JP2007163266A - Inspection device and inspection method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect accurately the vertex of a projection part even when the vertex part of the projection part is not formed flatly but the vertex side caves in. <P>SOLUTION: This inspection device 100 is provided with the first camera 102 for imaging a ball 204 from the vertical direction with respect to the plane of a substrate 200, the second camera 104 for imaging the ball 204 from the oblique direction with respect to the plane of the substrate 200, an edge detection part 128 for detecting the edge part of a caving-in part of the ball 204 in the first image imaged by the first camera 102 and in the second image imaged by the second camera 104, and a vertex height calculation part 132 for determining the height to the plane of the edge part by comparing the position of the edge part in the first image with the position of the edge part in the second image when the edge part of the caving-in part is detected in the first image and in the second image by the edge detection part 128, and calculating the height of the highest part at the edge part as the height of the vertex of the ball 204. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、検査対象物の平面に形成された略球形の突出部の頂点の高さを求める検査装置及び検査方法に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for obtaining the height of a vertex of a substantially spherical protrusion formed on a plane of an inspection object.

近年、ICのボールデバイス化の進展の中で、低価格な外観検査機能の提供が必要となっている。三次元的に基板上のボールを撮像する検査技術は、精度を高くすることが困難であることから、一般的には二次元的な画像からボールの頂点の高さが求められる。   In recent years, with the development of IC ball devices, it is necessary to provide a low-cost appearance inspection function. Since it is difficult to increase the accuracy of the inspection technique for imaging the ball on the substrate three-dimensionally, the height of the vertex of the ball is generally required from a two-dimensional image.

この種の検査装置として、基板を照射する照明と、基板上の各ボールを撮像するカメラと、を備えたものが知られている。照明は略水平方向に各ボールに光を照射し、カメラは垂直上方及び斜め上方に設置され照らし出されたボールを垂直上方及び斜め上方から撮像する。そして、各撮像画像におけるドーナツ状の輝点の形状から頂点位置を算出する。しかし、この検査装置では、ボールが完全な球形であることを前提としているので、ボールが完全な球形でない場合は、実際の頂点の位置と算出された頂点の位置とが一致しないという問題点があった。   As this type of inspection apparatus, there is known an apparatus provided with illumination for irradiating a substrate and a camera for imaging each ball on the substrate. The illumination irradiates each ball with light in a substantially horizontal direction, and the camera images the illuminated ball installed vertically upward and obliquely from above and obliquely upward. Then, the vertex position is calculated from the shape of the donut-shaped bright spot in each captured image. However, since this inspection device is based on the premise that the ball is a perfect sphere, there is a problem that the actual vertex position does not match the calculated vertex position if the ball is not a perfect sphere. there were.

この問題点が生じない検査装置として、照明を垂直上方及び斜め上方に設置して、頂点部分の反射光をカメラにて検出するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この検査装置によれば、照射によるボールの頂点部の輝点の位置を頂点位置として算出する。
特開平10−239025号公報
As an inspection apparatus in which this problem does not occur, an apparatus has been proposed in which illumination is installed vertically upward and obliquely upward and the reflected light at the apex portion is detected by a camera (see, for example, Patent Document 1). According to this inspection apparatus, the position of the bright spot at the apex portion of the ball by irradiation is calculated as the apex position.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-239025

ところで、特許文献1に記載の検査装置による検査方法は、照射光に対して十分な反射光量がボールの頂点部に確保されていることが前提となっている。従って、ボールの頂点部が面状に形成されていない場合は、ボールの頂点を正確に検出することができないという問題点がある。基板側のコンタクトの方当たりが発生した場合等には、ボールの頂点部の陥没が生じやすく、この場合はBGAパッケージ全体のコプラナリティの検出精度が悪化することとなる。   By the way, the inspection method by the inspection apparatus described in Patent Document 1 is based on the premise that a sufficient amount of reflected light with respect to the irradiation light is secured at the apex of the ball. Therefore, there is a problem that when the apex portion of the ball is not formed in a planar shape, the apex of the ball cannot be accurately detected. When the contact on the substrate side occurs, the apex of the ball is easily depressed, and in this case, the accuracy of detecting the coplanarity of the entire BGA package is deteriorated.

