DE69804984T2

DE69804984T2 - Beurteilung einer Bump Höhe

Info

Publication number: DE69804984T2
Application number: DE69804984T
Authority: DE
Inventors: Akira Nishino
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: EP1020702A1; DE69804984D1; EP1020702A4; JP3272998B2; AU9186798A; US6437355B1; EP1020702B1; JPH11111784A; WO1999017074A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bewerten einer Erhebung, bzw. Ausbeulung, die sich auf einer Leiterplatte, etc. befindet, d. h. zum Bewerten ob die Erhebungshöhe richtig ist oder nicht.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Herkömmlich ist auf einer Leiterplatte und auf einem Halbleiterchip eine Erhebung als Vorrichtung zur elektrischen Verbindung mit anderen elektronischen Komponenten ausgebildet. Notwendiger Weise liegt die Höhe der Erhebung in einem vorgegebenen Bereich. Wenn beispielsweise eine Höhe eines auf der Leiterplatte ausgebildeten Lötpunkts bzw. einer Lötmittelerhebung zu niedrig ist, weil eine Menge des die Erhebung bildenden Lötmittels zu gering ist, wird die elektrische Leitfähigkeit unzulänglich. Wenn andererseits die Höhe der Erhebung zu groß wird kommt es zu Kurzschlüssen mit benachbarten Erhebungen, wenn die Leiterplatte an elektronische Schaltungselemente, wie beispielsweise integrierte Schaltungen (IC) oder ähnliches, angeschlossen wird.
Des Weiteren ist eine weitere Effizienzsteigerung bei der Bewertung, ob Erhebungen richtig oder falsch sind, nötig, da die Anzahl der Erhebungen auf heutigen hochintegrierten bzw. großintegrierten Schaltungen (LSI) über 1000 hinausreicht.
Die vorliegende Erfindung wurde erstellt, um die obenstehend beschriebenen Anforderungen zu bewältigen. Eine Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bewerten einer Erhebungshöhe zu schaffen, die geeignet ist, effizient und darüber hinaus zuverlässig zu bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung gemäß eines ersten Aspekts eine Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Höhe einer Erhebung richtig bzw. korrekt ist oder nicht, auf, welche eine Bilderkennungseinrichtung umfasst, die über der Erhebung als zu vermessendes Objekt angeordnet ist und zum Erfassen einer Oberflächenabbildung einer Oberfläche der Erhebung eingerichtet ist; ein Referenzobjekt, das so angeordnet ist, dass eine von der Bilderkennungseinrichtung gesehene Abbildung des Referenzobjekts auf der Oberfläche der Erhebung reflektiert wird; sowie eine Bewertungseinrichtung, die zum auf durch die Bilderkennungseinrichtung gewonnenen Bilddaten basierenden Messen eines Abstands zwischen · einer Bildposition der Abbildung auf der Oberfläche der Erhebung und einer vorgegebenen Position, die sich von der Abbildung aus gesehen kantenseitig in radialer Richtung der Erhebung befindet, eingerichtet ist und zum Bewerten, ob die Höhe der Erhebung richtig ist oder nicht, durch Vergleichen eines Werts des Abstands mit einem voreingestellten Wert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß eines zweiten Aspekts ist die vorgegebene Position eine Position der Kante der Erhöhung.
Gemäß einer Abwandlung der Erfindung entsprechend eines dritten Aspekts ist die vorgegebene Position eine Position auf der Erhebungsoberfläche eines zweiten Referenzobjekts, welches so angeordnet ist, dass eine von der Bilderkennungseinrichtung gesehene Abbildung des zweiten Referenzobjekts auf der Erhebungsoberfläche reflektiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäß eines vierten Aspekts ist die Position der Abbildung auf der Erhebungsoberfläche eine Position auf der Erhebungsoberseite der Abbildung und die vorgegebene Position eine Position auf der Seite der Erhebungskante der Abbildung.

(ARBEITSWEISE)

