleuchtungseinheit den ersten und zweiten Projektionsabschnitt 300 und 400 oder mehr Projektionsabschnitte aufweisen. Insbesondere werden zuerst mittels der Projektionsabschnitte Gittermusterlichter in einer Vielzahl von Richtungen auf das Messungsziel eingestrahlt, wobei dann Reflexionsbilder der auf das Messungsziel projizierten Gittermusterlichter fotografiert werden, so dass man dreidimensionale Bilddaten erhält. Die Bilddaten lassen sich durch die Bildung des Mittelwertes der dreidimensionalen Bilddaten erhalten.
Zum Beispiel können für jede aus einer Vielzahl von M Richtungen jeweils Gittermusterlichter N-mal auf das Messungsziel eingestrahlt werden, so dass man M × N Bilddaten für jeden Pixel des Messungsziels erhält. ,N' und ,M' sind natürliche Zahlen größer als oder gleich zwei. Für jede der M Richtungen wird der Mittelwert der N Bilddaten unter den M × N Bilddaten gebildet, so dass M mittlere Bilddaten entsprechend den M Richtungen für jeden Pixel erzeugt werden.
Dann erhält man Höhendaten für jeden Pixel des Messungsziels (vgl. Schritt S120).
Die Höhendaten für jeden Pixel lassen sich mittels der für die Messung einer dreidimensionalen Form erhaltenen Bilddaten erhalten. Zum Beispiel lassen sich die Höhendaten erhalten, indem mittels der ersten Beleuchtungseinheit der in 1 dargestellten Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung ein dreidimensionales Bild fotografiert wird, wie dies weiter oben beschrieben ist. In einem Ausführungsbeispiel lassen sich die Höhendaten durch die Umwandlung der dreidimensionalen Bilddaten mittels eines Bucket-Algorithmus erhalten.
Die Gittermusterlichter werden zum Beispiel N-mal für jede der M Richtungen auf das Messungsziel projiziert, so dass man M Höhendaten für jeden Pixel des Messungsziels erhält.
Danach erhält man Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels (vgl. Schritt S130).
Die Sichtbarkeit ist ein Verhältnis einer Amplitude (x, y) zum Mittelwert Ai(x, y) in Bezug auf die Intensität. Allgemein verbessert sich die Sichtbarkeit, wenn sich der Reflexionsgrad erhöht. Die Sichtbarkeit Vi(x, y) lässt sich wie folgt ausdrücken: Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y).
Die Gittermusterlichter können in verschiedenen Richtungen auf die Leiterplatte projiziert werden, so dass man verschiedene Arten von Musterbildern erhält. Wie in 1 gezeigt, extrahiert der Bilderhaltabschnitt 500 N in jeder Position i(x, y) in einem X-Y-Koordinatensystem Intensitätssignale Iⁱ ₁, Iⁱ ₂, ..., Iⁱ _N aus N von der Kamera 210 erfassten Musterbildern, wobei der Mittelwert Ai(x, y) und die Sichtbarkeit Vi(x, y) mittels eines N-Bucket-Algorithmus gebildet werden.
Wenn zum Beispiel jeweils N = 3 und N = 4 gilt, lässt sich die Sichtbarkeit wie folgt herstellen:

Wenn N = 3, wird die Sichtbarkeit Vi(x, y) wie folgt hergestellt:
Wenn N = 4, wird die Sichtbarkeit Vi(x, y) wie folgt hergestellt:

Die Sichtbarkeitsinformation lässt sich erstellen, indem Gittermusterlichter in zumindest zwei Richtungen auf das Messungsziel eingestrahlt werden, ähnlich wie in einem Schritt des Erhalts einer Höheninformation durch Pixel des Messungsziels (Schritt S120). Das heißt, dass sich die Sichtbarkeitsinformation durch Pixel auch aus Daten des Ziels erhalten lässt, die man zum Beispiel mittels der Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form aus 1 erhält.
Die Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel lassen sich mittels der für die Messung einer dreidimensionalen Form erhaltenen Bilddaten erhalten. Die Sichtbarkeitsdaten lassen sich zum Beispiel erhalten, indem, wie dies weiter oben beschrieben ist, ein dreidimensionales Bild mittels der ersten Beleuchtungseinheit der in 1 dargestellten Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung fotografiert wird. In einem Ausführungsbeispiel lassen sich die Sichtbarkeitsdaten durch Umwandlung der dreidimensionalen Bilddaten mittels eines Algorithmus zur Berechnung der Sichtbarkeit erhalten.
Die Gittermusterlichter werden zum Beispiel N-mal für jede der M Richtungen auf das Messungsziel projiziert, so dass man M Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels erhält.
Dann werden zur Bildung eines Ergebniswertes die für jeden Pixel erhaltenen Bilddaten, Höhendaten und Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel multipliziert (vgl. Schritt S140).
Da die für jeden Pixel erhaltenen Bilddaten, Höhendaten und Sichtbarkeitsdaten mehrere Daten sein können, die in der Vielzahl von Richtungen gemessen werden, können die mehreren Daten zweckmäßig zur Bildung des Ergebniswertes verwendet werden.
4 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Beispiel der Bildung eines Ergebniswertes mittels des Verfahrens zur Prüfung eines Anschlusses aus 2 dargestellt ist.
Gemäß 4 können bei der Bildung des Ergebniswertes in Schritt S142 Maximalbilddaten aus den Bilddaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel selektiert werden, während in Schritt S144 Maximalhöhendaten aus den Höhendaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel selektiert werden können, und in Schritt S146 Maximalsichtbarkeitsdaten aus den Sichtbarkeitsdaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel selektiert werden können. Dann können die Maximalbilddaten, die Maximalhöhendaten und die Maximalsichtbarkeitsdaten, die man für jeden Pixel erhielt, zur Bildung des Ergebniswertes multipliziert werden (vgl. Schritt S148).