本発明によれば、検査対象物の平面に形成された略球形の突出部の頂点の高さを求める検査装置であって、前記検査対象物の前記平面に対して垂直な方向から前記突出部を撮像する第1撮像部と、前記検査対象物の前記平面に対して斜めの方向から前記突出部を撮像する第2撮像部と、前記第1撮像部にて撮像された第1画像及び前記第2撮像部にて撮像された第2画像における前記突出部の陥没のエッジ部を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段にて検出された前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記エッジ検出手段にて検出された前記第2画像における前記エッジ部の位置とに基づいて、前記突出部の頂点の高さを算出する頂点高さ算出手段と、を備えたことを特徴とする検査装置が提供される。   According to the present invention, there is provided an inspection apparatus for obtaining a height of a vertex of a substantially spherical protrusion formed on a plane of an inspection object, wherein the protrusion is from a direction perpendicular to the plane of the inspection object. A first imaging unit that captures the projection, a second imaging unit that captures the protrusion from a direction oblique to the plane of the inspection object, a first image captured by the first imaging unit, and the Edge detecting means for detecting a depressed edge portion of the protruding portion in the second image picked up by the second image pickup portion; a position of the edge portion in the first image detected by the edge detecting means; A vertex height calculating means for calculating the height of the vertex of the protruding portion based on the position of the edge portion in the second image detected by the edge detecting means; An apparatus is provided.

この検査装置では、突出部を撮像する第1撮像部と第2撮像部は、互いに異なる角度から突出部を撮像可能となっている。そして、エッジ検出手段により第1撮像部の第1画像及び第2撮像部の第2画像における陥没のエッジ部を検出する。エッジ部が検出される場合には、ボールの頂点側が陥没し、陥没のエッジ部が頂点をなしている蓋然性が高い。この場合、頂点高さ算出手段は、第1画像におけるエッジ部の位置と第2画像における前記エッジ部の位置とに基づいて突出部の頂点の高さを算出する。尚、突出部の頂点側が陥没していないと判別された場合には、例えば、第1撮像部、第2撮像部等を用いて照射光の反射光を検出して頂点を検出する手法などにより突出部の頂点を検出する。   In this inspection apparatus, the first imaging unit and the second imaging unit that capture an image of the protrusion can image the protrusion from different angles. And the edge part of the depression in the 1st image of a 1st imaging part and the 2nd image of a 2nd imaging part is detected by an edge detection means. When an edge portion is detected, there is a high probability that the apex side of the ball is depressed and the depressed edge portion is apex. In this case, the vertex height calculating means calculates the height of the vertex of the protruding portion based on the position of the edge portion in the first image and the position of the edge portion in the second image. When it is determined that the apex side of the projecting portion is not depressed, for example, a method of detecting the apex by detecting the reflected light of the irradiation light using the first imaging unit, the second imaging unit, etc. Detect the apex of the protrusion.

また、本発明によれば、検査対象物の平面に形成された略球形の突出部の頂点の高さを求める検査方法であって、前記検査対象物の前記平面に対して垂直な方向から前記突出部を撮像して第1画像を取得する第1画像取得工程と、前記検査対象物の前記平面に対して斜めの方向から前記突出部を撮像して第2画像を取得する第2画像取得工程と、前記第1画像取得工程にて取得された前記第1画像及び前記第2画像取得工程にて取得された前記第2画像における前記突出部の陥没のエッジ部を検出するエッジ検出工程と、前記エッジ検出工程にて前記第1画像及び前記第2画像に前記陥没のエッジ部が検出されると、前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記第2画像における前記エッジ部の位置とに基づいて前記突出部の頂点の高さを算出する頂点高さ算出工程と、を含むことを特徴とする検査方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided an inspection method for obtaining a height of a vertex of a substantially spherical protrusion formed on a plane of the inspection object, wherein the height of the inspection object is perpendicular to the plane. A first image acquisition step of acquiring a first image by imaging the protrusion, and a second image acquisition of acquiring a second image by imaging the protrusion from a direction oblique to the plane of the inspection object And an edge detection step for detecting a depressed edge portion of the protruding portion in the first image acquired in the first image acquisition step and the second image acquired in the second image acquisition step; When the depressed edge portion is detected in the first image and the second image in the edge detection step, the position of the edge portion in the first image and the position of the edge portion in the second image Based on the height of the apex of the protrusion Inspection method characterized by including a vertex height calculation step of calculating is provided.

このように、本発明によれば、突出部の頂点部が面状に形成されておらず、頂点側が陥没している場合に、突出部の頂点を正確に検出することができる。   As described above, according to the present invention, when the apex portion of the projecting portion is not formed in a planar shape and the apex side is depressed, the apex of the projecting portion can be accurately detected.

図面を参照しつつ、本発明による検査装置及び検査方法の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   A preferred embodiment of an inspection apparatus and an inspection method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1の実施形態)
図1から図4は本発明の第1の実施形態を示すものであり、図1は検査装置の概略構成説明図、図2は第1カメラで撮像した第1画像の説明図、図3は第2カメラで撮像した第2画像の説明図、図4は検査装置の検査方法を実施した場合の動作を示すフローチャートである。
(First embodiment)
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration of an inspection apparatus, FIG. 2 is an explanatory diagram of a first image taken by a first camera, and FIG. Explanatory drawing of the 2nd image imaged with the 2nd camera, FIG. 4 is a flowchart which shows operation | movement at the time of implementing the inspection method of an inspection apparatus.

