DE112016005990T5 - Dreidimensionales Messgerät - Google Patents

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DE112016005990T5
DE112016005990T5 DE112016005990.6T DE112016005990T DE112016005990T5 DE 112016005990 T5 DE112016005990 T5 DE 112016005990T5 DE 112016005990 T DE112016005990 T DE 112016005990T DE 112016005990 T5 DE112016005990 T5 DE 112016005990T5
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light
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DE112016005990.6T
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Nobuyuki Umemura
Tsuyoshi Ohyama
Norihiko Sakaida
Ikuo Futamura
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CKD Corp
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CKD Corp
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Abstract

Bei einer dreidimensionalen Messung unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode wird ein dreidimensionales Messgerät bereitgestellt, das eine sprunghafte Erhöhung der Messgenauigkeit bewirken kann. Die Substratprüfvorrichtung 10 ist versehen mit dem Fließband 13 zum Transportieren der Leiterplatte 1, der Beleuchtungsvorrichtung 14 zur Abstrahlung von bestimmtem Licht von schräg oben auf die Oberfläche der Leiterplatte 1 und der Kamera 15 zur Bildaufnahme der mit dem Licht bestrahlten Leiterplatte 1. Bei Erhalten einer der vier Bilddaten, die zur dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode erforderlich sind, wird ein Streifenmuster mit einer rechteckigen oder trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung auf die kontinuierlich transportierte Leiterplatte 1 abgestrahlt. Für jeden Transport der Leiterplatte 1 um eine bestimmte Menge werden die Helligkeitswerte der Bilddaten in mehreren Malen für jede Koordinatenposition der Leiterplatte 1 addiert und ihr Mittelwert wird ermittelt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensionales Messgerät zu einer dreidimensionalen Messung unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode.
  • Stand der Technik
  • Falls allgemein eine Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen bestückt ist, wird zunächst auf einer bestimmten Elektrodenstruktur, die auf der Leiterplatte angeordnet ist, Lötzinn gedruckt. Als nächstes werden die elektronischen Bauteile auf Basis der Viskosität des Lötzinns an die Leiterplatte vorläufig fixiert. Danach wird die Leiterplatte zu einem Reflow-Ofen geführt, wo durch einen bestimmten Reflow-Schritt ein Löten vorgenommen wird. Neuerdings ist es erforderlich, in einer vorherigen Stufe der Führung zu einem Reflow-Ofen den Druckzustand des Lötzinns zu prüfen. Für die Prüfung wird ggf. ein dreidimensionales Messgerät eingesetzt.
  • Neuerdings sind verschiedenartige berührungslose dreidimensionale Messgeräte unter Verwendung von Licht vorgeschlagen. Insbesondere ist ein dreidimensionales Messgerät unter Verwendung von Phasenverschiebungsmethode bekannt.
  • In einem dreidimensionalen Messgerät unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode wird ein zu messendes Objekt mit einem bestimmten Streifenmuster durch ein bestimmtes Bestrahlungsmittel bestrahlt. Das Bestrahlungsmittel ist mit einer Lichtquelle zum Emittieren von bestimmtem Licht und einem Gitter zur Umwandlung des Lichtes von der Lichtquelle in ein Streifenmuster versehen. Das Gitter ist derart angeordnet, dass ein lichtdurchlässiger Teil zum Durchlassen des Lichts und ein lichtabschirmender Teil zum Abschirmen des Lichts abwechselnd aufgereiht sind.
  • Durch ein Bildaufnahmemittel, das gleich auf dem zu messenden Objekts angeordnet ist, wird dann der Streifenmuster, der auf das zu messende Objekt abgestrahlt wird, aufgenommen. Als Bildaufnahmemittel wird eine charge-coupled-device(CCD)-Kamera u. dgl. aus einer Linse, einem Bildaufnahmeelement u. dgl. verwendet.
  • Im obigen Aufbau ergibt sich die Lichtintensität (Helligkeit) I von jeweiligen Pixeln auf den durch die Kamera aufgenommenen Bilddaten durch folgende Formel (U1):
  • I = f · sin φ+ e
    Figure DE112016005990T5_0001
    wobei f: Verstärkung, e: Versatz, φ: Phase des Streifenmusters ist.
  • Bspw. wird das zu messende Objekt dann kontinuierlich bewegt, die Phase des Streifenmusters in vier Stufen (φ + 0, φ+ 90°, φ+ 180°, φ+ 270°) verschoben und Bilddaten mit diesen entsprechenden Intensitätsverteilungen I0, I1, I2, I3 werden aneinander aufgenommen, um auf Basis der folgenden Formel (U2) die Phase φ zu ermitteln (s. z. B. Patentliteratur 1):
  • φ= tan − 1 [ ( I 1 − I 3 ) / ( I 2 − I 0 ) ]
    Figure DE112016005990T5_0002
  • Durch Verwendung dieser Phase φ kann auf Basis des Prinzips der Triangulation die Höhe (Z) an jeweiligen Koordinaten (X, Y) auf dem zu messenden Objekt ermittelt werden.
  • In dreidimensionalen Messgeräten unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode wird allgemein zur Erhöhung der Messgenauigkeit ein Streifenmuster mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt. Es ist jedoch sehr schwierig, ein Streifenmuster mit einer hochpräzisen sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung abzustrahlen.
  • Demgegenüber finden sich neuerdings auch Techniken zur Abstrahlung eines Streifenmusters mit einer durch ein Gitter umgewandelten rechteckigen Lichtintensitätsverteilung als Streifenmuster mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung durch eine nicht fokussierte Abstrahlung auf ein zu messendes Objekt (s. z. B. Patentliteratur 2).
  • Ermittelte Schriften
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP 2012-247375 A
    • Patentliteratur 2: JP 2007-085862 A
  • Übersicht der Erfindung
  • Zu Lösende Aufgabe der Erfindung
  • Im Unterschied zur Fokussierung ist es jedoch sehr schwierig, zur Aufrechterhaltung eines Fokusversatzes eines Streifenmusters im gewünschten Zustand zu verwalten. Die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des auf das zu messende Objekt abgestrahlten Streifenmusters wird leicht zerstört und die Gefahr besteht, dass die Lichtintensitätsverteilung keine sinusförmige Lichtintensitätsverteilung bildet.
  • Da ferner des Fokusversatzes des Streifenmusters je nach der relativen Lagebeziehung zum zu messenden Objekt unterschiedlich ist, besteht die Gefahr, dass sich durch Änderung der relativen Lagebeziehung zum zu messenden Objekt auch die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des Streifenmusters ändert.
  • Überdies wird die Bestrahlung mit einem versetzten Fokus vorgenommen, so dass der Streifenmuster nicht mittels einer telezentrischen Optik abgestrahlt werden kann.
  • Als Folge ist eine Verringerung der Messgenauigkeit bei einer dreidimensionalen Messung zu befürchten.
  • Die obige Aufgabe wird nicht unbedingt auf eine Messung der Höhe eines auf der Leiterplatte gedruckten Lötzinns u. dgl. eingeschränkt und ist auch dem Gebiet von anderen dreidimensionalen Messgeräten immanent.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt der obige Sachverhalt zugrunde und der Zweck liegt darin, ein dreidimensionales Messgerät bereitzustellen, das bei einer dreidimensionalen Messung unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode eine sprunghafte Erhöhung der Messgenauigkeit bewirken kann.
  • Mittel zu Lösen der Aufgabe
  • Nachstehend sind jeweilige Mittel, die zum Lösen der Aufgabe geeignet sind, in Abschnitten erläutert. Nach Bedarf werden ferner den entsprechenden Mitteln eigene Wirkungen und Effekte hinzugefügt.
  • Mittel 1: Ein dreidimensionales Messgerät, versehen mit:
    • - einem Bestrahlungsmittel, das eine Lichtquelle zum Emittieren von bestimmtem Licht und ein Gitter zur Umwandlung des Lichtes von der Lichtquelle in ein bestimmtes Streifenmuster aufweist und den Streifenmuster auf ein zu messendes Objekt (z. B. eine Leiterplatte) abstrahlen kann,
    • - einem Bildaufnahmemittel, das das zu messende Objekt, auf welches der Streifenmuster abgestrahlt wird, aufnehmen kann,
    • - einem Bewegungsmittel, das das Bestrahlungsmittel, das Bildaufnahmemittel und das zu messende Objekt relativ bewegen kann,
    • - einem Bilderhaltungsmittel, das mehrere Bilddaten (mehrere Bilddaten mit unterschiedlichen Lichtintensitätsverteilungen an jeweiligen Koordinatenpositionen auf dem zu messenden Objekt) bezüglich des zu messenden Objekts, dessen relative Lagebeziehung (Phase) sich vom vom Bestrahlungsmittel abgestrahlten Streifenmuster unterscheidet, erhalten kann, sowie
    • - einem Bildverarbeitungsmittel, das auf Basis der vom Bilderhaltungsmittel erhaltenen mehreren Bilddaten durch die Phasenverschiebungsmethode eine dreidimensionale Messung des zu messenden Objekts durchführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erhalten einer der mehreren Bilddaten vom Bilderhaltungsmittel eine Bildaufnahmeverarbeitung zu einer kontinuierlichen Bildaufnahme (Belichten) in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt, oder eine Bildaufnahmeverarbeitung zu mehrfach geteilten Bildaufnahmen (Belichten) in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt, durchgeführt wird, wobei eine Verarbeitung zum Addieren oder zur Mittelung des Bildaufnahmeergebnisses (Helligkeitswert der jeweiligen Pixeln der aufgenommenen mehreren Bilddaten) für jede Koordinatenposition auf dem zu messenden Objekt durchgeführt wird.
  • Gemäß dem Mittel 1 werden das Bestrahlungsmittel und das Bildaufnahmemittel sowie das zu messende Objekt relativ bewegt und ein zu messendes Objekt, welches mit einem bestimmten Streifenmuster (z. B. ein Streifenmuster mit einer rechteckigen Lichtintensitätsverteilung) bestrahlt wird, wird kontinuierlich oder mehrfach geteilt aufgenommen, wobei das Bildaufnahmeergebnis für jede Koordinatenposition auf dem zu messenden Objekt addiert oder gemittelt wird.
  • Hierdurch ist es möglich, beim Erhalten einer der mehreren Bilddaten bezüglich des zu messenden Objekts mit einer unterschiedlichen relativen Lagebeziehung (Lichtintensitätsverteilung) zum Streifenmuster, die bei einer dreidimensionalen Messung durch Phasenverschiebungsmethode erforderlich ist, Bilddaten mit einer Lichtintensitätsverteilung, die einer idealen Sinuswelle näher ist, zu erhalten, als im Fall, dass eine Bildaufnahme unter Bestrahlung einfach mit einem bestimmten Streifenmuster vorgenommen wird.
  • Mit dem Begriff „sinusförmig“ ist hierbei „eine einer Sinuswelle ähnliche Form“ gemeint, so dass vom Begriff „sinusförmig“ nicht nur eine ideale „Sinuswelle“, sondern auch der „Sinuswelle“ annähernde Gegenstände umfasst sind (dasselbe gilt auch für später beschriebene andere „nichtsinusförmige Wellen“ wie „Rechteckwelle“).
  • Vom obigen „bestimmten Streifenmuster“ ist ferner ein „Streifenmuster mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung“ umfasst. D. h. es ist auch möglich, ein Streifenmuster mit einer Lichtintensitätsverteilung, die keine ideale „Sinuswelle“ ist und sich einer Sinuswelle annähert, abzustrahlen und Bilddaten mit einer einer idealen Sinuswelle näheren Lichtintensitätsverteilung zu erhalten.