Gemäß der Erfindung ist die Bilderkennungseinrichtung oberhalb der Erhebung angeordnet, um mehrerer Erhebungen in einem Bilderkennungsfeld anzusiedeln. Dabei umfassen die durch die Bilderkennungseinrichtung erhaltenen Bilddaten der Erhebungsoberfläche Daten, mit denen ein Wert eines Abstands zwischen zwei in Radialrichtung der Erhebung angeordneten Punkten berechnet werden kann. Darüber hinaus weist der Wert des Abstands einen Zusammenhang mit der Erhebungshöhe auf. Deshalb kann die Zeit zum Bewerten, ob die Erhebungshöhe richtig oder falsch ist, verkürzt werden, obwohl die erste Erfindung eine einfach aufgebaute Vorrichtung ist.
Insbesondere wird im Falle einer Erhebung mit einer Form, bei der sowohl eine Höhe als auch ein Kantenabschnitt schnell ansteigt (wie bei einer Erhöhung üblich), die Position einer Überschreibung von zwei Punkten auf der Seitenkante der Erhebung kaum durch die Erhebungshöhe beeinflusst, im Vergleich mit der Position auf der Erhebungsoberseite, und wird konstant. Deshalb kann, falls Positionsdaten der Kantenseite der Erhebung als konstanter Wert gehandhabt werden, die Vorrichtung gemäß der Erfindung den Umfang der Bildverarbeitungsdaten verringern. Deshalb ist diese Vorrichtung für eine Hochgeschwindigkeitsbewertung passender.
Wenn die Position der Kantenseite der Erhebung an der Kante der Erhebung festgelegt ist, werden die Positionsdaten konstant. Auf diese Weise kann die Vorrichtung die Hochgeschwindigkeitsbewertung mit Genauigkeit realisieren.
In der Weiterentwicklung gemäß Anspruch 3 kann die Position der Kantenseite der Erhebung auf die gewünschte Position gelegt werden. Deshalb kann der Messpunkt durch Vermeidung diese Punkts sogar dann gesetzt werden, wenn ein Punkt eines unrichtigen bzw. unangemessenen Oberflächenzustands der Erhebung existiert.
Die Weiterentwicklung gemäß Anspruch 4 weist eine simple Zusammenstellung auf, welche die Tätigkeit des Gegenstands des Anspruchs 3 durch ein einziges Referenzobjekt erreichen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung entsprechend des zweiten Aspekts der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Aufnahme der Erhebung mit einer Abbildung einer auf der Erhebungsoberfläche reflektierten Lichtquelle in derselben Ausführungsform;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung von Lötpunkten, die auf einer Leiterplatte in der gleichen Ausführungsform angeordnet sind;
Fig. 4 ist eine Aufnahme des Hauptabschnitts aus Fig. 3;
Fig. 5 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen Freiraum zwischen der Leiterplatte und einer CCD- Kamera in der gleichen Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 ist eine erläuternde Zeichnung einer Situation, in der die Abbildung der Lichtquelle auf der Erhebung mit abweichender Höhe reflektiert wird in der gleichen Ausführungsform; und
Fig. 7 ist ein Flussdiagramm der Bewertung der Bewertungsvorrichtung, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist in der gleichen Ausführungsform.
Fig. 8 ist eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist gemäß einer Ausführungsform entsprechend des dritten Aspekts der Erfindung;
Fig. 9 ist eine Aufnahme einer Erhebung mit einer Abbildung einer auf der Erhebungsoberfläche reflektierten Lichtquelle in der gleichen Ausführungsform;
Fig. 10 ist eine erläuternde Zeichnung einer Situation, in der die Abbildung der Lichtquelle auf der Erhebung mit abweichender Höhe reflektiert wird in der gleichen Ausführungsform; und
Fig. 11 ist ein Flussdiagramm der Bewertung einer Bewertungsvorrichtung, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist in der gleichen Ausführungsform.
Fig. 12 ist eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist gemäß einer Ausführungsform entsprechend des vierten Aspekts der Erfindung;
Fig. 13 ist eine Aufnahme der Erhebung mit einer Abbildung einer auf der Erhebungsoberfläche reflektierten Lichtquelle in der gleichen Ausführungsform; und
Fig. 14 ist eine erläuternde Zeichnung einer Situation, in der die Abbildung der Lichtquelle auf der Erhebung mit abweichender Höhe reflektiert wird in der gleichen Ausführungsform.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

(Erste Ausführungsform)