図1に示すように、この検査装置100は、基板200の平面に形成されたBGA202のボール204の頂点を求めるものである。第1の実施形態においては、検査対象物としての基板200のBGA202について、全てのボール204を撮像し、撮像したカメラ画像から全ボール204のXYZの位置を算出し、全ボール204の頂点位置のデータからBGA202のパッケージ全体のコプラナリティ値を算出する。ここで、基板200の上面に平行な方向がXY方向であり、上面に垂直な方向がZ方向である。   As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 100 obtains the apex of the ball 204 of the BGA 202 formed on the plane of the substrate 200. In the first embodiment, all the balls 204 are imaged with respect to the BGA 202 of the substrate 200 as the inspection object, the XYZ positions of all the balls 204 are calculated from the captured camera images, and the vertex positions of all the balls 204 are calculated. The coplanarity value of the entire package of the BGA 202 is calculated from the data. Here, the direction parallel to the upper surface of the substrate 200 is the XY direction, and the direction perpendicular to the upper surface is the Z direction.

検査装置100は、基板200の平面に対して垂直な方向からボール204を撮像する第1カメラ102と、基板200の平面に対して斜めの方向からボール204を撮像する第2カメラ104と、を備えている。また、検査装置100は、基板200の平面に対して略垂直に光を照射する第1照明110と、基板200の平面に対して所定の入射角で光を照射する第2照明112と、基板200の平面に対して略水平に光を照射する第3照明114と、を備えている。   The inspection apparatus 100 includes a first camera 102 that images the ball 204 from a direction perpendicular to the plane of the substrate 200, and a second camera 104 that images the ball 204 from a direction oblique to the plane of the substrate 200. I have. The inspection apparatus 100 includes a first illumination 110 that irradiates light substantially perpendicular to the plane of the substrate 200, a second illumination 112 that irradiates light at a predetermined incident angle with respect to the plane of the substrate 200, and a substrate. And a third illumination 114 that irradiates light substantially horizontally with respect to the plane of 200.

本実施形態においては、基板200が略水平に固定されていることから、BGA202が基板200の上面に現れている。そして、第1カメラ102は、基板200の上方に配置され、鉛直下方の基板200を指向している。また、第2カメラ104は、基板200の斜め上方に配置され、斜め下方の基板200を指向している。第2カメラ104は、基板200側からみて仰角が略45度の位置に設置されている。   In the present embodiment, since the substrate 200 is fixed substantially horizontally, the BGA 202 appears on the upper surface of the substrate 200. The first camera 102 is disposed above the substrate 200 and points toward the substrate 200 vertically below. The second camera 104 is disposed obliquely above the substrate 200 and is directed toward the substrate 200 obliquely below. The second camera 104 is installed at a position where the elevation angle is approximately 45 degrees when viewed from the substrate 200 side.

また、第1照明110は、基板200の上方に配置され、鉛直下方の基板200に向かって光を照射する。すなわち、第1カメラ102は、第1照明110から照射された光のうち、ボール204における基板200上面と平行な平坦部206(図2を参照)で反射した光が入射するよう配されていることとなる。   The first illumination 110 is disposed above the substrate 200 and irradiates light toward the substrate 200 vertically below. That is, the first camera 102 is arranged so that light reflected from the flat portion 206 (see FIG. 2) parallel to the upper surface of the substrate 200 in the ball 204 is incident on the light emitted from the first illumination 110. It will be.

さらに、第2照明112は、基板200について第2カメラ104と反対側の斜め上方に配置され、斜め下方の基板200を指向している。第2照明112は、基板200側からみて仰角が略45度の位置に設置されている。すなわち、第2カメラ104は、第2照明112から照射された光のうち、ボール204における平坦部206(図3を参照)の反射光が入射するよう配されている。   Further, the second illumination 112 is disposed obliquely above the substrate 200 on the side opposite to the second camera 104 and is directed to the substrate 200 obliquely below. The second illumination 112 is installed at a position where the elevation angle is approximately 45 degrees when viewed from the substrate 200 side. That is, the second camera 104 is arranged so that the reflected light of the flat portion 206 (see FIG. 3) of the ball 204 is incident among the light emitted from the second illumination 112.

第3照明114は、基板200を包囲するリング状に構成される。本実施形態においては、第3照明114は、基板200側からみて仰角が略5度の位置に設置されている。第3照明114からの光の照射により、上面視において全ボール204の輪郭が浮かび上がるようになっている。   The third illumination 114 is configured in a ring shape surrounding the substrate 200. In the present embodiment, the third illumination 114 is installed at a position where the elevation angle is about 5 degrees when viewed from the substrate 200 side. By irradiating light from the third illumination 114, the outline of the entire ball 204 is raised in a top view.