Um Geräusche zu beseitigen, können die Maximalbilddaten, die Maximalhöhendaten und die Maximalsichtbarkeitsdaten nach Ausschluss eines Wertes, der größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist, selektiert werden.
Zum Beispiel können für jeden Pixel mittlere Maximalbilddaten aus den M mittleren Bilddaten selektiert werden, für jeden Pixel mittlere Maximalhöhendaten aus den M mittleren Höhendaten selektiert werden und mittlere Maximalsichtbarkeitsdaten aus den M mittleren Sichtbarkeitsdaten selektiert werden. Dann werden die für jeden Pixel erhaltenen Bilddaten, Höhendaten und Sichtbarkeitsdaten zur Bildung des Ergebniswertes multipliziert.
Wird, wie oben beschrieben, ein Maximalwert für die jeweiligen Daten verwendet, kann sich eine Ergebniswertdifferenz zwischen dem Anschlussbereich und dem Lötbereich durch die Multiplikation der Faktoren vergrößern, da die Bilddaten, die Höhendaten und die Sichtbarkeitsdaten in einem Anschlussbereich größer als in einem Lötbereich sind. Alternativ kann der Mittelwert der jeweiligen Daten verwendet werden.
Danach werden ein Anschlussbereich und ein Lötbereich mittels des gebildeten Ergebniswertes voneinander unterschieden (vgl. Schritt S150).
Da der gebildete Ergebniswert durch die Bilddaten, die Höhendaten und die Sichtbarkeitsdaten bestimmt wird und die Bilddaten, die Höhendaten und die Sichtbarkeitsdaten im Allgemeinen im Anschlussbereich größer als im Lötbereich sind, vergrößert sich die Ergebniswertdifferenz zwischen dem Anschlussbereich und dem Lötbereich durch die Multiplikation der Faktoren.
Insbesondere, wenn ein Element einen höheren Reflexionsgrad als die Umgebung aufweist, ist die Sichtbarkeit typischerweise deutlich besser als diejenige der Umgebung. Dadurch weist der Anschlussbereich einen größeren Ergebniswert als der Lötbereich auf, wodurch der Anschlussbereich stärker hervorgehoben wird.
Um den Anschlussbereich und den Lötbereich mittels des gebildeten Ergebniswertes voneinander zu unterscheiden, kann dabei zuerst der für jeden Pixel gebildete Ergebniswert in zumindest zwei Gruppen unterteilt werden, so dass Pixel, die einer selben Gruppe angehören, kontinuierlich verteilt werden, wobei sich der Anschlussbereich und der Lötbereich dann mittels der unterteilten Gruppe voneinander unterscheiden lassen.
Durch den Ergebniswert werden der Anschlussbereich und der Lötbereich in voneinander verschiedene Bereiche unterteilt, und da der gleiche Bereich dazu benachbart angeordnet ist, lässt sich der gleiche Bereich derart unterteilen, dass er kontinuierlich verteilt wird.
Wie oben beschrieben, erhält und multipliziert man Bilddaten, Höhendaten und Sichtbarkeitsdaten eines Messungsziels zur Bildung eines Ergebniswertes, wobei ein Anschlussbereich und ein Lötbereich mittels des Ergebniswertes voneinander unterschieden werden, wodurch der Anschlussbereich genauer bestimmt wird und ein Anschluss exakter geprüft wird.
Da der Anschlussbereich mittels auf der Höhe basierender dreidimensionaler Daten bestimmt wird, wirkt sich – im Vergleich zur Bestimmung des Anschlussbereichs mittels zweidimensionaler Bilder – weiterhin die Farbe jedes Bereichs nur geringfügig auf ihn aus und ist er nicht lichtempfindlich. Dadurch lässt sich jeder Bereich genauer und leicht unterscheiden und wird es möglich, dass das Geräusch einer Kamera keine großen Auswirkungen hat.
Wenn man die Bilddaten mittels dreidimensionaler Höhendaten erhält, lässt sich zudem der Anschlussbereich leicht ohne den Erhalt zweidimensionaler Bilddaten bestimmen.
5 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Prüfung einer Montageplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. 6 ist eine Draufsicht, in der die in 5 dargestellte Vorrichtung zur Prüfung einer Montageplatte, von einer Oberseite aus betrachtet, dargestellt ist. 7 ist eine schematische Darstellung, in der ein Ortsverhältnis zwischen einem Projektionsabschnitt und einem zweiten Beleuchtungsabschnitt, die in 5 dargestellt sind, dargestellt ist.
Gemäß 5, 6 und 7 weist eine Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stufe 1120, die ein Prüfziel 1110 überträgt, einen Bildfotografierabschnitt 1130, der ein Bild des Prüfziels 1100 fotografiert, einen ersten Beleuchtungsabschnitt 1140, der Licht auf das Prüfziel 1110 einstrahlt, eine Vielzahl von Projektionsabschnitten 1150, von denen jeder Gittermusterlicht auf das Prüfziel 1110 projiziert, und einen zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160, der Licht auf das Prüfziel 1110 einstrahlt, auf. Zudem kann die Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte weiterhin einen dritten Beleuchtungsabschnitt 1170, der Licht auf das Prüfziel 1110 einstrahlt, und einen Steuerabschnitt 1180, der die oben genannten Elemente steuert, aufweisen.
Die Stufe 1120 trägt das Prüfziel 1110. Die Stufe 1120 bewegt sich entlang einer x-Achse und einer y-Achse gemäß dem Steuerabschnitt 1180 und überträgt das Prüfziel 1110 zu einem Messungsort. Die Stufe 1120 kann sich entlang einer z-Achse bewegen.
