DE102010064640B3 - Method for measuring a measurement target - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Messen eines Lötbereichs bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst: Einstrahlen einer Vielzahl von Farbbeleuchtungen auf eine Leiterplatte zum Erhalt einer Vielzahl von Farbbildern; Erstellen einer Sättigungskarte mittels einer aus den Farbbildern einer jeden Farbe erhaltenen Farbsättigungsinformation; Festlegen eines Lötbereichs in der Sättigungskarte mittels einer aus den Farbbildern einer jeden Farbe erhaltenen Lichtintensitätsinformation; Erzeugen eines Sättigungsmittelwertes für jede Farbe im Lötbereich; Erstellen einer Varianzkarte mittels der Sättigungsinformation für jede Farbe und des Sättigungsmittelwertes für jede Farbe; und Vergleichen eines Varianzwertes auf der Varianzkarte mit einem kritischen Wert zur Erstellung einer Lötkarte, auf der der Lötbereich dargestellt ist, in welchem ein Lot ausgebildet ist.

Figure DE102010064640B3_0000
There is provided a method of measuring a soldering area, comprising the steps of: irradiating a plurality of color illuminations onto a circuit board to obtain a plurality of color images; Creating a saturation map by means of a chroma information obtained from the color images of each color; Setting a soldering area in the saturation map by means of a light intensity information obtained from the color images of each color; Generating a saturation value for each color in the soldering area; Creating a variance map using the saturation information for each color and the saturation average for each color; and comparing a variance value on the variance map with a critical value to make a solder card showing the soldering area in which a solder is formed.
Figure DE102010064640B3_0000

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zur Messung eines Messungsziels. Insbesondere betreffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Messung eines Messungsziels, das zur Erhöhung der Genauigkeit ausgebildet ist.Embodiments of the present invention relate to a method for measuring a measurement target. In particular, embodiments of the present invention relate to a method of measuring a measurement target designed to increase accuracy.

DISKUSSION DES HINTERGRUNDSDISCUSSION OF THE BACKGROUND

Im Allgemeinen wird in einer elektronischen Vorrichtung zumindest eine Leiterplatte verwendet. Die Leiterplatte weist typischerweise eine Grundplatte, einen Anschlussflächenteil und einen mit dem Anschlussflächenteil elektrisch verbundenen Treibcrchip auf.In general, at least one printed circuit board is used in an electronic device. The printed circuit board typically has a base plate, a pad part and a drive chip electrically connected to the pad part.

Eine Anschlussklemme ist unter dem Treiberchip zur elektrischen Verbindung mit dem Anschlussflächenteil angeordnet, und die Anschlussklemme ist typischerweise über ein auf dem Anschlussflächenteil ausgebildetes Lot mit dem Anschlussflächenteil elektrisch verbunden. Daher weist ein Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte notwendigerweise die Ausbildung des Lots auf dem Anschlussflächenteil auf.A terminal is disposed under the driver chip for electrical connection to the pad portion, and the terminal is typically electrically connected to the pad portion via a solder formed on the pad portion. Therefore, a method of manufacturing the circuit board necessarily includes forming the solder on the interface part.

Eine Quantität des auf dem Anschlussflächenteil ausgebildeten Lots kann sich auf die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussflächenteil und der Anschlussklemme auswirken. Ist das Lot zu groß ausgebildet, so kann es zwischen benachbarten Anschlussflächenteilen zu einem Kurzschlussdefekt kommen; ist das Lot relativ klein ausgebildet, so kann dies eine schlechte elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussflächenteil und der Anschlussklemme hervorrufen.A quantity of the solder formed on the pad part may affect the electrical connection between the pad part and the terminal. If the solder is formed too large, a short-circuit defect can occur between adjacent connection surface parts; if the solder is made relatively small, this can cause a poor electrical connection between the pad part and the terminal.

Da, wie oben beschrieben, die Quantität des auf dem Anschlussflächenteil ausgebildeten Lots eine erhebliche Auswirkung auf die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussflächenteil und der Anschlussklemme haben kann, besteht Bedarf an einem Verfahren zur genauen Messung einer Quantität des auf der Leiterplatte ausgebildeten Lots.As described above, since the quantity of solder formed on the pad part can have a significant effect on the electrical connection between the pad part and the terminal, there is a need for a method of accurately measuring a quantity of the solder formed on the circuit board.

Generell sind Verfahren zur Untersuchung von Lot auf Leiterplatten anhand von Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte und deren Reflexion aus den US 2006/0291713 A1 und US 2006/0153439 A1 bekannt.In general, methods for examining solder on printed circuit boards by means of color illuminations on the circuit board and their reflection from the US 2006/0291713 A1 and US 2006/0153439 A1 known.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zur Messung eines Messungsziels bereit, das zur genauen Messung eines Bereichs des Messungsziels ausgebildet ist.Embodiments of the present invention provide a method of measuring a measurement target configured to accurately measure a portion of the measurement target.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs bereit, das zur genauen Messung eines Bereichs eines auf einer Leiterplatte ausgebildeten Lots ausgebildet ist.Embodiments of the present invention further provide a method of measuring a solder area configured to accurately measure a portion of a solder formed on a circuit board.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin ein Verfahren zur Korrektur der Gleichmäßigkeit für jede Farbe vor der Messung eines Lötbereichs für jede Farbe bereit, so dass sich die Genauigkeit der Messung des Lötbereichs erhöht.Embodiments of the present invention further provide a method for correcting the uniformity of each color before measuring a soldering area for each color, so that the accuracy of measurement of the soldering area increases.

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.Additional features of the invention will be set forth in the description which follows, and in part will be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung eines Messungsziels auf einer Leiterplatte offenbart. Das Verfahren weist den Erhalt einer dreidimensionalen Höheninformation der Leiterplatte mittels eines ersten Bildes, das fotografiert wird, während Gittermusterlicht mittels einer ersten Beleuchtungseinheit auf die Leiterplatte eingestrahlt wird, die Bestimmung eines ersten Bereichs, der auf der Leiterplatte in einer Höhe hervorragt, die größer als eine oder gleich einer Referenzhöhe ist, als Messungsziel anhand der erhaltenen Höheninformation, Erhalt einer Farbinformation der Leiterplatte mittels eines zweiten Bildes, das fotografiert wird, während Licht, das von einer zweiten Beleuchtungseinheit erzeugt wird, auf die Leiterplatte eingestrahlt wird, Festlegen der ersten Farbinformation des ersten Bereichs, der anhand der erhaltenen Farbinformation der Leiterplatte als Messungsziel bestimmt wurde, als Referenzfarbinformation, und Vergleich der Referenzfarbinformation mit einer Farbinformation eines Bereichs, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, zur Beurteilung, ob das Messungsziel in dem Bereich, von dem erste Bereich ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht, auf.In one embodiment of the present invention, a method for measuring a measurement target on a printed circuit board is disclosed. The method comprises obtaining a three-dimensional height information of the printed circuit board by means of a first image which is photographed while grating pattern light is irradiated onto the printed circuit board by means of a first illumination unit, determining a first region protruding on the printed circuit board at a height greater than one or as a reference level, as a measurement target based on the obtained height information, obtaining color information of the printed circuit board by means of a second image which is photographed while light generated by a second illumination unit is irradiated onto the printed circuit board, setting the first color information of the first one Area determined from the obtained color information of the circuit board as a measurement target as Reference color information, and comparison of the reference color information with color information of a region from which the first region is excluded, for judging whether or not the measurement target is formed in the region except the first region.

Das Verfahren kann weiterhin die Unterteilung der Referenzfarbinformation des ersten Bereichs und der Farbinformation des Bereichs, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, in einen ersten und zweiten Cluster aufweisen. Der Vergleich der Referenzfarbinformation mit der Farbinformation des Bereichs, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, zur Beurteilung, ob das Messungsziel in dem Bereich, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht, kann das Überprüfen, ob der zweite Cluster dem ersten Cluster angehört oder nicht, aufweisen, und, falls der zweite Cluster dem ersten Cluster angehört, die Beurteilung, dass ein dem zweiten Cluster entsprechender Bereich dem Messungszielbereich angehört, aufweisen.The method may further comprise dividing the reference color information of the first area and the color information of the area excluding the first area into first and second clusters. The comparison of the reference color information with the color information of the area from which the first area is excluded for judging whether or not the measurement target is formed in the area from which the first area is excluded may check whether the second cluster is the one or not, and, if the second cluster belongs to the first cluster, the judgment that an area corresponding to the second cluster belongs to the measurement target area.

Der erste und zweite Cluster können ein Merkmal aufweisen, das mittels eines Farbkoordinatensystems aus der erhaltenen Farbinformation extrahiert wird, wobei das Merkmal Farbton und/oder Farbsättigung und/oder Lichtintensität aufweist.The first and second clusters may include a feature extracted from the obtained color information by a color coordinate system, the feature having hue and / or color saturation and / or light intensity.

Das Verfahren kann weiterhin aufweisen: Erhalt einer zweiten Farbinformation eines zweiten Bereichs, in dem ein vorbestimmtes Vergleichsobjekt derart angeordnet ist, dass es auf der Leiterplatte hervorragt, anhand der gemessenen Farbinformation der Leiterplatte, Erhalt einer dritten Farbinformation eines dritten Bereichs, in dem das Messungsziel nicht ausgebildet ist, anhand der gemessenen Farbinformation der Leiterplatte, und die Unterteilung der ersten, zweiten und dritten Farbinformation des ersten, zweiten und dritten Bereichs jeweils in einen ersten, zweiten und dritten Cluster. Der Vergleich der Referenzfarbinformation mit der Farbinformation des Bereichs, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, zur Beurteilung, ob das Messungsziel in dem Bereich, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht, kann das Überprüfen, ob eine Farbinformation eines vorbestimmten Abschnitts auf der Leiterplatte, von dem der erste, zweite und dritte Bereich ausgenommen sind, dem ersten Cluster angehört, und, falls die Farbinformation dem ersten Cluster angehört, die Beurteilung, dass das Messungsziel auf dem vorbestimmten Abschnitt ausgebildet ist, aufweisen.The method may further include obtaining a second color information of a second area in which a predetermined comparison object is arranged to protrude on the circuit board based on the measured color information of the circuit board, obtaining a third color information of a third area in which the measurement target is not is formed, based on the measured color information of the printed circuit board, and the division of the first, second and third color information of the first, second and third area respectively into a first, second and third cluster. The comparison of the reference color information with the color information of the area from which the first area is excluded to judge whether or not the measurement destination is formed in the area except the first area may be to check whether color information of a predetermined area A portion on the circuit board from which the first, second and third areas are excluded, belongs to the first cluster, and if the color information belongs to the first cluster, the judgment that the measurement target is formed on the predetermined portion.

Das Verfahren kann weiterhin den Erhalt einer Sichtbarkeitsinformation auf der Basis von N Gittermusterlichtern entsprechend einer Bewegung einer Gittereinheit sowie den Vergleich einer Sichtbarkeitsinformation des ersten Bereichs und einer Sichtbarkeitsinformation eines Bereichs, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, zur Beurteilung, ob das Messungsziel in dem Bereich, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht, aufweisen.The method may further include obtaining visibility information based on N grid pattern lights in accordance with movement of a grid unit and comparing visibility information of the first area and visibility information of a area from which the first area is excluded to judge whether the measurement destination is in the area of which the first region is recessed, formed or not.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung eines Messungsziels auf einer Leiterplatte offenbart. Das Verfahren weist den Erhalt einer dreidimensionalen Höheninformation und einer Sichtbarkeitsinformation der Leiterplatte mittels eines ersten Bildes, das fotografiert wird, während Gittermusterlicht mittels einer ersten Beleuchtungseinheit auf die Leiterplatte eingestrahlt wird, die Bestimmung eines ersten Bereichs, der auf der Leiterplatte in einer Höhe, die größer als eine oder gleich einer Referenzhöhe ist, hervorragt, als Messungsziel mittels der erhaltenen Höheninformation, und den Vergleich einer ersten Sichtbarkeitsinformation des ersten Bereichs mit einer zweiten Sichtbarkeitsinformation eines Bereichs, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, zur Beurteilung, ob das Messungsziel in dem Bereich, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht, auf.In a further embodiment of the present invention, a method for measuring a measurement target on a printed circuit board is disclosed. The method comprises obtaining three-dimensional height information and visibility information of the printed circuit board by means of a first image photographed while irradiating grating pattern light on the printed circuit board by means of a first illumination unit, determining a first area on the printed circuit board at a height which is greater as a measurement point by means of the obtained altitude information, and comparing first visibility information of the first area with second visibility information of a area from which the first area is excluded, for judging whether the measurement target is in the area of which the first area is excluded, is formed or not.

In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs offenbart. Das Verfahren weist die Einstrahlung einer Vielzahl von Farbbeleuchtungen auf eine Leiterplatte zum Erhalt einer Vielzahl von Farbbildern, die Erstellung einer Sättigungskarte mittels der erhaltenen Farbbilder und die Extraktion eines Lötbereichs mittels der Sättigungskarte auf.In still another embodiment of the present invention, a method of measuring a soldering area is disclosed. The method comprises irradiating a plurality of color illuminations onto a circuit board to obtain a plurality of color images, forming a saturation map by means of the obtained color images, and extracting a soldering area by the saturation map.

Die Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte zum Erhalt der Farbbilder kann die Einstrahlung einer roten Beleuchtung, einer grünen Beleuchtung und einer blauen Beleuchtung zum Erhalt jeweils eines roten Bildes, eines grünen Bildes und eines blauen Bildes aufweisen.The irradiation of the color illuminations onto the printed circuit board to obtain the color images may include the irradiation of a red illumination, a green illumination and a blue illumination to obtain a red image, a green image and a blue image, respectively.

Die Erstellung der Sättigungskarte mittels der erhaltenen Farbbilder kann den Erhalt einer Farbtoninformation und/oder einer Sättigungsinformation und/oder einer Lichtintensitätsinformation für jede Farbe durch eine Farbkoordinatenumwandlung der Farbbilder und die Erstellung der Sättigungskarte mittels der Sättigungsinformation für jede Farbe aufweisen.The creation of the saturation map by the obtained color images may include obtaining color tone information and / or saturation information and / or light intensity information for each color by color coordinate conversion of the color images and saturation map by saturation information for each color.

Die Extraktion des Lötbereichs mittels der Sättigungskarte kann den Ausschluss eines Verdrahtungsmusterbereichs und/oder eines dunklen Lötstopplackbereichs aus der Sättigungskarte mittels der Lichtintensitätsinformation für jede Farbe und die Festlegung des Lötbereichs aufweisen. Extraction of the soldering area by the saturation card may include excluding a wiring pattern area and / or a dark solder resist area from the saturation map using the light intensity information for each color and setting the soldering area.

Die Extraktion des Lötbereichs mittels der Sättigungskarte kann die Herstellung eines Sättigungsmittelwerts für jede Farbe im Lötbereich, die Erstellung einer Varianzkarte mittels der Sättigungsinformation für jede Farbe und des Sättigungsmittelwerts für jede Farbe, und den Vergleich eines Varianzwertes auf der Varianzkarte zur Erstellung einer Lötkarte, auf der der Lötbereich dargestellt ist, in dem ein Lot ausgebildet ist, aufweisen. Jeder der Varianzwerte für Pixel lässt sich anhand der Gleichung „Varianzwert für jeden Pixel = abs(R-RA)+abs(G-GA)+abs(B-BA)“ erhalten. ,R', ,G' und ,B' sind Sättigungsinformationen für jeden Pixel, während ,RA', ,GA' und ,BA' Sättigungsmittelwerte für jede Farbe sind.The extraction of the soldering area by the saturation map may include the production of a saturation value for each color in the soldering area, the creation of a variance map by means of the saturation information for each color and the saturation average for each color, and the comparison of a variance value on the variance map to create a solder card on which the soldering area is shown, in which a solder is formed. Each of the variance values for pixels can be obtained from the equation "Variance value for each pixel = abs (R-RA) + abs (G-GA) + abs (B-BA)". , R ',' G 'and' B 'are saturation information for each pixel, while' RA ',' GA 'and' BA 'are saturation average values for each color.