また、検査装置100は、第3照明114から光を照射した状態で第1カメラ102で撮像された第1画像Aに基づいてXY平面上のボール204の位置を検出するボールXY位置検出部120と、第1カメラ102の第1画像Aからボール204上の平坦部206の位置を検出する第1平坦位置検出部124と、第2カメラ104の第2画像Bからボール204上の平坦部206の位置を検出する第2平坦位置検出部126と、を備えている。   The inspection apparatus 100 also detects a position of the ball XY position detection unit 120 that detects the position of the ball 204 on the XY plane based on the first image A captured by the first camera 102 in a state where light is emitted from the third illumination 114. A first flat position detector 124 for detecting the position of the flat portion 206 on the ball 204 from the first image A of the first camera 102, and a flat portion 206 on the ball 204 from the second image B of the second camera 104. And a second flat position detecting unit 126 for detecting the position of.

さらに、検査装置100は、第1カメラ102の第1画像A及び第2カメラ104の第2画像Bにおけるボール204の陥没208(図2、図3を参照)のエッジ部210(図2、図3を参照)を検出するエッジ検出部128と、エッジ検出部128にて第1画像A及び第2画像Bに陥没208のエッジ部210が検出されると、第1画像Aにおけるエッジ部210の位置と第2画像Bにおけるエッジ部210の位置とに基づいて各ボール204の頂点の高さを算出するボール頂点算出部132と、ボール頂点算出部132により算出された各ボール204の頂点の高さから、各ボールの平面に対するコプラナリティを算出するコプラナリティ算出部134と、を備えている。   Furthermore, the inspection apparatus 100 includes the edge portion 210 (see FIGS. 2 and 3) of the depression 208 (see FIGS. 2 and 3) of the ball 204 in the first image A of the first camera 102 and the second image B of the second camera 104. 3), and the edge detection unit 128 detects the edge part 210 of the depression 208 in the first image A and the second image B, the edge part 210 of the first image A is detected. A ball apex calculation unit 132 that calculates the height of the apex of each ball 204 based on the position and the position of the edge 210 in the second image B; and the apex height of each ball 204 calculated by the ball apex calculation unit 132 In addition, a coplanarity calculation unit 134 that calculates the coplanarity with respect to the plane of each ball is provided.

ボール頂点算出部132は、第1画像Aにおけるエッジ部210の位置と第2画像Bにおけるエッジ部210の位置とを比較してエッジ部210の平面に対する高さを求め、エッジ部210における最も高い部分の高さをボール204の頂点の高さとして算出する。本実施形態においては、ボール頂点算出部132は、第1画像A及び第2画像Bのそれぞれについて、所定の特徴点CPの位置座標とエッジ部210の位置座標との差を算出してこの差を比較することにより、第1画像Aにおけるエッジ部210の位置と第2画像Bにおけるエッジ部210の位置との比較を行う。ボール頂点算出部132は、所定の特徴点CPを、第1画像Aについては第1照明110から光を照射した状態での平坦部206の反射部分の重心とするとともに、第2画像Bについては第2照明112から光を照射した状態での平坦部206の反射部分の重心とする。また、ボール頂点算出部132は,エッジ検出部128にて第1画像A及び第2画像Bに陥没208のエッジ部210が検出されない場合に、第1照明110から光を照射した状態での第1画像Aにおける平坦部206の反射部分と第2照明112から光を照射した状態での第2画像Bにおける平坦部206の反射部分とを比較して得られる平坦部206の高さをボール204の頂点の高さとして算出する。   The ball vertex calculation unit 132 compares the position of the edge part 210 in the first image A and the position of the edge part 210 in the second image B to obtain the height of the edge part 210 with respect to the plane, and is the highest in the edge part 210 The height of the part is calculated as the height of the apex of the ball 204. In the present embodiment, the ball vertex calculation unit 132 calculates the difference between the position coordinates of the predetermined feature point CP and the position coordinates of the edge part 210 for each of the first image A and the second image B, and calculates the difference. Is compared with the position of the edge portion 210 in the first image A and the position of the edge portion 210 in the second image B. The ball vertex calculation unit 132 sets the predetermined feature point CP as the center of gravity of the reflection portion of the flat portion 206 in the state where the first illumination 110 is irradiated with light for the first image A, and for the second image B. The center of gravity of the reflection portion of the flat portion 206 in a state where light is emitted from the second illumination 112 is used. In addition, the ball vertex calculation unit 132 performs the first irradiation with light from the first illumination 110 when the edge detection unit 128 does not detect the edge part 210 of the depression 208 in the first image A and the second image B. The height of the flat portion 206 obtained by comparing the reflection portion of the flat portion 206 in one image A and the reflection portion of the flat portion 206 in the second image B in a state where light is irradiated from the second illumination 112 is set as the height of the ball 204. Calculated as the height of the vertex of.