  • Gemäß dem vorliegenden Mittel können Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten werden, selbst wenn ein Streifenmuster in einem fokussierten Zustand abgestrahlt wird. Durch die Abstrahlung mit dem Streifenmuster in einem fokussierten Zustand kann die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des Streifenmusters leicht aufrechterhalten werden. Zudem ist ein Streifenmuster auch mittels einer telezentrischen Optik abgestrahlt werden.
  • Als Folge kann eine sprunghafte Erhöhung der Messgenauigkeit bei einer dreidimensionalen Messung unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode bewirkt werden.
  • Beim Bewegungsbetrieb bezüglich der „relativen Bewegung des zu messenden Objekts“ kann es sich ferner sowohl um einen kontinuierlichen Betrieb, in welchem sich das zu messende Objekt kontinuierlich relativ bewegt, als auch um einen intermittierenden Betrieb handeln, in welchem sich das zu messende Objekt intermittierend relativ bewegt (sich um eine bestimmte Menge relativ bewegt).
  • Von einer Durchführung der „Bildaufnahmeverarbeitung zu einer kontinuierlichen Bildaufnahme (oder zu mehrfach geteilten Bildaufnahmen) in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt“, sind auch Fälle umfasst, dass während Anhalten vor dem Starten der relativen Bewegung des zu messenden Objekts die Bildaufnahmeverarbeitung gestartet wird, oder dass während Anhalten nach dem Stoppen der relativen Bewegung des zu messenden Objekts die Bildaufnahmeverarbeitung beendet wird. Bspw. kann derart ausgebildet werden, dass nach dem Starten der Bildaufnahmeverarbeitung während Anhalten der relativen Bewegung des zu messenden Objekts die relative Bewegung des zu messenden Objekts gestartet wird und nach dem Stoppen der relativen Bewegung des zu messenden Objekts die Bildaufnahmeverarbeitung beendet wird.
  • Mittel 2: Ein dreidimensionales Messgerät, versehen mit:
    • - einem ersten Bestrahlungsmittel, das eine Lichtquelle zum Emittieren von bestimmtem Licht und ein Gitter zur Umwandlung des Lichtes von der Lichtquelle in ein bestimmtes Streifenmuster aufweist und den Streifenmuster auf ein zu messendes Objekt (z. B. eine Leiterplatte) abstrahlen kann,
    • - einem zweiten Bestrahlungsmittel, das vom Streifenmuster unterschiedliches zweites Licht auf das zu messende Objekt abstrahlen kann,
    • - einem Bildaufnahmemittel, das das zu messende Objekt, auf welches die verschiedenen Arten von Licht abgestrahlt werden, aufnehmen kann,
    • - einem Bewegungsmittel, das die Bestrahlungsmittel, das Bildaufnahmemittel und das zu messende Objekt relativ bewegen kann,
    • - einem ersten Bilderhaltungsmittel, das mehrere Bilddaten (mehrere Bilddaten mit unterschiedlichen Lichtintensitätsverteilung an jeweiligen Koordinatenpositionen auf dem zu messenden Objekt) bezüglich des zu messenden Objekts, dessen relative Lagebeziehung sich vom vom ersten Bestrahlungsmittel abgestrahlten Streifenmuster unterscheidet, erhalten kann,
    • - einem ersten Bildverarbeitungsmittel (einem dreidimensionalen Messmittel), das auf Basis der vom ersten Bilderhaltungsmittel erhaltenen mehreren Bilddaten durch die Phasenverschiebungsmethode eine dreidimensionale Messung des zu messenden Objekts durchführen kann,
    • - einem zweiten Bilderhaltungsmittel, das nach der Durchführung einer bestimmten Bildaufnahmeverarbeitung, die bei Erhalten von bestimmten Bilddaten unter den mehreren Bilddaten durch das erste Bilderhaltungsmittel vorgenommen wird, bis zur Durchführung einer Bildaufnahmeverarbeitung bezüglich der Erhaltung von nächsten Bilddaten die Bilddaten bezüglich des zu messenden Objekts, das im vom zweiten Bestrahlungsmittel abgestrahlten zweiten Licht ausgenommen wird, erhalten kann, sowie
    • - einem zweiten Bildverarbeitungsmittel (einem Mittel zur Durchführung einer spezifizierten Verarbeitung), das auf Basis der vom zweiten Bilderhaltungsmittel erhaltenen Bilddaten eine bestimmte Verarbeitung durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erhalten einer der mehreren Bilddaten vom ersten Bilderhaltungsmittel eine Bildaufnahmeverarbeitung zu einer kontinuierlichen Bildaufnahme (Belichten) in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt, oder eine Bildaufnahmeverarbeitung zu mehrfach geteilten Bildaufnahmen (Belichten) in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt, durchgeführt wird, wobei eine Verarbeitung zum Addieren oder zur Mittelung des Bildaufnahmeergebnisses (Helligkeitswert der jeweiligen Pixeln der aufgenommenen mehreren Bilddaten) für jede Koordinatenposition auf dem zu messenden Objekt durchgeführt wird.
  • Gemäß dem Mittel 2 werden gleiche Wirkungen und Effekte wie durch das Mittel 1 erzielt. Gemäß dem vorliegenden Mittel wird ferner während der mehrfachen Bildaufnahmeverarbeitungen zwecks einer dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode die Bildaufnahme eines zu messenden Objekts in zweitem Licht, das vom zweiten Bestrahlungsmittel abgestrahlt wird, vorgenommen. D. h. es ist möglich, ohne Verlängerung der Zeit, die zum Erhalten von allen zur dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode erforderlichen Bilddaten benötigt wird, die Bilddaten zur dreidimensionalen Messung zu erhalten und überdies Bilddaten für andere Verwendungszwecke als die dreidimensionale Messung (Bilddaten zur Durchführung einer bestimmten Verarbeitung durch das Mittel zur Durchführung einer spezifizierten Verarbeitung) separat zu erhalten.
  • Als Folge wird eine Kombination von mehreren Arten von Messungen ermöglicht, so dass bei einer dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode eine Verringerung der Messeffizienz unterdrückt und eine Erhöhung der Messgenauigkeit bewirkt werden kann.
  • Hier kann auch ausgebildet werden, dass mehrere Arten von dem „zweiten Bestrahlungsmittel (zweites Licht)“ vorgesehen sind. Es kann ferner aufgeführt werden, dass, bis alle der vom ersten Bilderhaltungsmittel erhaltenen mehreren Bilddaten aufgenommen werden, diese mehrere Arten von Lichtern wechselnd abgestrahlt werden können. Durch die Ausbildung können Bilddaten, die für verschiedenartige Verwendungszwecke verwendet werden, separat erhalten und die Wirkungen und Effekte weiter erhöht werden. Von mehreren Arten von Lichtern sind nicht nur heterogene Lichter mit unterschiedlichen Bestrahlungszuständen wie z. B. gleichmäßiges Licht (Licht mit einer konstanten Intensität) oder ein Streifenmuster, sondern auch homogenes Licht mit unterschiedlicher Helligkeit, wie z. B. zwei Arten von gleichmäßigem Licht mit unterschiedlicher Helligkeit umfasst.
  • Durch Abstrahlung von mehreren Arten von Lichtern mit unterschiedlicher Helligkeit kann ein Auftritt von verschiedenen Störungen, die auf dem Unterschied zwischen Licht und Dunkel auf jedem Bauteil der zu messenden Objekts basiert, unterdrückt werden. Bspw. die Umgebung (nachstehend Hintergrundbereich genannt) eines gedruckten Teils des Lötzinns auf der Leiterplatte als zu messendem Objekt weist verschiedene Farben auf, da für ein Glasepoxidharz oder einen Resistfilm verschiedene Farben verwendet werden. Im Hintergrundbereich mit einer relativ dunklen Farbe wie z. B. schwarz wird der Kontrast von Bilddaten auf Basis einer Bildaufnahme vom Bildaufnahmemittel verkleinert. D. h. der Unterschied zwischen Licht und Dunkel (Helligkeitsunterschied) des Streifenmusters auf den Bilddaten wird verkleinert. Es besteht daher die Gefahr, dass eine Messung der Höhe des Hintergrundbereichs schwierig ist. Eigentlich ist zu einer hochpräziseren Messung der Höhe eines auf dem Substrat gedruckten Lötzinns bevorzugt, in dem Substrat die Höhenreferenz zu nehmen. Da jedoch die Höhe des Hintergrundbereichs nicht als Referenzfläche angemessen verwendet werden kann, besteht die Gefahr, dass eine Störung auftritt, dass keine Höhenreferenz in dem Substrat genommen werden kann.
  • Daher werden bspw. die Helligkeit des Streifenmusters gewechselt wird, eine Bildaufnahme mit einer Helligkeit, die für einen Bereich (einen hellen Teil) mit gedrucktem Lot geeignet ist, und eine Bildaufnahme mit einer Helligkeit, die für den Hintergrundbereich (einen dunklen Teil) geeignet ist, separat vorgenommen und die Höhereferenz angemessen gemessen wird, wodurch ein Auftritt der Störung unterdrückt werden kann.
  • Durch Abstrahlung von gleichmäßigem Licht als „zweites Licht“ können ferner Helligkeitsbilddaten erhalten werden. Somit wird ermöglicht, auf Basis der Helligkeitsbilddaten ein Mapping für durch die dreidimensionale Messung erhaltene dreidimensionale Daten vorzunehmen oder einen Messbereich zu extrahieren, so dass eine weitere Erhöhung der Messgenauigkeit bewirkt werden kann.
  • Mittel 3: Ein dreidimensionales Messgerät nach Mittel 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bewegungsmittel das zu messende Objekt kontinuierlich bewegt.
  • Gemäß dem Mittel 3 wird ein bestimmter Streifenmuster bspw. auf ein kontinuierlich bewegtes zu messendes Objekt abgestrahlt und für jede Bewegung des zu messenden Objekts um eine bestimmte Menge (z. B. eine Distanz, die der Phase 90° des Streifenmusters entspricht) die Bildaufnahmeverarbeitung (die in einem bestimmten Zeitraum kontinuierliche oder mehrfach geteilte Bildaufnahmeverarbeitungen) vorgenommen. Als Folge kann unter kontinuierlicher Bewegung des zu messenden Objekts ohne Anhalten eine dreidimensionale Messung vorgenommen werden, so dass eine Erhöhung der Messeffizienz und somit eine Erhöhung der Produktionseffizienz bewirkt werden können.
  • Da sich ferner die relative Position (Phase) des Streifenmusters auf jeder Koordinatenposition auf dem im Zeitraum der Bildaufnahme (im bestimmten Zeitraum) aufgenommenen zu messenden Objekt ständig ändert, ist es möglich, Bilddaten mit einer Lichtintensitätsverteilung, die einer idealen Sinuswelle näher ist, zu erhalten, als im Fall, dass teilweise Daten eines nicht relativ bewegten Streifenmusters umfasst sind. Als Folge kann eine weitere Erhöhung der Messgenauigkeit bewirkt werden.
  • Wenn jedoch auch bei einem intermittierenden Betrieb, in welchem sich das zu messende Objekt intermittierend relativ bewegt, z. B. gleichzeitig mit dem Beginn der relativen Bewegung oder während der relativen Bewegung des zu messenden Objekts die Bildaufnahmeverarbeitung gestartet und gleichzeitig mit dem Anhalten der relativen Bewegung oder während der relativen Bewegung des zu messenden Objekts die Bildaufnahmeverarbeitung beendet wird, werden gleiche Wirkungen und Effekte wie die durch das vorliegende Mittel erzielt.
  • Mittel 4: Ein dreidimensionales Messgerät nach einem der Mittel 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das bestimmte Streifenmuster ein Streifenmuster mit einer nichtsinusförmigen Lichtintensitätsverteilung ist.