Vor der Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte zum Erhalt der Farbbilder kann das Verfahren weiterhin die Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf ein Ziel zum Erhalt einer Vielzahl von Beleuchtungsbildern für Farben, den Erhalt einer Lichtintensität für jeden Pixel bezüglich jedes der Beleuchtungsbilder für Farben, und das Festlegen eines Kompensationsverhältnisses für jede Farbe entsprechend einem Verhältnis zwischen der Lichtintensität für jeden Pixel und einer willkürlichen Referenzlichtintensität für jeden Pixel aufweisen. Vor der Erstellung der Sättigungskarte mittels der erhaltenen Farbbilder kann das Verfahren die Kompensation der Farbbilder mittels des Kompensationsverhältnisses für jede Farbe aufweisen. Die Referenzlichtintensität kann einer mittleren Lichtintensität jedes der Farbbilder entsprechen.Prior to irradiating the color illuminations to the printed circuit board to obtain the color images, the method may further include irradiating the color illuminations on a target to obtain a plurality of illumination images for colors, obtaining a light intensity for each pixel with respect to each of the illumination images for colors, and setting a color Compensation ratio for each color corresponding to a ratio between the light intensity for each pixel and an arbitrary reference light intensity for each pixel. Before creating the saturation map by means of the obtained color images, the method may include compensating the color images by means of the compensation ratio for each color. The reference light intensity may correspond to an average light intensity of each of the color images.

Vor der Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte zum Erhalt der Farbbilder kann das Verfahren die Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf ein auf der Leiterplatte ausgebildetes Lot zum Erhalt einer Vielzahl von Lötbildern für jede Farbe, den Erhalt einer Lichtintensität für jede Farbe des Lots aufgrund jedes der Lötbilder für jede Farbe, und das Festlegen eines Kompensationsverhältnisses für jede Farbe des Lots entsprechend einem Verhältnis zwischen der Lichtintensität für jede Farbe des Lots und einer willkürlichen Referenzlichtintensität aufweisen. Vor der Erstellung der Sättigungskarte mittels der erhaltenen Farbbilder kann das Verfahren die Kompensation der Farbbilder mittels des Kompensationsverhältnisses für jede Farbe des Lots aufweisen. Die Referenzlichtintensität kann einer mittleren Lichtintensität einer Vielzahl von Lötliehtintensitäten für jede Farbe entsprechen.Prior to irradiating the color illuminations to the circuit board to obtain the color images, the method may include irradiating the color illuminations on a solder formed on the circuit board to obtain a plurality of solder images for each color, obtaining a light intensity for each color of the solder based on each of the solder images each color, and setting a compensation ratio for each color of the solder according to a ratio between the light intensity for each color of the solder and an arbitrary reference light intensity. Prior to creating the saturation map using the obtained color images, the method may include compensating the color images by the compensation ratio for each color of the solder. The reference light intensity may correspond to an average light intensity of a plurality of soldering intensities for each color.

Vor der Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte zum Erhalt der Farbbilder kann das Verfahren das Festlegen eines Kompensationsverhältnisses für jede Farbe der Farbbeleuchtungen zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen und das Festlegen eines Kompensationsverhältnisses für jede Farbe eines Lots zur Korrektur der Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen aufweisen. Vor der Erstellung der Sättigungskarte mittels der erhaltenen Farbbilder kann das Verfahren die Multiplikation jedes Farbbildes mit dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe der Farbbeleuchtungen und dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots aufweisen.Prior to irradiating the color illuminations to the printed circuit board to obtain the color images, the method may include setting a compensation ratio for each color of the color illuminations to correct the color uniformity for the color illuminations and setting a compensation ratio for each color of a solder uniformity correction solder for the color illuminations. Prior to preparing the saturation map using the obtained color images, the method may include multiplying each color image by the compensation ratio for each color of the color illuminants and the compensation ratio for each color of the solder.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird ein Bereich, der einer Höhe entspricht, die größer als eine oder gleich einer vorbestimmte/n Referenzhöhe H1 ist, als Lötbereich bestimmt, wobei eine Farbinformation des Lötbereichs als Referenzfarbinformation zum Vergleich der Farbinformation des Lötbereichs mit einem anderen Bereich festgelegt wird. Ein Bereich, der einer Höhe unterhalb der Referenzhöhe H1 entspricht, die entfallen kann, ist somit Bestandteil des Lötbereichs, wodurch sich der Lötbereich genau messen lässt.As described above, an area corresponding to a height greater than or equal to a predetermined reference height H1 is determined as a soldering area, and a color information of the soldering area is set as reference color information for comparing the color information of the soldering area with another area , An area corresponding to a height below the reference height H1, which may be omitted, is thus part of the soldering area, whereby the soldering area can be measured accurately.

Obwohl das Lot dünn auf der Grundplatte verteilt wird, was bei der Ausbildung eines Lots häufig vorkommt, kann zudem der Lötbereich genau gemessen werden.In addition, although the solder is spread thinly on the base plate, which is common in the formation of a solder, the soldering area can be accurately measured.

Wenn die Farbinformation des ersten Bereichs AR1, eines Lötbereichs, der einer Höhe entspricht, die größer als eine oder gleich einer vorbestimmte/n Referenzhöhe H1 ist, und die Farbinformation des zweiten und dritten Bereichs AR2 und AR3 erhalten und in Cluster verpackt werden, kann zudem ein Abschnitt, dessen Integration in den Lötbereich unklar ist, eindeutiger beurteilt werden.In addition, when the color information of the first area AR1, a soldering area corresponding to a height greater than or equal to a predetermined reference height H1, and the color information of the second and third areas AR2 and AR3 are obtained and packaged in clusters a section whose integration into the soldering area is unclear can be assessed more clearly.

Weiterhin lässt sich ein Lötbereich mittels einer Sichtbarkeitsinformation genauer bestimmen.Furthermore, a soldering area can be more accurately determined by means of visibility information.

Weiterhin lässt sich ein Lötbereich durch die Einstrahlung von Gittermustern in verschiedene Richtungen genauer bestimmen.Furthermore, a soldering area can be more accurately determined by the irradiation of lattice patterns in different directions.

Weiterhin wird eine Form präzise dreidimensional gemessen und ein Bereich präzise zweidimensional beurteilt und lässt sich ein Bereich in Echtzeit dreidimensional und zweidimensional bestimmen, so dass sich von der Ausstattung, wie von Beleuchtungen, oder von einem Zustand einer Leiterplatte abhängige Auswirkungen verringern und Robustheit in Bezug auf Rauschen erzielen lassen.Furthermore, a shape is precisely measured three-dimensionally and an area is precisely assessed two-dimensionally and an area can be determined in three-dimensional and two-dimensional real time, so that reduce effects depending on the equipment, such as lighting, or a condition of a printed circuit board, and make it robust against noise.

Weiterhin werden die Sättigungskarte und die Varianzkarte mittels der Farbbilder, die man durch die Farbbeleuchtungen erhält, erstellt und wird der Lötbereich mittels der Sättigungskarte und der Varianzkarte festgelegt, wodurch sich die Genauigkeit der Messung des Lötbereichs erhöht. Zudem wird vor der Messung des Lötbereichs zumindest ein Verfahren zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen und zur Korrektur der Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen durchgeführt, wodurch sich die Genauigkeit der Messung des Lötbereichs erhöht.Further, the saturation map and the variance map are created by the color images obtained by the color illuminations, and the soldering area is set by the saturation map and the variance map, thereby increasing the accuracy of the measurement of the soldering area. In addition, before the measurement of the soldering area, at least one method of correcting the color uniformity for the color illuminations and correcting the solder uniformity for the color illuminations is performed, thereby increasing the accuracy of the measurement of the soldering area.

Die vorangehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende ausführliche Beschreibung dienen als Beispiel und Erläuterung und haben den Zweck, die beanspruchte Erfindung näher zu erläutern.The foregoing general description and the following detailed description, by way of example and explanation, serve to further explain the claimed invention.

Figurenlistelist of figures

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 Messung eines Lötbereichs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
  • 3 ist eine Querschnittdarstellung, in der ein Abschnitt einer Leiterplatte dargestellt ist, auf dem ein Lot ausgebildet ist.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erhalt einer zweidimensionalen Farbinformation, das in dem Verfahren zur Messung des Lötbereichs in 2 enthalten ist, gezeigt ist.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
  • 6 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 weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
  • 8 zeigt ein rotes Bild, ein grünes Bild und ein blaues Bild entsprechend jeweils einer roten Beleuchtung, einer grünen Beleuchtung und einer blauen Beleuchtung.
  • 9 ist ein Bild, das ein Beispiel einer Sättigungskarte zeigt.
  • 10 ist ein Bild, das ein Beispiel einer Varianzkarte zeigt.
  • 11 ist ein Bild, das ein Beispiel einer Lötkarte zeigt.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
  • 13 ist ein Bild, das eine rote Beleuchtung zeigt, die man durch die Verwendung eines grauen Ziels als Zielobjekt erhält.
The appended drawings, which are included for ease of understanding the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
  • 1 FIG. 13 is a schematic diagram showing a three-dimensional shape measuring apparatus used for a three-dimensional shape measuring method according to an embodiment of the present invention. FIG.
  • 2 FIG. 10 is a flowchart showing a method of measuring a soldering area according to an embodiment of the present invention. FIG.
  • 3 is a cross-sectional view in which a portion of a printed circuit board is shown, on which a solder is formed.
  • 4 FIG. 11 is a flow chart showing an embodiment of a method of obtaining two-dimensional color information used in the method of measuring the soldering area in FIG 2 is shown.
  • 5 FIG. 10 is a flowchart showing a method of measuring a soldering portion according to another embodiment of the present invention. FIG.
  • 6 FIG. 13 is a schematic diagram showing a three-dimensional shape measuring apparatus used for a three-dimensional shape measuring method according to another embodiment of the present invention. FIG.
  • 7 FIG. 10 is a flowchart showing a method of measuring a soldering area according to still another embodiment of the present invention. FIG.
  • 8th shows a red picture, a green picture and a blue picture, each corresponding to a red illumination, a green illumination and a blue illumination.
  • 9 is an image showing an example of a saturation map.
  • 10 is an image showing an example of a variance map.
  • 11 is an image showing an example of a solder card.
  • 12 FIG. 10 is a flowchart showing a color uniformity correction method according to an embodiment of the present invention. FIG.
  • 13 is an image that shows a red illumination that is obtained by using a gray target as the target.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE ILLUSTRATED EMBODIMENTS

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.The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which embodiments of the present invention are shown. However, the present invention may be embodied in several ways and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are intended to aid the thoroughness and completeness of this disclosure and to those skilled in the art appreciate the scope of the present invention. The size and relative size of layers and regions may be exaggerated in the figures for the sake of clarity.

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. If an element or layer is referred to as being "on another element or layer or as being" connected to "or" coupled to "another element or layer, it may be directly on the other element or layer be, or be connected or coupled to it, or there may be intervening elements or layers. Conversely, if an element is considered to be "immediately upon" another element or layer, or "directly connected to" or "directly coupled to" another element or layer, there are no intervening elements or layers. Like reference numerals refer to like elements throughout. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

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.Although the terms "first," "second," "third," etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers, and / or sections, they are intended to be used herein to describe Elements, components, regions, layers, and / or sections should not be limited to these terms. These terms are only for the purpose of distinguishing one element, component, region, layer or section from another region, layer or other section. A first element, a first component, a first region, a first layer or a first section, which is referred to below, could therefore also be referred to as a second element, second component, second region, second layer or second section, without to depart from the teachings of the present invention.

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 wären 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.Spatial terms such as "below," "below," "lower," "above," "upper," and the like may be used herein to more readily describe a ratio of one element or feature to another element / other elements or another feature / feature as shown in the figures. Terms related to space are intended to include, in addition to the orientation shown in the figures, different orientations of the device in use or in operation. For example, if the device is upside down in the figures, elements described as being "below" or "below" other elements or features would be aligned "above" the other elements or features. The example term "below" can therefore encompass both an "over" and "under" orientation. The device may be otherwise oriented (rotated 90 ° or otherwise rotated) and the spatial description used herein may be construed accordingly.

Der hier verwendete Fachwortschatz dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Die nachfolgend verwendeten Singularfonnen „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.The technical vocabulary used here is only for the description of certain embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular forms "a / e" and "the" used below are also intended to include the plural, unless clearly dictated by the context. If the terms "comprising" or "having" are used in this patent specification, they are used to denote the presence of the specified features, integers, steps, operations, elements and / or components, although it is not excluded that there is still one or several other features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof.

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.Embodiments of the invention will now be described with reference to cross-sectional views which are schematic illustrations of idealized embodiments (and intervening structures) of the present invention. It is therefore to be expected, for example, by the manufacturing technology and / or tolerances, deviations from the shapes of the representations. Embodiments of the present invention should therefore not be construed as limiting to particular forms or regions illustrated herein, but may, for example, be subject to variations in shape as a result of manufacturing. For example, an implanted region depicted as a rectangle typically has rounded or curved features and / or an increase in the concentration of the implant at its edges rather than a binary change from an implanted to an unimplanted region. Likewise, in an implanted implanted region, implantation may occur in the region between the embedded region and the surface through which implantation occurs. The regions shown in the figures are therefore schematic and their shapes are not intended to represent the actual shape of a region or device and are not intended to limit the scope of the present invention.

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.All terms (including technical and scientific terms) used herein, unless otherwise defined, mean the meaning of a person skilled in the art to which this invention belongs. The meaning of terms defined in common dictionaries should be construed as meaningful in the context of the relevant art and not idealized or overly formalized unless expressly so defined herein.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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. 1 FIG. 13 is a schematic diagram showing a three-dimensional shape measuring apparatus used for a three-dimensional shape measuring method according to an embodiment of the present invention. FIG.

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 Beleuchtungsabschnitt 300 und 400 aufweist, eine zweite Beleuchtungseinheit 450, einen Bilderhaltabschnitt 500, einen Modulsteuerabschnitt 600 und einen zentralen Steuerabschnitt 700 aufweisen.According to 1 For example, a three-dimensional shape measuring apparatus used for measuring a three-dimensional shape according to an embodiment of the present invention may include a measuring stage portion 100 an image photographing section 200 a first illumination unit comprising a first and second illumination section 300 and 400 has a second illumination unit 450 , an image holding section 500 , a module control section 600 and a central control section 700 exhibit.

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 Beleuchtungsabschnitts 300 und 400 durch die Stufe 110 verändert werden.The measuring stage section 100 can be a level 110 that is a measurement target 10 carries, and a stage transfer unit 120 that the stage 110 transmits, exhibit. In one embodiment, a measurement location may be in the measurement target 10 according to a movement of the measurement target 10 with respect to the image photographing section 200 and the first and second illumination sections 300 and 400 through the stage 110 to be changed.