これらの各構成要素は、CPU、メモリ、プログラムを格納する記憶ユニット、各種インターフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。図1には、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックが示されている。   Each of these components is realized by an arbitrary combination of hardware and software, centering on a CPU, a memory, a storage unit for storing a program, and various interfaces. It will be understood by those skilled in the art that there are various modifications to the implementation method and apparatus. FIG. 1 shows functional unit blocks instead of hardware units.

画像における対象物の形状、位置等については、各カメラ102,104における基板200に対する角度及びXYZ各軸のオフセット値を予め取得しておき、各画像をすり合わせることにより特定が可能である。本実施形態においては、具体的には、第1カメラ102の第1画像Aと第2カメラ104の第2画像Bは、BGA202の位置する範囲内で、高さが実測され基準となるポイントが2つのカメラ102,104における画像A,Bのどの画素に位置するかを、例えば治具等を用いた校正作業で特定されている。そして、第1カメラ102の第1画像Aのどの画素に対象点が位置し、第2カメラ104の第2画像Bのどの画素に対象点が位置していると、高さがいくつであるのかを、基準となるポイントと比較して特定することができる。   The shape, position, etc. of the object in the image can be specified by acquiring the angles of the cameras 102 and 104 with respect to the substrate 200 and the offset values of the XYZ axes in advance and combining the images. In the present embodiment, specifically, the first image A of the first camera 102 and the second image B of the second camera 104 are measured in height within the range where the BGA 202 is located, and a reference point is set. Which pixel in the images A and B in the two cameras 102 and 104 is specified by, for example, calibration work using a jig or the like. Then, in which pixel of the first image A of the first camera 102 the target point is located, and in which pixel of the second image B of the second camera 104 the target point is located, what is the height? Can be identified by comparing with a reference point.

以上のように構成された検査装置100を用いた検査方法について図4のフローチャートを参照して説明する。   An inspection method using the inspection apparatus 100 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、第3照明114を点灯させて全ボール204の輪郭を浮かび上がらせ、ボールXY位置検出部120にて第1カメラ102で取得された第1画像Aから全ボール204のボール中心のXY位置を特定する(ステップS10)。具体的には、ボールXY位置検出部120は、全てのボール204のXY平面上の位置における重心を検出し、第1画像Aにおける基板200の領域とボール204の領域の切り分けを行う。図2(a)に第1画像Aにおけるボール204の撮像状態を示し、図3(a)に第2画像Bにおけるボール204の撮像状態を示す。図2及び図3には、ボール204の頂点212側が陥没しているものを示している。   First, the third illumination 114 is turned on to highlight the contours of all the balls 204, and the ball XY position detection unit 120 determines the XY position of the ball center of all the balls 204 from the first image A acquired by the first camera 102. Specify (step S10). Specifically, the ball XY position detection unit 120 detects the center of gravity at the position on the XY plane of all the balls 204, and separates the area of the substrate 200 and the area of the ball 204 in the first image A. FIG. 2A shows an imaging state of the ball 204 in the first image A, and FIG. 3A shows an imaging state of the ball 204 in the second image B. FIGS. 2 and 3 show a state in which the apex 212 side of the ball 204 is depressed.

次に、第3照明114を消灯し第1照明110を点灯させて、第1平坦位置検出部124により第1カメラ102で取得された第1画像Aからボール204の平坦部206を検出する(ステップS20)。図2(b)に示すように、第1画像Aにおいて、ボール204の形状の中で基板200の平面に平行となる平坦部206は、上方からの照射に対する上方への反射光の輝度が最も高くなる。第1平坦位置検出部124によって得られた1つのボール204の平坦部206は、切り分けられたボール204の領域の中で、第1照明110の光により高輝度の反射光を発する部分となる。   Next, the third illumination 114 is turned off and the first illumination 110 is turned on, and the flat portion 206 of the ball 204 is detected from the first image A acquired by the first camera 102 by the first flat position detector 124 ( Step S20). As shown in FIG. 2B, in the first image A, the flat portion 206 that is parallel to the plane of the substrate 200 in the shape of the ball 204 has the highest reflected light intensity with respect to irradiation from above. Get higher. The flat portion 206 of one ball 204 obtained by the first flat position detection unit 124 becomes a portion that emits reflected light with high luminance by the light of the first illumination 110 in the divided region of the ball 204.

続いて、エッジ検出部128にて第1カメラ102で取得された第1画像Aからボール204の陥没208のエッジ部210の検出を行う(ステップS30)。具体的には、第1平坦位置検出部124にて検出された平坦部206の高輝度部周辺の陥没部が形成されているときに見られるような輝度差の大きい部分がエッジ部210となる。   Subsequently, the edge detection unit 128 detects the edge part 210 of the depression 208 of the ball 204 from the first image A acquired by the first camera 102 (step S30). Specifically, the edge portion 210 is a portion having a large luminance difference as seen when the depressed portion around the high luminance portion of the flat portion 206 detected by the first flat position detection unit 124 is formed. .