Der Bildfotografierabschnitt 1130 ist über der Stufe 1120 zur Fotografie eines Bildes des Prüfziels 1110 angeordnet. Der Bildfotografierabschnitt 1130 ist über der Stufe 1120 in einer Richtung angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Referenzoberfläche der Stufe 1120 ist. Der Bildfotografierabschnitt 1130 kann eine Kamera zur Fotografie eines Bildes und eine Abbildungslinse aufweisen. Ein vom Prüfziel 1110 reflektiertes Reflexionslicht wird durch die Abbildungslinse auf einer CCD-Kamera oder einer CMOS-Kamera abgebildet, und die Kamera erhält das abgebildete Reflexionslicht und fotografiert ein Bild. Zum Beispiel fotografiert der Bildfotografierabschnitt 1130 ein Bild des Prüfziels 1110, wenn der erste Beleuchtungsabschnitt 1140, der Projektionsabschnitt 1150 und der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 jeweils Lichter auf das Prüfziel 1110 einstrahlen. Zudem fotografiert der Bildfotografierabschnitt 1130 ein Bild des Prüfziels 1110, wenn der dritte Beleuchtungsabschnitt 1170 ein Farblicht auf das Prüfziel 1110 einstrahlt.
Der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 ist zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150, zum Beispiel benachbart zum Bildfotografierabschnitt 1130, angeordnet. Der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 fungiert als Bezugsbeleuchtung zum Beginn der Ausrichtung des Prüfziels 1110, wie eine Leiterplatte, die ein auf ihr ausgebildetes Halbleiterbauelement aufweist. Der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 ist benachbart zum Bildfotografierabschnitt 1130 angeordnet und strahlt daher das Licht in einer Richtung ein, die im Wesentlichen senkrecht zum Prüfziel 1110 ist. Der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 ist derart ausgebildet, dass er eine Ringform aufweist, die den Bildfotografierabschnitt 1130 umgibt. Zum Beispiel kann der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 eine Struktur aufweisen, bei der viele lichtemittierende Dioden (LEDs) in einer kreisrunden Ringform angeordnet sind. Der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 kann in und einstückig mit dem Bildfotografierabschnitt 1130 ausgebildet sein.
Die Vielzahl von Projektionsabschnitten 1150 kann über der Stufe 1120 angeordnet und in einem vorbestimmten Winkel geneigt sein. Jeder der Projektionsabschnitte 1150 dient dem Erhalt einer dreidimensionalen Höheninformation des Prüfziels 1110 und erzeugt das Gittermusterlicht zur Projektion des erzeugten Gittermusterlichts auf das Prüfziel 1110. Die Projektionsabschnitte 1150 projizieren die Gittermusterlichter in einem ersten Winkel a1 auf das Prüfziel. Anders ausgedrückt, projizieren die Projektionsabschnitte 1150 die Gittermusterlichter im ersten Winkel a1, der bezüglich einer Normalen β, die senkrecht zu einer Ebene des Prüfungsziels 1110 ist, geneigt ist. Der erste Winkel a1 beträgt etwa 30°.
Die Projektionsabschnitte 1150 sind derart angeordnet, dass sie die Gittermusterlichter in verschiedene Richtungen projizieren, um die Prüfgenauigkeit des Prüfziels 1110 zu erhöhen. Daher sind die Projektionsabschnitte 1150 in einem regelmäßigen Abstand entlang einer Umfangsrichtung, deren Zentrum der Bildfotografierabschnitt 1130 bildet, voneinander beabstandet. Zum Beispiel weist die Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte sechs der Projektionsabschnitte 1150 auf, die in einem Winkel von etwa 60° voneinander beabstandet sind. Alternativ kann die Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte eine unterschiedliche Anzahl der Projektionsabschnitte 1150, wie 2, 3, 4, 8, usw. aufweisen. Die Vielzahl von Projektionsabschnitten 1150 projiziert die Gittermusterlichter in einem konstanten Zeitintervall in verschiedenen Richtungen auf das Prüfziel 1110 ein.
Jeder Projektionsabschnitt 1150 kann eine Lichtquelle 1152, die Licht erzeugt, und ein Gitterelement 1154 aufweisen. Das von der Lichtquelle 1152 erzeugte Licht strömt durch das Gitterelement 1154 und wird in Gittermusterlicht umgewandelt. Das Gitterelement 1154 wird mittels eines Gitterübertragungsinstruments, wie ein Piezoaktor (PZT-Aktor), einmal um 2π/n und insgesamt n-mal übertragen, so dass Gittermusterlicht, bei dem der Phasenübergang erfolgt ist, erzeugt wird. ,N' ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2. Der Projektionsabschnitt 1150 überträgt das Gitterelement 1154 n-mal und projiziert das Gittermusterlicht bei jeder Übertragung auf das Prüfziel 1110. Der Projektionsabschnitt 1150 kann weiterhin eine (nicht gezeigte) Projektionslinse aufweisen, die das Gittermusterlicht, das durch das Gitterelement 1154 strömt, fokussiert und das Gittermusterlicht auf das Prüfziel 1110 einstrahlt.