Die Ausführungsform, welche den zweiten Aspekt der Erfindung verkörpert, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 erläutert. Fig. 1 zeigt eine Gesamtübersicht der Anordnung dieser Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist. In dieser Figur umfasst die Vorrichtung 1 zum Bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist, eine Lichtemissionsvorrichtung 2 als eine Punktlichtquelle, welche ein Referenzobjekt bildet; eine Bilderkennungsvorrichtung 3, die eine Bilderkennungseinrichtung ist, eine Bildverarbeitungsvorrichtung 4, die eine Bewertungseinrichtung ist, sowie einen Rechner 5.
Die Bilderkennungsvorrichtung 3 besteht aus einer CCD-(ladungsgekoppelte Bauelemente)-Kamera vom Feld- bzw. Gebietssensortyp. Die Bilderkennungsvorrichtung 3 ist an den Rechner 5 durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 4 angeschlossen. In dieser Ausführungsform ist die Bilderkennungsvorrichtung 3 genau oberhalb einer Erhebung B angeordnet, welche ein zu messendes Objekt darstellt, das auf einer Leiterplatte K ausgebildet ist.
Des Weiteren ist in dieser Ausführungsform, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Abstand L zwischen der Leiterplatte K und einer Linse, die an der CCD-Kamera als der Bilderkennungsvorrichtung 3 vorgesehen ist, 300 mm. Des Weiteren beträgt der Linsendurchmesser 50 mm, und eine Bildelementanzahl (m · n) des CCD 480 · 46 (ein Bereich einer einmaligen Bilderfassung beträgt 10 mm · 10 mm).
Des Weiteren besteht die Lichtemissionsvorrichtung 2 aus einer Einzeleinheit eines LEDs, welches von der Erhebung B um 600 mm entfernt liegt und durch eine nicht dargestellte Antriebschaltung Licht emittiert. In dieser Ausführungsform ist die Lichtemissionsausstattung 2 im schräg oberhalb der Erhebung B liegenden Abschnitt angeordnet, wobei die Erhebung B auf der Leiterplatte K vorgesehen ist. Von einer Mitte der Erhebung B aus gesehen befindet sich diese Lichtemissionsvorrichtung 2 an einem Winkel Θ von 45 Grad von einer senkrechten Linie M aus (einer Zentralachse der Bilderkennung der Bilderkennungsvorrichtung 3), welche eine Spitze bzw. ein Oberende der Erhebung B durchläuft und sich von der Mitte der Erhebung B aus erstreckt. Es ist wünschenswert, dass dieser Winkel Θ so bestimmt wird, dass ein Schatten einer benachbarten Erhebung B die Bilderkennung nicht beeinflusst.
Fig. 6 zeigt eine Beziehung zwischen der Erhebung B, der Lichtemissionsvorrichtung (LED) 2 und der Zentralachse der Bilderkennung M. Die Position auf der Leiterplatte K, durch die die Zentralachse M der Bilderkennung verläuft, wird als ein Angelpunkt 0 (der ein Mittelpunkt der Erhebung B genannt wird) angenommen. Eine Optische Achse von der Lichtemissionsvorrichtung (LED) 2, welche durch den Angelpunkt 0 verläuft, wird optische Achse N genannt. Der Winkel Θ zwischen der Zentralachse M der Bilderkennung und der optischen Achse N beträgt 45º. In den Fig. 1 und 6 wird die Erhebung B durch Vergrößerung dargestellt, um den Nutzen der Beschreibung zu steigern.
Der Rechner 5 weist eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 6 auf, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 7, welcher zuvor abgespeicherte Steuerprogramme, etc. enthält, und einen Zufallszugriffspeicher (RAM) 8 zum vorübergehenden Speichern von Betriebsergebnissen und von Daten, die für eine arithmetische bzw. Rechenverarbeitung nötig sind, etc.
Die CPU 6 des Rechners 5 bildet eine Längenberechnungseinrichtung und eine Bewertungseinrichtung. Der ROM 7 und der RAM 8 bilden eine Speichereinrichtung. Außerdem bildet die Lichtemissionsvorrichtung 2 ein zu messenden Objekt bzw. Messobjekt und eine Lichtemissionseinrichtung. Die Bilderkennungsvorrichtung 3 bildet eine Bilderkennungsvorrichtung.
Anschließend wird ein Betrieb der obenstehend beschriebenen Vorrichtung 1 zum Bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist, erläutert. In Fig. 1 wird die Leiterplatte K, auf der die Erhebung B in einer vorgegeben Anzahl n vorgesehen ist, so angeordnet, dass die Erhebung B unterhalb der Bilderkennungsvorrichtung 3 angeordnet ist. Nach dem Fertigstellen des Aufbaus emittiert die Lichtemissionsvorrichtung 2 Licht. Anschließend wird die Abbildung der Erhebung B durch die Bilderkennungsvorrichtung 3 erfasst. Was die Bilderkennungsdaten betrifft, welche durch die Bilderkennungsvorrichtung 3 erhalten werden, werden diese nach verschiedenen Filterbearbeitungen der Rausch- bzw. Störungsunterdrückung, Konzentrationsnormalisation, etc. und binärkodierten Verarbeitungen, die in der Bildverarbeitungsvorrichtung 4 ausgeführt werden, in den Rechner 5 eingegeben.
Die binärkodierte bzw. Binärcode-Verarbeitung wird basiert auf einem vorgegebenen binären Schwellenwert ausgeführt. D. h., dass durch die Lichtemission der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf der Oberfläche der Erhebung B die Helligkeit einer Abbildung einer Reflektionsregion der Lichtemissionsvorrichtung 2 hoch ist, und dass die Helligkeit einer Abbildung der anderen Region niedrig ist. Außerdem ist die Helligkeit einer Abbildung der Leiterplatte K, auf der sich die Erhebung B befindet, hoch. Anschließend wird der oben erwähnte Binär- Schwellenwert gesetzt, um einen Anteil, der aus der Reflektionsregion der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf der Erhebung B und einer Region auf der Leiterplatte K besteht, von einem Anteil zu teilen, welcher aus dem Hauptteil der Erhebung B besteht. Die durch die obenstehend erwähnten verschiedenen Filterbearbeitungen erhaltenen Daten werden im Folgenden Bilddaten genannt.