この後、第1照明110を消灯し第2照明112を点灯させて、第2平坦位置検出部126により第2カメラ104で取得された第2画像Bからボール204の平坦部206を検出する(ステップS40)。第2画像Bにおいて、平坦部206は、基板200の平面に対して入射角45度の照射に対する反射角45度の反射光の輝度が最も高くなる。図3(b)に示すように、第2平坦位置検出部126によって得られた1つのボール204の平坦部206は、切り分けられたボール204の領域の中で、第2照明112の光により高輝度の反射光を発する部分となる。これにより、第1画像Aと第2画像Bの二つの画像上で、同じ平坦部206の位置を、輝度の高い部分の抽出により特定することができる。   Thereafter, the first illumination 110 is turned off and the second illumination 112 is turned on, and the flat portion 206 of the ball 204 is detected from the second image B acquired by the second camera 104 by the second flat position detection unit 126 ( Step S40). In the second image B, the flat portion 206 has the highest brightness of reflected light having a reflection angle of 45 degrees with respect to irradiation with an incident angle of 45 degrees with respect to the plane of the substrate 200. As shown in FIG. 3B, the flat portion 206 of one ball 204 obtained by the second flat position detecting unit 126 is increased by the light of the second illumination 112 in the area of the cut ball 204. It becomes a part that emits reflected light of luminance. Thereby, on the two images of the first image A and the second image B, the position of the same flat portion 206 can be specified by extracting a portion with high luminance.

続いて、エッジ検出部128にて第2カメラ104で取得された第2画像Bからボール204の陥没208のエッジ部210の検出を行う(ステップS50)。具体的には、第2平坦位置検出部126にて検出された平坦部206の高輝度部周辺の陥没部が形成されているときに見られるような輝度差の大きい部分がエッジ部210となる。   Subsequently, the edge detection unit 128 detects the edge part 210 of the depression 208 of the ball 204 from the second image B acquired by the second camera 104 (step S50). Specifically, the edge portion 210 is a portion having a large luminance difference as seen when the depressed portion around the high luminance portion of the flat portion 206 detected by the second flat position detection unit 126 is formed. .

ステップS50の後、エッジ部210の検出状態に基づいてボール204の頂点側が陥没しているか否かが判別される(ステップS60)。本実施形態においては、ステップS30及びステップS50にてエッジ部210が検出された場合にボール204が陥没していると判別され、エッジ部210が検出されない場合にボール204が陥没していないと判別される。   After step S50, it is determined whether or not the apex side of the ball 204 is depressed based on the detection state of the edge portion 210 (step S60). In the present embodiment, it is determined that the ball 204 is depressed when the edge portion 210 is detected in steps S30 and S50, and it is determined that the ball 204 is not depressed when the edge portion 210 is not detected. Is done.

ステップS60にてエッジ部210が検出されてボール204が陥没していると判別されると、ボール頂点算出部132により第1画像A及び第2画像Bのエッジ部210を比較してボール204の頂点212が算出される(ステップS70)。具体的に、ボール頂点算出部132は、陥没208のエッジ部210の輪郭点をドット単位で第1画像Aと第2画像Bの両方で検出して比較する。   When the edge part 210 is detected in step S60 and it is determined that the ball 204 is depressed, the ball vertex calculation part 132 compares the edge part 210 of the first image A and the second image B, and The vertex 212 is calculated (step S70). Specifically, the ball vertex calculation unit 132 detects and compares the contour points of the edge portion 210 of the depression 208 in both the first image A and the second image B in dot units.

より具体的には、図2(b)及び図3(b)に示すように、ボール頂点算出部132では、第1平坦位置検出部124にて検出された高輝度の反射光を発する平坦部206の重心位置を第1画像A上の特徴点CPとして把握するとともに、第2平坦位置検出部126にて検出された高輝度の反射光を発する平坦部206の重心位置を第2画像B上の特徴点CPとして把握している。二つの画面は校正機能により画面の位置、傾き等の差異が補正されており、一つの対象物が所定高さのときに、画面上のどの位置に映るかがボール頂点算出部132により把握されている。すなわち、第1画像Aと第2画像Bのそれぞれにどの位置に映っているかにより、対象となる形状の高さを特定することが可能となっている。   More specifically, as shown in FIGS. 2B and 3B, in the ball apex calculation unit 132, a flat portion that emits reflected light with high luminance detected by the first flat position detection unit 124. The barycentric position of 206 is grasped as a feature point CP on the first image A, and the barycentric position of the flat part 206 that emits high-intensity reflected light detected by the second flat position detecting unit 126 is displayed on the second image B. It is grasped as a feature point CP. The two screens are corrected for differences in screen position, tilt, etc. by the calibration function, and the ball apex calculation unit 132 knows which position on the screen appears when one object has a predetermined height. ing. That is, it is possible to specify the height of the target shape depending on the position in each of the first image A and the second image B.