Wie in 6 gezeigt, ist der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150 angebracht und zum Beispiel zwischen dem ersten Beleuchtungsabschnitt 1140 und den Projektionsabschnitten 1150 angebracht. Anders ausgedrückt, ist der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 in einem Raum zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150 angeordnet, wenn man die Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte von einer Oberseite aus betrachtet. Der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 dient der Festlegung eines Prüfbereichs des Prüfziels 1110, insbesondere der eindeutigen Unterscheidung eines Bereichs eines Anschlusses 1112 und eines Bereichs eines Lots 1114 des Prüfziels 1110, auf dem ein Halbleiterbauelement ausgebildet ist. Daher muss der Kontrast gesteigert werden, um eindeutig zu überprüfen, dass eine Endposition des Anschlusses 1112 einem Grenzbereich zwischen dem Anschluss 1112 und dem Lot 1114 entspricht, und der Projektionswinkel kann vorzugsweise derart konstruiert sein, dass er annähernd senkrecht zum Prüfziel 1110 ist, so dass der Kontrast gesteigert wird. Es ist indes schwierig, den gewünschten Kontrast zu erhalten, um nur den ersten Beleuchtungsabschnitt 1140 zu verwenden, der in einem Winkel einstrahlt, der annähernd senkrecht zum Prüfziel 1110 ist, und eine gesamte Gleichmäßigkeit der Helligkeit eines Sichtfeldes (FOV) einer Kamera ist verringert, so dass der erste Beleuchtungsabschnitt 1140 zur Unterscheidung der Endposition des Anschlusses 1112 nicht geeignet ist. Folglich wird zur Steigerung des Kontrasts zusätzlich der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150 angebracht. Der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 strahlt das Licht in einem Winkel ein, der bezüglich der Normalen β, die senkrecht zur Ebene des Prüfziels 1110 ist, kleiner als der Winkel des Projektionsabschnitts 1150 ist. Anders ausgedrückt, strahlt der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 das Licht in einem zweiten Winkel a2 ein, der bezüglich der Normalen β, die senkrecht zur Ebene des Prüfziels 1110 ist, kleiner als der erste Winkel a1 ist, der der Einstrahlwinkel des Projektionsabschnitts 1150 ist. Da der Einstrahlwinkel des zweiten Beleuchtungsabschnitts 1160 annähernd senkrecht wird, ist es jedoch besser, dass der Einstrahlwinkel des zweiten Beleuchtungsabschnitts 1160 unter Berücksichtigung eines Strukturmerkmals der Prüfvorrichtung und der Kontraststeigerung bestimmt wird. Als Ergebnis eines Versuchs, bei dem der zweite Einstrahlwinkel 1160 in einem Winkel in einem Bereich von etwa 17° bis etwa 20° einstrahlt, bestätigt sich, dass der Kontrast gesteigert wird, ohne dass das Problem der Gleichmäßigkeit der Helligkeit auftritt. Der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 ist derart ausgebildet, dass er eine Ringform aufweist, die den Bildfotografierabschnitt 1130 umgibt. Zum Beispiel kann der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 derart ausgebildet sein, dass er eine Struktur aufweist, bei der viele LEDs ringförmig angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, ist der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 der Ringform, der unabhängig vom ersten Beleuchtungsabschnitt 1140 ist, zusätzlich zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150 angeordnet, wobei der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 Licht in einem Einstrahlwinkel auf das Prüfziel 1110 einstrahlt, der in einem höheren Maß annähernd senkrecht ist als der Einstrahlwinkel des Projektionsabschnitts 1150, wodurch der Kontrast und die Gleichmäßigkeit der Helligkeit gesteigert werden und eindeutig zwischen dem Bereich des Anschlusses 1112 und dem Bereich des Lots 1114, die auf dem Prüfziel 1110 ausgebildet sind, unterschieden wird.
Dabei kann die Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte weiterhin den dritten Beleuchtungsabschnitt 1170 aufweisen, der benachbart zum Prüfziel 1110 angeordnet ist. Der dritte Beleuchtungsabschnitt 1170 dient der Festlegung eines Prüfbereichs des Prüfziels 1110 oder für eine örtliche Bezugsmarkierung und erzeugt Farblicht zur Einstrahlung des erzeugten Farblichts auf das Prüfziel 1110. Der dritte Beleuchtungsabschnitt 1170 kann einen ersten Farbbeleuchtungsabschnitt 1172, einen zweiten Farbbeleuchtungsabschnitt 1174 und einen dritten Farbbeleuchtungsabschnitt 1176 aufweisen, die Lichter erzeugen, von denen jedes eine andere Farbe aufweist. Zum Beispiel erzeugt der erste Farbbeleuchtungsabschnitt 1172 rotes Licht, während der zweite Farbbeleuchtungsabschnitt 1174 grünes Licht erzeugt und der dritte Farbbeleuchtungsabschnitt 1176 blaues Licht erzeugt. Die vom ersten, zweiten und dritten Farbeleuchtungsabschnitt 1172, 1174 und 1176 erzeugten Farben können sich auf verschiedenerlei Weise ändern.
Sowohl der erste, als auch der zweite und dritte Farbbeleuchtungsabschnitt 1172, 1174 und 1176 weisen eine Ringform auf. Die Durchmesser, die die Ringformen des ersten, zweiten und dritten Farbbeleuchtungsabschnitts 1172, 1174 und 1176 ausbilden, werden vom ersten Farbbeleuchtungsabschnitt 1172 bis hin zum dritten Farbbeleuchtungsabschnitt 1176 größer. Dadurch strahlt der zweite Farbbeleuchtungsabschnitt 1174 das Farblicht in einem größeren Einstrahlwinkel als der erste Farbeleuchtungsabschnitt 1172 ein, während der dritte Farbbeleuchtungsabschnitt 1176 das Farblicht in einem größeren Einstrahlwinkel als der zweite Farbbeleuchtungsabschnitt 1174 einstrahlt.