  • Mit dem Begriff „nichtsinusförmig“ sind bestimmte Wellen gemeint, die keine „Sinuswelle“ sind, wie z. B. eine „Rechteckwelle“, „Trapezwelle“, „dreieckige Welle“, „Sägezahnwelle“.
  • Allgemein ist die Messgenauigkeit bei einer dreidimensionalen Messung durch Abstrahlung eines Streifenmusters mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung besser als die bei einer dreidimensionalen Messung durch Abstrahlung eines Streifenmusters mit einer nichtsinusförmigen (bspw. rechteckigen) Lichtintensitätsverteilung.
  • Wie jedoch oben beschrieben ist, ist es sehr schwierig, ein Streifenmuster mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung durch ein Bestrahlungsmittel zu erzeugen, wobei die Gefahr besteht, dass der mechanische Aufbau kompliziert wird.
  • In diesem Punkt ist gemäß dem vorliegenden Mittel 4 möglich, ohne Komplizierung des mechanischen Aufbaus des Bestrahlungsmittels durch eine relativ einfache Steuerungs- oder Berechnungsverarbeitung usw. Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten werden können, obwohl ein Streifenmuster mit einer nichtsinusförmigen (bspw. rechteckigen) Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird. Als Folge kann die Komplizierung des mechanischen Aufbaus unterdrückt und somit eine Unterdrückung der Herstellungskosten bewirkt werden.
  • Mittel 5: Ein dreidimensionales Messgerät nach einem der Mittel 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gitter derart angeordnet ist, dass ein lichtdurchlässiger Teil zum Durchlassen des Lichts und ein lichtabschirmender Teil zum Abschirmen des Lichts abwechselnd aufgereiht sind.
  • Gemäß dem Mittel 5 werden gleiche Wirkungen und Effekte wie durch das Mittel 4 erzielt. Durch Verwendung eines binären Gitters gemäß dem vorliegenden Mittel kann zumindest ein Streifenmuster mit einem flachen Spitzenteil (nachstehend „heller Teil“ genannt), an welchem die Helligkeit maximal und konstant ist, und mit einem flachen Spitzenteil (nachstehend „dunkler Teil“ genannt), an welchem die Helligkeit minimal und konstant ist, abgestrahlt werden. D. h. ein Streifenmuster mit einer rechteckigen oder trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung kann abgestrahlt werden.
  • Normalerweise ist Licht, das ein Gitter durchgeht, ist nicht vollständig parallel und bildet keine vollständig rechteckige Welle, da durch eine Beugungswirkung usw. am Grenzteil zwischen einem lichtdurchlässigen Teil und einem lichtabschirmenden Teil bedingt ein Zwischentonbereich am Grenzteil zwischen einem „hellen“ und „dunklen“ Teil des Streifenmusters eintreten kann.
  • Falls hierbei der Helligkeitsgradient des Zwischentonbereichs am Grenzteil zwischen dem „hellen“ und „dunklen“ Teil steil ist, wird ein Streifenmuster mit einer rechteckigen Lichtintensitätsverteilung gebildet und, falls der Helligkeitsgradient des Zwischentonbereichs leicht ist, wird ein Streifenmuster mit einer trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung gebildet, obwohl dies je nach dem Aufbau wie Anordnungsabstand des lichtdurchlässigen und des lichtabschirmenden Teils im Gitter unterschiedlich ist.
  • Mittel 6: Ein dreidimensionales Messgerät nach einem der Mittel 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zu messende Objekt eine Leiterplatte mit gedrucktem Lötzinn oder ein Wafersubstrat mit gebildeten Lötbumps ist.
  • Gemäß dem Mittel 6 kann eine Messung der Höhe des Lötzinns, das auf der Leiterplatte gedruckt wird, oder des Lötbumps, der auf dem Wafersubstrat gebildet wird, usw. vorgenommen werden. Somit kann bei einer Prüfung des Lötzinns oder Lötbumps auf Basis des Messwertes eine Beurteilung der Qualität des Lötzinns oder Lötbumps vorgenommen werden. Folglich werden die Wirkungen und Effekte der obigen jeweiligen Mittel bei der Prüfung erzielt und eine hochpräzise Beurteilung der Qualität kann vorgenommen werden. Als Folge kann die Erhöhung der Prüfgenauigkeit in einer Lötdruck- oder Lötbumps-Prüfvorrichtung bewirkt werden.
  • Figurenliste
    • [1] ist eine perspektivische Übersicht, die eine Substratprüfvorrichtung schematisch darstellt.
    • [2] ist eine Schnittdarstellung einer Leiterplatte.
    • [3] ist eine Blockdarstellung für den elektrischen Aufbau der Substratprüfvorrichtung.
    • [4] ist eine schematische Darstellung des Zustands eines auf die Leiterplatte abgestrahlten Streifenmusters.
    • [5] ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Bildaufnahmebereich einer Kamera, der sich mit dem zeitlichen Verlauf ändert, und der Koordinatenposition auf der Leiterplatte.
    • [6] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t1 - t15) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X46 - X60) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [7] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t1 - t15) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X31 - X45) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [8] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t1 - t15) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X16 - X30) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [9] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t1 - t15) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X1 - X15) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [10] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t16 - t30) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X46 - X60) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [11] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t16 - t30) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X31 - X45) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [12] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t16 - t30) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X16 - X30) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [13] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t16 - t30) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X1 - X15) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [14] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t31 - t45) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X46 - X60) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [15] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t31 - t45) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X31 - X45) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [16] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t31 - t45) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X16 - X30) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [17] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t31 - t45) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X1 - X15) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [18] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t46 - t60) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X46 - X60) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [19] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t46 - t60) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X31 - X45) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [20] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t46 - t60) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X16 - X30) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [21] ist eine Korrespondenztabelle zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t46 - t60) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte zu den Koordinatenpositionen (X1 - X15) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte um einen Abstand, der einer 1/4-Periode (Phase von 90°) des Streifenmusters entspricht.
    • [22] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem die Koordinatenpositionen der zu Bildaufnahmetiming t1 - t15 aufgenommenen mehreren Bilddaten ausgerichtet sind.
    • [23] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem die Koordinatenpositionen der zu Bildaufnahmetiming t16 - t30 aufgenommenen mehreren Bilddaten ausgerichtet sind.
    • [24] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem die Koordinatenpositionen der zu Bildaufnahmetiming t31 - t45 aufgenommenen mehreren Bilddaten ausgerichtet sind.
    • [25] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem die Koordinatenpositionen der zu Bildaufnahmetiming t46 - t60 aufgenommenen mehreren Bilddaten ausgerichtet sind.
    • [26] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem verschiedene Daten bezüglich jeder Koordinatenposition der Leiterplatte nach verschiedenen Kategorien (erste Phasengruppe, zweite Phasengruppe) geordnet und sortiert sind.
    • [27] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem verschiedene Daten bezüglich jeder Koordinatenposition der Leiterplatte nach verschiedenen Kategorien (dritte Phasengruppe, vierte Phasengruppe) geordnet und sortiert sind.
    • [28] ist eine schematische Tabelle für einen Zustand, in welchem verschiedene Daten bezüglich jeder Koordinatenposition der Leiterplatte nach verschiedenen Kategorien (rote Gruppe, grüne Gruppe, blaue Gruppe, nahinfrarote Gruppe) geordnet und sortiert sind.
    • [29] ist eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte (der Phase von 0° - 114° entsprechende Position) für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf in einer ersten Simulation.
    • [30] ist eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte (der Phase von 120° - 234° entsprechende Position) für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf in einer ersten Simulation.
    • [31] ist eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte (der Phase von 240° - 354° entsprechende Position) für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf in einer ersten Simulation.
    • [32] ist eine Tabelle bezüglich einer ersten Simulation, wobei
      1. (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 0° - 90° entsprechende Position) ist,
      2. (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      3. (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [33] ist eine Tabelle bezüglich einer ersten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 96° - 186° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [34] ist eine Tabelle bezüglich einer ersten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 192° - 282° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [35] ist eine Tabelle bezüglich einer ersten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 288° - 354° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [36] ist ein Diagramm für die Lichtintensitätsverteilung eines Streifenmusters bezüglich einer ersten Simulation.
    • [37] ist ein Diagramm für die Lichtintensitätsverteilung der in (a) der 32-35 gezeigten idealen Sinuswelle.
    • [38] ist ein Diagramm, in welchem die in (b) der 32 - 35 gezeigten verschiedenen Mittelwerte mit einem Plotter ausgedrückt sind.
    • [39] ist ein Diagramm, in welchem der in (c) der 32 - 35 gezeigte Unterschied zwischen den verschiedenen Mittelwerten und dem idealen Wert mit einem Plotter ausgedrückt sind.
    • [40] ist eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte (der Phase von 0° - 114° entsprechende Position) für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf in einer zweiten Simulation.
    • [41] ist eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte (der Phase von 120° - 234° entsprechende Position) für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf in einer zweiten Simulation.
    • [42] ist eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte (der Phase von 240° - 354° entsprechende Position) für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf in einer zweiten Simulation.
    • [43] ist eine Tabelle bezüglich einer zweiten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 0° - 90° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [44] ist eine Tabelle bezüglich einer zweiten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 96° - 186° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [45] ist eine Tabelle bezüglich einer zweiten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 192° - 282° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [46] ist eine Tabelle bezüglich einer zweiten Simulation, wobei
      • (a) eine Tabelle für die Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle auf der Leiterplatte (der Phase von 288° - 354° entsprechende Position) ist,
      • (b) eine Tabelle für verschiedene Mittelwerte des Helligkeitswertes an jeder Koordinatenposition ist, und
      • (c) eine Tabelle für den Unterschied zwischen einem idealen Wert und verschiedenen Mittelwerten ist.
    • [47] ist ein Diagramm für die Lichtintensitätsverteilung eines Streifenmusters bezüglich einer zweiten Simulation.
    • [48] ist ein Diagramm für die Lichtintensitätsverteilung der in (a) der 43-46 gezeigten idealen Sinuswelle.
    • [49] ist ein Diagramm, in welchem die in (b) der 43 - 46 gezeigten verschiedenen Mittelwerte mit einem Plotter ausgedrückt sind.
    • [50] ist ein Diagramm, in welchem der in (c) der 43 - 46 gezeigte Unterschied zwischen den verschiedenen Mittelwerten und dem idealen Wert mit einem Plotter ausgedrückt sind.
    • [51] ist ein Timing-Diagramm zur Erläuterung des Verarbeitungsbetriebs der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Nachstehend ist eine Ausführungsform anhand von Zeichnungen erläutert. Zunächst wird der Aufbau der Leiterplatte als zu messendes Objekt näher erläutert.
  • Wie in 2 gezeigt, ist die Leiterplatte 1 plattenförmig, wobei auf einer Grundplatte 2 bestehend aus einem Glasepoxidharz Elektrodenstrukturen 3 aus einer Kupferfolie vorgesehen ist. Weiterhin ist auf der bestimmten Elektrodenstruktur 3 das Lötzinn 4 gedruckt und gebildet. Der Bereich, auf welchem dieses Lötzinn 4 gedruckt wird, wird als „lotgedruckter Bereich“ bezeichnet. Teile abgesehen vom lotgedruckten Bereich werden zusammenfassend als „Hintergrundbereich“ bezeichnet, von welchem umfasst sind; ein Bereich (Zeichen A), in welchem die Elektrodenstruktur 3 freiliegt, ein Bereich (Zeichen B), in welchem die Grundplatte 2 freiliegt, ein Bereich (Zeichen C), in welchem die Grundplatte 2 mit einem Resistfilm 5 beschichtet wird und ein Bereich (Zeichen D), in welchem die Elektrodenstruktur 3 mit dem Resistfilm 5 beschichtet wird. Der Resistfilm 5 wird ferner auf die Oberfläche der Leiterplatte 1 aufgelegt, damit abgesehen von den bestimmten Leitungen kein Lötzinn 4 gelegt wird.