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 Beleuchtungsabschnitt 300 und 400 austritt und vom Messungsziel 10 reflektiert wird, und fotografiert ein Planbild des Messungsziels 10.The picture photographing section 200 is above the level 110 arranged so that he from the measurement target 10 receives reflected light and an image of the measurement target 10 measures. The picture photographing section 200 thus receives the light coming from the first and second illumination section 300 and 400 exit and from the measurement target 10 is reflected, and photographs a plan image of the measurement target 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.The picture photographing section 200 can a camera 210 , an imaging lens 220 , a filter 230 and a lamp 240 exhibit. The camera 210 gets that from the measurement target 10 reflected light and photographed the plan image of the measurement target 10 , The camera 210 For example, it may include a CCD camera or a CMOS camera. The imaging lens 220 is under the camera 210 arranged so that they are the target of the measurement 10 reflected light on the camera 210 maps. The filter 230 is under the imaging lens 220 arranged so he gets that from the measurement target 10 reflected light filters and the imaging lens 220 supplied with the filtered light. The filter 230 For example, it may have a frequency filter, a color filter, or a light intensity control filter. The lamp 240 can be circular under the filter 230 be arranged so that they are the measurement target 10 supplied with light, giving a specific image, such as a two-dimensional shape of the measurement target 10 , photographed.

Der erste Beleuchtungsabschnitt 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 Beleuchtungsabschnitt 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, das ein Gittermuster aufweist, umwandelt. 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.The first lighting section 300 may, for example, on a right side of the image photographing section 200 be arranged so that he respect the stage 110 that the measurement target 10 wears, is oblique. The first lighting section 300 may be a first light source unit 310 , a first grid unit 320 , a first grating transfer unit 330 and a first condenser lens 340 exhibit. The first light source unit 310 may comprise a light source and at least one lens for generating light, wherein the first grid unit 320 under the first light source unit 310 is arranged so that it from the first light source unit 310 generated light in a first grid pattern light having a grid pattern converts. The first grating transfer unit 330 is with the first grid unit 320 connected, making them the first lattice unit 320 transmits, and may for example comprise a piezoelectric transmission unit or a precise linear transmission unit. The first condenser lens 340 is under the first grid unit 320 arranged so that they are the first grid pattern light coming out of the first grid unit 320 exit, on the measurement target 10 collects.

Der zweite Beleuchtungsabschnitt 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 Beleuchtungsabschnitt 400 kann eine zweite Lichtquelleneinheit 410, eine zweite Gittereinheit 420, eine zweite Gitterübertragungseinheit 430 und eine zweite Kondensorlinse 440 aufweisen. Der zweite Beleuchtungsabschnitt 400 entspricht im Wesentlichen dem oben beschriebenen ersten Beleuchtungsabschnitt 300, wodurch nähere Erläuterungen unterbleiben können.The second lighting section 400 For example, on a left side of the image photographing section 200 be arranged so that he respect the stage 110 that the measurement target 10 wears, bevels. The second lighting section 400 may be a second light source unit 410 , a second lattice unit 420 , a second grating transfer unit 430 and a second condenser lens 440 exhibit. The second lighting section 400 substantially corresponds to the first illumination section described above 300 , whereby more detailed explanations can be omitted.

Wenn die erste Gitterübertragungseinheit 330 die erste Gittereinheit 320 nacheinander N-mal bewegt und im ersten Beleuchtungsabschnitt 300 N erste Gittermusterlichter auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden, kann der Bildfotografierabschnitt 200 nacheinander die N ersten Gittermusterlichter, die vom ersten 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 Beleuchtungsabschnitt 400 N erste Gittermusterlichter auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden, kann zudem der Bildfotografierabschnitt 200 nacheinander die N zweiten Gittermusterlichter, die vom ersten Messungsziel 10 reflektiert werden, erhalten und N zweite Musterbilder fotografieren. ,N" ist eine natürliche Zahl und kann zum Beispiel 4 sein.When the first grating transfer unit 330 the first grid unit 320 successively moved N times and in the first illumination section 300 N first grid pattern lights on the measurement target 10 can be irradiated, the image photographing section 200 successively the N first grid pattern lights that are from the first measurement target 10 be reflected and photographed N first pattern images. When the second grating transfer unit 430 the second grid unit 420 successively moved N times and in the second illumination section 400 N first grid pattern lights on the measurement target 10 In addition, the Bildfotografierabschnitt 200 successively the N second grating pattern lights coming from the first measurement target 10 be reflected and photograph N second sample images. "N" is a natural number and can be 4, for example.

In einem Ausführungsbeispiel werden der erste und zweite Belcuchtungsabschnitt 300 und 400 als eine Beleuchtungsvorrichtung beschrieben, die erste und zweite Gittermusterlichter erzeugt. Alternativ kann es mehr als drei oder drei Beleuchtungsabschnitte 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 Beleuchtungsabschnitte 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 Beleuchtungsabschnitte 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 Beleuchtungsabschnitte aufweisen, und Gittermusterlichter können in acht Richtungen auf das Messungsziel 10 eingestrahlt werden, so dass ein Bild fotografiert wird.In one embodiment, the first and second illumination sections become 300 and 400 as a lighting device that generates first and second grating pattern lights. Alternatively, there may be more than three or three lighting sections. In other words, the grating pattern light may be directed to the measurement target in different directions 10 are irradiated and it can be photographed various pattern images. For example, when three illumination sections are arranged in an equilateral triangular shape, the image photographing section 200 is the center of the equilateral triangular shape, so can three grid pattern lights in different directions on the measurement target 10 be irradiated. For example, if four lighting sections are arranged in a square shape, the image photographing section 200 the center of the square shape forms, four grid pattern lights in different directions can point to the measurement target 10 be irradiated. The first illumination unit may also have eight illumination sections, and grid pattern lights may be in eight directions to the measurement target 10 be beamed so that a picture is photographed.

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 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.The second lighting unit 450 emits light to obtain a two-dimensional image of the measurement target 10 to the measurement target 10 one. In one embodiment, the second lighting unit 450 a red lighting 452 , a green lighting 454 and a blue lighting 456 exhibit. The red lighting 452 , the green lighting 454 and the blue lighting 456 can be circular over the measurement target 10 be arranged so that each red light, green light and blue light is irradiated, taking, as in 1 shown, can be arranged at different heights.

Der Bilderhaltabschnitt 500 ist mit der Kamera 210 des Bildfotograficrabschnitts 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.The picture holding section 500 is with the camera 210 of the picture photograph section 200 electrically connected so that the pattern images corresponding to the first illumination unit of the camera 210 and the resulting pattern images are saved. Furthermore, the picture holding section obtains 500 the two-dimensional images corresponding to the second illumination unit of the camera 210 and stores the obtained two-dimensional images. The picture holding section 500 For example, it may have an image system similar to that in the camera 210 photographed N first pattern images and N second pattern images and stores the images.

Der Modulsteuerabschnitt 600 ist zur Steuerung des Messstufenabschnitts 100, des Bildfotografierabschnitts 200, des ersten Beleuchtungsabschnitts 300 und des zweiten Beleuchtungsabschnitts 400 mit dem Messstufenabschnitt 100, dem Bildfotografierabschnitt 200, dem ersten Beleuchtungsabschnitt 300 und dem zweiten Beleuchtungsabschnitt 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.The module control section 600 is for controlling the measuring stage section 100 , the image photographing section 200 , the first lighting section 300 and the second illumination section 400 with the measuring stage section 100 , the image photographing section 200 , the first lighting section 300 and the second illumination section 400 electrically connected. The module control section 600 For example, it may include a lighting control device, a grid control device, and a step control device. The lighting control device controls the first and second light source units 310 and 410 such that they generate light, and the grid control device controls the first and second grid transfer units 330 and 430 such that they are the first and second lattice unit 320 and 420 move. The stage control device controls the stage transfer unit 120 such that they are the stage 110 moved up and down and left and right.

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.The central control section 700 is for controlling the image holding section 500 and the module control section 600 with the picture holding section 500 and the module control section 600 electrically connected. In particular, the central control section receives 700 the N first pattern images and the N second pattern images from the image holding system of the image holding section 500 to process the images so that a three-dimensional shape of the measurement target can be measured. Furthermore, the central control section 700 a lighting control device, a grid control device, and a stage control device of the module control section 600 exhibit. The central control section may thus comprise an image processing panel, a control panel and an interface panel.

Nachfolgend soll ein Verfahren zur Messung des auf einer Leiterplatte ausgebildeten Messungsziels 10 mittels der oben beschriebenen Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form ausführlich beschrieben werden, und zwar, indem ein Lot als Beispiel für das Messungsziel 10 verwendet wird.The following is a method for measuring the measuring target formed on a printed circuit board 10 be described in detail by means of the above-described apparatus for measuring a three-dimensional shape, by using a solder as an example of the measurement target 10 is used.

2 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. 3 ist eine Querschnittdarstellung, in der ein Abschnitt einer Leiterplatte dargestellt ist, auf dem ein Lot ausgebildet ist. 2 FIG. 10 is a flowchart showing a method of measuring a soldering area according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view in which a portion of a printed circuit board is shown, on which a solder is formed.

Gemäß 1 bis 3 erhält man zur Messung eines Lötbereichs zunächst eine dreidimensionale Höheninformation der Leiterplatte 900 mittels eines ersten Bildes, das fotografiert wird, während Gittermusterlicht mittels einer ersten Beleuchtungseinheit auf die Leiterplatte 900 eingestrahlt wird (vgl. Schritt S110). Das Gittermusterlicht kann zum Beispiel in mindestens zwei Richtungen eingestrahlt werden. According to 1 to 3 For measuring a soldering area, first of all a three-dimensional height information of the printed circuit board is obtained 900 by means of a first image which is photographed, while grating pattern light is applied to the printed circuit board by means of a first illumination unit 900 is irradiated (see step S110). For example, the grating pattern light may be irradiated in at least two directions.

Die dreidimensionale Höheninformation lässt sich durch die Ausführung eines Bucket-Algorithmus bezüglich des ersten Bildes erhalten, das man durch die Einstrahlung von Gittermusterlichtern entsprechend der N-mal nacheinander erfolgenden Bewegung der ersten und zweiten Gittereinheit 320 und 420 erhält.The three-dimensional height information can be obtained by executing a bucket algorithm with respect to the first image obtained by irradiating grating pattern lights corresponding to the N successive movement of the first and second grating units 320 and 420 receives.

Dann wird ein erster Bereich AR1, der in einer Höhe, die größer als eine oder gleich einer Referenzhöhe H1 ist, auf einer Grundplatte 910 der Leiterplatte 900 hervorragt, mittels der erhaltenen Höheninformation als Lötbereich bestimmt (vgl. Schritt S120).Then, a first area AR1, which is at a height greater than or equal to a reference height H1, on a base plate 910 the circuit board 900 protrudes, determined by means of the obtained height information as a soldering area (see step S120).

Kann ein Bereich, der einer Höhe entspricht, die größer als eine vorbestimmte oder gleich einer vorbestimmte/n Mindesthöhensehwelle ist, allgemein als Lötbereich angesehen werden, so lässt sich die Referenzhöhe H1 als die vorbestimmte Mindesthöhenschwelle festlegen.If an area corresponding to a height greater than a predetermined or equal to a predetermined minimum elevation wave may generally be regarded as a soldering area, then the reference altitude H1 may be set as the predetermined minimum altitude threshold.

Danach erhält man eine Farbinformation der Leiterplatte 900 mittels eines zweiten Bildes, das fotografiert wird, während ein Licht, das von einer zweiten Beleuchtungseinheit 450 erzeugt wird, auf die Leiterplatte 900 eingestrahlt wird (vgl. Schritt S130).Thereafter, a color information of the printed circuit board is obtained 900 by means of a second image that is photographed while a light is coming from a second illumination unit 450 is generated on the circuit board 900 is irradiated (see step S130).

Die zweite Beleuchtungseinheit 450 erzeugt Licht zum Erhalt eines zweidimensionalen Bildes des Messungsziels 10. In einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Beleuchtungseinheit 450 eine rote Beleuchtung 452, eine grüne Beleuchtung 454 und eine blaue Beleuchtung 456 aufweisen, die jeweils rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht erzeugen. Das zweite Bild lässt sich erhalten, indem nicht nur eine Farbkamera, sondern auch eine Schwarz-Weiß-Kamera verwendet wird. Die in 1 gezeigte Kamera 210 kann somit eine Schwarz-Weiß-Kamera aufweisen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die zweite Beleuchtungseinheit 250 eine Beleuchtungseinheit mit monochromatischem Licht aufweisen. Das zweite Bild lässt sich mittels einer Farbkamera erhalten, wobei die in 1 gezeigte Kamera 210 eine Farbkamera aufweisen kann.The second lighting unit 450 generates light to obtain a two-dimensional image of the measurement target 10 , In one embodiment, the second lighting unit 450 a red lighting 452 , a green lighting 454 and a blue lighting 456 each generating red light, green light and blue light. The second image can be obtained by using not only a color camera but also a black and white camera. In the 1 shown camera 210 can thus have a black and white camera. In a further embodiment, the second lighting unit 250 have a lighting unit with monochromatic light. The second image can be obtained by means of a color camera, whereby the in 1 shown camera 210 a color camera may have.

Die Farbinformation kann zum Beispiel eine RGB-Information (rot, grün und blau) oder eine CMY-Intormation (C=cyan, M=magenta, Y=gelb) aufweisen. Die erste Farbinformation kann zudem eine Farbinformation aufweisen, die einer anderen Farbkombination entspricht. Die erste Farbinformation lässt sich durch eine Pixeleinheit des ersten Bereichs AR1 erhalten.The color information may, for example, comprise RGB information (red, green and blue) or CMY information (C = cyan, M = magenta, Y = yellow). The first color information may also have color information corresponding to another color combination. The first color information can be obtained by a pixel unit of the first area AR1.

Dabei lässt sich die Farbinformation der Leiterplatte 900 wie folgt erhalten:

  • 4 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erhalt einer zweidimensionalen Farbinformation, das in dem Verfahren zur Messung des Lötbereichs in 2 enthalten ist, gezeigt ist.
In this case, the color information of the circuit board can be 900 obtained as follows:
  • 4 FIG. 11 is a flow chart showing an embodiment of a method of obtaining two-dimensional color information used in the method of measuring the soldering area in FIG 2 is shown.

Gemäß 4 wird zum Erhalt der Farbinformation der Leiterplatte 900 zunächst das von der zweiten Beleuchtungseinheit 450 erzeugte Licht auf die Leiterplatte 900 eingestrahlt, so dass das zweite Bild fotografiert wird (vgl. Schritt S132).According to 4 is used to obtain the color information of the PCB 900 first that of the second lighting unit 450 generated light on the circuit board 900 is irradiated so that the second image is photographed (refer to step S132).

Dann wird die die RGB-Information oder die CMY-Information aus dem fotografierten zweiten Bild extrahiert (vgl. Schritt S133). In einem Ausführungsbeispiel kann nach Erhalt des fotografierten zweiten Bildes durch den in 1 gezeigten Bilderhaltabschnitt 500 die RGB-Information oder die CMY-Information mittels der in 1 gezeigten Bildverarbeitungsplatte extrahiert werden.Then, the RGB information or the CMY information is extracted from the photographed second image (refer to step S133). In one embodiment, upon receipt of the photographed second image by the in 1 shown picture holding section 500 the RGB information or the CMY information by means of the in 1 extracted image processing disk are extracted.

Danach wird die extrahierte RGB-Information oder CMY-Information gefiltert, so dass man die gefilterte RGB-Information oder CMY-Information erhält (vgl. Schritt S134). In einem Ausführungsbeispiel werden in der Bildverarbeitungsplatte von einem Mittelwert abweichende Daten anhand eines gewählten Kriteriums von der extrahierten RGB-Information oder CMY-Information ausgeschlossen, und die verbleibenden Daten mit Ausnahme der abweichenden Daten werden schließlich als RGB-Information oder als CMY-Information bestimmt.Thereafter, the extracted RGB information or CMY information is filtered to obtain the filtered RGB information or CMY information (see step S134). In one embodiment, data other than a mean value in the image processing disk is excluded from the extracted RGB information or CMY information based on a selected criterion, and the remaining data other than the dissimilar data is finally determined as RGB information or as CMY information.