Der Steuerabschnitt 1180 steuert die oben beschriebenen Elemente vollständig. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 1180 die Übertragung der Stufe 1120 derart, dass sie das Prüfziel 1110 am Prüfungsort anordnet. Der Steuerabschnitt 1180 betreibt nacheinander die Vielzahl von Projektionsabschnitten 1150 und steuert den Projektionsabschnitt 1150 derart, dass er während der Übertragung des Gitterelements 1154 jedes Projektionsabschnitts 1150 das Gittermusterlicht bei jeder Übertragung auf das Prüfziel 1110 überträgt. Der Steuerabschnitt 1180 steuert den ersten Beleuchtungsabschnitt 1140 und den zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160 derart, dass sie Licht zur Ausrichtung des Prüfziels 1110, zur Festlegung eines Bereichs, usw. einstrahlen, und steuert den dritten Beleuchtungsabschnitt 1170 derart, dass er Farblicht einstrahlt. Der Steuerabschnitt 1180 steuert den Bildfotografierabschnitt 1130 derart, dass er ein Bild des Prüfziels 1110 fotografiert, wenn der erste Beleuchtungsabschnitt 1140, der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160, der Projektionsabschnitt 1150, der dritte Beleuchtungsabschnitt 1170, usw. Lichter einstrahlen. Der Steuerabschnitt 1180 unterscheidet mittels eines ersten Bildes des Prüfziels 1110, das durch die Einstrahlung durch den zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160 fotografiert wird, und eines zweiten Bildes des Prüfziels 1110, das durch die Projektion des Gittermusterlichts durch die Projektionsabschnitte 1150 fotografiert wird, zwischen dem Bereich des Anschlusses 1112 des Prüfziels 1110 und dem Bereich des Lots 1114.
8 ist eine Draufsicht, in der ein Verfahren zur Unterscheidung zwischen einem Anschlussbereich und einem Lötbereich eines Prüfziels dargestellt ist. In 8 stellt (a) eine Kontrastkarte eines Zustands dar, in dem der Anschluss 1112 des Halbleiterbauelements durch das Lot 1114 auf eine Kontaktstelle der Platte montiert wird, während (b) die Kontrastinformation darstellt, die man durch die Projektion der in (a) gezeigten Kontrastmappe entlang einer Linie I-I' erhält, und (c) die Differenzierungsinformation darstellt, die man durch die Differenzierung der in (b) gezeigten Kontrastinformation erhält.
Gemäß 5 und 8 erhält der Steuerabschnitt 1180 Bilddaten vom ersten Bild, das durch die Einstrahlung durch den zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160 fotografiert wird. Der Steuerabschnitt 1180 erhält weiterhin dreidimensionale Daten, wie Sichtbarkeitsdaten, Höhendaten, usw. vom zweiten Bild, das durch das Gittermusterlicht der Projektionsabschnitte 1150 fotografiert wird. Zum Beispiel lassen sich die Höhendaten durch Umwandlung des zweiten Bildes mittels eines Bucket-Algorithmus erhalten, während sich die Sichtbarkeitsdaten durch Umwandlung des zweiten Bildes mittels eines Algorithmus zur Berechnung der Sichtbarkeit erhalten lassen.
Der Steuerabschnitt 1180 kombiniert die vom zweiten Bild erhaltenen Sichtbarkeitsdaten und/oder Höhendaten sowie die vom ersten Bild erhaltenen Bilddaten, so dass eine neue Kontrastkarte erstellt wird, wie dies in 8 unter (a) dargestellt ist. Die Kontrastkarte lässt sich zum Beispiel durch die Multiplikation der Bilddaten und der Höhendaten für jeden Pixel, durch die Multiplikation der Bilddaten und der Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel oder durch die Multiplikation der Bilddaten, der Höhendaten und der Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel erstellen.
Falls die Vielzahl von Projektionsabschnitten 1150 verwendet wird, können die für jeden Pixel erhaltenen Höhendaten und Sichtbarkeitsdaten mehrere Daten sein, die in der Vielzahl von Richtungen gemessen werden. Die mehreren Daten können somit zweckmäßig zur Erstellung einer effizienten Kontrastkarte genutzt werden. Zum Beispiel können bei der Erstellung der Kontrastkarte für jeden Pixel Maximalhöhendaten aus den Höhendaten für die Vielzahl von Richtungen selektiert werden, und es können für jeden Pixel Maximalsichtbarkeitsdaten aus den Sichtbarkeitsdaten für die Vielzahl von Richtungen selektiert werden. Dann können die Maximalhöhendaten und/oder Maximalsichtbarkeitsdaten, die man für jeden Pixel erhält, und die Bilddaten zur Erstellung der Kontrastmappe multipliziert werden. Um Geräusche zu beseitigen, können die Maximalhöhendaten und die Maximalsichtbarkeitsdaten nach Ausschluss eines Wertes, der größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist, selektiert werden.
Wird, wie oben beschrieben, ein Maximalwert für die jeweiligen Daten verwendet, kann sich eine Differenz in der Kontrastkarte zwischen dem Bereich des Anschlusses 1112 und dem Bereich des Lots 1114 durch die Multiplikation der Faktoren vergrößern, da die Bilddaten, die Höhendaten und die Sichtbarkeitsdaten im Bereich des Anschlusses 1112 größer als im Bereich des Lots 1114 sind. Alternativ kann anstelle des Maximalwertes der jeweiligen Daten der Mittelwert der jeweiligen Daten bei der Erstellung der Kontrastkarte verwendet werden.
Da die Kontrastkarte durch die Bilddaten, die Höhendaten und die Sichtbarkeitsdaten bestimmt wird und die Bilddaten, die Höhendaten und die Sichtbarkeitsdaten im Allgemeinen im Bereich des Anschlusses 1112 größer als im Bereich des Lots 1114 sind, vergrößert sich die Differenz zwischen dem Bereich des Anschlusses 1112 und dem Bereich des Lots 1114 durch die Multiplikation der Faktoren. Insbesondere falls ein Element einen Reflexionsgrad aufweist, der größer als derjenige der Umgebung ist, wird die Sichtbarkeit typischerweise deutlich besser als diejenige der Umgebung. Der Bereich des Anschlusses 1112 weist somit einen größeren Ergebniswert auf als der Bereich des Lots 1114, wodurch der Bereich des Anschlusses 1112 stärker hervorgehoben wird.