  • Als nächstes wird der Aufbau einer Substratprüfvorrichtung mit einem dreidimensionalen Messgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform näher erläutert. 1 ist eine perspektivische Übersicht, die die Substratprüfvorrichtung 10 schematisch zeigt.
  • Die Substratprüfvorrichtung 10 ist versehen mit;
    • - einem Fließband 13 als Transportmittel (Bewegungsmittel) zum Transportieren der Leiterplatte 1,
    • - einer Beleuchtungsvorrichtung 14 zur Abstrahlung von bestimmtem Licht von schräg oben auf die Oberfläche der Leiterplatte 1,
    • - einer Kamera 15 als Bildaufnahmemittel zur Aufnahme der mit dem Licht bestrahlten Leiterplatte 1, sowie
    • - einem Steuergerät 16 (s. 3) zur Ausführung von verschiedenen Steuerungen wie einer Ansteuerschaltung des Fließbands 13, der Beleuchtungsvorrichtung 14 und Kamera 15 in der Substratprüfvorrichtung 10 sowie einer Bildverarbeitung und Berechnungsverarbeitung. Das Steuergerät 16 bildet ein Bilderhaltungsmittel (ein erstes und ein zweites Bilderhaltungsmittel) und ein Bildverarbeitungsmittel (ein erstes und ein zweites Bildverarbeitungsmittel) in der vorliegenden Ausführungsform.
  • Im Fließband 13 ist ein nicht dargestelltes Antriebsmittel wie ein Motor usw. vorgesehen, wobei durch Ansteuerung des Motors durch das Steuergerät 16 die auf dem Fließband 13 aufliegende Leiterplatte 1 in einer bestimmten Richtung (nach rechts in 1) mit einer konstanten Geschwindigkeit kontinuierlich transportiert. Hierdurch bewegt sich der Bildaufnahmebereich W der Kamera 15 in der Leiterplatte 1 entgegengesetzter Richtung (nach links in 1) relativ bewegt.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 14 weist fünf Beleuchtungen auf und abgestrahltes Licht wird vom Steuergerät 16 zur Schaltung gesteuert. Konkret sind vorgesehen;
    • - eine erste Beleuchtung 14A, die ein Streifenmuster (ein streifenförmiges Musterlicht) abstrahlen kann,
    • - eine zweite Beleuchtung 14B, die rotes gleichmäßiges Licht mit einer im gesamten Bereich konstanten Lichtintensität abstrahlen kann,
    • - eine dritte Beleuchtung 14C, die grünes gleichmäßiges Licht mit einer im gesamten Bereich konstanten Lichtintensität abstrahlen kann,
    • - eine vierte Beleuchtung 14D, die blaues gleichmäßiges Licht mit einer im gesamten Bereich konstanten Lichtintensität abstrahlen kann, sowie
    • - eine fünfte Beleuchtung 14E, die nahinfrarotes gleichmäßiges Licht mit einer im gesamten Bereich konstanten Lichtintensität abstrahlen kann. Von diesen bildet die erste Beleuchtung 14A ein Bestrahlungsmittel (erstes Bestrahlungsmittel) zur Abstrahlung eines bestimmten Streifenmusters und die anderen zweiten bis fünften Beleuchtungen 14B - 14E bilden jeweils zweite Bestrahlungsmittel zur Abstrahlung bestimmtes gleichmäßiges Licht als zweites Licht.
  • Da die erste bis fünfte Beleuchtungen 14A - 14E allgemein bekannt sind, wird auf eine nähere Erläuterung anhand von Zeichnungen verzichtet. Bspw. ist die erste Beleuchtung 14A mit einer Lichtquelle zum Emittieren bestimmtes Lichts oder einer Gitterplatte zur Umwandlung des Lichts von der Lichtquelle ins Streifenmuster versehen. Hier wird das von der Lichtquelle emittierte Licht in eine Sammellinse geführt und dort in paralleles Licht gewandelt, wonach dieses über die Gitterplatte in eine Projektionslinse geführt und als Streifenmuster abgestrahlt wird.
  • Über den allgemein bekannten Aufbau hinaus kann auch ausgeführt werden, für die Optik der ersten Beleuchtung 14A u. dgl., wie die Sammellinse oder Projektionslinse, eine telezentrische Optik zu verwenden. Hinsichtlich der Leiterplatte 1 besteht die Gefahr, dass die Höhe beim Transport vom Fließband 13 subtil geändert wird. Durch die Verwendung der telezentrischen Optik kann ohne Einfluss dieser Änderung eine hochpräzise Messung vorgenommen werden.
  • Die Gitterplatte ist ferner derart angeordnet, dass ein geradenförmiger lichtdurchlässiger Teil zum Durchlassen des Lichts und ein geradenförmiger lichtabschirmender Teil zum Abschirmen des Lichts in einer bestimmten Richtung, die zur optischen Achse der Lichtquelle orthogonal steht, abwechselnd aufgereiht sind. Damit kann die Leiterplatte 1 mit dem Streifenmuster, das eine entlang der Transportrichtung der Leiterplatte streifenförmige (rechteckige oder trapezförmige) Lichtintensitätsverteilung aufweist, bestrahlt werden.
  • Wie in 4 gezeigt, wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Streifenmuster, dessen Richtung zur Transportrichtung (X-Richtung) der Leiterplatte 1 orthogonal steht, abgestrahlt. D. h in Richtung (Y-Richtung), die zur Transportrichtung (X-Richtung) auf der transportierten Leiterplatte 1 orthogonal steht, wird ein paralleles Streifenmuster abgestrahlt.
  • Normalerweise ist Licht, das eine Gitterplatte durchgeht, ist nicht vollständig parallel und bildet keine vollständig rechteckige Welle, da durch eine Beugungswirkung usw. am Grenzteil zwischen einem lichtdurchlässigen Teil und einem lichtabschirmenden Teil bedingt ein Zwischentonbereich am Grenzteil zwischen einem „hellen“ und „dunklen“ Teil des Streifenmusters eintreten kann. In 4 ist jedoch zur Vereinfachung der Zwischentonbereich weggelassen und das Streifenmuster mittels binäres Streifenmusters von Licht und Dunkel dargestellt.
  • Falls hierbei der Helligkeitsgradient des Zwischentonbereichs am Grenzteil zwischen dem „hellen“ und „dunklen“ Teil steil ist, wird ein Streifenmuster mit einer rechteckigen Lichtintensitätsverteilung gebildet (s. 36) und, falls der Helligkeitsgradient des Zwischentonbereichs leicht ist, wird ein Streifenmuster mit einer trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung gebildet (s. 47), obwohl dies je nach dem Aufbau wie Anordnungsabstand des lichtdurchlässigen und des lichtabschirmenden Teils in der Gitterplatte unterschiedlich ist.
  • Die Kamera 15 ist mit einer Linse, eine Bildaufnahmeelement u. dgl. versehen und die optische Achse der Kamera 15 entlang der Richtung (Z-Richtung) vorgegeben, die vertikal zur auf dem Fließband 13 aufgelegten Leiterplatte 1 ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Bildaufnahmeelement ein CCD-Sensor angewendet.
  • Die von der Kamera 15 aufgenommenen Bilddaten werden im Inneren der Kamera 15 in digitale Signale umgewandelt, in Form von digitalen Signalen ins Steuergerät 16 eingegeben und im später beschriebenen Bilddatenspeichergerät 24 gespeichert. Das Steuergerät 16 führt ferner auf Basis der Bilddaten eine später beschriebene Bildverarbeitung oder Berechnungsverarbeitung usw. aus.
  • Als nächstes wird der elektrische Aufbau des Steuergeräts 16 mit Referenz auf Fig. 3 näher erläutert. 3 ist eine Blockdarstellung für Übersicht der Substratprüfvorrichtung 10.
  • Wie in 3 gezeigt, ist das Steuergerät 16 versehen mit;
    • - einem Eingabegerät 22 als „Eingabemittel‟, das aus einer central processing unit (CPU), die zur Steuerung der gesamten Substratprüfvorrichtung 10 dient, einer Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schnittstelle 21, Tastatur, Maus, Touchscreen u. dgl. besteht,
    • - einem Anzeigegerät 23 als „Anzeigernittel“ mit einem Anzeigebildschirm wie cathode ray tube (CRT) oder Flüssigkeitskristall,
    • - einem Bilddatenspeichergerät 24 zum Speichern der von der Kamera 15 aufgenommenen Bilddaten u. dgl.,
    • - einem Berechnungsergebnisspeichergerät 25 zum Speichern verschiedener Berechnungsergebnisse wie eines auf Basis der Bilddaten erhaltenen Ergebnisses einer dreidimensionalen Messung usw., sowie
    • - einem Vorgabedatenspeichergerät 26 zum vorherigen Speichern verschiedener Informationen wie Konfigurationsdaten u. dgl. Die jeweiligen Geräte 22 - 26 sind ferner mit der CPU und E/A-Schnittstelle 21 elektrisch verbunden.
  • Als nächstes werden in der Substratprüfvorrichtung 10 durchgeführte verschiedene Verarbeitungen wie Verarbeitung einer dreidimensionalen Messung näher erläutert.
  • Das Steuergerät 16 steuert das Fließband 13 an und transportiert die Leiterplatte 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit und kontinuierlich. Das Steuergerät 16 steuert ferner auf Basis eines Signals von einem am Fließband 13 vorgesehenen nicht dargestellten Encoder die Beleuchtungsvorrichtung 14 und die Kamera 15 an.
  • Näher wird für jeden Transport der Leiterplatte 1 um eine bestimmte Menge Δx, also für jeden Verlauf einer bestimmten Zeit Δt in einer bestimmten Reihenfolge von der Beleuchtungsvorrichtung 14 abgestrahltes Licht geschaltet und die Leiterplatte 1 mit dem abgestrahlten Licht von der Kamera 15 aufgenommen. Für jeden Verlauf einer bestimmten Zeit Δt werden die von der Kamera 15 aufgenommenen Bilddaten je nach Bedarf ans Bilddatenspeichergerät 24 weitergeleitet und gespeichert.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die bestimmte Menge Δx auf einen Abstand festgelegt, der der Phase von 6° des von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlten Streifenmusters entspricht. Der Bildaufnahmebereich W der Kamera 15 in Transportrichtung (X-Richtung) der Leiterplatte 1 wird ferner auf eine Länge festgelegt, die einer Periode (Phase von 360°) des Streifenmusters entspricht. Die bestimmte Menge Δx oder der Bildaufnahmebereich W der Kamera 15 wird natürlich nicht auf diese eingeschränkt, und kann länger oder kürzer als diese sein.
  • Hier wird die Beziehung zwischen von der Beleuchtungsvorrichtung 14 abgestrahltem Licht und der von der Kamera 15 aufgenommenen Leiterplatte 1 unter Anführung eines konkreten Beispiels näher erläutert.
  • 5 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Bildaufnahmebereich W der Kamera 15, der sich mit dem zeitlichen Verlauf relativ bewegt, und der Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1. 6-21 sind Korrespondenztabellen zur Erläuterung der Beziehung der Art von sich mit dem zeitlichen Verlauf (t1 - t60) änderndem Bestrahlungslicht und des Zustands (Phase des Streifenmusters und Farbe gleichmäßiges Lichts) des Bestrahlungslichts an jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 zu den Koordinatenpositionen (X1 - X60) jeder Pixel eines Bildaufnahmeelements während Bewegung der Leiterplatte 1 um einen Abstand, der einer Periode (Phase von 360°) des Streifenmusters entspricht.