Gemäß 1 bis 3 wird dann eine erste Farbinformation des ersten Bereichs AR1, der anhand der erhaltenen Farbinformation der Leiterplatte 900 als Lötbereich bestimmt wurde, als Referenzfarbinformation festgelegt (vgl. Schritt S140).According to 1 to 3 is then a first color information of the first area AR1, based on the obtained color information of the circuit board 900 is determined as the soldering area, set as the reference color information (refer to step S140).

Danach werden die Referenzfarbinformation und eine Farbinformation eines Bereichs, von dem der erste Bereich AR1 ausgenommen ist, verglichen, um zu beurteilen, ob das Lot in dem Bereich, von dem der erste Bereich AR1 ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht (vgl. Schritt S150). Thereafter, the reference color information and a color information of a region from which the first region AR1 is excluded are compared to judge whether or not the solder is formed in the region from which the first region AR1 is excluded (refer to step S150 ).

Um einen Bereich zu erhalten, der eine Farbinformation aufweist, die im Wesentlichen der Referenzfarbinformation entspricht, kann dabei die Farbinformation anderer Bereiche verwendet werden.In order to obtain a region having color information substantially corresponding to the reference color information, the color information of other regions may be used.

5 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. 5 FIG. 10 is a flowchart showing a method of measuring a soldering portion according to another embodiment of the present invention. FIG.

Gemäß 3 und 5 erhält man nach dem Festlegen der ersten Farbinformation des ersten Bereichs AR1 als Referenzfarbinformation in Schritt S140 eine zweite Farbinformation eines zweiten Bereichs AR2, in dem ein vorbestimmtes hervorragendes Vergleichsobjekt 920 angeordnet ist, anhand der gemessenen Farbinformation der Leiterplatte 900 (vgl. Schritt S142). Das Vergleichsobjekt 920 kann einer Kontaktstelle der Leiterplatte entsprechen.According to 3 and 5 after setting the first color information of the first area AR1 as reference color information in step S140, second color information of a second area AR2 in which a predetermined excellent comparison object is obtained is obtained 920 is arranged, based on the measured color information of the circuit board 900 (see step S142). The comparison object 920 may correspond to a contact point of the circuit board.

Da sich die zweite Farbinformation des zweiten Bereichs AR2 anhand der Farbinformation erhalten lässt, kann die zweite Farbinformation im Wesentlichen in der gleichen Form vorliegen wie die erste Farbinformation. Die zweite Farbinformation kann eine RGB-Information oder eine CMY-Information aufweisen. Die zweite Farbinformation kann zudem eine Farbinformation entsprechend einer anderen Farbkombination aufweisen.Since the second color information of the second area AR2 can be obtained from the color information, the second color information can be in substantially the same form as the first color information. The second color information may include RGB information or CMY information. The second color information may also have color information corresponding to another color combination.

Danach erhält man eine dritte Farbinformation eines dritten Bereichs AR3, in dem kein Messungsziel ausgebildet ist, anhand der gemessenen Farbinformation der Leiterplatte 900 (vgl. Schritt S144). Der dritte Bereich AR3 entspricht einem Oberflächenbereich, der keine Höhe aufweist.Thereafter, third color information of a third area AR3 in which no measurement target is formed is obtained from the measured color information of the printed circuit board 900 (see step S144). The third area AR3 corresponds to a surface area having no height.

Da sich die dritte Farbinformation des dritten Bereichs AR3 anhand der Farbinformation erhalten lässt, kann die dritte Farbinformation im Wesentlichen die gleiche Form wie die erste Farbinformation und die zweite Farbinformation aufweisen. Zum Beispiel kann die dritte Farbinformation eine RGB-Information oder eine CMY-Information aufweisen. Die dritte Farbinformation kann zudem eine Farbinformation entsprechend einer anderen Farbkombination aufweisen.Since the third color information of the third area AR3 can be obtained from the color information, the third color information can have substantially the same shape as the first color information and the second color information. For example, the third color information may include RGB information or CMY information. The third color information may also have color information corresponding to another color combination.

Dann werden die erste, zweite und dritte Farbinformation des ersten, zweiten und dritten Bereichs AR1, AR2 und AR3 in einen ersten, zweiten und dritten Cluster unterteilt (vgl. Schritt S146).Then, the first, second and third color information of the first, second and third areas AR1, AR2 and AR3 are divided into first, second and third clusters (refer to step S146).

Die erste, zweite und dritte Farbinformation geben die Farbinformation jedes Bereichs an, wobei die Farbinformation für jeden Bereich eine charakteristische Tendenz aufweist. Die erste, zweite und dritte Farbinformation können somit einen spezifischen Cluster für jeden Bereich ausbilden.The first, second and third color information indicate the color information of each area, the color information having a characteristic tendency for each area. The first, second and third color information can thus form a specific cluster for each area.

Der Cluster kann ein Merkmal aufweisen, das mittels eines Farbkoordinatensystems aus der erhaltenen Farbinformation extrahiert wird. Der erste, zweite und dritte Cluster können zum Beispiel Farbton und/oder Farbsättigung und/oder Lichtintensität (HSI) aufweisen, die von der RGB-Information oder der CMY-Information umgewandelt werden. Das Verfahren zur Umwandlung der RGB-Information oder der CMY-Information in die HSI-Information kann mittels bekannter Verfahren erfolgen, so dass nähere Erläuterungen unterbleiben können.The cluster may have a feature extracted from the obtained color information by means of a color coordinate system. The first, second and third clusters may, for example, have hue and / or color saturation and / or light intensity (HSI), which are converted by the RGB information or the CMY information. The method for converting the RGB information or the CMY information into the HSI information can be carried out by known methods, so that further explanations can be omitted.

Ein Clusteralgorithmus kann auf den ersten, zweiten und dritten Bereich AR1, AR2 und AR3 mit zumindest einer Information jeder HSI-Information der Bereiche angewendet werden, so dass sich der erste, zweite und dritte Bereich AR1, AR2 und AR3 jeweils in den ersten, zweiten und dritten Cluster unterteilen lassen.A cluster algorithm may be applied to the first, second and third regions AR1, AR2 and AR3 with at least one piece of information of each HSI information of the regions, such that the first, second and third regions AR1, AR2 and AR3 are respectively in the first, second and subdivide third clusters.

Wie oben beschrieben, wird nach der Unterteilung des ersten, zweiten und dritten Bereichs AR1, AR2 und AR3 in die Cluster entsprechend der Farbinformation beim Vergleich der Referenzfarbinformation und der Farbinformation des Bereichs, von dem der erste Bereich AR1 ausgenommen ist, zum Beurteilen, ob das Lot im Bereich, von dem der erste Bereich AR1 ausgenommen ist (vgl. Schritt S150), überprüft, ob eine Farbinformation eines vorbestimmten Abschnitts der Leiterplatte 900, von dem der erste, zweite und dritte Bereich AR1, AR2 und AR3 ausgenommen sind, dem ersten Cluster angehört oder nicht, wobei, falls die Farbinformation dem ersten Cluster angehört, beurteilt werden kann, dass das Lot auf dem vorbestimmten Abschnitt ausgebildet ist.As described above, after dividing the first, second and third areas AR1, AR2 and AR3 into the clusters according to the color information in the comparison of the reference color information and the color information of the area from which the first area AR1 is excluded, it is judged whether the Lot in the area from which the first area AR1 is excluded (refer to step S150) checks for color information of a predetermined portion of the circuit board 900 from which the first, second and third areas AR1, AR2 and AR3 are excluded belongs to the first cluster or not, and if the color information belongs to the first cluster, it can be judged that the solder is formed on the predetermined portion.

Falls ein vorbestimmter Abschnitt auf der Grundplatte 910, der nicht dem ersten, zweiten und dritten Bereich AR1, AR2 und AR3 angehört, einem Bereich AR4 eines unterhalb der Referenzhöhe H1 (im Folgenden „vierter Bereich“ genannt) vorliegenden Lots entspricht, gehört der vierte Bereich AR4 einer Gruppe an, die der Gruppe des gemäß der ersten Farbinformation in den ersten Cluster unterteilten ersten Bereichs AR1 entspricht, da eine Farbinformation des vierten Bereichs AR4 der ersten Farbinformation des ersten Bereichs AR1 ähnlich ist. Das heißt, dass der vierte Bereich AR4 in den ersten Cluster unterteilt werden kann, der gleich dem ersten Bereich AR1 ist. If a predetermined section on the base plate 910 belonging to the first, second and third areas AR1, AR2 and AR3 corresponding to a range AR4 of a lot below the reference level H1 (hereinafter referred to as "fourth area"), the fourth area AR4 belongs to a group belonging to the group of the first area AR1 divided into the first cluster according to the first color information, since color information of the fourth area AR4 is similar to the first color information of the first area AR1. That is, the fourth area AR4 can be divided into the first cluster which is equal to the first area AR1.

Im Vergleich zu einem Verfahren zur Beurteilung eines Bereichs, der nur einer Höhe entspricht, die größer als eine oder gleich einer vorbestimmte/n Referenzhöhe ist, als Lötbereich kann dementsprechend ein Bereich, der einer Höhe entspricht, die kleiner als die vorbestimmte Referenzhöhe ist, als Lötbereich ebenfalls im Lötbereich enthalten sein, so dass sich der Lötbereich korrekter bestimmen lässt.Accordingly, as compared with a method for judging an area corresponding only to a height greater than or equal to a predetermined reference height as a soldering area, an area corresponding to a height smaller than the predetermined reference altitude may be Soldering area also be included in the soldering area, so that the soldering area can be determined correctly.

Obwohl in 5 ein Beispiel für eine Unterteilung von Bereichen in drei Cluster beschrieben ist, kann die Anzahl der Cluster zwei oder mehr als vier oder vier betragen.Although in 5 For an example of splitting ranges into three clusters, the number of clusters can be two or more than four or four.

Beträgt zum Beispiel die Anzahl der Cluster vier, lässt sich der Lötbereich wie folgt bestimmen:

  • Zuerst erhält man eine Farbinformation eines als Lötbereich vorbestimmten Bereichs, von dem der erste Bereichs AR1 ausgenommen ist, um die Referenzfarbinformation des ersten Bereichs AR1 und die Farbinformation des vorbestimmten Bereichs jeweils in einen ersten und zweiten Cluster zu unterteilen. Dann wird beim Vergleich der Referenzfarbinformation und der Farbinformation des Bereichs, von dem der erste Bereich AR1 ausgenommen ist, zur Beurteilung, ob das Lot in dem Bereich, von dem der erste Bereich AR1 ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht (vgl. Schritt S150), überprüft, ob der zweite Cluster dem ersten Cluster angehört oder nicht, wobei, falls der zweite Cluster dem ersten Cluster angehört, beurteilt werden kann, dass der dem zweiten Cluster entsprechende Bereich dem Lötbereich angehört.
For example, if the number of clusters is four, the soldering range can be determined as follows:
  • First, a color information of a predetermined range as the soldering area, of which the first area AR1 is excluded, is obtained to divide the reference color information of the first area AR1 and the color information of the predetermined area into first and second clusters, respectively. Then, in comparing the reference color information and the color information of the area from which the first area AR1 is excluded, to judge whether or not the solder is formed in the area from which the first area AR1 is excluded (refer to step S150). , checks if the second cluster belongs to the first cluster or not, and if the second cluster belongs to the first cluster, it can be judged that the area corresponding to the second cluster belongs to the soldering area.

Beim Erhalt der Farbinformation der Leiterplatte 900 in Schritt S130 kann zusätzlich eine Sichtbarkeitsinformation verwendet werden. Die Sichtbarkeit repräsentiert ein Verhältnis der Amplitude Bi(x,y) zum Mittelwert Ai(x,y) in Helligkeitssignalen eines Bildes, und hat eine ungefähre Tendenz, sich zu erhöhen, indem sich der Reflexionsgrad erhöht. Die Sichtbarkeit Vi(x,y) wird wie folgt definiert: V i ( x ,y ) = B i ( x ,y ) / A i ( x ,y )

Figure DE102010064640B3_0001
Upon receipt of the color information of the printed circuit board 900 In step S130, visibility information may additionally be used. The visibility represents a ratio of the amplitude B i (x, y) to the mean value A i (x, y) in luminance signals of an image, and has an approximate tendency to increase as the reflectance increases. Visibility V i (x, y) is defined as follows: V i ( x , y ) = B i ( x , y ) / A i ( x , y )
Figure DE102010064640B3_0001

Das Gittermusterlicht wird in verschiedenen Richtungen auf die Leiterplatte 900 eingestrahlt, so dass verschiedene Arten von Musterbildern fotografiert werden. Wie in 1 gezeigt, extrahiert der Bilderhaltabschnitt 500 N Helligkeitsgrade Ii 1, Ii 2, ..., Ii N in jeder Position i(x,y) in einem X-Y-Koordinatensystem von N in der Kamera 210 fotografierten Musterbildern und stellt mittels eines N-Bucket-Algorithmus eine mittlere Helligkeit Ai(x,y) und Sichtbarkeit Vi(x,y) her.The grid pattern light will be applied to the circuit board in different directions 900 so that different types of pattern images are photographed. As in 1 2 , the image holding section 500 extracts N brightness levels I i 1 , I i 2 ,..., I i N in each position i (x, y) in an XY coordinate system of N in the camera 210 photographed pattern images and produces an average brightness A i (x, y) and visibility V i (x, y) by means of an N-bucket algorithm.

Wenn zum Beispiel N=3 und N=4, lässt sich die Sichtbarkeit wie folgt herstellen: A i ( x , y ) = I 1 i + I 2 i + I 3 i 3

Figure DE102010064640B3_0002
V i ( x , y ) = B i A i = ( 2 I 1 i I 2 i I 3 i ) 2 + 3 ( I 2 i I 3 i ) 2 ( I 1 i + I 2 i + I 3 i )
Figure DE102010064640B3_0003
For example, if N = 3 and N = 4, visibility can be made as follows: A i ( x . y ) = I 1 i + I 2 i + I 3 i 3
Figure DE102010064640B3_0002
V i ( x . y ) = B i A i = ( 2 I 1 i - I 2 i - I 3 i ) 2 + 3 ( I 2 i - I 3 i ) 2 ( I 1 i + I 2 i + I 3 i )
Figure DE102010064640B3_0003

Wenn N=4, wird die Sichtbarkeit wie folgt hergestellt: A i ( x , y ) = I 1 i + I 2 i + I 3 i + I 4 i 4

Figure DE102010064640B3_0004
V i ( x , y ) = B i A i = 2 ( I 1 i I 3 i ) 2 + ( I 2 i I 4 i ) 2 ( I 1 i + I 2 i + I 3 i + I 4 i )
Figure DE102010064640B3_0005
If N = 4, the visibility is made as follows: A i ( x . y ) = I 1 i + I 2 i + I 3 i + I 4 i 4
Figure DE102010064640B3_0004
V i ( x . y ) = B i A i = 2 ( I 1 i - I 3 i ) 2 + ( I 2 i - I 4 i ) 2 ( I 1 i + I 2 i + I 3 i + I 4 i )
Figure DE102010064640B3_0005

Die Farbinformationen, wie die oben beschriebene erste, zweite und dritte Farbinformation, weisen für jeden Bereich eine charakteristische Tendenz auf, und auch die wie oben beschrieben hergestellte Sichtbarkeitsinformation weist für jeden Bereich eine charakteristische Tendenz auf. Daher kann zusätzlich zur Farbinformation optional die Sichtbarkeitsinformation zur Messung des Lötbereichs verwendet werden. Ebenso kann nur die Sichtbarkeitsinformation ohne Farbinformation zur Messung des Lötbereichs verwendet werden.The color information such as the first, second and third color information described above has a characteristic tendency for each area, and also the visibility information prepared as described above has a characteristic tendency for each area. Therefore, in addition to the color information, the visibility information for measuring the soldering area can optionally be used. Also, only the visibility information without color information can be used to measure the soldering area.