Als Nächstes führt die CPU 6 des Rechners 5 eine Erhebungshöhe-Bewertungs-Verarbeitungsroutine aus, die in Fig. 7 gezeigt ist. Zuerst werden in Schritt 10 durch einmaliges Erfassen einer Abbildung erhaltene Bilddaten gelesen. In diesem Schritt 10 wird, basierend auf den durch einmaliges Erfassen einer Abbildung erhaltenen Bilddaten die Anzahl n der Erhebungen B in dem Bilderkennungsbereich gezählt und im RAM 8 abgelegt.
Als Nächstes läuft die Routine weiter zu Schritt 20.
In Schritt 20 wird entlang einer Prüflinie α die Position einer Erhebungskante e oder dergleichen erhalten und Xe, X1, Xb berechnet.
Dies wird nachstehend im Einzelnen erläutert. In dieser Ausführungsform wird eine Prüfrichtung der Bilddaten so gesetzt, dass sie parallel mit der radialen Richtung der Erhebung B ist. Innerhalb der Bilddaten, die aus Bildelementen mit m · n Einzelstücken zusammengestellt sind, werden entlang der Prüflinie α in einer Richtung (einer X-Richtung) Bildelemente auf dem Durchmesser der Erhebung B zur Prüfregion ausgewählt. Die Messbearbeitung wird entlang der X-Pfeilrichtung von der negativen Seite der Prüfregion aus durchgeführt. In Fig. 2 werden Bilddaten, die eine Erhebung B betreffen, gezeigt.
Diese Messbearbeitung wird wie folgt ausgeführt. Zuerst wird auf der Prüflinie α auf dem Durchmesser dieser Erhebung B der Abstand Xe zwischen einem Ursprung 01 (einem Startpunkt der Prüflinie der Bilddaten) und der Erhebungskante e dieser Erhebung B berechnet, sowie der Abstand XL zwischen dem Ursprung 01 und der Kante einer Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf dieser Erhebung B. Anschließend wird XB, das eine Differenz von Xe und XL ist, berechnet.
In dieser Ausführungsform entspricht die Erhebungskante e der Erhebung B dem zweiten Messpunkt, die Kante der Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf der Erhebung B dem ersten Messpunkt, und das XB dem Abstand zwischen den Messpunkten. Im nächsten Schritt 30 wird ein Erhebungsanzahlzähler C um ein Inkrement hochgezählt, und die Routine schaltet zu Schritt 40.
In Schritt 40 wird anschließend bestimmt, ob der in besagtem Schritt 20 berechnetem Abstand XB zwischen den Messpunkten einem Referenzwert genügt. Außerdem ist der Referenzwert zuvor im ROM 7 abgespeichert worden.
Der zuvor genannte Referenzwert wird, basierend auf einem Abstand XS zwischen einer Erhebungskante e (einem zweiten Messpunkt) und einer Kante (einem ersten Messpunkt) einer Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 durch Erstellen einer Abbildung, einer Erhebung BS (der folgenden Standarderhebung) mit richtiger Höhe H mit den zuvor genannten Bedingungen bestimmt.
Des Weiteren weist der Abstand (vgl. Fig. 2) zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt einen Zusammmenhang mit der Höhe H der Erhebung B auf. Wenn eine Erhebung B2 niedriger als die Standarderhebung BS (vgl. Fig. 6) ist, nimmt eine auf der Erhebung reflektierte Kante einer Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 eine Position x2 ein, welche zur Spitze C (Mittelpunkt 0) der Erhebung hin verschoben ist. Wenn eine Erhebung B1 höher als die Standarderhebung BS (vgl. Fig. 6) ist, nimmt eine auf der Erhebung reflektierte Kante einer Reflexionsregion 2b der Lichtemissionsvorrichtung 2 eine Position x1 ein, welche zur Erhebungskante e hin verschoben ist.
Beispielsweise zeigt in Fig. 2 die mit der Schraffur gezeigte Reflexionsregion 2b der Erhebung einen Fall, in dem sie mehr zur Seite der Erhebungskante E hin verschoben wird, als die Reflexionsregion 2a. D. h., dass bewiesen ist, dass die der Reflexionsregion 2b zugeordnete Erhebung höher als die der Reflexionsregion 2a zugeordnete Erhebung ist.
Die Erhebung B2, welche niedriger als die Standarderhebung BS ist, stellt ein Fall dar, in dem die Menge des die Erhebung bildenden Materials, wie beispielsweise Lötmittel bzw. -zinn niedriger als die bei der Standarderhebung BS ist. Umgekehrt stellt die Erhebung, die höher als die Standarderhebung BS ist, einen Fall dar, in dem die Menge des erhebungsbildenden Materials wie beispielsweise Lötzinn, größer als die der Standarderhebung BS ist.
Der Überschreibungsreferenzwert wird nun erläutert. Der Referenzwert wird durch Addition eines Erfassungsfehlers Δx zum Abstand XS zwischen der die Standarderhebung BS mit zuvor genannter Erhebungshöhe H betreffenden Erhebungskante e (dem zweiten Messpunkt) und der Kante (dem ersten Messpunkt) der Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2, berechnet. Dem wird zugrunde gelegt, dass der Erfassungsfehler aus dem folgenden Grund entsteht:
Obwohl in Fig. 1 nur eine Erhebung B als vergrößert gezeigt ist, ist tatsächlich eine große Anzahl von Erhebungen B auf dem Substrat K angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Danach liegt der Durchmesser der Erhebung B um die hundert und einige zehn um, falls viele der tausend Erhebungen B im Gebiet von 10 mm · 10 mm auf dem Substrat K in der in Fig. 3 gezeigten Anordnung vorhanden sind, so dass die Position der vielen Erhebungen B, welche durch eine CCD-Kamera als der Bilderkennungsvorrichtung 3 erfasst wird, etwas von der Zentralachse M der Bilderkennung abkommen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist eine Länge L bis zur Linse in der CCD-Kamera als Bilderkennungsvorrichtung 3 300 mm lang. Und auch wenn die Höhe jeder Erhebung B im Bilderkennungsbereich (dem Bilderkennungsgebiet) gleich ist, wird der als ein Abstand zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt gemessene (erfasste) Wert ein engerer Wert des XS im Verhältnis zur tatsächlichen Höhe H, da sich die Erhebung B näher an der zentralen Achse M der Bilderkennung befindet. Und im Bilderkennungsgebiet bei einmaligem Erfassen eines Bildes umfasst der erfasste Wert (der Abstand zwischen den Messpunkten) einer Erhebung B, die entfernt von der zentralen Achse M der Bilderkennung liegt, einige Fehleranteile Δx.
In Fig. 6 ist es möglich, dass die von einer zentralen Achse M1 der Bilderkennung aus erfassten Bilddaten, welche zur Seite der Lichtemissionsvorrichtung 2 geneigt ist, einen Abstand zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt als XS + Δx zeigen. Umgekehrt ist es möglich, dass die von einer zentralen Achse M2 aus erfassten Bilddaten, welche auf die der Seite der Lichtemissionsvorrichtung 2 entgegengesetzten Seite hingeneigt ist, einen Abstand XB zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt mit XS - Δx anzeigen. Besagtes Δx zeigt einen Fehler.
Die Überschreibung Δx kann an allen Erhebungen im Bilderkennungsgebiet leicht berechnet werden. Wenn jedoch in dieser Ausführungsform der Erfassungsfehler im Bereich eines zuvor im Verhältnis zur Höhe H der Erhebung gemessenen Wertes liegt, der erlaubt ist, wird der Fehler Δx als tolerierbarer Fehler eingestuft. Obgleich gleichartige Fehler auch in einem Verhältnis zwischen der Lichtemissionsvorrichtung 2 und der Erhebungsposition existieren, wird die Beschreibung dieser Fehler ausgelassen.
Deshalb wird in dieser Ausführungsform an jeder Erhebung B im durch das einmalige Erfassen eines Bildes erhaltenen Erkennungsgebiet gewertet, dass es eine Erhebung mit einer Höhe H ist, die gleich der Standarderhebung BS ist, falls es innerhalb eines erlaubten Bereiches des Erfassungsfehlers ist, d. h., wenn der Abstand XB zwischen den Messpunkten innerhalb eines Bereichs von XS - Δx < = XB < = XS + Δx ist.
Wenn der Abstand zwischen den Messpunkten dem Referenzwert in Schritt 40 genügt, wird bestimmt, ob ein Zähler C für die Anzahl der Erhebungen die vorgegebene Anzahl n in Schritt 50 erreicht hat. D. h. wird bestimmt, ob die Bestimmung des Abstands XB zwischen den Messpunkten hinsichtlich aller Erhebungen B in den Bilddaten ausgeführt wurde. Wenn hinsichtlich des Abstands XB zwischen den Messpunkten eine Entscheidung noch nicht abschließend hinsichtlich aller Erhebungen B in den Bilddaten getroffen wurde, läuft die Routine zurück zu Schritt 20, und die Schritte 20-40 werden hinsichtlich der entlang der X-Richtung anschließenden Erhebung ausgeführt. Und wenn die Bearbeitung entlang der Prüflinie α in der X-Richtung fertiggestellt ist, wird die Prüflinie α in einer Y-Richtung um ein vorgegebenes Prüfintervall versetzt, und die Schritte 20-40 werden hinsichtlich der entlang einer neuen Prüflinie α liegenden Erhebung B durchgeführt. In Fig. 4 sind die Prüflinien α als α1-α7 bildlich dargestellt. In dieser Ausführungsform wird die Prüfung von αl aus mit dem in Fig. 4 gezeigten Prüfintervall ausgeführt.
Im zuvor genannten Schritt 50 wird, wenn die Entscheidungsverarbeitung hinsichtlich aller Erhebungen B in den in Schritt 10 gelesenen Bilddaten durchgeführt wurde, eine Messungsabschlussbearbeitung in Schritt 60 ausgeführt, womit diese bearbeitungsroutine einmal durchlaufen wurde.
Und wenn im zuvor genannten Schritt 40 der Abstand. XB zwischen den Messpunkten dem Referenzwert nicht genügt, wird gewertet, dass eine minderwertige Erhebung existiert, und die Routine läuft zu Schritt 70, um ein Minderwertigkeitssignal (ein NG-Signal) auszugeben, das die Existenz der minderwertigen Erhebung anzeigt, womit diese Bearbeitungsroutine beendet ist.
Deshalb wird, wenn die Vorrichtung mit einer Steuerausstattung eines Entfernungsroboters verbunden, ist, welcher in einer Fertigungslinie einer Fabrik vorgesehen ist, ein Substrat K mit der minderwertigen Erhöhung von der Fertigungslinie durch den besagten Entfernungsroboter in dem anschließenden Prozeß basierend auf dem Minderwertigkeitssignal entfernt. Oder wenn eine Alarmvorrichtung, wie beispielsweise eine Warnlampe oder ein Warnsummer basierend auf dem Minderwertigkeitssignal betrieben wird, entfernt ein Arbeiter das Substrat K aus der Linie basierend auf dem Betrieb der Alarmvorrichtung.
Der zuvor genannte Schritt 20 entspricht einer Bearbeitungseinrichtung, und Schritt 40 entspricht einer Bewertungseinrichtung.