  • Hinsichtlich der Richtung (Y-Richtung), die zur Transportrichtung (X-Richtung) auf der Leiterplatte 1 orthogonal steht, wird der gesamte Umfang der Y-Richtung auf der Leiterplatte 1 vom Bildaufnahmebereich umfasst und hinsichtlich jeder Koordinatenposition in Y-Richtung in gleichen Koordinaten in X-Richtung besteht kein Unterschied in Art und Zustand des Bestrahlungslichts.
  • Da die Lagebeiziehung der Kamera 15 und der Beleuchtungsvorrichtung 14 befestigt ist, ist die Phase des von der Beleuchtungsvorrichtung 14 abgestrahlten Streifenmusters gegenüber den jeweiligen Koordinaten X1 - X60 des Bildaufnahmeelements befestigt. Bspw. beträgt die Phase in den Koordinaten X60 des Bildaufnahmeelements „0°“, in den Koordinaten X59 „6°“, in den Koordinaten X58 „12°“,... und in den Koordinaten X1 „354°“. An den jeweiligen Koordinatenpositionen (bspw. Koordinate P60) auf der transportierten Leiterplatte 1 ändert sich die Phase des Streifenmusters, wie später beschrieben, mit dem zeitlichen Verlauf (t1 - t60) um „6°“. Hinsichtlich der in 6-21 gezeigten Phase des Streifenmusters ist hierbei angenommen, dass das Streifenmuster auf eine Referenzfläche, die eine Höhenposition „0“ aufweist und eine Fläche bildet, abgestrahlt wird.
  • Wie in 6 - 9 gezeigt, wird zum Bildaufnahmetiming t1 ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P1 - P60 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t2 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt vom Bildaufnahmetiming t1 verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1-X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P2 - P61 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t3 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P3 - P62 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t4 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P4 - P63 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t5 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P5 - P64 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t6 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P6 - P65 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t7 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P7 - P66 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t8 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P8 - P67 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t9 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P9 - P68 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t10 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P10 - P69 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t11 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P11 - P70 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t12 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird rotes gleichmäßiges Licht von der zweiten Beleuchtung 14B abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P12 - P71 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „R1“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 6 - 9 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „rotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t13 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird grünes gleichmäßiges Licht von der dritten Beleuchtung 14C abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P13 - P72 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „G1“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 6 - 9 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „grünes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t14 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird blaues gleichmäßiges Licht von der vierten Beleuchtung 14D abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P14 - P73 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „B1“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 6 - 9 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „blaues gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t15 (s. 6 - 9), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird nahinfrarotes gleichmäßiges Licht von der fünften Beleuchtung 14E abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P15 - P74 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „NIR1“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 6 - 9 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „nahinfrarotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t16 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P16 - P75 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t17 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P17 - P76 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t18 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P18 - P77 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t19 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P19 - P78 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t20 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P20 - P79 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t21 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P21 - P80 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t22 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P22 - P81 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t23 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P23 - P82 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t24 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P24 - P83 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t25 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P25 - P84 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t26 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P26 - P85 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t27 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird rotes gleichmäßiges Licht von der zweiten Beleuchtung 14B abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P27 - P86 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „R2“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 10 - 13 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „rotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t28 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird grünes gleichmäßiges Licht von der dritten Beleuchtung 14C abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P28 - P87 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „G2“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 10 - 13 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „grünes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t29 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird blaues gleichmäßiges Licht von der vierten Beleuchtung 14D abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P29 - P88 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „B2“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 10 - 13 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „blaues gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t30 (s. 10 - 13), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird nahinfrarotes gleichmäßiges Licht von der fünften Beleuchtung 14E abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P30 - P89 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „NIR2“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 10 - 13 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „nahinfrarotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t31 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P31 - P90 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t32 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P32 - P91 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t33 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P33 - P92 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t34 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P34 - P93 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t35 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P35 - P94 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t36 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P36 - P95 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t37 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P37 - P96 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t38 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P38 - P97 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t39 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P39 - P98 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t40 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P40 - P99 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t41 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P41 - P100 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t42 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird rotes gleichmäßiges Licht von der zweiten Beleuchtung 14B abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P42 - P101 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „R3“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 14 - 17 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „rotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t43 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird grünes gleichmäßiges Licht von der dritten Beleuchtung 14C abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P43 - P102 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „G3“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 14 - 17 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „grünes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t44 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird blaues gleichmäßiges Licht von der vierten Beleuchtung 14D abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P44 - P103 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „B3“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 14 - 17 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „blaues gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t45 (s. 14 - 17), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird nahinfrarotes gleichmäßiges Licht von der fünften Beleuchtung 14E abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P45 - P104 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „NIR3“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 14 - 17 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „nahinfrarotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t46 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P46 - P105 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t47 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P47 - P106 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t48 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P48 - P107 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t49 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P49 - P108 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t50 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P50 - P109 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t51 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P51 - P110 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t52 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P52 - P111 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t53 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P53 - P112 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t54 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P54 - P113 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t55 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P55 - P114 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t56 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird wieder ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtung 14A abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P56 - P115 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen.
  • Zum Bildaufnahmetiming t57 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird rotes gleichmäßiges Licht von der zweiten Beleuchtung 14B abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P57 - P116 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „R4“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 18 - 21 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „rotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t58 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird grünes gleichmäßiges Licht von der dritten Beleuchtung 14C abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P58 - P117 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „G4“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 18 - 21 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „grünes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t59 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird blaues gleichmäßiges Licht von der vierten Beleuchtung 14D abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 -X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P59 - P118 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „B4“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 18 - 21 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „blaues gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Zum Bildaufnahmetiming t60 (s. 18 - 21), zu welchem eine bestimmte Zeit Δt weiter verlaufen ist, wird nahinfrarotes gleichmäßiges Licht von der fünften Beleuchtung 14E abgestrahlt. Hierbei liegt im Bildaufnahmebereich W (X1 - X60) der Kamera 15 ein Bereich, der den Koordinaten P60 - P119 auf der Leiterplatte 1 entspricht, und dieser Bereich wird aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen „NIR4“ in den jeweiligen Koordinatenpositionen in 18 - 21 ist gezeigt, dass das an die Position abgestrahlte Licht „nahinfrarotes gleichmäßiges Licht“ ist.
  • Werden auf diese Weise alle Daten bezüglich der bestimmten Koordinatenposition (z. B. Koordinaten P60) der Leiterplatte 1 erhalten, so wird eine Verarbeitung zur Ausrichtung der Position durchgeführt, die die Koordinatenpositionen der jeweiligen Bilddaten ausrichtet (die Koordinatensysteme zwischen den jeweiligen Bilddaten ausrichtet) (s. 22 - 25). Die Funktion zur Durchführung der Verarbeitung bildet ein Mittel zur Ausrichtung der Position in der vorliegenden Ausführungsform. 22 - 25 sind die schematischen Tabellen für den Zustand, in welchen die Koordinatenpositionen der zu den Bildaufnahmetimings t1 - t60 aufgenommenen mehreren Bilddaten ausgerichtet sind.
  • Anschließend werden verschiedene Daten bezüglich der gleichen Koordinatenposition der mehreren Bilddaten je nach der Koordinatenposition zusammengefasst, nach vorab vorgegebenen Gruppen (Kategorien) geordnet und im Berechnungsergebnisspeichergerät 25 gespeichert (s. 26 - 28). 26 - 28 sind die schematischen Tabellen für den Zustand, in welchem die verschiedenen Daten bezüglich der jeweiligen Koordinatenpositionen der Leiterplatte 1 gemäß 22 - 25 nach vorab vorgegebenen Gruppen geordnet und sortiert sind. In 26 - 28 sind jedoch Beispiele lediglich eines Teils bezüglich der Koordinaten P60 der Leiterplatte 1 gezeigt.
  • Wie in 26 - 28 gezeigt, wird die Phase in der vorliegenden Ausführungsform in sieben Gruppen geteilt. Näher wird die Phase in eine erste Phasengruppe [θ], eine zweite Phasengruppe [θ + 90°], eine dritte Phasengruppe [θ + 180°], eine vierte Phasengruppe [θ + 270°], eine rote Gruppe [R], eine grüne Gruppe [G], eine blaue Gruppe [B] und eine nahinfrarote Gruppe [NIR] geordnet.
  • Die erste Phasengruppe [θ] besteht aus elf Helligkeitswerten im Bereich der Phasen von 0° - 60° (entsprechend der Phase von 60°, wobei sich die Phase jeweils um 6° unterscheidet), die zu den Bildaufnahmetimings t1 - t11 aufgenommen werden (s. 26).
  • Die zweite Phasengruppe [θ + 90°] besteht aus elf Helligkeitswerten im Bereich der Phasen von 90° - 150° (entsprechend der Phase von 60°, wobei sich die Phase jeweils um 6° unterscheidet), die zu den Bildaufnahmetimings t16 - t26 aufgenommen werden (s. 26).
  • Die dritte Phasengruppe [θ + 180°] besteht aus elf Helligkeitswerten im Bereich der Phasen von 180° - 240° (entsprechend der Phase von 60°, wobei sich die Phase jeweils um 6° unterscheidet), die zu den Bildaufnahmetimings t31 - t41 aufgenommen werden (s. 27).
  • Die vierte Phasengruppe [θ + 270°] besteht aus elf Helligkeitswerten im Bereich der Phasen von 270° - 330° (entsprechend der Phase von 60°, wobei sich die Phase jeweils um 6° unterscheidet), die zu den Bildaufnahmetimings t46 - t56 aufgenommen werden (s. 27).
  • Die rote Gruppe [R] besteht aus vier Helligkeitswerten (R1, R2, R3, R4), die zu den Bildaufnahmetimings t12, t27, t42, t57 in rotem gleichmäßigem Licht aufgenommen werden (s. 28).
  • Die grüne Gruppe [G] besteht aus vier Helligkeitswerten (G1, G2, G3, G4), die zu den Bildaufnahmetimings t13, t28, t43, t58 in grünem gleichmäßigem Licht aufgenommen werden (s. 28).
  • Die blaue Gruppe [B] besteht aus vier Helligkeitswerten (B1, B2, B3, B4), die zu den Bildaufnahmetimings t14, t29, t44, t59 in blauem gleichmäßigem Licht aufgenommen werden (s. 28).
  • Die nahinfrarote Gruppe [NIR] besteht aus vier Helligkeitswerten (NIR 1, NIR 2, NIR 3, NIR 4), die zu den Bildaufnahmetimings t15, t30, t45, t60 in nahinfrarotem gleichmäßigem Licht aufgenommen werden (s. 28).
  • Wird die Gruppierung beendet, so führt das Steuergerät 16 eine Mittelungsverarbeitung durch, in der die in den jeweiligen Phasengruppen enthaltenen elf Helligkeitswerte addiert werden und ihr Mittelwert ermittelt wird. Das Steuergerät 16 speichert ferner den durch die Mittelungsverarbeitung erhaltenen Wert im Berechnungsergebnisspeichergerät 25.
  • Hierdurch können je nach den jeweiligen Koordinatenpositionen der Leiterplatte 1 jeweils vier Helligkeitswerte (Mittelwerte der Helligkeit der jeweiligen Phasengruppen) erhalten werden. Als Folge können vier Bilddaten mit unterschiedlichen Lichtintensitätsverteilungen bezüglich der gesamten Leiterplatte 1 erhalten werden. Bei den hier erhaltenen vier Bilddaten im obigen Aufbau handelt es sich um Bilddaten, die mit den vier Bilddaten gleich sind, die unter Verschiebung der Phase des Streifenmusters mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung jeweils um 90° aufgenommen werden.