Danach unterscheidet der Steuerabschnitt 1180 den Anschluss 1112 und den Bereich des Lots 1114, die auf dem Prüfziel 1110 ausgebildet sind, durch die Analyse der erstellten Kontrastmappe voneinander. Anders ausgedrückt, erzeugt der Steuerabschnitt 1180 die in 8 unter (b) gezeigte Kontrastinformation durch die Projektion der in 8 unter (a) gezeigten Kontrastmappe entlang einer Linie I-I'. Dann differenziert der Steuerabschnitt 1180 die in 8 unter (b) gezeigte Kontrastinformation, so dass die in 8 unter (c) gezeigte Differenzierungsinformation erzeugt wird. Wenn dort vom Bereich des Anschlusses 1112 bis zum Bereich des Lots 1114 reicht, sinkt der Kontrast erheblich. Dadurch erfasst der Steuerabschnitt 1180 eine Position ,A', die einen Maximalwert aufweist, als negativen Wert aus der erzeugten Differenzierungsinformation und bestimmt die Position ,A' als Ort, an dem der Bereich des Anschlusses 1112 und der Bereich des Lots 1114 aufeinanderstoßen, wodurch der Bereich des Anschlusses 1112 und der Bereich des Lots 1114 voneinander unterschieden werden.
Wie oben beschrieben, wird die Kontrastmappe, die durch die Kombination der Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten erstellt wird, deren Kontraste durch den zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160 gesteigert werden, verwendet, um den Bereich des Anschlusses 1112 und den Bereich des Lots 1114 eindeutig voneinander zu unterscheiden.
9 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Prüfung einer Montageplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Gemäß 5 und 9 überträgt der Steuerabschnitt 1180 zur Prüfung des Prüfziels 1110 die Stufe 1120, so dass das Prüfziel 1110 zu einem Messort übertragen wird (vgl. Schritt S10).
Nach der Übertragung des Prüfziels 1110 zum Messort strahlt der erste Beleuchtungsabschnitt 1140, der benachbart zum Bildfotografierabschnitt 1130 angebracht ist, Licht auf das Prüfziel 1110 ein, und das Prüfziel 1110 wird ausgerichtet (vgl. Schritt S20). Anders ausgedrückt, wird ein Bild des Prüfziels 1110 im Bildfotografierabschnitt 1130 durch Licht fotografiert, das vom ersten Beleuchtungsabschnitt 1140 eingestrahlt wird, und wird nach der Überprüfung, ob das Bild eine Ausrichtungsmarkierung, usw. aufweist, ein Prüfungsort des Prüfziels 1110 durch die exakte Übertragung der Stufe 1120 genau ausgerichtet.
Nach Abschluss der Ausrichtung des Prüfziels 1110 wird mittels des zweiten Beleuchtungsabschnitts 1160 ein erstes Bild des Prüfziels 1110 fotografiert (vgl. Schritt S30). Insbesondere wird der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160, der zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150 angebracht ist, derart betrieben, dass er Licht in einem Winkel von etwa 17° bis 20°, der bezüglich des Prüfziels 1110 kleiner als der Winkel des Projektionsabschnitts 1150 ist, einstrahlt. Nach der Einstrahlung des Lichts auf das Prüfziel 1110 durch den zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160 wird das erste Bild des Prüfziels 1110 im Bildfotografierabschnitt 1130 fotografiert.
Unabhängig von der Fotografie des ersten Bildes wird mittels der Projektionsabschnitte 1150 ein zweites Bild des Prüfziels 1110 fotografiert (vgl. Schritt S40). Insbesondere wird die Vielzahl von Projektionsabschnitten 1150, die entlang einer Umfangsrichtung, deren Zentrum der Bildfotografierabschnitt 1130 bildet, voneinander beabstandet sind, nacheinander derart betrieben, dass sie nacheinander Gittermusterlichter in einem Winkel von etwa 30° auf das Prüfziel 1110 einstrahlen. Jeder der Projektionsabschnitte 1150 projiziert während der Übertragung des Gitterelements 1154 bei jeder Übertragung das Gittermusterlicht auf das Prüfziel 1110. Nach der Projektion des Gittermusterlichts auf das Prüfziel 1110 wird das zweite Bild des Prüfziels 1110 im Bildfotografierabschnitt 1130 fotografiert.
Danach werden mittels des ersten Bildes und des zweiten Bildes, die im Bildfotografierabschnitt 1130 fotografiert werden, der Bereich des Anschlusses 1112 und der Bereich des Lots 1114 des Prüfziels 1110 voneinander unterschieden (vgl. Schritt S50). Insbesondere kombiniert der Steuerabschnitt 1180 die vom zweiten Bild erhaltenen Sichtbarkeitsdaten und/oder Höhendaten mit den vom ersten Bild erhaltenen Bilddaten, so dass eine Kontrastkarte erstellt wird. Dann unterscheidet der Steuerabschnitt 1180 den Bereich des Anschlusses 1112 und den Bereich des Lots 1114, die auf dem Prüfziel 1110 ausgebildet sind, durch die Analyse der erstellten Kontrastkarte voneinander. Anders ausgedrückt, erzeugt der Steuerabschnitt 1180 eine Kontrastinformation, die Kontraständerungen entsprechend Positionen anzeigt, wobei die Kontrastkarte in eine Richtung projiziert wird, und differenziert die Kontrastinformation derart, dass eine Differenzierungsinformation erzeugt wird, die eine Position zeigt, in der Kontraständerungen in hohem Maße auftreten. Danach erfasst der Steuerabschnitt 1180 eine Position, die einen Maximalwert aufweist, als negativen Wert aus der erzeugten Differenzierungsinformation und bestimmt die Position als Ort, an dem der Bereich des Anschlusses 1112 und der Bereich des Lots 1114 aufeinanderstoßen, wodurch der Bereich des Anschlusses 1112 und der Bereich des Lots 1114 voneinander unterschieden werden.