Insbesondere lässt sich die Sichtbarkeitsinformation auf der Basis von N Gittermusterlichtem entsprechend der Bewegung der Gittereinheit erhalten, wobei dann die Sichtbarkeitsinformation für den ersten Bereich und die Sichtbarkeitsinformation für den Bereich, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, miteinander verglichen werden, um zu beurteilen, ob das Messungsziel in dem Bereich, von dem der erste Bereich ausgenommen ist, ausgebildet ist oder nicht.Specifically, the visibility information can be obtained on the basis of N grating pattern lights according to the movement of the grating unit, and then the visibility information for the first area and the visibility information for the area from which the first area is excluded are compared with each other to judge whether the measurement target is formed in the region from which the first region is excluded or not.

Die Sichtbarkeitsinformation der Leiterplatte lässt sich mittels des in 2 beschriebenen ersten Bildes erhalten. Denn da das erste Bild sämtliche Informationen zum Erhalt der oben beschriebenen Sichtbarkeitsinformation aufweist, lässt sich die Sichtbarkeitsinformation anhand des ersten Bildes erhalten.The visibility information of the circuit board can be determined by means of the in 2 received first image. For since the first image has all the information for obtaining the visibility information described above, the visibility information can be obtained from the first image.

Wie in 5 beschrieben, lässt sich der erste, zweite und dritte Bereich AR1, AR2 und AR3 mittels der erhaltenen Sichtbarkeitsinformation in den ersten, zweiten und dritten Cluster unterteilen, wodurch beurteilt werden kann, ob ein vorbestimmter Abschnitt der Grundplatte 910, von dem der erste, zweite und dritte Bereich AR1, AR2 und AR3 ausgenommen sind, dem ersten Cluster angehört oder nicht.As in 5 described, the first, second and third regions AR1, AR2 and AR3 can be divided into the first, second and third clusters by means of the obtained visibility information, whereby it can be judged whether a predetermined portion of the base plate 910 of which the first, second and third areas AR1, AR2 and AR3 are excluded, belongs to the first cluster or not.

Nach der Bestimmung des Lötbereichs auf die oben beschriebene Art und Weise kann der vorbestimmte Lötbereich in verschiedenen Verfahren verwendet werden. So wird zum Beispiel die Quantität des als Lötbereich bestimmten Bereichs hergestellt, und es lässt sich mittels der hergestellten Quantität beurteilen, ob die Leiterplatte, auf der das Lot ausgebildet ist, gut oder schlecht ist.After determining the soldering area in the manner described above, the predetermined soldering area can be used in various methods. For example, the quantity of the area to be soldered is produced, and it can be judged by means of the manufactured quantity whether the circuit board on which the solder is formed is good or bad.

Wie oben beschrieben, wird ein Bereich, der einer Höhe entspricht, die größer als eine oder gleich einer vorbestimmte/n Referenzhöhe H1 ist, als Lötbereich bestimmt und wird eine Farbinformation des Lötbereichs als Referenzfarbinformation festgelegt, so dass die Farbinformation des Lötbereichs mit einem anderen Bereich verglichen wird. Ein Bereich, der einer Höhe unterhalb der Referenzhöhe H1, entspricht, die entfallen kann, ist daher Bestandteil des Lötbereichs, wodurch sich der Lötbereich genau messen lässt.As described above, an area corresponding to a height greater than or equal to a predetermined reference height H1 is determined as a soldering area, and color information of the soldering area is set as reference color information, so that the color information of the soldering area coincides with another area is compared. An area corresponding to a height below the reference height H1, which may be omitted, is therefore part of the soldering area, whereby the soldering area can be measured accurately.

Obwohl das Lot dünn auf der Grundplatte verteilt ist, was bei der Ausbildung eines Lots häufig vorkommt, kann zudem der Lötbereich genau gemessen werden.In addition, although the solder is spread thinly on the base plate, which is common in the formation of a solder, the soldering area can be accurately measured.

Wenn man die Farbinformation des ersten Bereichs AR1, eines Lötbereichs, der einer Höhe entspricht, die größer als eine oder gleich einer vorbestimmte/n Referenzhöhe H1 ist, und die Farbinformation des zweiten und dritten Bereichs AR1 und AR2 erhält und in Cluster verpackt, lässt sich zudem ein Abschnitt, dessen Integration in den Lötbereich unklar ist, eindeutiger beurteilen.When the color information of the first area AR1, a soldering area corresponding to a height greater than or equal to a predetermined reference height H1 and the color information of the second and third areas AR1 and AR2 is obtained and packaged in clusters, it is possible In addition, a section whose integration into the soldering area is unclear, more clearly assess.

Weiterhin lässt sich ein Lötbereich mittels einer Sichtbarkeitsinformation genauer bestimmen.Furthermore, a soldering area can be more accurately determined by means of visibility information.

Weiterhin lässt sich ein Lötbereich durch die Einstrahlung von Gittermusterlichtern in verschiedenen Richtungen genauer bestimmen.Furthermore, a soldering area can be more accurately determined by the irradiation of grid pattern lights in different directions.

Weiterhin wird eine Form präzise dreidimensional gemessen und ein Bereich präzise zweidimensional beurteilt und lässt sich ein Bereich in Echtzeit dreidimensional und zweidimensional bestimmen, so dass sich von der Ausstattung, wie von Beleuchtungen, oder von einem Zustand einer Leiterplatte abhängige Auswirkungen verringern und Robustheit in Bezug auf Rauschen erzielen lassen.Further, a shape is precisely measured three-dimensionally and an area is precisely two-dimensionally evaluated and an area can be determined three-dimensionally and two-dimensionally in real time, so that effects depending on the equipment such as illumination or a condition of a circuit board decrease and robustness with respect to Noise can be achieved.

6 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 weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 6 FIG. 13 is a schematic diagram showing a three-dimensional shape measuring apparatus used for a three-dimensional shape measuring method according to another embodiment of the present invention. FIG.

Gemäß 6 kann eine Vorrichtung 1100 zur Messung einer dreidimensionalen Form, die für ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine Stufe 1120, einen Bildfotografierabschnitt 1130, eine erste Beleuchtungseinheit 1140, eine zweite Beleuchtungseinheit 1150 und einen Steuerabschnitt 1160 aufweisen. According to 6 can a device 1100 For measuring a three-dimensional shape used for a method of measuring a three-dimensional shape according to another embodiment of the present invention, a step 1120 an image photographing section 1130 , a first lighting unit 1140 , a second lighting unit 1150 and a control section 1160 exhibit.

Die Stufe 1120 trägt ein Messungsziel 1110, wie eine Leiterplatte, und bewegt sich entsprechend einer Steuerung des Steuerabschnitts 1160, so dass das Messungsziel 1110 zu einem Messungsort befördert wird. Ein Messungsort im Messungsziel 1110 kann gemäß einer Bewegung des Messungsziels 1110 bezüglich des Bildfotografierabschnitts 1130 und des ersten Beleuchtungsabschnitts 1140 durch die Stufe 1120 verändert werden.The stage 1120 carries a measurement target 1110 such as a circuit board, and moves in accordance with a control of the control section 1160 , so the measurement target 1110 to a place of measurement. A measurement location in the measurement target 1110 can according to a movement of the measurement target 1110 with respect to the image photographing section 1130 and the first lighting section 1140 through the stage 1120 to be changed.

Der Bildfotografierabschnitt 1130 ist über der Stufe 1120 angeordnet und erhält vom Messungsziel 1110 reflektiertes Licht, so dass ein Bild des Messungsziels 1110 fotografiert wird. Der Bildfotografierabschnitt 1130 ist zum Beispiel in einer Richtung über der Stufe 1110 angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Referenzoberfläche der Stufe 1120 ist.The picture photographing section 1130 is above the level 1120 arranged and obtained from the measurement target 1110 reflected light, giving an image of the measurement target 1110 is photographed. The picture photographing section 1130 is, for example, in one direction over the step 1110 arranged substantially perpendicular to a reference surface of the step 1120 is.

Der Bildfotografierabschnitt 1130 kann eine Kamera und eine Abbildungslinse zum Fotografieren des Bildes des Messungsziels 1110 aufweisen. Die Kamera erhält das vom Messungsziel 1110 reflektierte Licht, so dass das Bild des Messungsziels 1110 fotografiert wird, und kann zum Beispiel eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera aufweisen. Die Abbildungslinse ist unter der Kamera angeordnet, so dass das vom Messungsziel 1110 reflektierte Licht auf der Kamera abgebildet wird.The picture photographing section 1130 For example, a camera and an imaging lens may be used to photograph the image of the measurement target 1110 exhibit. The camera gets that from the measurement target 1110 reflected light, so that the image of the measurement target 1110 is photographed, and may for example comprise a CCD camera or a CMOS camera. The imaging lens is located under the camera, so that of the measurement target 1110 reflected light is imaged on the camera.

Der Bildfotografierabschnitt 1130 erhält vom Messungsziel 1110 reflektiertes Licht, auf das eine Musterbeleuchtung fällt, die von einer ersten Beleuchtungseinheit 1140 eingestrahlt wird, und fotografiert ein Musterbild des Messungsziels 1110. Zudem erhält der Bildfotografierabschnitt 1130 vom Messungsziel 1110 reflektiertes Licht, auf das eine Farbbeleuchtung fällt, die von einer zweiten Beleuchtungseinheit 1150 eingestrahlt wird, und fotografiert ein Farbbild des Messungsziels 1110.The picture photographing section 1130 gets from the measurement target 1110 reflected light onto which a pattern illumination falls, from a first illumination unit 1140 is irradiated, and photograph a pattern image of the measurement target 1110 , In addition, the image photographing section receives 1130 from the measurement target 1110 reflected light onto which a color illumination falls, that of a second illumination unit 1150 is irradiated, and photographed a color image of the measurement target 1110 ,

Die erste Beleuchtungseinheit 1140 ist derart über der Stufe 1120 angeordnet, dass sie bezüglich der Stufe 1120 in einem vorbestimmten Winkel schräg ist. Die erste Beleuchtungseinheit 1140 dient der Messung einer dreidimensionalen Form des Messungsziels 1110 und erzeugt eine Musterbeleuchtung zur Beleuchtung des Messungsziels 1110. Die erste Beleuchtungseinheit 1140 strahlt zum Beispiel die Musterbeleuchtung in einer Neigung von etwa 30 Grad bezüglich einer normalen Linie der Referenzoberfläche der Stufe 1120 ein.The first lighting unit 1140 is so above the level 1120 arranged that they respect the stage 1120 is oblique at a predetermined angle. The first lighting unit 1140 is used to measure a three-dimensional shape of the measurement target 1110 and generates pattern illumination to illuminate the measurement target 1110 , The first lighting unit 1140 For example, the pattern illumination irradiates at an inclination of about 30 degrees with respect to a normal line of the reference surface of the step 1120 one.

Zur Erhöhung der Messgenauigkeit können mehrere erste Beleuchtungseinheiten 1140 vorliegen, die die Musterbeleuchtung in verschiedene Richtungen strahlen. Eine Vielzahl erster Beleuchtungseinheiten 1140 kann entlang einer Umfangsrichtung in im Wesentlichen dem gleichen Winkel von der Mitte des Bildfotografierabschnitts 1130 aus betrachtet angeordnet sein. Die Vorrichtung 1100 zur Messung einer dreidimensionalen Form kann zum Beispiel sechs erste Beleuchtungseinheiten 1140 aufweisen, die um etwa 60 Grad voneinander beabstandet sind. Alternativ kann die Vorrichtung 1100 zur Messung einer dreidimensionalen Form erste Beleuchtungseinheiten 1140 verschiedener Anzahl, wie 2, 3, 4, 8, usw. aufweisen. Die ersten Beleuchtungseinheiten 1140 strahlen die Musterbeleuchtung im im Wesentlichen gleichen Zeitintervall in verschiedenen Richtungen bezüglich des Messungsziels 1110 ein.To increase the accuracy of measurement, several first lighting units 1140 present that radiate the pattern illumination in different directions. A variety of first lighting units 1140 may be along a circumferential direction at substantially the same angle from the center of the image photographing section 1130 can be arranged from considered. The device 1100 For example, six first lighting units can be used to measure a three-dimensional shape 1140 which are spaced about 60 degrees apart. Alternatively, the device 1100 for measuring a three-dimensional shape first lighting units 1140 different numbers, such as 2, 3, 4, 8, etc. have. The first lighting units 1140 The pattern illumination in substantially the same time interval radiates in different directions with respect to the measurement target 1110 one.

Jede erste Beleuchtungseinheit 1140 kann eine Lichtquelle 1142 und ein Gitterelement 1144 zur Erzeugung der Musterbeleuchtung aufweisen. Die von der Lichtquelle 1142 erzeugte Beleuchtung wird in die Musterbeleuchtung umgewandelt, während sie durch das Gitterelement 1144 tritt. Das Gitterelement 1144 bewegt sich n-mal um 2π/n mittels einer Gitterübertragungseinheit, wie ein Piezoaktor (PZT-Aktor), so dass die Musterbeleuchtung, bei der der Phasenübergang erfolgt ist, erzeugt wird. „N“ ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2. Die erste Beleuchtungseinheit 1140 strahlt die Musterbeleuchtung für jede Bewegung auf das Messungsziel 1110 ein, während sie das Gitterelement 1144 n-mal bewegt. Die erste Beleuchtungseinheit 1140 kann weiterhin eine (nicht gezeigte) Projektionslinse zur Fokussierung der vom Gitterelement 1144 ausgebildeten Musterbeleuchtung und zur Projektion der fokussierten Musterbeleuchtung auf das Messungsziel 1110 aufweisen.Every first lighting unit 1140 can be a light source 1142 and a grid element 1144 for generating the pattern illumination. The of the light source 1142 generated lighting is converted into the pattern lighting while passing through the grid element 1144 occurs. The grid element 1144 Moves n times by 2π / n by means of a grating transfer unit, such as a piezoelectric actuator (PZT actuator), so that the pattern illumination, in which the phase transition has occurred, is generated. "N" is a natural number greater than or equal to 2. The first lighting unit 1140 emits the pattern illumination for each movement to the measurement target 1110 while holding the grid element 1144 moved n times. The first lighting unit 1140 may further comprise a projection lens (not shown) for focusing the grating element 1144 trained pattern illumination and for projecting the focused pattern illumination on the measurement target 1110 exhibit.