  • Anschließend nimmt das Steuergerät 16 auf Basis der auf die obige Weise erhaltenen vier Bilddaten (vier Helligkeitswerte der jeweiligen Koordinaten) durch eine allgemein bekannte Phasenverschiebungsmethode, die auch im Stand der Technik erläutert wurde, eine dreidimensionale Messung (Höhenmessung) vor und speichert das Messergebnis im Berechnungsergebnisspeichergerät 25. Hauptsächlich wird durch die Funktion zur Durchführung der Verarbeitung ein erstes Bildverarbeitungsmittel (Mittel zur dreidimensionalen Messung) in der vorliegenden Ausführungsform gebildet.
  • Wird die Gruppierung beendet, so führt das Steuergerät 16 eine Mittelungsverarbeitung durch, in der die in den jeweiligen Farbengruppen enthaltenen vier Helligkeitswerte addiert werden und ihr Mittelwert ermittelt wird. Das Steuergerät 16 speichert ferner den durch die Mittelungsverarbeitung erhaltenen Wert im Berechnungsergebnisspeichergerät 25.
  • Das Steuergerät 16 erzeugt ferner auf Basis der auf die obige Weise erhaltenen jeweiligen Werte die Helligkeitsbilddaten (nachstehend Farbenbilddaten genannt) der gesamten Leiterplatte 1 mit roten, grünen, blauen und nahinfraroten Farbenkomponenten und speichert im Berechnungsergebnisspeichergerät 25. Hauptsächlich wird durch die Funktion zur Durchführung der Verarbeitung ein zweites Bildverarbeitungsmittel (Mittel zur Durchführung einer spezifizierten Verarbeitung) in der vorliegenden Ausführungsform gebildet.
  • Anschließend wird die Farbeninformation der jeweiligen Pixel der Farbenbilddaten identifiziert und Bereiche von verschiedenen zu messenden Objekten werden extrahiert. Der Bereich z. B. mit „weißen“ Pixeln wird als Lotdruckbereich, der Bereich mit „roten“ Pixeln als Elektrodenbereich (Hintergrundbereich) mit der freigelegten Elektrodenstruktur 3 und der Bereich mit „grünen“ Pixeln als Substratbereich (Hintergrundbereich) mit der freigelegten Grundplatte 2 oder Resistfilm 5 extrahiert.
  • Als nächstes beurteilt das Steuergerät 16 auf Basis der auf die obige Weise erhaltenen Messergebnisse die Qualität des Druckzustands des Lötzinns 4. Konkret erfasst das Steuergerät 16 einen Druckbereich des Lötzinns 4, der um eine bestimmte Länge höher als die Höhenreferenzfläche ist, und integriert die Höhe jedes Teils in diesem Bereich, um die Menge des gedruckten Lötzinns 4 zu ermitteln.
  • Anschließend vergleicht das Steuergerät 16 die auf diese Weise ermittelten Daten wie die Position, Fläche, Höhe, Menge od. dgl. des Lötzinns 4 mit den vorab im Vorgabedatenspeichergerät 26 gespeicherten Referenzdaten (wie z. B. Geberdaten) und beurteilt die Qualität des Druckzustands des Lötzinns 4 in Abhängigkeit davon, ob sich dieses Vergleichsergebnis in einem akzeptablen Bereich befindet.
  • Nachstehend wird das Ergebnis der Feststellung von Wirkungen und Effekten der Substratprüfvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch eine Simulation gezeigt. Zunächst wird das Ergebnis einer Simulation (einer ersten Simulation) im Fall, dass ein Streifenmuster mit einer rechteckigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird, mit Referenz auf die 29 - 39 erläutert.
  • In der vorliegenden Simulation wurde ein Streifenmuster mit einer rechteckigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt, in welchem am Grenzteil zwischen einem „hellen Teil“ und einem „dunklen Teil“ ein Zwischentonbereich (Helligkeitsgradient), der der Phase „6°“ entspricht, vorliegt.
  • 29 - 31 sind die Tabellen für die Beziehung zwischen den jeweiligen Koordinatenpositionen auf der Leiterplatte 1 und dem mit dem zeitlichen Verlauf (Bildaufnahmetimings t1 - t11) geänderten Helligkeitswert des Streifenmusters. Es handelt sich also um Tabellen für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte 1 für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf. Hier erfolgt die Simulation in der Annahme, dass der Helligkeitswert des „hellen Teils“, dessen Helligkeitswert maximal ist, „1“ und der Helligkeitswert des „dunklen Teils“, dessen Helligkeitswert minimal ist, „0“ beträgt.
  • Wie nachstehend der gleiche Inhalt folgt, ist mit dem Phasenwert, der in 29 - 39 als Abszisse gezeigt ist, jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt, wobei die Position auf der Leiterplatte 1, die jeder Phase eines zum Bildaufnahmetiming t6 als Referenz in der vorliegenden Simulation auf die Leiterplatte 1 (Referenzfläche) abgestrahlten Streifenmusters entspricht, gezeigt ist.
  • Wie in 29 - 31 gezeigt, bildet zum Bildaufnahmetiming t6 der Bereich von der Phase „6°“ bis „174°“ den „hellen Teil“ mit dem Helligkeitswert „1“ und der Bereich von der Phase „186°“ bis „354°“ den „dunklen Teil“ mit dem Helligkeitswert „0“. An der Position der Phase „180°“ und der Phase „0°“ am Grenzteil zwischen dem „hellen“ und dem „dunklen“ Teil liegt ferner jeweils ein Zwischentonbereich mit einem graduell geänderten Helligkeitswert vor, der der Phase „6°“ entspricht. Die Lichtintensitätsverteilung des Streifenmusters zum Bildaufnahmetiming t6 sieht also wie im Diagramm gemäß 36 aus.
  • Zum Bildaufnahmetiming t7, zu welchem eine bestimmte Zeit Δt vom Bildaufnahmetiming t6 verlaufen ist, bildet der Bereich von der Phase „12°“ bis „180°“ den „hellen Teil“ mit dem Helligkeitswert „1“ und der Bereich von der Phase „192°“ bis „0°“ den „dunklen Teil“ mit dem Helligkeitswert „0“. Zum Bildaufnahmetiming t8, zu welchem eine bestimmte Zeit Δt vom Bildaufnahmetiming t7 verlaufen ist, bildet ferner der Bereich von der Phase „18°“ bis „186°“ den „hellen Teil“ mit dem Helligkeitswert „1“ und der Bereich von der Phase „198°“ bis „6°“ den „dunklen Teil“ mit dem Helligkeitswert „0“.
  • Auf diese Weise wird die Lichtintensitätsverteilung des Streifenmusters für jeden Verlauf der bestimmten Zeit Δt jeweils um die Phase von „6°“ nach rechts in 29 - 31 versetzt.
  • Als Nächstes erfolgt eine Feststellung unter Vergleich mit einem Streifenmuster mit einer Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle. (a) der 32 - 35 sind die Tabellen für die Beziehung zwischen jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 und der Lichtintensitätsverteilung der idealen Sinuswelle (idealem Wert). Hier ist die Lichtintensitätsverteilung der idealen Sinuswelle gezeigt, deren Periode, Amplitude und Phase mit denen des obigen Streifenmusters mit der rechteckigen Lichtintensitätsverteilung zum Bildaufnahmetiming t6 gleich sind. Die ideale Sinuswelle zum Bildaufnahmetiming t6 sieht wie im Diagramm gemäß 37 aus.
  • (b) der 32 - 35 sind die Tabellen, in welchen das Ergebnis (Mittelwert) einer Verarbeitung zur Mittelung von mehreren Bilddaten (mehreren Helligkeitswerten bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die in einer bestimmten Zeit vor und nach den zum Bildaufnahmetiming t6 aufgenommenen Bilddaten aufgenommen wurden, für jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt ist.
  • Näher sind in der obersten Stufe von (b) gemäß 32 - 35 die Bilddaten (ein Helligkeitswert), die im Fall ohne Verarbeitung zur Mittelung zum Bildaufnahmetiming t6 aufgenommen wurden, als Vergleichsbeispiel unverändert gezeigt.
  • In der zweiten Stufe von oben ist der Mittelwert von drei Bilddaten gezeigt, an welchem drei Bilddaten (drei Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t5 - t7 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der dritten Stufe von oben ist der Mittelwert von fünf Bilddaten gezeigt, an welchem fünf Bilddaten (fünf Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu zwei Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t4 - t8 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der vierten Stufe von oben ist der Mittelwert von sieben Bilddaten gezeigt, an welchem sieben Bilddaten (sieben Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu drei Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t3 - t9 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der fünften Stufe von oben ist der Mittelwert von neun Bilddaten gezeigt, an welchem neun Bilddaten (neun Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu vier Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t2 -t10 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der sechsten Stufe von oben ist der Mittelwert von elf Bilddaten gezeigt, an welchem elf Bilddaten (elf Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu fünf Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t1 - t11 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • Wenn ferner die jeweiligen Mittelwerte in (b) der 32 - 35 jeweils mit einem Plotter ausgedrückt werden, sehen diese wie im Diagramm der 38 aus.
  • (c) der 32 - 35 sind ferner die Tabellen, in welchen der Unterschied zwischen den in (a) der 32 - 35 gezeigten idealen Werten und den in (b) der 32 - 35 gezeigten Mittelwerten für jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt ist.
  • Näher ist in der obersten Stufe der (c) der 32 - 35 der Unterschied der Bilddaten (ein Helligkeitswert), die zum Bildaufnahmetiming t6 im Fall ohne Verarbeitung zur Mittelung aufgenommen wurden, zu jedem idealen Wert als Vergleichsbeispiel gezeigt.
  • In der zweiten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von drei Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der dritten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von fünf Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der vierten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von sieben Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der fünften Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von neun Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der sechsten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von elf Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt.
  • Wenn ferner die jeweiligen Werte in (c) der 32 - 35 jeweils mit einem Plotter ausgedrückt werden, sehen diese wie im Diagramm der 39 aus. Am rechten Ende der 35(c) sind ferner der Durchschnitt der jeweiligen Werte, die für jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt sind, und der maximale Wert jedes Wertes gezeigt.
  • Wie aus dem rechten Ende der 35(c), 38, 39 usw. ersichtlich ist, wird die Abweichung von der idealen Sinuswelle (idealem Wert) mit zunehmender Anzahl von gemittelten Bilddaten reduziert, wie der Mittelwert von fünf Bilddaten als der Mittelwert von drei Bilddaten oder der Mittelwert von sieben Bilddaten als der Mittelwert von fünf Bilddaten. Die Abweichung ist am Mittelwert von elf Bilddaten am kleinsten. Folglich wird in der vorliegenden Simulation eine dreidimensionale Messung durch die Phasenverschiebungsmethode bevorzugt unter Verwendung des Mittelwertes von elf Bilddaten vorgenommen.
  • Als nächstes wird das Ergebnis einer Simulation (eine zweite Simulation) im Fall, dass ein Streifenmuster mit einer trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird, mit Referenz auf 40 - 50 erläutert.
  • In der vorliegenden Simulation wurde ein Streifenmuster mit einer trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt, in welchem am Grenzteil zwischen einem „hellen Teil“ und einem „dunklen Teil“ ein Zwischentonbereich (Helligkeitsgradient), der der Phase „78°“ entspricht, vorliegt.
  • 40 - 42 sind die Tabellen für die Beziehung zwischen den jeweiligen Koordinatenpositionen auf der Leiterplatte 1 und dem mit dem zeitlichen Verlauf (Bildaufnahmetimings t1 - t11) geänderten Helligkeitswert des Streifenmusters. Es handelt sich also um Tabellen für die Lichtintensitätsverteilung auf der Leiterplatte 1 für jeden bestimmten zeitlichen Verlauf. Hier erfolgt die Simulation in der Annahme, dass der Helligkeitswert des „hellen Teils“, dessen Helligkeitswert maximal ist, „1“ und der Helligkeitswert des „dunklen Teils“, dessen Helligkeitswert minimal ist, „0“ beträgt.