Unabhängig von der Fotografie des zweiten Bildes mittels des Projektionsabschnitts 1150 und der Fotografie des ersten Bildes mittels des zweiten Beleuchtungsabschnitts 1160 kann mittels des dritten Beleuchtungsabschnitts 1170 ein unabhängiges Bild fotografiert werden. Insbesondere wird der benachbart zur Stufe 1120 angebrachte dritte Beleuchtungsabschnitt 1170 derart betrieben, dass er Farblicht auf das Prüfziel 1110 einstrahlt. Der dritte Beleuchtungsabschnitt 1170 kann den ersten Farbbeleuchtungsabschnitt 1172, den zweiten Farbbeleuchtungsabschnitt 1174 und den dritten Farbbeleuchtungsabschnitt 1176 aufweisen, die in einer mehrstufigen Ringform ausgebildet sind, und verschiedene Farblichter erzeugen. Der erste Farbbeleuchtungsabschnitt 1172, der zweite Farbbeleuchtungsabschnitt 1174 und der dritte Farbbeleuchtungsabschnitt 1176 strahlen die Farblichter gleichzeitig oder nacheinander ein. Nach Einstrahlung der Farblichter auf das Prüfziel 1110 mittels des dritten Beleuchtungsabschnitts 1170 wird im Bildfotografierabschnitt 1130 ein Farbbild des Prüfziels 1110 fotografiert. Der Steuerabschnitt 1180 verwendet das Farbbild, das im Bildfotografierabschnitt 1130 fotografiert wird, als Information zur Festlegung eines Prüfbereichs des Prüfziels 1110 oder für eine örtliche Bezugsmarkierung, wobei das Farbbild mit dem zweiten Bild kombiniert wird, so dass es als Information zur exakten Prüfung einer dreidimensionalen Form des Prüfziels 1110 verwendet wird.
Wie oben beschrieben, weist die Vorrichtung 1100 zur Prüfung einer Montageplatte gemäß der vorliegenden Erfindung den zweiten Beleuchtungsabschnitt 1160 in einer Ringform auf, der unabhängig vom ersten Beleuchtungsabschnitt 1140, der benachbart zum Bildfotografierabschnitt 1130 angebracht ist, zwischen dem Bildfotografierabschnitt 1130 und den Projektionsabschnitten 1150 angebracht ist, wobei der zweite Beleuchtungsabschnitt 1160 Licht in einem Winkel von etwa 17° bis 20°, der kleiner als derjenige der Projektionsabschnitte 1150 ist, einstrahlt. Daher lässt sich die Gleichmäßigkeit der Helligkeit in einem Sichtfeld durch die Ausbildung des zweiten Beleuchtungsabschnitts 1160 in einer Ringstruktur verbessern, und ein Bild, das fotografiert wird, indem ein Einstrahlwinkel des zweiten Beleuchtungsabschnitts 1160 derart festgelegt wird, dass er in einem höheren Maß annähernd senkrecht ist als der Winkel des Projektionsabschnitts 1150, kann einen gesteigerten Kontrast aufweisen, wodurch der Bereich des Anschlusses 1112 und der Bereich des Lots 1114, die auf dem Prüfziel 1110 ausgebildet sind, eindeutig voneinander unterschieden werden und sich die Zuverlässigkeit der Prüfung erhöht.
Bei der vorliegenden Erfindung können in dem Fachmann geläufiger Weise verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden, ohne den Geist oder Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung deckt mithin die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung ab, sofern sie innerhalb des Schutzbereichs der anhängenden Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.

Claims

Prüfverfahren, aufweisend: Fotografie eines Messungsziels zum Erhalt von Bilddaten für jeden Pixel des Messungsziels; Erhalt von Höhendaten für jeden Pixel des Messungsziels; Erhalt von Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels; Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Bildung eines Ergebniswertes; und Festlegung eines Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes.
Prüfverfahren nach Anspruch 1, wobei der Ergebniswert durch die Multiplikation der Bilddaten, der Höhendaten und der Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel gebildet wird.
Prüfverfahren nach Anspruch 2, wobei die Sichtbarkeitsdaten ein Verhältnis einer Amplitude (Bi(x, y)) zum Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bezug auf die Lichtintensität eines fotografierten Bildes für jeden Pixel sind.
Prüfverfahren nach Anspruch 1, wobei der Erhalt der Höhendaten und der Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels aufweist: N-malige Projektion eines Gittermusterlichts auf das Messungsziel; Erhalt von Reflexionsbilddaten durch das N-mal auf das Messungsziel projizierte Gittermusterlicht; Erhalt der Höhendaten mittels der erhaltenen N Reflexionsbilddaten; und Erhalt der Sichtbarkeitsdaten mittels der Reflexionsbilddaten.
Prüfverfahren nach Anspruch 4, nach dem Erhalt der Reflexionsbilddaten durch das N-mal auf das Messungsziel projizierte Gittermusterlicht weiterhin aufweisend die Bildung des Mittelwertes der N Reflexionsbilddaten zum Erhalt der Bilddaten.
Prüfverfahren nach Anspruch 4, wobei das Messungsziel in einer Vielzahl von Richtungen fotografiert wird und man Bilddaten für jeden Pixel, die Höhendaten für jeden Pixel und die Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels für die Vielzahl von Richtungen erhält, und wobei die Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Bildung des Ergebniswertes aufweist: Selektion von Maximalbilddaten aus den Bilddaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel; Selektion von Maximalhöhendaten aus den Höhendaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel; Selektion von Maximalsichtbarkeitsdaten aus den Sichtbarkeitsdaten für die Vielzahl von Richtungen für jeden Pixel; und Multiplikation der Maximalbilddaten, der Maximalhöhendaten und der Maximalsichtbarkeitsdaten, die für jeden Pixel selektiert wurden, zur Bildung des Ergebniswertes.