Die zweite Beleuchtungseinheit 1150 dient dem Erhalt eines zweidimensionalen Bildes des Messungsziels 1110 und erzeugt die Farbbeleuchtung und strahlt sie auf das Messungsziel 1110 ein. Die zweite Beleuchtungseinheit 1150 kann eine Vielzahl von Farbbeleuchtungsteilen zur Erzeugung verschiedener Farbbeleuchtungen aufweisen. Die zweite Beleuchtungseinheit 1150 kann zum Beispiel einen roten Beleuchtungsteil 1152, der eine rote Beleuchtung erzeugt, einen grünen Beleuchtungsteil 1154, der eine grüne Beleuchtung erzeugt, und einen blauen Beleuchtungsteil 1156, der eine blaue Beleuchtung erzeugt, aufweisen. Der rote Beleuchtungsteil 1152, der grüne Beleuchtungsteil 1154 und der blaue Beleuchtungsteil 1156 sind kreisförmig über dem Messungsziel 1110 angeordnet, so dass jeweils die rote Beleuchtung, die grüne Beleuchtung und die blaue Beleuchtung auf das Messungsziel 1110 eingestrahlt werden.The second lighting unit 1150 serves to obtain a two-dimensional image of the measurement target 1110 and creates the color illumination and radiates it to the measurement target 1110 one. The second lighting unit 1150 may have a plurality of color lighting parts for producing different color illuminations. The second lighting unit 1150 can, for example, a red lighting part 1152 creating a red lighting, a green lighting part 1154 who has a green lighting generated, and a blue lighting part 1156 which produces a blue illumination. The red lighting part 1152 , the green lighting part 1154 and the blue lighting part 1156 are circular above the measurement target 1110 arranged so that each of the red lighting, the green lighting and the blue lighting on the measurement target 1110 be irradiated.

Der Steuerabschnitt 1160 steuert die oben beschriebenen Elemente komplett. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 1160 die Bewegung der Stufe 1120 derart, dass das Messungsziel 1110 am Messungsort angeordnet wird. Der Steuerabschnitt 1160 betreibt nacheinander die ersten Beleuchtungseinheiten 1140. Der Steuerabschnitt 1160 bewegt das Gitterelement 1144 jeder ersten Beleuchtungseinheit 1140 schrittweise und steuert die erste Beleuchtungseinheit 1140 derart, dass die Farbbeleuchtung für jede Bewegung auf das Messungsziel 1110 eingestrahlt wird. Der Steuerabschnitt 1160 steuert die zweite Beleuchtungseinheit 1150 derart, dass die Farbbeleuchtung auf das Messungsziel 1110 eingestrahlt wird, so dass man ein zweidimensionales Bild des Messungsziels 1110 erhält. Der Steuerabschnitt 1160 steuert den Bildfotografierabschnitt 1130 derart, dass er das Musterbild, das mittels der Musterbeleuchtung, die von der ersten Beleuchtungseinheit 1140 eingestrahlt und vom Messungsziel 1110 reflektiert wird, fotografiert und dass er das Farbbild, das mittels der Musterbeleuchtung, die von der zweiten Beleuchtungseinheit 1150 eingestrahlt und vom Messungsziel 1110 reflektiert wird, fotografiert. Weiterhin misst der Steuerabschnitt 1160 mittels des Musterbildes und des Farbbildes, die im Bildfotografierabschnitt 1130 fotografiert wurden, die dreidimensionale Form des Messungsziels 1110.The control section 1160 controls the elements described above completely. In particular, the control section controls 1160 the movement of the stage 1120 such that the measurement target 1110 is placed at the measurement location. The control section 1160 operates the first lighting units in succession 1140 , The control section 1160 moves the grid element 1144 every first lighting unit 1140 gradually and controls the first lighting unit 1140 such that the color lighting for each movement towards the measurement target 1110 is irradiated. The control section 1160 controls the second lighting unit 1150 such that the color illumination is at the measurement target 1110 is irradiated, so that you get a two-dimensional image of the measurement target 1110 receives. The control section 1160 controls the image photographing section 1130 such that it displays the pattern image by means of the pattern illumination provided by the first illumination unit 1140 radiated and the measurement target 1110 is reflected, photographed and that he took the color image, by means of the pattern illumination, by the second lighting unit 1150 radiated and the measurement target 1110 is reflected, photographed. Furthermore, the control section measures 1160 by the pattern image and the color image included in the image photographing section 1130 were photographed, the three-dimensional shape of the measurement target 1110 ,

Nachfolgend soll ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs auf einer Leiterplatte mittels der Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form beschrieben werden.Hereinafter, a method for measuring a soldering area on a printed circuit board by means of the apparatus for measuring a three-dimensional shape will be described.

7 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Messung eines Lötbereichs gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. 7 FIG. 10 is a flowchart showing a method of measuring a soldering area according to still another embodiment of the present invention. FIG.

Gemäß 6 und 7 wird zur Messung eines Lötbereichs auf einer Leiterplatte 1110 zuerst eine Vielzahl von Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte 1110 eingestrahlt, so dass man eine Vielzahl von Farbbildern erhält (vgl. Schritt S1100). Nach der nacheinander erfolgenden Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte 1110 mittels der zweiten Beleuchtungseinheit 1150 erhält man also das Farbbild entsprechend jeder Farbbeleuchtung mittels des Bildfotografierabschnitts 1130. Nach der Einstrahlung einer roten Beleuchtung, einer grünen Beleuchtung und einer blauen Beleuchtung auf die Leiterplatte 1100 mittels des roten Beleuchtungsteils 1152, des grünen Beleuchtungsteils 1154 und des blauen Beleuchtungsteils 1156, die in der zweiten Beleuchtungseinheit 1150 enthalten sind, erhält man zum Beispiel entsprechend jeder Farbbeleuchtung ein rotes Bild, ein grünes Bild und ein blaues Bild.According to 6 and 7 is used to measure a soldering area on a circuit board 1110 First, a variety of color lighting on the circuit board 1110 is irradiated to obtain a plurality of color images (refer to step S1100). After successively irradiation of the color illuminations on the circuit board 1110 by means of the second illumination unit 1150 Thus, one obtains the color image corresponding to each color illumination by means of the image photographing section 1130 , After the illumination of red lighting, green lighting and blue lighting on the circuit board 1100 by means of the red lighting part 1152 , the green lighting part 1154 and the blue lighting part 1156 that in the second lighting unit 1150 For example, according to each color illumination, a red image, a green image, and a blue image are obtained.

8 zeigt ein rotes Bild, ein grünes Bild und ein blaues Bild entsprechend jeweils einer roten Beleuchtung, einer grünen Beleuchtung und einer blauen Beleuchtung. 8th shows a red picture, a green picture and a blue picture, each corresponding to a red illumination, a green illumination and a blue illumination.

Aus 8 wird ersichtlich, dass sich Verteilungen eines roten Bildes 1210, eines grünen Bildes 1220 und eines blauen Bilds 1230 innerhalb eines Sichtfeldes voneinander unterscheiden, da die chromatische Aberration entsprechend der Verwendung der roten-Beleuchtung, der-grünen-Beleuchtung und der blauen Beleuchtung, verschiedene Wellenlängen aufweist.Out 8th it becomes apparent that distributions of a red image 1210 , a green picture 1220 and a blue picture 1230 within a field of view because the chromatic aberration has different wavelengths according to the use of the red illumination, the green illumination, and the blue illumination.

Dann erhält man eine den Farbton, die Farbsättigung und die Lichtintensität enthaltende HSI-Information für jede Farbe durch die Farbkoordinatenumwandlung der erhaltenen Farbbilder. Das Verfahren zur Umwandlung einer RGB-Information in die HSI-Information kann mittels bekannter Verfahren erfolgen, so dass nähere Erläuterungen unterbleiben können.Then, the HSI information for each color containing hue, chroma and light intensity is obtained by the color coordinate conversion of the obtained color images. The method for converting an RGB information into the HSI information can be carried out by means of known methods, so that further explanations can be omitted.

Vor der Farbkoordinatenumwandlung der erhaltenen Farbbilder kann die Farbsättigung durch die Anwendung eines Mittelwertfilters auf die erhaltenen Farbbilder erleichtert werden.Prior to the color coordinate conversion of the obtained color images, the color saturation can be facilitated by applying a mean value filter to the obtained color images.

Danach wird mittels einer Sättigungsinformation für jede Farbe der HSI-Information eine Sättigungskarte 1300 erstellt (vgl. Schritt S1110). Ein Beispiel der erstellten Sättigungskarte 1300 ist in 9 gezeigt.Thereafter, saturation information for each color of the HSI information becomes a saturation map 1300 created (see step S1110). An example of the created saturation card 1300 is in 9 shown.

Die Sättigungskarte 1300 kann mittels der Sättigungsinformation für jeden Pixel bezüglich des roten Bildes 1210, des grünen Bildes 1220 und des blauen Bildes 1230 erstellt werden. Insbesondere kann die Sättigungskarte 1300 auf der Basis der Farbsättigung für jeden Pixel, die man durch die folgende Gleichung 1 erhält, erstellt werden. Farbsättigung = ( 11 3 Min ( R ,G ,B ) / ( R + G + B )

Figure DE102010064640B3_0006
The saturation card 1300 can by means of the saturation information for each pixel with respect to the red image 1210 , the green picture 1220 and the blue picture 1230 to be created. In particular, the saturation card 1300 on the basis of the color saturation for each pixel obtained by the following equation 1. saturation = ( 11 - 3 min ( R ,G , B ) / ( R + G + B )
Figure DE102010064640B3_0006

Gemäß Gleichung 1 entspricht ,R' einer Sättigungsinformation für jeden Pixel im roten Bild 1210, ,G' einer Sättigungsinformation für jeden Pixel im grünen Bild 1220, und ,B' einer Sättigungsinformation für jeden Pixel im blauen Bild 1230.According to Equation 1, R 'corresponds to saturation information for each pixel in the red image 1210 , G 'is a saturation information for each pixel in the green image 1220 , and 'B' a saturation information for each pixel in the blue image 1230 ,

Die anhand Gleichung 1 erstellte Sättigungskarte weist einen Bereich von etwa 0 bis etwa 1 auf und stellt eine Grundfarbe dar, wenn sich die Sättigungskarte 1300 dem Wert 1 nähert. Da sich das Lot 1310 typischerweise einer achromatischen Farbe annähert, kann ein Bereich, der auf der Sättigungskarte 1300 einen Wert nahe 0 aufweist, im Wesentlichen als Lötbereich beurteilt werden.The saturation map created from Equation 1 has a range of about 0 to about 1 and represents a base color when the saturation map 1300 the value 1 approaches. Because the lot 1310 typically approaching an achromatic color, an area that is on the saturation map 1300 has a value close to 0, can be essentially judged as a soldering area.

Da sich jedoch neben dem Lot 1310 auch ein Verdrahtungsmuster 1320, ein dunkler Lötstopplack 1330, usw. einer achromatischen Farbe annähern, können ein Bereich des Verdrahtungsmusters 1320, ein Bereich des dunklen Lötstopplacks 1330, usw. in der Sättigungskarte 1300 mit dem Lötbereich verwechselt werden.But next to the lot 1310 also a wiring pattern 1320 , a dark soldermask 1330 , etc. of an achromatic color may be a range of the wiring pattern 1320 , an area of the dark solder mask 1330 , etc. in the saturation card 1300 be confused with the soldering area.

Daher kann nach der Erstellung der Sättigungskarte 1300 ein überflüssiger Bereich, wie das Verdrahtungsmuster 1320, der dunkle Lötstopplack 1330, usw. aus der Sättigungskarte 1300 ausgeschlossen werden.Therefore, after the creation of the saturation card 1300 an unnecessary area, such as the wiring pattern 1320 , the dark soldermask 1330 , etc. from the saturation card 1300 be excluded.

Der Bereich des Verdrahtungsmusters 1320 und/oder der Bereich des Lötstopplacks 1330 werden mithin mittels der Lichtintensitätsinformation für jede Farbe der HSI-Information aus der Sättigungskarte 1300 ausgeschlossen, so dass ein erster Lötbereich festgelegt wird (vgl. Schritt S1120).The area of the wiring pattern 1320 and / or the area of the solder resist 1330 Thus, by means of the light intensity information for each color, the HSI information is removed from the saturation map 1300 excluded, so that a first soldering area is set (refer to step S1120).

Der erste Lötbereich lässt sich mittels der Lichtintensitätsinformation aufgrund der HSI-Information, die durch die Farbkoordinatenumwandlung der Farbbilder erzielt wurde, festlegen. Insbesondere im Hinblick auf die Farbsättigung können sich das Lot 1310, das Verdrahtungsmuster 1320 und der dunkle Lötstopplack 1330 nur geringfügig voneinander unterscheiden, während der Unterschied im Hinblick auf die Lichtintensität groß ist. Da nämlich die Reflexivität des Metall aufweisenden Verdrahtungsmusters 1320 im Vergleich zum Lot 1310 hoch ist, wird ermittelt, dass die Lichtintensität des Verdrahtungsmusters 1320 größer als diejenige des Lots 1310 ist, und da die Reflexivität des dunklen Lötstopplacks 1330 im Vergleich zum Lot 1310 gering ist, wird ermittelt, dass die Lichtintensität des dunklen Lötstopplacks 1330 deutlich geringer als diejenige des Lots 1310 ist. Daher kann ein Bereich, in dem die Lichtintensität im Vergleich zum Lot 1310 groß oder klein ist, aufgrund des Unterschieds bei der Lichtintensität entfernt werden, so dass der überflüssige Bereich, wie das Verdrahtungsmuster 1320, der dunkle Lötstopplack 1330, usw. aus der Sättigungskarte 1300 entfernt werden können.The first soldering area can be determined by the light intensity information based on the HSI information obtained by the color coordinate conversion of the color images. Especially with regard to the color saturation, the solder can 1310 , the wiring pattern 1320 and the dark soldermask 1330 only slightly different from each other while the difference in light intensity is large. Namely, since the reflectivity of the metal wiring pattern 1320 compared to the lot 1310 is high, it is determined that the light intensity of the wiring pattern 1320 bigger than the lot 1310 is, and there the reflexivity of the dark solder mask 1330 compared to the lot 1310 is low, it is determined that the light intensity of the dark solder resist 1330 significantly lower than that of the lot 1310 is. Therefore, an area in which the light intensity compared to the lot 1310 is large or small, due to the difference in light intensity can be removed, so that the superfluous area, such as the wiring pattern 1320 , the dark soldermask 1330 , etc. from the saturation card 1300 can be removed.

Dann wird ein Sättigungsmittelwert für jede Farbe im ersten Lötbereich erstellt (vgl. Schritt S1130). Das heißt, auf der Grundlage des festgelegten ersten Lötbereichs wird der Sättigungsmittelwert für jede Farbe jeweils für das rote Bild 1210, das grüne Bild 1220 und das blaue Bild 1230, die in 8 gezeigt sind, hergestellt. Da der hergestellte Sättigungsmittelwert für jede Farbe dem Sättigungsmittelwert für den ersten Lötbereich entspricht, in dem nach der Beurteilung das Lot 1310 im Wesentlichen ausgebildet ist, lässt sich der hergestellte Sättigungsmittelwert als Kriterium für die Farbsättigung des Lots 1310 betrachten.Then, a saturation average value is created for each color in the first soldering region (refer to step S1130). That is, based on the designated first soldering area, the saturation average value for each color becomes the red image, respectively 1210 , the green picture 1220 and the blue picture 1230 , in the 8th are shown produced. Since the produced saturation value for each color corresponds to the saturation value for the first soldering area in which, after the judgment, the solder 1310 is substantially formed, the produced saturation value can be used as a criterion for the color saturation of the solder 1310 consider.

Danach wird mittels der Sättigungsinformation für jede Farbe und des Sättigungsmittelwertes für jede Farbe eine Varianzkarte 1400 erstellt (vgl. Schritt S1140). Ein Beispiel der erstellten Varianzkarte 1400 ist in 10 dargestellt.Thereafter, by means of the saturation information for each color and the saturation average for each color, a variance map 1400 created (see step S1140). An example of the created variance map 1400 is in 10 shown.