(2. AUSFÜHRUNGSFORM)

Die zweite Ausführungsform, die die Erfindung gemäß des dritten Aspekts verkörpert, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8-11 erläutert. Hauptsächlich werden unterschiedliche Anordnungen erklärt, während gleiche Bezugszeichen gleiche Anteile der ersten Ausführungsform anzeigen.
In dieser Ausführungsform ist zusätzlich zur Lichtemissionsvorrichtung 2 eine Lichtemissionsvorrichtung 12 vorgesehen, wie in Fig. 8 gezeigt. Beide Lichtemissionsvorrichtungen 2, 12 sind schräg oberhalb einer Erhebung B angeordnet, so dass beide Lichtemissionsvorrichtungen 2, 12 sich in einer radialen Richtung der Erhebung bei Ansicht der Erhebung B von oben befinden. Es ist wünschenswert, dass beide Lichtemissionsvorrichtungen 2, 12 separat angeordnet werden, um eine parallele Lichtquelle für die Erhebung darzustellen. Dann wird, wie in Fig. 11 gezeigt, in dieser Ausführungsform Schritt 20A anstatt Schritt 20 in der Erhebungshöhen-Entscheidungs- Bearbeitungs-Routine der ersten Ausführungsform ausgeführt und Des Weiteren Schritt 40A anstatt Schritt 40.
Bei Schritt 20A werden, wie in Fig. 9 gezeigt, eine Kante eines Reflexionsbereiches 12a der Lichtemissionsvorrichtung 12 und eines Reflexionsbereiches 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 entlang einer Prüflinie α erfasst, sowie XL1 und XL2 und XLB berechnet.
Diese Messberechnungen werden wie folgt ausgeführt:
Zuerst wird entlang der Prüflinie α auf dem Durchmesser der Erhebung B ein Abstand XL2 zwischen einem Ursprung 01 (einem Startpunkt der Prüflinie des Bilderkennungsbezugspunkts) und einer Kante einer Reflexionsregion 12a der Lichtemissionsvorrichtung 12 auf der Erhebung B berechnet. Und Abstand XL1 zwischen dem Ursprung 01 und einer Kante eines Reflexionsbereichs 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf der Erhebung B werden berechnet. Anschließend wird die Differenz XB zwischen XL1 und XL2 berechnet.
In dieser Ausführungsform entspricht die Kante der Reflexionsregion 12a der Lichtemissionsvorrichtung 12 auf der Erhebung B einem zweiten Messpunkt sowie die Kante der Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf der Erhebung B einem ersten Messpunkt, wobei das XB einem Abstand zwischen den Messpunkten entspricht.
Wie in Fig. 10 gezeigt, stellt, wenn eine Erhebung B2 niedriger als eine Standarderhebung BS ist, eine Kante eines Reflexionsbereichs 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 innerhalb der Bilddaten eine Position x2 dar, welche zur Spitze T (einem Mittelpunkt 0) der Erhebung B hin verschoben ist. Umgekehrt stellt, wenn eine Erhebung B1 höher als die Standarderhebung BS ist, eine Kante eines Reflexionsbereichs 2b innerhalb der Bilddaten eine Position x1 dar, welche zu einer Erhebungskante e hin verschoben ist.
In der Zwischenzeit befindet sich, wenn die Erhebung B2 niedriger als die Standarderhebung BS ist, die Kante des Reflexionsbereichs 12a der Lichtemissionsvorrichtung 12 auf der Erhebung innerhalb der Bilddaten an einer Position, welche zur Erhebungskante e hin verschoben ist. Jedoch wird ein Abstand Δx1 zwischen der besagten Position, die zur Erhebungskante e hin verschoben ist, und der Position an der Standarderhebung BS zu
(x2 - x) > > Δx1,
da die CCD-Kamera als Bilderkennungsvorrichtung 3 in einem senkrechten optischen System arbeitet.
Und wenn die Erhebung B1 höher als die Standarderhebung BS ist, befindet sich die Kante des Reflexionsbereichs 12a der Lichtemissionsvorrichtung 12 innerhalb der Bilddaten an einer Position, welche zum Mittelpunkt 0 der Erhebung hin verschoben ist. Jedoch ein Abstand Ax2 zwischen der besagten Position, die zum Erhebungsmittelpunkt 0 hin verschoben ist und der Position an der Standarderhebung BS zu
(x2 - x) > > Δx2,
da die CCD-Kamera als die Bilderkennungsvorrichtung 3 in dem senkrechten optischen System arbeitet.
Beispielsweise wird in Fig. 9 die Reflexionsregion. 2b der Lichtemissionsvorrichtung 2, welche durch einen schraffierten Bereich gezeigt ist, eher zur Seite der Erhebungskante e hin verschoben, als zur Reflexionsregion 2a hin. In der Zwischenzeit wird die Reflexionsregion 12b der Lichtemissionvorrichtung 12, die in einem schraffierten Bereich gezeigt ist, eher zur Seite der Erhebungskante e verschoben, als zur Reflexionsregion 12a hin. Wie in dieser Figur gezeigt, ist eine Migrationslänge der Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 weit größer, als eine Migrationslänge der Reflexionsregion 12b der Lichtemissionsvorrichtung 12.
In dieser Ausführungsform wird ein Referenzwert unter Inbetrachtziehung des oben erwähnten Punktes gesetzt. Wie in der vorher besprochenen Ausführungsform wird der Referenzwert durch Hinzuaddieren eines Erfassungsfehlers 8x zu einem Abstand XS zwischen einer Kante (einem zweiten Messpunkt) der Reflexionsregion 12a der Lichtemissionsvorrichtung 12 und einer Kante (einem ersten Messpunkt der Reflexionsregion 2a der Lichtemissionsvorrichtung 2 berechnet. Der Grund, warum der Erfassungsfehler auftritt, ist derselbe Grund wie in der ersten Ausführungsform.
Deshalb wird auch in dieser Ausführungsform hinsichtlich jeder Erhebung B im durch die einmalige Bilderstellung erhaltenen Bilderkennungsbereich gewertet, dass es sich um eine Erhebung mit einer Höhe H handelt, die gleich der Standarderhebung BS ist, wenn sie innerhalb eines erlaubten Bereiches des Erfassungsfehlers liegt, d. h., wenn der Abstand XB zwischen den Messpunkten in einem Bereich von XS - Δx < = XB < = XS + Δx liegt.