  • Wie nachstehend der gleiche Inhalt folgt, ist mit dem Phasenwert, der in 40 - 50 als Abszisse gezeigt ist, jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt, wobei die Position auf der Leiterplatte 1, die jeder Phase eines zum Bildaufnahmetiming t6 als Referenz in der vorliegenden Simulation auf die Leiterplatte 1 (Referenzfläche) abgestrahlten Streifenmusters entspricht, gezeigt ist.
  • Wie in 40 - 46 gezeigt, bildet zum Bildaufnahmetiming t6 der Bereich von der Phase „42°“ bis „138°“ den „hellen Teil“ mit dem Helligkeitswert „1“ und der Bereich von der Phase „222°“ bis „318°“ den „dunklen Teil“ mit dem Helligkeitswert „0“. An den Positionen der Phase „144°“ bis „216°“ und der Phase „324°“ bis „36°“ am Grenzteil zwischen dem „hellen“ und dem „dunklen“ Teil liegt ferner jeweils ein Zwischentonbereich mit einem graduell geänderten Helligkeitswert vor, der der Phase „78°“ entspricht. Die Lichtintensitätsverteilung des Streifenmusters zum Bildaufnahmetiming t6 sieht also wie im Diagramm gemäß 47 aus.
  • Zum Bildaufnahmetiming t7, zu welchem eine bestimmte Zeit Δt vom Bildaufnahmetiming t6 verlaufen ist, bildet der Bereich von der Phase „48°“ bis „144°“ den „hellen Teil“ mit dem Helligkeitswert „1“ und der Bereich von der Phase „228°“ bis „324°“ den „dunklen Teil“ mit dem Helligkeitswert „0“. Zum Bildaufnahmetiming t8, zu welchem eine bestimmte Zeit Δt vom Bildaufnahmetiming t7 verlaufen ist, bildet ferner der Bereich von der Phase „54°“ bis „150°“ den „hellen Teil“ mit dem Helligkeitswert „1“ und der Bereich von der Phase „234°“ bis „330°“ den „dunklen Teil“ mit dem Helligkeitswert „0“.
  • Auf diese Weise wird die Lichtintensitätsverteilung des Streifenmusters für jeden Verlauf der bestimmten Zeit Δt jeweils um die Phase von „6°“ nach rechts in 40 - 42 versetzt.
  • Als Nächstes erfolgt eine Feststellung unter Vergleich mit einem Streifenmuster mit einer Lichtintensitätsverteilung einer idealen Sinuswelle. (a) der 43 - 46 sind die Tabellen für die Beziehung zwischen jeder Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 und der Lichtintensitätsverteilung der idealen Sinuswelle (idealem Wert). Hier ist die Lichtintensitätsverteilung der idealen Sinuswelle gezeigt, deren Periode, Amplitude und Phase mit denen des obigen Streifenmusters mit der trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung zum Bildaufnahmetiming t6 gleich sind. Die ideale Sinuswelle zum Bildaufnahmetiming t6 sieht wie im Diagramm gemäß 48 aus.
  • (b) der 43- 46 sind die Tabellen, in welchen das Ergebnis (Mittelwert) einer Verarbeitung zur Mittelung von mehreren Bilddaten (mehreren Helligkeitswerten bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die in einer bestimmten Zeit vor und nach den zum Bildaufnahmetiming t6 aufgenommenen Bilddaten aufgenommen wurden, für jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt ist.
  • Näher sind in der obersten Stufe von (b) gemäß 43 - 46 die Bilddaten (ein Helligkeitswert), die im Fall ohne Verarbeitung zur Mittelung zum Bildaufnahmetiming t6 aufgenommen wurden, als Vergleichsbeispiel unverändert gezeigt.
  • In der zweiten Stufe von oben ist der Mittelwert von drei Bilddaten gezeigt, an welchem drei Bilddaten (drei Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t5 - t7 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der dritten Stufe von oben ist der Mittelwert von fünf Bilddaten gezeigt, an welchem fünf Bilddaten (fünf Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu zwei Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t4 - t8 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der vierten Stufe von oben ist der Mittelwert von sieben Bilddaten gezeigt, an welchem sieben Bilddaten (sieben Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu drei Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t3 - t9 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der fünften Stufe von oben ist der Mittelwert von neun Bilddaten gezeigt, an welchem neun Bilddaten (neun Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu vier Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t2 -t10 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • In der sechsten Stufe von oben ist der Mittelwert von elf Bilddaten gezeigt, an welchem elf Bilddaten (elf Helligkeitswerte bezüglich der gleichen Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1), die jeweils zu fünf Bildaufnahmetimings vor und nach dem Bilddatenaufnahmetiming t6, also zu den Bildaufnahmetiming t1 - t11 aufgenommen wurden, gemittelt wurden.
  • Wenn ferner die jeweiligen Mittelwerte in (b) der 43 - 46 jeweils mit einem Plotter ausgedrückt werden, sehen diese wie im Diagramm der 49 aus.
  • (c) der 43 - 46 sind ferner die Tabellen, in welchen der Unterschied zwischen den in (a) der 43 - 46 gezeigten idealen Werten und den in (b) der 43 - 46 gezeigten Mittelwerten für jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt ist.
  • Näher ist in der obersten Stufe der (c) der 43 - 46 der Unterschied der Bilddaten (ein Helligkeitswert), die zum Bildaufnahmetiming t6 im Fall ohne Verarbeitung zur Mittelung aufgenommen wurden, zu jedem idealen Wert als Vergleichsbeispiel gezeigt.
  • In der zweiten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von drei Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der dritten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von fünf Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der vierten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von sieben Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der fünften Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von neun Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt. In der sechsten Stufe von oben ist der Unterschied zwischen dem obigen Mittelwert von elf Bilddaten und jedem idealen Wert gezeigt.
  • Wenn ferner die jeweiligen Werte in (c) der 43 - 46 jeweils mit einem Plotter ausgedrückt werden, sehen diese wie im Diagramm der 50 aus. Am rechten Ende der 46(c) sind ferner der Durchschnitt der jeweiligen Werte, die für jede Koordinatenposition auf der Leiterplatte 1 gezeigt sind, und der maximale Wert jedes Wertes gezeigt.
  • Wie aus dem rechten Ende der 46(c), 49, 50 usw. ersichtlich ist, wird die Abweichung von der idealen Sinuswelle (idealem Wert) mit zunehmender Anzahl von gemittelten Bilddaten reduziert, wie der Mittelwert von fünf Bilddaten als der Mittelwert von drei Bilddaten oder der Mittelwert von sieben Bilddaten als der Mittelwert von fünf Bilddaten. Die Abweichung ist am Mittelwert von elf Bilddaten am kleinsten. Folglich wird in der vorliegenden Simulation eine dreidimensionale Messung durch die Phasenverschiebungsmethode bevorzugt unter Verwendung des Mittelwertes von elf Bilddaten vorgenommen.
  • Wie oben näher beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform beim Erhalten einer der vier Bilddaten, die zur dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode erforderlich sind, ein Streifenmuster mit einer rechteckigen oder trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung auf die kontinuierlich transportierte Leiterplatte 1 abgestrahlt. Die Helligkeitswerte von Bilddaten in mehreren Malen, die für jede bestimmte Transportmenge der Leiterplatte 1 aufgenommen wurden, werden ferner für jede Koordinatenposition der Leiterplatte 1 addiert und ihr Mittelwert wird ermittelt.
  • Hierdurch können Bilddaten mit einer einer idealen Sinuswelle näheren Lichtintensitätsverteilung erhalten werden, als im Fall, dass ein Streifenmuster einfach mit einer rechteckigen oder trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt und aufgenommen werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können ferner Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten, selbst wenn der Streifenmuster im fokussierten Zustand abgestrahlt wird. Indem der Streifenmuster im fokussierten Zustand abgestrahlt werden kann, kann die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des Streifenmusters leicht aufrechterhalten werden.
  • Als Folge kann bei einer dreidimensionalen Messung unter Verwendung der Phasenverschiebungsmethode eine sprunghafte Erhöhung der Messgenauigkeit bewirkt werden.
  • Zudem können gemäß der vorliegenden Ausführungsform ohne Komplizierung des mechanischen Aufbaus durch eine relativ einfache Steuerungs- oder Berechnungsverarbeitung usw. Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten werden, obwohl ein Streifenmuster mit einer nichtsinusförmigen, rechteckigen oder trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird. Als Folge kann die Komplizierung des mechanischen Aufbaus unterdrückt und somit eine Unterdrückung der Herstellungskosten bewirkt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird ferner nicht auf die obige Ausführungsform eingeschränkt und kann bspw. folgendermaßen ausgeführt werden. Auch andere Anwendungsbeispiele, abgewandelte Beispiele, die im Folgenden nicht angeführt werden, sind selbstverständlich möglich.
  • (a) Obwohl in der obigen Ausführungsform das dreidimensionale Messgerät durch eine Substratprüfvorrichtung 10, die die Höhe des auf der Leiterplatte 1 gedruckten und gebildeten Lötzinns 4 misst, verkörpert ist, wird das dreidimensionale Messgerät nicht auf diese eingeschränkt und kann auch durch einen Aufbau, der die Höhe von anderen Gegenständen wie z. B. eines auf dem Substrat gedruckten Lötbumps oder einer auf dem Substrat montierten Elektronikkomponente misst, verkörpert werden.
  • (b) Die obige Ausführungsform wird derart ausgeführt, dass bei einer dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode vier Bilddaten mit jeweils um 90° unterschiedlichen Phasen erhalten werden. Die Häufigkeit und Menge der Phasenverschiebung werden jedoch nicht auf diese eingeschränkt und auch andere Häufigkeit und Menge der Phasenverschiebung, mit denen eine dreidimensionale Messung durch die Phasenverschiebungsmethode möglich ist, können angewendet werden.
  • Es kann bspw. ausgeführt werden, dass drei Bilddaten mit jeweils um 120° (oder 90°) unterschiedlichen Phasen erhalten werden und die dreidimensionale Messung vorgenommen wird, oder dass zwei Bilddaten mit jeweils um 180° (oder 90°) unterschiedlichen Phasen erhalten werden und die dreidimensionale Messung vorgenommen wird.
  • (c) Die obige Ausführungsform wird derart ausgeführt, dass Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten werden, indem ein Streifenmuster mit einer rechteckigen oder trapezförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird.
  • Die vorliegende Ausführungsform wird nicht auf diese eingeschränkt und kann auch derart ausgeführt werden, dass ein Streifenmuster mit anderen nichtsinusförmigen, z. B. einer dreieckigen oder sägeförmigen Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird und Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten werden. Wenn möglich, kann selbstverständlich ausgeführt werden, dass ein Streifenmuster mit einer rechteckigen Lichtintensitätsverteilung ohne Vorliegen eines Zwischentonbereichs (Helligkeitsgradient) abgestrahlt wird und Bilddaten mit einer sinusförmigen Lichtintensitätsverteilung erhalten werden.
  • Es kann ferner auch derart ausgeführt werden, dass ein Streifenmuster mit einer nicht idealsinusförmigen, einer Sinuswelle annähernden (sinusförmigen) Lichtintensitätsverteilung abgestrahlt wird und Bilddaten mit einer einer idealen Sinuswelle näheren Lichtintensitätsverteilung erhalten werden.
  • (d) Der Aufbau des Bestrahlungsmittels wird nicht auf die Beleuchtungsvorrichtungen 14 (erste Beleuchtung 14A - fünfte Beleuchtung 14E) eingeschränkt.
  • Bspw. in der obigen Ausführungsform wird in der ersten Beleuchtung 14A als Gitter zur Umwandlung von Licht der Lichtquelle ins Streifenmuster eine Gitterplatte angewendet.