Prüfverfahren nach Anspruch 6, wobei die Multiplikation der erhaltenen Bilddaten mit den Höhendaten und/oder den Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel zur Erstellung des Ergebniswertes weiterhin die Überprüfung aufweist, ob die Maximalbilddaten, die Maximalhöhendaten und die Maximalsichtbarkeitsdaten größer als ein vorbestimmter Referenzwert sind oder nicht.
Prüfverfahren, aufweisend: N-malige Einstrahlung von Gittermusterlicht auf ein Messungsziel für jede aus einer Vielzahl von M Richtungen zum Erhalt von M × N Bilddaten, M Höhendaten und M Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel des Messungsziels, wobei N und M natürliche Zahlen größer als oder gleich zwei sind; Bildung des Mittelwertes der N Bilddaten unter den M × N Bilddaten für jede der M Richtungen zur Erzeugung von M mittleren Bilddaten entsprechend den M Richtungen für jeden Pixel; Selektion von mittleren Maximalbilddaten aus den M mittleren Bilddaten für jeden Pixel; Selektion von Maximalhöhendaten aus den M Höhendaten für jeden Pixel; Selektion von Maximalsichtbarkeitsdaten aus den M Sichtbarkeitsdaten für jeden Pixel; Multiplikation der mittleren Maximalbilddaten, der Maximalhöhendaten und der Maximalsichtbarkeitsdaten für jeden Pixel, die für jeden Pixel selektiert wurden, zur Bildung eines Ergebniswertes; und Unterscheidung eines Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes.
Prüfverfahren nach Anspruch 8, wobei die Unterscheidung des Anschlussbereichs mittels des gebildeten Ergebniswertes aufweist: Unterteilung des für jeden Pixel gebildeten Ergebniswertes in zumindest zwei Gruppen, so dass Pixel, die einer selben Gruppe angehören, kontinuierlich verteilt werden; und Unterscheidung des Anschlussbereichs von einem Lötbereich mittels der unterteilten Gruppe.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte, aufweisend: eine Stufe, die eine Platte überträgt; einen ersten Beleuchtungsabschnitt, der Licht zur Ausrichtung der Platte auf ein Prüfziel einstrahlt; einen Projektionsabschnitt, der Gittermusterlicht zum Erhalt von Höhendaten der Platte auf das Prüfziel projiziert; einen zweiten Beleuchtungsabschnitt, der Licht zur Festlegung eines Anschlussbereichs eines auf der Platte montierten Bauelements auf das Prüfziel einstrahlt; einen dritten Beleuchtungsabschnitt, der näher an der Platte angeordnet ist als der zweite Beleuchtungsabschnitt; einen Bildfotografierabschnitt, der durch Lichteinstrahlung des zweiten Beleuchtungsabschnitts ein erstes Bild der Platte fotografiert und durch Einstrahlung von Gittermusterlicht des Projektionsabschnitts ein zweites Bild der Platte fotografiert; und einen Steuerabschnitt, der den Anschlussbereich mittels des ersten Bildes und des zweiten Bildes, die vom Bildfotografierabschnitt fotografiert wurden, unterscheidet.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 10, wobei der zweite Beleuchtungsabschnitt zwischen dem Bildfotografierabschnitt und dem Projektionsabschnitt angebracht ist.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 10, wobei der zweite Beleuchtungsabschnitt das Licht in einem Winkel in einem Bereich von etwa 17° bis etwa 20° bezüglich einer Normalen, die senkrecht zu einer flachen Ebene der Platte ist, einstrahlt.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 10, wobei der Steuerabschnitt mittels der vom zweiten Bild erhaltenen Sichtbarkeitsdaten und/oder Höhendaten und der vom ersten Bild erhaltenen Bilddaten eine Kontrastkarte erstellt, und wobei der Anschlussbereich durch die Analyse der Kontrastkarte unterschieden wird.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 13, wobei der Projektionsabschnitt das Gittermusterlicht N-mal auf die Platte projiziert und der Bildfotografierabschnitt mittels des N-mal auf die Platte projizierten Gittermusterlichts ein Bild fotografiert, und wobei die Sichtbarkeitsdaten ein Verhältnis einer Amplitude (Bi(x, y)) zum Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bezug auf die Lichtintensität des vom Bildfotografierabschnitt fotografierten Bildes sind.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 14, wobei mehrere Projektionsabschnitte vorliegen, um Gittermusterlichter in verschiedenen Richtungen auf die Platte zu projizieren, und wobei der Steuerabschnitt durch die Vielzahl von Projektionsabschnitten eine Vielzahl von Höhendaten und eine Vielzahl von Sichtbarkeitsdaten erhält.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 15, wobei der Steuerabschnitt einen Maximalwert der Vielzahl von Höhendaten, einen Maximalwert der Vielzahl von Sichtbarkeitsdaten und die Bilddaten zur Erstellung der Kontrastkarte miteinander multipliziert.
Verfahren zur Prüfung einer Platte, aufweisend: Übertragung einer Platte zu einem Messort durch die Übertragung einer Stufe; Einstrahlung eines ersten Lichts auf die Platte zur Ausrichtung der Platte; Einstrahlung eines zweiten Lichts von einem Raum zwischen einem Bildfotografierabschnitt und einem Projektionsabschnitt auf die Platte zur Fotografie eines ersten Bildes der Platte; N-malige Einstrahlung von Gittermusterlicht des Projektionsabschnitts auf die Platte zur Fotografie eines zweiten Bildes der Platte; Erhalt von Sichtbarkeitsdaten und von Höhendaten vom zweiten Bild; Erstellung einer Kontrastkarte mittels des ersten Bildes, der Sichtbarkeitsdaten und der Höhendaten; und Unterscheidung eines Anschlussbereichs eines auf der Platte montierten Bauelements mittels der Kontrastkarte.