Die Varianzkarte 1400 lässt sich mittels der Sättigungsinformation für jeden Pixel des roten Bildes 1210, des grünen Bildes 1220 und des blauen Bildes 1230 und des Sättigungsmittelwerts für jede Farbe des roten Bildes 1210, des grünen Bildes 1220 und des blauen Bildes 1230 erstellen. Insbesondere lässt sich die Varianzkarte 1400 auf der Basis eines durch die folgende Gleichung 2 dargestellten Varianzwerts für jeden Pixel erstellen: Varianz = abs ( R-RA ) + abs ( G-GA ) + abs ( B-BA )

Figure DE102010064640B3_0007
The variance map 1400 can be determined by the saturation information for each pixel of the red image 1210 , the green picture 1220 and the blue picture 1230 and the saturation average for each color of the red image 1210 , the green picture 1220 and the blue picture 1230 create. In particular, the variance map can be 1400 on the basis of a variance value for each pixel represented by the following Equation 2: variance = Section ( R-RA ) + Section ( G GA ) + Section ( B-BA )
Figure DE102010064640B3_0007

Gemäß Gleichung 2 entspricht ,R' einer Sättigungsinformation für jeden Pixel im roten Bild 1210, ,G' einer Sättigungsinformation für jeden Pixel im grünen Bild 1220, und ,B' einer Sättigungsinformation für jeden Pixel im blauen Bild 1230. Weiterhin entspricht ,RA' einem Sättigungsmittelwert für den ersten Lötbereich im roten Bild 1210, ,GA' einem Sättigungsmittelwert für den ersten Lötbereich im grünen Bild 1220 und ,BA' einem Sättigungsmittelwert für den ersten Lötbereich im blauen Bild 1230.According to Equation 2, R 'corresponds to a saturation information for each pixel in the red image 1210 , G 'is a saturation information for each pixel in the green image 1220 , and 'B' is a saturation information for each Pixel in the blue picture 1230 , Furthermore, RA 'corresponds to a saturation average value for the first soldering area in the red image 1210 , 'GA' a saturation value for the first soldering area in the green image 1220 and, BA 'a saturation average value for the first soldering area in the blue image 1230 ,

Gemäß Gleichung 2 wird, wenn die Differenz zwischen der Farbsättigung und dem Sättigungsmittelwert des Farbbildes für jeden Pixel größer wird, ermittelt, dass der Varianzwert des zugehörigen Pixels größer ist, und wird, wenn eine Differenz zwischen der Farbsättigung und dem Sättigungsmittelwert des Farbbildes für jeden Pixel kleiner wird, ermittelt, dass der Varianzwert des zugehörigen Pixels kleiner ist. Das heißt, dass sich die Eventualität, dass der zugehörige Pixel dem Lot entspricht, erhöht, wenn der Varianzwert für jeden Pixel kleiner ist, und dass sich umgekehrt die Eventualität, dass der zugehörige Pixel dem Lot entspricht, verringert, wenn der Varianzwert für jeden Pixel größer ist.According to Equation 2, as the difference between the color saturation and the saturation value of the color image for each pixel becomes larger, the variance value of the associated pixel is determined to be larger, and when a difference between the color saturation and the saturation average value of the color image is obtained for each pixel becomes smaller, it is determined that the variance value of the associated pixel is smaller. That is, if the variance value for each pixel is smaller, then the eventuality that the associated pixel corresponds to the lot increases and, conversely, the eventuality that the associated pixel corresponds to the lot decreases when the variance value for each pixel is larger.

Danach werden die Varianzwerte für Pixel auf der Varianzkarte 1400 miteinander verglichen, um eine Lötkarte 1500 zu erstellen, auf der der zweite Lötbereich dargestellt ist, in dem das Lot im Wesentlichen ausgebildet ist (vgl. Schritt S1150). Ein Beispiel der erstellten Lötkarte 1500 ist in 11 dargestellt.After that, the variance values for pixels on the variance map 1400 compared to each other to get a solder card 1500 on which the second soldering area is illustrated, in which the solder is substantially formed (see step S1150). An example of the created solder card 1500 is in 11 shown.

Ein Verfahren zur Festlegung des zweiten Lötbereichs kann die Festlegung eines willkürlichen kritischen Werts als Varianzwert durch einen Benutzer, die Beurteilung, dass der zugehörige Pixel dem Lötbereich nicht entspricht, wenn der Varianzwert für den zugehörigen Pixel den kritischen Wert überschreitet, und die Beurteilung, dass der zugehörige Pixel dem Lötbereich entspricht, wenn der Varianzwert für den zugehörigen Pixel den kritischen Wert nicht überschreitet, aufweisen. Dabei kann ein Otsu-Algorithmus, bei dem ein statistisches Verfahren verwendet wird, zur Festlegung des kritischen Werts als Varianzwert verwendet werden. Der Algorithmus von Otsu entspricht einem Verfahren, das die Festlegung einer Kostenfunktion und das Betrachten eines Werts, der den Mindestwert der Kostenfunktion als kritischen Wert angibt, bei der Festlegung des kritischen Werts aufweist. Wird ein Grauwert in einem Bild in zwei Klassen unterteilt, entspricht aufgrund der Abbildung der Verteilung des Grauwerts im Bild in einem Histogramm der kritische Wert einem diskreten Pegelwert im Histogramm, und lässt sich ein Abschnitt unterhalb des Pegelwertes in die Klasse 1 und ein Bereich oberhalb des Pegelwertes in die Klasse 2 einteilen. Somit kann Klasse 1 als Lötbereich beurteilt werden und kann Klasse 2 als ein nicht dem Lötbereich zugehöriger Bereich beurteilt werden, so dass auf diese Weise der zweite Lötbereich festgelegt wird.A method for determining the second soldering area may include setting an arbitrary critical value as a variance value by a user, judging that the corresponding pixel does not correspond to the soldering area when the variance value for the corresponding pixel exceeds the critical value, and judging that the corresponding pixels corresponds to the soldering area, if the variance value for the associated pixel does not exceed the critical value. In this case, an Otsu algorithm using a statistical method can be used as a variance value to set the critical value. The algorithm of Otsu corresponds to a method which has the setting of a cost function and considering a value indicating the minimum value of the cost function as a critical value in the determination of the critical value. If a gray value in an image is divided into two classes, the critical value corresponds to a discrete level value in the histogram due to the representation of the gray value distribution in the image in a histogram, and a section below the level value can be added to the class 1 and an area above the level value in the class 2 organize. Thus class can 1 can be judged as a soldering area and can be class 2 are judged to be an area not associated with the soldering area, so that the second soldering area is set in this way.

Wird, wie oben beschrieben, der zweite Lötbereich durch den Vergleich auf der Varianzkarte 1400 festgelegt, so können Bereiche, von denen der Lötbereich ausgenommen ist, wie ein Musterbereich, wirksam entfernt werden, so dass der Lötbereich eventuell genau festgelegt werden kann. Bei der Ausbildung der Lötkarte 1500 lässt sich die Lötkarte durch ein Verfahren der Entfernung eines kleinen Flecks, eines Grenzgewichtungsverfahrens, usw. genauer ausbilden.As described above, the second soldering area becomes the comparison on the variance map 1400 Thus, areas excluding the soldering area, such as a pattern area, can be effectively removed, so that the soldering area may possibly be specified accurately. In the formation of the solder card 1500 For example, the solder card can be formed more accurately by a method of removing a small spot, a limit weighting method, and so on.

Da die zweite Beleuchtungseinheit 1150 zur Einstrahlung der Farbbeleuchtung kreisförmig über der Leiterplatte angeordnet ist, kann es sein, dass die Lichtintensität für jeden Bereich auf dem im Bildfotografierabschnitt 1130 fotografierten Farbbild ungleichmäßig erfasst wird. Die Farbgleichmäßigkeit wird für jede Farbbeleuchtung korrigiert, um die Ungleichmäßigkeit der Lichtintensität für jeden Bereich zu verringern, so dass sich die Zuverlässigkeit für die Messung des Lötbereichs erhöhen lässt.Because the second lighting unit 1150 arranged to irradiate the color illumination in a circle over the printed circuit board, it may be that the light intensity for each area on the image in the photographing section 1130 photographed color image is detected unevenly. The color uniformity is corrected for each color illumination to reduce the unevenness of the light intensity for each area, so that the reliability for the measurement of the soldering area can be increased.

Die Korrektur der Farbgleichmäßigkeit erfolgt für die Farbbeleuchtungen vor dem Erhalt der Farbbilder in 8, und es wird durch eine Kalibrierung eines grauen Ziels eine Kompensationsinformation für jede Farbe zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit erstellt, wobei die Lichtintensitätsinformation für jede Farbe durch die Kompensationsinformation für jede Farbe korrigiert werden kann.The color uniformity is corrected for the color illuminations prior to obtaining the color images in 8th and, by calibrating a gray target, compensation information for each color for correcting the color uniformity is prepared, and the light intensity information for each color can be corrected by the compensation information for each color.

12 ist ein Flussdiagramm, in dem ein Verfahren zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. 13 ist ein Bild, das eine rote Beleuchtung zeigt, die man durch die Verwendung eines grauen Ziels als Zielobjekt erhält. 12 FIG. 10 is a flowchart showing a color uniformity correction method according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is an image that shows a red illumination that is obtained by using a gray target as the target.

Gemäß 6, 12 und 13 werden zunächst zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit die Farbbeleuchtungen auf ein graues Ziel eingestrahlt, so dass man eine Vielzahl von Beleuchtungsbildern für jede Farbe erhält (vgl. Schritt S1200). Nach der nacheinander erfolgenden Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf das graue Ziel mittels der zweiten Beleuchtungseinheit 1150 erhält man also die Beleuchtungsbilder für Farben entsprechend den Farbbeleuchtungen mittels des Bildfotografierabschnitts 1130. Nach Einstrahlung der roten Beleuchtung, der grünen Beleuchtung und der blauen Beleuchtung auf das graue Ziel mittels des roten Beleuchtungsteils 1152, des grünen Beleuchtungsteils 1154 und des blauen Beleuchtungsteils 1156, die in der zweiten Beleuchtungseinheit 1150 enthalten sind, erhält man zum Beispiel ein rotes Beleuchtungsbild, ein grünes Beleuchtungsbild und ein blaues Beleuchtungsbild entsprechend jeder Farbbeleuchtung.According to 6 . 12 and 13 At first, for correcting the color uniformity, the color illuminations are irradiated on a gray target so as to obtain a plurality of illuminating images for each color (refer to step S1200). After the successive irradiation of the color illuminations on the gray target by means of the second illumination unit 1150 Thus, one obtains the illumination images for colors corresponding to the color illuminations by means of the image photographing section 1130 , After irradiating the red lighting, the green lighting and the blue lighting on the gray target by means of the red lighting part 1152 , the green lighting part 1154 and the blue lighting part 1156 , the in the second lighting unit 1150 For example, a red illumination image, a green illumination image, and a blue illumination image corresponding to each color illumination are obtained.

So wird zum Beispiel aus 13, in der das erhaltene rote Beleuchtungsbild gezeigt ist, ersichtlich, dass die Lichtintensität an Orten innerhalb des Sichtfeldes variiert.This is how it works, for example 13 in which the obtained red illumination image is shown, it can be seen that the light intensity varies at locations within the field of view.

Dann erhält man die Lichtintensität für jeden Pixel bezüglich des Beleuchtungsbildes für jede Farbe (vgl. Schritt S1210). Das heißt, dass man die Lichtintensitätsinformation für jeden Pixel aufgrund des roten Beleuchtungsbildes, des grünen Beleuchtungsbildes und des blauen Beleuchtungsbildes erhält und speichert.Then, the light intensity for each pixel with respect to the illumination image for each color is obtained (refer to step S1210). That is, one obtains and stores the light intensity information for each pixel based on the red illumination image, the green illumination image, and the blue illumination image.

Danach wird ein Kompensationsverhältnis für jede Farbe entsprechend einem Verhältnis zwischen der Lichtintensität für jeden Pixel und einer willkürlichen Referenzlichtinlensität für jeden Pixel festgelegt (vgl. Schritt S1220). Die Referenzlichtintensität kann als mittlere Lichtintensität des Beleuchtungsbildes für jede Farbe festgelegt werden. Zum Beispiel wird eine mittlere Lichtintensität sämtlicher Pixel innerhalb des Sichtfeldes des Beleuchtungsbildes für jede Farbe als Referenzlichtintensität festgelegt. Alternativ kann die Referenzlichtintensität als vom Benutzer gewünschter arbiträrer Wert festgelegt werden. Das Kompensationsverhältnis für jede Farbe bezüglich jedes Pixels lässt sich zum Beispiel in Gleichung 3 ausdrücken. Kompensationsverhältnis = ( mittlere Lichtintensität des Beleuchtungs-   bildes für jede  Farbe ) / ( Lichtintensität des zugehörigen Pixels )

Figure DE102010064640B3_0008
Thereafter, a compensation ratio for each color is set according to a ratio between the light intensity for each pixel and an arbitrary reference light intensity for each pixel (refer to step S1220). The reference light intensity can be set as the average light intensity of the illumination image for each color. For example, an average light intensity of all the pixels within the field of view of the illumination image for each color is set as the reference light intensity. Alternatively, the reference light intensity may be set as a user-desired arbitrary value. The compensation ratio for each color with respect to each pixel can be expressed in Equation 3, for example. compensation ratio = ( mean light intensity of the lighting picture for each colour ) / ( Light intensity of the associated pixel )
Figure DE102010064640B3_0008

Dann werden die Kompensationsverhältnisse für jede Farbe sämtlicher Pixel innerhalb des Sichtfeldes datenbankgestützt erhoben, so dass die Kompensationsinformation für jede Farbe erstellt und gespeichert wird (vgl. Schritt S1230). Die gespeicherte Kompensationsinformation für jede Farbe kann zur Erhöhung der Genauigkeit der Messung des Lötbereichs, die später verarbeitet wird, verwendet werden. Zum Beispiel wird nach der Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte zum Erhalt der Farbbilder und vor der Erstellung der Sättigungskarte mittels der Farbbilder jeder Pixel der Farbbilder mittels des Kompensationsverhältnisses für jede Farbe kompensiert. Das heißt, jeder Pixel der Farbbilder wird mit dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe multipliziert, so dass die Ungleichmäßigkeit der Lichtintensität der Farbbeleuchtung selbst kompensiert wird und ein Irrtum bei der Messung des Lötbereichs verringert wird.Then, the compensation ratios for each color of all the pixels within the field of view are database-enhanced, so that the compensation information for each color is created and stored (refer to step S1230). The stored compensation information for each color may be used to increase the accuracy of the measurement of the solder area that will be processed later. For example, after the irradiation of the color illuminations on the circuit board to obtain the color images and before the saturation map is formed by the color images, each pixel of the color images is compensated by the compensation ratio for each color. That is, each pixel of the color images is multiplied by the compensation ratio for each color, so that the unevenness of the light intensity of the color illumination itself is compensated and a mistake in the measurement of the soldering area is reduced.

Eigenschaften einer im Lot enthaltenen Lotkugel entsprechend kann es dabei zu einer Abweichung der Lichtintensität für jede Farbe im Lötbereich kommen. Zur Verringerung der Abweichung der Lichtintensität für jede Farbe des Lots kann die Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen korrigiert werden, so dass sich die Zuverlässigkeit der Messung des Lötbereichs erhöhen lässt.In accordance with the properties of a solder ball contained in the solder, a deviation of the light intensity for each color in the soldering area may occur. To reduce the deviation of the light intensity for each color of the solder, the solder uniformity for the color illuminations can be corrected, so that the reliability of the measurement of the soldering area can be increased.