  • Das Gitter wird nicht auf dieses eingeschränkt und kann z. B. ein Flüssigkristall-Bildschirm angewendet werden. Der Flüssigkristall-Bildschirm ist versehen mit einer Flüssigkristall-Schicht zwischen einem Paar transparente Substrate, einer gemeinsamen Elektrode, die auf dem einen transparenten Substrat angeordnet ist, und mehreren Streifenelektroden, die auf dem anderen transparenten Substrat gegenüber der gemeinsamen Elektrode aneinander angeordnet sind, wobei durch eine Antriebsschaltung Schaltelemente (Dünnfilm-Transistoren u. dgl.), die mit den Streifenelektroden jeweils verbunden sind, ein-/ausgeschaltet werden, durch Steuerung einer an die jeweiligen Streifenelektroden angelegten Spannung die Lichtdurchlässigkeit der den Streifenelektroden entsprechenden jeweiligen Gitterlinien geschaltet und ein Gittermuster gebildet wird, in welchem ein lichtdurchlässiger Teil mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit und ein lichtabschirmender Teil mit einer niedrigen Lichtdurchlässigkeit abwechselnd angeordnet sind.
  • Es ist ferner auch möglich, statt des Flüssigkristall-Bildschirms DLP (eingetragenes Warenzeichen) unter Verwendung eines digitalen Spiegelgeräts als Gitter angewendet werden.
  • Die obige Ausführungsform ist ferner nicht nur mit der ersten Beleuchtung 14A zur Abstrahlung eines Streifenmusters, sondern auch den zweiten bis fünften Beleuchtungen 14B - 14E zur Abstrahlung gleichmäßiges Lichts ausgeführt. Die Ausführungsform wird jedoch nicht auf diese eingeschränkt, und kann lediglich mit der ersten Beleuchtung 14A ausgeführt werden, solange lediglich die bei der dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode erforderlichen Bilddaten erhalten werden.
  • (e) In der obigen Ausführungsform wird ein binäres Gitter (Gitterplatte) angewendet, in welchem ein lichtdurchlässiger Teil und ein lichtabschirmender Teil abwechselnd angeordnet sind. Die Ausführungsform wird jedoch nicht auf diese eingeschränkt, und kann bspw. derart ausgeführt werden, dass ein mehrwertiges Gittermuster mit einer drei- oder mehrstufig unterschiedlichen Lichtdurchlässigkeit auf der Gitterplatte oder dem Flüssigkristall-Bildschirm gebildet wird.
  • (f) Die obige Ausführungsform wird derart ausgeführt, dass die Leiterplatte 1 vom Fließband 13 kontinuierlich bewegt wird und damit die Lagebeiziehung der Beleuchtungsvorrichtung 14 und der Kamera 15 zur Leiterplatte 1 relativ bewegt wird. Die Ausführungsform wird jedoch nicht auf diese eingeschränkt, und kann derart ausgeführt werden, dass ein Messkopf aus der Beleuchtungsvorrichtung 14 und der Kamera 15 bewegt wird und damit die Lagebeiziehung zur Leiterplatte 1 relativ bewegt wird.
  • (g) Nicht nur das Fließband 13, sondern auch andere Bewegungsmittel können angewendet werden. Es kann ferner ausgeführt werden, die Leiterplatte 1 nicht kontinuierlich, sondern intermittierend zu bewegen.
  • Falls ferner die Leiterplatte 1 intermittierend beweg wird, kann, wie z. B. in 51(a) gezeigt, derart ausgeführt werden, dass gleichzeitig oder nach dem Bewegungsbeginn (Starttiming M1) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 gestartet (Starttiming N1) und gleichzeitig oder vor dem Bewegungsstopp (Stopptiming M2) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 beendet wird (Stopptiming N2).
  • Es kann stattdessen auch derart ausgeführt werden, wie in 51(b) gezeigt, vor dem Bewegungsbeginn (Starttiming M1) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 zu starten (Starttiming N1) und gleichzeitig oder vor dem Bewegungsstopp (Stopptiming M2) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 zu beenden (Stopptiming N2).
  • Es kann ferner auch derart ausgeführt werden, wie in 51(c) gezeigt, gleichzeitig oder nach dem Bewegungsbeginn (Starttiming M1) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 zu starten (Starttiming N1) und nach dem Bewegungsstopp (Stopptiming M2) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 zu beenden (Stopptiming N2).
  • Es kann ferner auch derart ausgeführt werden, wie in 51(d) gezeigt, vor dem Bewegungsbeginn (Starttiming M1) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 zu starten (Starttiming N1) und nach dem Bewegungsstopp (Stopptiming M2) der Leiterplatte 1 die Bildaufnahmeverarbeitung von der Kamera 15 zu beenden (Stopptiming N2).
  • (h) Die obige Ausführungsform ist derart ausgeführt, in der jeweiligen Bildaufnahmeverarbeitung, die beim Erhalten einer der vier Bilddaten, die zur dreidimensionalen Messung durch die Phasenverschiebungsmethode erforderlich sind, vorgenommen wird, die Helligkeitswerte von Bilddaten in mehreren Malen (z. B. Bildaufnahmetimings t1 - t11), die für jede bestimmte Transportmenge der Leiterplatte 1 aufgenommen wurden, für jede Koordinatenposition der Leiterplatte 1 zu addieren und den Mittelwert zu ermitteln.
  • Die Ausführungsform wird nicht auf diese eingeschränkt und es kann auch derart ausgeführt werden, die Verarbeitung zur Ermittlung des Mittelwerts wegzulassen und auf Basis der Additionsdaten (Bilddaten), zu denen die Helligkeitswerte der Bilddaten in mehreren Malen für jeweilige Koordinaten der Leiterplatte 1 addiert wurden, die dreidimensionale Messung vorzunehmen.
  • Es kann auch ausgeführt werden, während der Bewegung (z. B. Bildaufnahmetimings t1 - t11) der Leiterplatte 1 kontinuierlich das Streifenmuster abzustrahlen. Weiterhin kann auch ausgeführt werden, dieses kontinuierlich aufzunehmen (belichten) und auf Basis der aufgenommenen Bilddaten die dreidimensionale Messung vorzunehmen.
  • Im allgemeinen je größer die Lichtmenge (empfangene Lichtmenge) des Bildaufnahmeelements ist, desto bessere Bildqualität von Bildern, die für die Messung geeignet ist, also Bilddaten mit einem kleinen Einfluss von Geräusch oder eines Quantisierungsfehlers können erhalten werden. Wenn jedoch die Bildaufnahme-(Belichtungs)zeit lang ist, erreicht das Bildaufnahmeelement einen Sättigungsgrad, was einen sogenannten Lichthof herbeiführt. Indem, wie in der Ausführungsform, die Bildaufnahme (Belichtung) während der Bewegung der Leiterplatte 1 in mehrere Male geteilt wiederholt und der Helligkeitswert für jede Pixeln addiert wird, können ohne Sättigung Bilddaten mit einer größeren empfangenen Lichtmenge erhalten werden.
  • Soweit demgegenüber das Bildaufnahmeelement nicht den Sättigungsgrad erreicht, ist der Verarbeitungsaufwand durch die kontinuierliche Bildaufnahme (Belichtung) während der Bewegung der Leiterplatte 1 kleiner.
  • (i) In der obigen Ausführungsform wird als Bildaufnahmeelement der Kamera 15 ein CCD-Sensor angewendet. Das Bildaufnahmeelement wird jedoch nicht auf diesen eingeschränkt und kann z. B. ein complementary-metal-oxide-semiconductor(CMOS)-Sensor angewendet werden.
  • Da bei der Verwendung einer allgemeinen CCD-Kamera u. dgl. keine Datenübertragung während der Belichtung möglich ist, ist es bei einer Bildaufnahme (Belichtung) für jeden Transport der Leiterplatte 1 um eine bestimmte Menge erforderlich, in der Zwischenzeit die Datenübertragung (Auslesen) vorzunehmen.
  • Wenn demgegenüber als Kamera 15 eine CMOS-Kamera oder CCD-Kamera, die während einer Datenübertragung belichten kann, verwendet werden, können die Bildaufnahme (Belichtung) und die Datenübertragung teilweise überlappt vorgenommen werden, so dass diese für einen kontinuierlichen Transport der Leiterplatte 1 geeignet sind und zu einer Verkürzung der Messungszeit führen.
  • (j) In der obigen Ausführungsform werden die Farbbilddaten (Helligkeitsbilddaten) zur Verarbeitung zum Extrahieren des Bereichs von verschiedenen zu messenden Objekten eingesetzt. Stattdessen oder zusätzlich zu diesem können die Farbbilddaten auch für andere Verwendungszwecke eingesetzt werden. Es kann z. B. ausgeführt werden, auf die durch die dreidimensionale Messung erhaltenen dreidimensionalen Daten die Farbbilddaten abzubilden. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Schattierung des zu messenden Objekts darzustellen und das Gefühl eines Materials des dreidimensionalen Bildes zu erhöhen. Als Folge wird vereinfacht, die Form des zu messenden Objekts sofort zu erfassen und der Zeitaufwand für eine Bestätigungsarbeit kann erheblich reduziert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 Leiterplatte, 4 Lötzinn, 10 Substratprüfvorrichtung, 13 Fließband, 14 Beleuchtungsvorrichtung, 14A - 14E Beleuchtungen, 15 Kamera, 16 Steuergerät, 24 Bilddatenspeichergerät, 25 Berechnungsergebnisspeichergerät, W Bildaufnahmebereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012247375 A [0010]
    • JP 2007085862 A [0010]

Claims (5)

  1. Dreidimensionales Messgerät, versehen mit: - einem Bestrahlungsmittel, das eine Lichtquelle zum Emittieren von bestimmtem Licht und ein Gitter zur Umwandlung des Lichtes von der Lichtquelle in ein bestimmtes Streifenmuster aufweist und den Streifenmuster auf ein zu messendes Objekt abstrahlen kann, - einem Bildaufnahmemittel, das das zu messende Objekt, auf welches der Streifenmuster abgestrahlt wird, aufnehmen kann, - einem Bewegungsmittel, das das Bestrahlungsmittel, das Bildaufnahmemittel und das zu messende Objekt relativ bewegen kann, - einem Bilderhaltungsmittel, das mehrere Bilddaten bezüglich des zu messenden Objekts, dessen relative Lagebeziehung sich vom vom Bestrahlungsmittel abgestrahlten Streifenmuster unterscheidet, erhalten kann, sowie - einem Bildverarbeitungsmittel, das auf Basis der vom Bilderhaltungsmittel erhaltenen mehreren Bilddaten durch die Phasenverschiebungsmethode eine dreidimensionale Messung des zu messenden Objekts durchführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erhalten einer der mehreren Bilddaten vom Bilderhaltungsmittel eine Bildaufnahmeverarbeitung zu einer kontinuierlichen Bildaufnahme in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt, oder eine Bildaufnahmeverarbeitung zu mehrfach geteilten Bildaufnahmen in einem bestimmten Zeitraum, welcher zumindest teilweise einen relativen Bewegungszeitraum des zu messenden Objekts überlappt, durchgeführt wird, wobei eine Verarbeitung zum Addieren oder zur Mittelung des Bildaufnahmeergebnisses für jede Koordinatenposition auf dem zu messenden Objekt durchgeführt wird.
  2. Dreidimensionales Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel das zu messende Objekt kontinuierlich bewegt.
  3. Dreidimensionales Messgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte Streifenmuster ein Streifenmuster mit einer nichtsinusförmigen Lichtintensitätsverteilung ist.
  4. Dreidimensionales Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter derart angeordnet ist, dass ein lichtdurchlässiger Teil zum Durchlassen des Lichts und ein lichtabschirmender Teil zum Abschirmen des Lichts abwechselnd aufgereiht sind.
  5. Dreidimensionales Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zu messende Objekt eine Leiterplatte mit gedrucktem Lötzinn oder ein Wafersubstrat mit gebildeten Lötbumps ist.
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