そして、平坦部206のすり合わせをした後、平坦部206部分の周辺のエッジ部210のすり合わせを行う。これらのすり合わせは、同時に並行して行ってもよい。このエッジ部210に基づいた頂点212の算出は、外部との接触によりボール204が潰れて球形と異なる形状をしている場合に、潰れにより生じた稜線上にボール204の頂点212が現れる蓋然性が高いことから有効である(図2及び図3参照)。尚、エッジ部210が検出されない場合は、各平坦位置検出部124,126により頂点212を検出可能である。   Then, after the flat portion 206 is rubbed together, the edge portion 210 around the flat portion 206 portion is rubbed. These alignments may be performed simultaneously in parallel. The calculation of the vertex 212 based on the edge portion 210 is that the probability that the vertex 212 of the ball 204 appears on the ridge line caused by the collapse when the ball 204 is collapsed by contact with the outside and has a shape different from the spherical shape. It is effective because it is high (see FIGS. 2 and 3). In addition, when the edge part 210 is not detected, the vertex 212 can be detected by each flat position detection part 124,126.

図2(c)及び図3(c)に示すように、ボール頂点算出部132は、高輝度の塊である平坦部206の重心位置を特徴点CPとして、特徴点CPの周辺に位置する明暗のエッジ部210を検出していく。エッジ部210の検出は、例えば、輝度を微分して極地を検出することにより行う。本実施形態においては、特徴点CPの周辺における比較的明るい部分から暗い部分への転換点となるエッジ部210に加え、そのさらに外側の比較的暗い部分から明るい部分への転換点となるエッジ部210をも検出する。特徴点CP周辺における明るい部分から暗い部分への転換点は、頂点212を形成する面のエッジとなる可能性があるため検出の対象としている。また、この外側の暗い部分から明るい部分への転換点は、ボール204上の陥没208外側の高い部分との段差が照明の角度との兼ね合いで影となる可能性があり、この段差の周辺のエッジ部210にボール204の頂点212を形成する稜線が含まれている可能性があるため検出の対象としている。   As shown in FIG. 2C and FIG. 3C, the ball apex calculation unit 132 uses the barycentric position of the flat portion 206, which is a high-luminance lump, as the feature point CP, and the brightness and darkness located around the feature point CP. The edge portion 210 is detected. The detection of the edge part 210 is performed by, for example, differentiating the luminance to detect the polar region. In the present embodiment, in addition to the edge portion 210 serving as a turning point from a relatively bright portion to a dark portion around the feature point CP, an edge portion serving as a turning point from a relatively dark portion to a bright portion outside the feature point CP. 210 is also detected. The turning point from the bright part to the dark part around the feature point CP is a detection target because it may be an edge of the surface forming the vertex 212. In addition, the turning point from the dark part to the bright part on the outside may be a shadow due to the difference in height between the high part outside the depression 208 on the ball 204 and the angle of illumination. Since there is a possibility that the edge portion 210 includes a ridge line forming the apex 212 of the ball 204, it is a detection target.

このエッジ部210の検出は、平坦部206の重心に対する位置の差として検出し、第1画像Aと第2画像Bの2つの画面の中で、対象となる平坦部206の周辺に共通するエッジ部210が存在する場合に、そのエッジ部210を有効として行う。図2(c)及び図3(c)には、重心を基点としてエッジ部210に相当する画素部分を終点とするベクトルを、1点1点明確化しているものを示している。尚、平坦部206が存在しない場合は、他の特徴点CPを選定してベクトルを作成することとなる。2つの画面で位置座標に食い違いが生ずる場合、あるいはエッジ部210の輝度変動の変化率が低い場合等には、検出されたエッジ部210は無効とする。エッジ部210のすり合わせに際しても、第1画像Aと第2画像Bとでボール204の位置はほぼ同じスケールで検出されるため、エッジ部210の位置がほぼ同じ位置関係であるかを判定することにより形状のすり合わせを行うことができる。   The detection of the edge portion 210 is detected as a difference in position with respect to the center of gravity of the flat portion 206, and an edge common to the periphery of the target flat portion 206 in the two screens of the first image A and the second image B. When the part 210 exists, the edge part 210 is made effective. FIG. 2C and FIG. 3C show a vector in which one point is clarified with a center point as a base point and a pixel portion corresponding to the edge portion 210 as an end point. When the flat portion 206 does not exist, a vector is created by selecting another feature point CP. The detected edge portion 210 is invalidated when there is a discrepancy in the position coordinates between the two screens, or when the rate of change in luminance fluctuation of the edge portion 210 is low. Even when the edge portions 210 are aligned, since the positions of the balls 204 are detected in substantially the same scale in the first image A and the second image B, it is determined whether the positions of the edge portions 210 have substantially the same positional relationship. Thus, the shape can be aligned.