(3. AUSFÜHRUNGSFORM)

Die dritte Ausführungsform, die die Erfindung gemäß des vierten Aspekts der Erfindung verkörpert, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12-14 erläutert. In dieser Ausführungsform wird, wie in Fig. 12 gezeigt, ein Paar von Punktlichtquellen (die Lichtemissionsvorrichtungen 2, 12) in der zweiten Ausführungsform durch eine Linienlichtquelle (eine Lichtemissionsvorrichtung 22) ersetzt. Die Lichtemissionsvorrichtung 22 ist so angeordnet, dass, wenn durch die Bilderkennungsvorrichtung 3 ein Bild erstellt wird, in den Bilddaten eine Längenrichtung eines Reflexionsbereichs 22a der Lichtemissionsvorrichtung 22 entlang der radialen Richtung der Erhebung B verlaufen kann.
In dieser Ausführungsform wird bei Schritt 20A der Erhebungshöhen-Entscheidungs-Verarbeitungs-Routine der zweiten Ausführungsform der erste Messpunkt als eine Kante erfasst, welche auf eine Spitze T (einen Mittelpunkt 0) einer Reflektionsregion 22a der Lichtemissionsvorrichtung 22 hin verschoben ist auf gleiche Weise wird der zweite Messpunkt als eine Kante erfasst, welche auf eine Erhebungskante e der Lichtemissionsvorrichtung 22 zu verschoben ist, wobei ein Abstand XB zwischen den beiden Messpunkten berechnet wird.
Das heisst, dass, wie in Fig. 13 und 14 gezeigt, entlang einer Prüflinie α auf einem Durchmesser der Erhebung B ein Abstand XL2 zwischen einem Ursprung 01 (einem Startpunkt der Prüflinie innerhalb der Bilddaten) und einer auf die Erhebungskante e der Lichtemissionsvorrichtung 22 zu verschobenen Kante, berechnet wird, sowie ein Abstand XL1 zwischen dem Ursprung 01 und einer auf die Spitze C (den Mittelpunkt 0) der Reflektionsregion 22a der Lichtemissionsvorrichtung 2 auf der Erhebung B zu verschobenen Kante. Anschließend wird die Differenz XB zwischen XL1 und XL2 berechnet.
In dieser Ausführungsform ist wegen dem in der ersten und zweiten Ausführungsform erläuterten Grund noch ein Erfassungsfehler Δx zu dem Abstand XS hinzuaddiert. Deshalb sind Funktion und Wirkungsweise gleich der zweiten Ausführungsform.
Außerdem ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und es ist offensichtlich, dass im Rahmen der Erfindung eine Vielzahl von Verbesserungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann wie folgt verfahren werden:
(1) Obwohl die CCD ein Gebietssensor in den obengenannten Ausführungsformen ist, kann es auch ein Liniensensor sein. In diesem Fall kann die Bilderstellung durch Bewegung des CCD oder des Substrats in X-Richtung oder Y- Richtung erfolgen. In diesem Fall kann die Bewegungsgeschwindigkeit im Verhältnis zur Auflösung des CCD eingestellt werden.
(2) In jeder Ausführungsform kann, obwohl die CCD- Kamera vom Gebietssensortyp als Bilderkennungsvorrichtung eingesetzt wird, der galvanische Typ eingesetzt werden.
(3) Obgleich in jeder Ausführungsform die Lichtemissionsvorrichtung 2, 12, 22 angewendet wird, besteht keine Notwendigkeit, dass das Referenzobjekt Licht emittiert. Beispielsweise können Objekte wie weisse und silberne Farbe, deren Helligkeit hoch ist, auf der Erhebungsoberfläche reflektieren. Oder das Licht kann durch Reflektion des auf das Objekt angewendeten Lichts indirekt auf die Oberfläche der Erhebung reflektiert werden.
(4) In jeder Ausführungsform kann, obgleich das RAM und das ROM als Speichereinrichtung angewendet werden, auch nur das ROM oder nur das RAM die Speichereinrichtung bilden.

(GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT)

Wie obenstehend erläutert, kann die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Bewerten einer Erhebungshöhe bereitstellen, die geeignet ist, effizient und darüber hinaus zuverlässig zu bewerten, ob eine Erhebungshöhe richtig oder falsch ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Höhe einer Erhebung richtig bzw. korrekt ist oder nicht, mit:

einer Bilderfassungs- bzw. Bilderkennungseinrichtung (3), die über der Erhebung (B) als zu vermessendes Objekt angeordnet ist und zum Erfassen einer Oberflächenabbildung einer Oberfläche der Erhebung eingerichtet ist;

einem Referenzobjekt (2; 2, 12; 22), das so angeordnet ist, dass eine von der Bilderkennungseinrichtung (3) gesehene Abbildung des Referenzobjekts auf der Oberfläche der Erhebung reflektiert wird; und

einer Bewertungseinrichtung (5), die derart eingerichtet ist, dass

sie durch die Bilderkennungseinrichtung (3) gewonnenen Bilddaten auf der Basis der einen Abstand zwischen einer Bildposition der Abbildung auf der Oberfläche der Erhebung und einer vorgegebenen Position misst, die sich von der Bildposition aus gesehen auf einer Randseite einer radialen Richtung der Erhebung befindet, und

bewertet, ob die Höhe (H) der Erhebung (B) richtig ist oder nicht, indem ein Wert des Abstands mit einem voreingestellten Wert verglichen wird.

2. Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Höhe einer Erhebung richtig ist oder nicht nach Anspruch 1, bei der die vorgegebene Position eine Randposition (e) der Erhöhung (B) ist.

3. Vorrichtung zum Bewerten, ob eine Höhe einer Erhebung richtig ist oder nicht nach Anspruch 1, bei der die vorgegebene Position eine Position (12a oder 12b) auf der Oberfläche der Erhebung eines zweiten Referenzobjekts (12) ist, welches so angeordnet ist, dass eine von der Bilderkennungseinrichtung (3) gesehene Abbildung des zweiten Referenzobjekts auf der Oberfläche der Erhebung reflektiert wird.

4. Vorrichtung zur Bewertung, ob eine Höhe einer Erhebung richtig ist oder nicht nach Anspruch 1, bei der die Position der Abbildung auf der Oberfläche der Erhebung (B) eine Position auf der Erhebungs(B2, B1)-Oberseite der Abbildung (22a oder 22b) ist, und die vorgegebene Position eine Position auf der Erhebungs-Randseite (B2, B1) der Abbildung (22a oder 22b) ist.