Die Korrektur der Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen kann vor dem Erhalt der in 8 gezeigten Farbbilder erfolgen. Insbesondere werden die Farbbeleuchtungen auf das auf der Leiterplatte ausgebildete Lot eingestrahlt, so dass man Lötbilder für jede Farbe erhält. Zum Beispiel erhält man nach der Einstrahlung der roten Beleuchtung, der grünen Beleuchtung und der blauen Beleuchtung auf das auf der Leiterplatte ausgebildete Lot mittels des roten Beleuchtungsteils 1152, des grünen Beleuchtungsteils 1154 und des blauen Belcuchtungsteils 1156, die in der zweiten Beleuchtungseinheit 1150 enthalten sind, ein rotes Lötbild, ein grünes Lötbild und ein blaues Lötbild entsprechend jeder Farbbeleuchtung. Danach erhält man die Lichtintensität für jede Farbe des Lots aufgrund jedes der Lötbilder für Farben. Das heißt, dass man die Lichtintensität für jede Farbe des Lots aufgrund des roten Lötbilds, des grünen Lötbilds und des blauen Lötbilds erhält. Die Lichtintensität für jede Farbe des Lots lässt sich von einem Pixel entsprechend dem Lot oder von einer Vielzahl von Pixeln, die in einem vorbestimmten Bereich des Lots enthalten sind, erhalten. Dann wird ein Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots entsprechend einem Verhältnis zwischen der Lichtintensität für jede Farbe des Lots und einer willkürlichen Referenzlichtintensität festgelegt, und das festgelegte Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots wird gespeichert. Die Referenzlichtintensität kann als mittlere Lichtintensität einer Vielzahl von Lötlichtintensitäten für jede Farbe festgelegt werden. Zum Beispiel wird die Referenzlichtintensität als eine mittlere Lichtintensität einer roten Lötlichtintensität, die man aufgrund des roten Lötbilds erhält, einer grünen Lötlichtintensität, die man aufgrund des grünen Lötbild erhält, und einer blauen Lötlichtintensität, die man aufgrund des blauen Lötbilds erhält, festgelegt.Correction of the solder uniformity for the color illuminations may be made prior to receipt of the inks 8th shown color images done. In particular, the color illuminations are radiated onto the solder formed on the printed circuit board, so that soldering images are obtained for each color. For example, after the red illumination, the green illumination and the blue illumination are irradiated, the solder formed on the circuit board is obtained by means of the red illumination part 1152 , the green lighting part 1154 and the blue illumination part 1156 that in the second lighting unit 1150 a red solder image, a green solder image, and a blue solder image corresponding to each color illumination. Thereafter, the light intensity for each color of the solder is obtained from each of the solder images for colors. That is, one obtains the light intensity for each color of the solder due to the red solder image, the green solder image, and the blue solder image. The light intensity for each color of the solder can be obtained from a pixel corresponding to the solder or from a plurality of pixels included in a predetermined area of the solder. Then, a compensation ratio for each color of the solder is set according to a ratio between the light intensity for each color of the solder and an arbitrary reference light intensity, and the set compensation ratio for each color of the solder is stored. The reference light intensity may be set as the average light intensity of a plurality of soldering light intensities for each color. For example, the reference light intensity is set as an average light intensity of a red soldering light intensity obtained from the red soldering image, a green soldering light intensity obtained from the green soldering image, and a blue soldering light intensity obtained from the blue soldering image.

Das durch das oben beschriebene Verfahren erhaltene Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots kann zur Erhöhung der Genauigkeit der Messung des Lötbereichs, die später verarbeitet wird, verwendet werden. Zum Beispiel werden nach der Einstrahlung der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte zum Erhalt der Farbbilder und vor der Erstellung der Sättigungskarte mittels der Farbbilder die Farbbilder mittels des Kompensationsverhältnisses für jede Farbe des Lots kompensiert. Das heißt, dass jedes der Farbbilder mit dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots multipliziert wird, so dass die Ungleichmäßigkeit der Lichtintensität für Farben des Lots kompensiert wird und ein Irrtum bei der Messung des Lötbereichs verringert wird.The compensation ratio obtained by the method described above for each color of the solder can be used to increase the accuracy of the measurement of the soldering area to be processed later. For example, after the color illuminations are irradiated onto the circuit board to obtain the color images and before the saturation map is formed by means of the color images, the color images are compensated by the compensation ratio for each color of the solder. That is, each of the color images is multiplied by the compensation ratio for each color of the solder, so that the unevenness of the light intensity for colors of the solder is compensated and a mistake in the measurement of the soldering area is reduced.

Vor dem Erhalt der Farbbilder werden dabei das Kompensationsverhältnis für jede Farbe der Farbbeleuchtungen zur Korrektor der Farbgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen und das Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots zur Korrektur der Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen durch das oben beschriebene Verfahren vorab festgelegt, und vor der Erstellung der Sättigungskarte wird jedes der Farbbilder mit dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe der Farbbeleuchtung und dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots multipliziert, so dass die Zuverlässigkeit der Messung des Lötbereichs erheblich erhöht wird.In this case, before obtaining the color images, the compensation ratio for each color of the color illuminations for correcting the color uniformity for the color illuminations and the compensation ratio for each color of the solder correcting solder for the color illuminations are predetermined by the above-described method and before the saturation map is formed For example, each of the color images is multiplied by the compensation ratio for each color of the color illumination and the compensation ratio for each color of the solder, so that the reliability of the measurement of the solder region is significantly increased.

Wie oben beschrieben, werden die Sättigungskarte und die Varianzkarte mittels der durch die Farbbeleuchtungen erhaltenen Farbbilder erstellt, und wird der Lötbereich mittels der Sättigungskarte und der Varianzkarte festgelegt, wodurch sich die Genauigkeit der Messung des Lötbereichs erhöht. Zudem wird vor der Messung des Lötbereichs zumindest ein Verfahren zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen und zur Korrektur der Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen durchgeführt, wodurch sich die Genauigkeit der Messung des Lötbereichs erhöht.As described above, the saturation map and the variance map are created by the color images obtained by the color illuminations, and the soldering area is set by the saturation map and the variance map, thereby increasing the accuracy of the measurement of the soldering area. In addition, before the measurement of the soldering area, at least one method of correcting the color uniformity for the color illuminations and correcting the solder uniformity for the color illuminations is performed, thereby increasing the accuracy of the measurement of the soldering area.

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.Various modifications and variations can be made in the present invention by those skilled in the art without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention thus covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (8)

Verfahren zum Messen eines Lötbereichs (1300), umfassend: Einstrahlen einer Vielzahl von Farbbeleuchtungen auf eine Leiterplatte (1110) zum Erhalt einer Vielzahl von Farbbildern (1210, 1220, 1230); Erstellen einer Sättigungskarte (1300) mittels einer aus den Farbbildern (1210, 1220, 1230) einer jeden Farbe erhaltenen Farbsättigungsinformation; Festlegen eines Lötbereichs (1310) in der Sättigungskarte (1300) mittels einer aus den Farbbildern (1210, 1220, 1230) einer jeden Farbe erhaltenen Lichtintensitätsinformation; Erzeugen eines Sättigungsmittelwertes für jede Farbe im Lötbereich (1310); Erstellen einer Varianzkarte (1400) mittels der Sättigungsinformation für jede Farbe und des Sättigungsmittelwertes für jede Farbe; und Vergleichen eines Varianzwertes auf der Varianzkarte mit einem Pegelwert zur Erstellung einer Lötkarte (1500), auf der der Lötbereich (1310) dargestellt ist, in welchem ein Lot ausgebildet ist.A method of measuring a solder area (1300), comprising: Irradiating a plurality of color illuminations onto a circuit board (1110) to obtain a plurality of color images (1210, 1220, 1230); Creating a saturation map (1300) by means of a chroma information obtained from the color images (1210, 1220, 1230) of each color; Setting a soldering area (1310) in the saturation map (1300) by means of a light intensity information obtained from the color images (1210, 1220, 1230) of each color; Generating a saturation average for each color in the solder region (1310); Creating a variance map (1400) using the saturation information for each color and the saturation average for each color; and Comparing a variance value on the variance map with a level value for creating a solder card (1500) showing the solder region (1310) in which a solder is formed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstrahlen der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte (1110) zum Erhalt der Farbbilder (1210, 1220, 1230) jeweils das Einstrahlen einer roten Beleuchtung, einer grünen Beleuchtung und einer blauen Beleuchtung zum Erhalt jeweils eines roten Bildes (1210), eines grünen Bildes (1220) und eines blauen Bildes (1230) umfasst.Method according to Claim 1 wherein irradiating the color illuminations onto the printed circuit board (1110) to obtain the color images (1210, 1220, 1230) respectively emit a red illumination, a green illumination and a blue illumination to obtain a respective red image (1210) of a green image (1220) and a blue image (1230). Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Farbtoninformation, Sättigungsinformation und/oder Lichtintensitätsinformation für jede Farbe durch eine Farbkoordinatenumwandlung der Farbbilder (1210, 1220, 1230) erhalten wird.Method according to Claim 1 wherein hue information, saturation information and / or light intensity information for each color is obtained by color coordinate conversion of the color images (1210, 1220, 1230). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Festlegens eines Lötbereichs (1310) ein Ausschließen eines Verdrahtungsmusterbereichs (1320) und/oder eines dunklen Lötstopplackbereichs (1330) aus der Sättigungskarte (1300) anhand der Lichtintensitätsinformation umfasst, wobei Bereiche besonders großer Lichtintensitätsinformation und/oder besonders kleiner Lichtintensitätsinformation relativ zu der Lichtintensitätsinformation des Lötbereichs ausgeschlossen werden.Method according to Claim 1 wherein the step of defining a solder region (1310) comprises excluding a wiring pattern region (1320) and / or a dark solder mask region (1330) from the saturation map (1300) based on the light intensity information, wherein regions of particularly high light intensity information and / or particularly small light intensity information are relative be excluded to the light intensity information of the soldering area. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man jeden der Varianzwerte für Pixel anhand der folgenden Gleichung erhält: Varianzwert für jeden Pixel = abs(R - RA) + abs(G - GA) + abs(B - BA), wobei R, G und B Sättigungsinformationen für jeden Pixel sind und RA, GA und BA Sättigungsmittelwerte für jede Farbe sind.Method according to Claim 1 Calculating each of the pixel variance values using the following equation: variance value for each pixel = abs (R-RA) + abs (G-GA) + abs (B-BA), where R, G and B are saturation information for each pixel and RA, GA and BA are saturation values for each color. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren vor Einstrahlen der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte (1110) zum Erhalt der Farbbilder (1210, 1220, 1230) ferner folgende Schritte aufweist: Einstrahlen der Farbbeleuchtungen auf ein Ziel zum Erhalt einer Vielzahl von Beleuchtungsbildern für Farben; Erfassen einer Lichtintensität für jeden Pixel bezüglich jedes der Beleuchtungsbilder für Farben; und Festlegen eines Kompensationsverhältnisses für jede Farbe entsprechend einem Verhältnis zwischen der Lichtintensität für jeden Pixel und einer beliebigen Referenzlichtintensität für jeden Pixel, wobei das Kompensationsverhältnis als eine mittlere Lichtintensität eines Beleuchtungsbildes für jede Farbe zu einer Lichtintensität eines zugehörigen Pixels definiert ist, und vor Erstellen der Sättigungskarte (1130) mittels der erhaltenen Farbbilder (1210, 1220, 1230), ferner umfassend Kompensieren der Farbbilder (1210, 1220, 1230) mittels des Kompensationsverhältnisses für jede Farbe. Method according to Claim 1 wherein, prior to irradiating the color illuminations to the printed circuit board (1110) to obtain the color images (1210, 1220, 1230), the method further comprises the steps of: irradiating the color illuminations onto a target to obtain a plurality of illumination images for colors; Detecting a light intensity for each pixel with respect to each of the illumination images for colors; and setting a compensation ratio for each color corresponding to a ratio between the light intensity for each pixel and an arbitrary reference light intensity for each pixel, the compensation ratio being defined as a mean light intensity of an illumination image for each color to a light intensity of an associated pixel, and before the saturation map is created (1130) by means of the obtained color images (1210, 1220, 1230), further comprising compensating the color images (1210, 1220, 1230) by means of the compensation ratio for each color. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren vor Einstrahlen der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte (1110) zum Erhalt der Farbbilder (1210, 1220, 1230) ferner folgende Schritte aufweist: Einstrahlen der Farbbeleuchtungen auf ein auf der Leiterplatte (1110) ausgebildetes Lot zum Erhalt einer Vielzahl von Lötbildern für jede Farbe; Erfassen einer Lichtintensität für jede Farbe des Lots von jedem der Lötbilder für jede Farbe; und Festlegen eines Kompensationsverhältnisses für jede Farbe des Lots entsprechend einem Verhältnis zwischen der Lichtintensität für jede Farbe des Lots und einer beliebigen Referenzlichtintensität, wobei das Kompensationsverhältnis als eine mittlere Lichtintensität von Lichtintensitäten für jede Farbe des Lots zu der Lichtintensität für jede Farbe des Lots definiert ist, und vor Erstellen der Sättigungskarte (1300) mittels der erhaltenen Farbbilder (1210, 1220, 1230), ferner umfassend Kompensieren der Farbbilder (1210, 1220, 1230) mittels des Kompensationsverhältnisses für jede Farbe des Lots.Method according to Claim 1 wherein, prior to irradiating the color illuminations to the circuit board (1110) to obtain the color images (1210, 1220, 1230), the method further comprises the steps of: irradiating the color illuminations onto a solder formed on the circuit board (1110) to obtain a plurality of solder images for every color; Detecting a light intensity for each color of the solder from each of the solder images for each color; and determining a compensation ratio for each color of the solder corresponding to a ratio between the light intensity for each color of the solder and any reference light intensity, wherein the compensation ratio is defined as an average light intensity of light intensities for each color of the solder to the light intensity for each color of the solder, and before creating the saturation map (1300) using the obtained color images (1210, 1220, 1230), further comprising compensating the color images (1210, 1220, 1230) for the compensation ratio for each color of the solder. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren vor Einstrahlen der Farbbeleuchtungen auf die Leiterplatte (1110) zum Erhalt der Farbbilder (1210, 1220, 1230) ferner folgende Schritte aufweist: Festlegen eines ersten Kompensationsverhältnisses für jede Farbe der Farbbeleuchtungen zur Korrektur der Farbgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen, wobei das erste Kompensationsverhältnis als eine mittlere Lichtintensität eines Beleuchtungsbildes für jede Farbe zu einer Lichtintensität eines zugehörigen Pixels definiert ist; und Festlegen eines zweiten Kompensationsverhältnisses für jede Farbe eines Lots zur Korrektur der Lötgleichmäßigkeit für die Farbbeleuchtungen, wobei das zweite Kompensationsverhältnis als eine mittlere Lichtintensität von Lichtintensitäten für jede Farbe des Lots zu der Lichtintensität für jede Farbe des Lots definiert ist; und vor Erstellen der Sättigungskarte (1300) mittels der erhaltenen Farbbilder (1210, 1220, 1230), ferner umfassend Multiplizieren jedes Farbbildes mit dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe der Farbbeleuchtungen und dem Kompensationsverhältnis für jede Farbe des Lots.Method according to Claim 1 wherein, prior to irradiating the color illuminations to the printed circuit board (1110) to obtain the color images (1210, 1220, 1230), the method further comprises the steps of: defining a first compensation ratio for each color of the color illuminations to correct the color uniformity for the color illuminations; Compensation ratio is defined as an average light intensity of an illumination image for each color to a light intensity of an associated pixel; and determining a second compensation ratio for each color of solder to correct the solder uniformity for the color illuminations, wherein the second compensation ratio is defined as an average light intensity of light intensities for each color of the solder to the light intensity for each color of the solder; and before creating the saturation map (1300) using the obtained color images (1210, 1220, 1230), further comprising multiplying each color image by the compensation ratio for each color of the color illuminations and the compensation ratio for each color of the solder.
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