ボール頂点算出部132は、第1平坦位置検出部124及び第2平坦位置検出部126で検出された平坦部206の重心位置と、エッジ検出部128で検出された第1画像A及び第2画像Bのエッジ部210の位置がデータとして転送された時に、上方から見た場合の平坦部206の重心のXY座標と、斜め上方から見た場合の平坦部206の重心のHY座標から対象となる形状のXYZ位置を算出する。そして、平坦部206の重心位置を基点としてエッジ部210を第1画像A及び第2画像Bで抽出していく。本実施形態においては、X軸に対して平行となるよう第2カメラ104の軸線が向くようにして、Y軸方向の位置は第1画像Aと第2画像Bで平行となるよう設定してもよい。これにより、エッジ部210のZ軸上の高さ位置について、第1画像AのXY軸平面上におけるY軸上の位置が、これと対応する第2画像BのHY軸平面上におけるY軸上の位置におけるH軸上の値から算出することができる。第2画像B中において、H軸は第2画像B中の縦方向に延びる軸であり、Y軸は第1画像AにおけるY軸と一致し横方向に延びる軸である。尚、第2画像Bにおける座標系のとり方は任意であり、第2カメラ104の設置位置等に応じて変更可能なことは勿論である。   The ball apex calculation unit 132 includes the barycentric position of the flat portion 206 detected by the first flat position detection unit 124 and the second flat position detection unit 126, and the first image A and the second image detected by the edge detection unit 128. When the position of the edge portion 210 of B is transferred as data, the XY coordinates of the center of gravity of the flat portion 206 when viewed from above and the HY coordinates of the center of gravity of the flat portion 206 when viewed from obliquely above are targeted. The XYZ position of the shape is calculated. Then, the edge portion 210 is extracted from the first image A and the second image B with the center of gravity of the flat portion 206 as a base point. In the present embodiment, the position of the Y-axis direction is set to be parallel between the first image A and the second image B so that the axis of the second camera 104 faces to be parallel to the X-axis. Also good. Thereby, with respect to the height position on the Z-axis of the edge portion 210, the position on the Y-axis on the XY-axis plane of the first image A is on the Y-axis on the HY-axis plane of the corresponding second image B. It can be calculated from the value on the H-axis at the position. In the second image B, the H axis is an axis extending in the vertical direction in the second image B, and the Y axis is an axis extending in the horizontal direction in agreement with the Y axis in the first image A. It should be noted that the coordinate system of the second image B is arbitrary and can be changed according to the installation position of the second camera 104 and the like.

ステップS60にてボール204が陥没していないと判別されると、ボール頂点算出部132により平坦部206の位置がボール204の頂点212として算出される(ステップS80)。具体的には、ボール頂点算出部132は、第1平坦位置検出部124及び第2平坦位置検出部126により検出された光る点の位置(平坦部206)を関連づけ、校正作業で得られた基準となるポイントと比較して、実際の各ボール204の高さを算出する。第1画像Aと第2画像Bとでは、ボール204の位置はほぼ同じスケールで検出されるため、2つの画像で複数の平坦部206が検出された場合は、平坦部206の位置がほぼ同じ位置関係であるかを判定することにより形状のすり合わせを行うことができる。   If it is determined in step S60 that the ball 204 is not depressed, the ball vertex calculation unit 132 calculates the position of the flat portion 206 as the vertex 212 of the ball 204 (step S80). Specifically, the ball apex calculation unit 132 associates the positions of the light spots (flat portions 206) detected by the first flat position detection unit 124 and the second flat position detection unit 126, and the reference obtained in the calibration operation. The actual height of each ball 204 is calculated in comparison with the point. In the first image A and the second image B, the position of the ball 204 is detected at substantially the same scale. Therefore, when a plurality of flat portions 206 are detected in two images, the positions of the flat portions 206 are substantially the same. It is possible to perform shape matching by determining whether or not the positional relationship is satisfied.

ステップS70及びステップS80の後、コプラナリティ算出部134によりBGA202のパッケージ全体のコプラナリティ値が算出される(ステップS90)。具体的には、コプラナリティ算出部134は、全ボール204の高さから最小二乗平面を算出し、最も大きく突出したボール204が高さゼロとなるように算出された面をシフトし、これを基準面とする。作成された基準面に対し、各ボール204の頂点212が法線方向に基準面から離隔した距離を各ボール204のコプラナリティ値とし、全ボール204のコプラナリティ値の最大値を対象となるBGA202のコプラナリティ値と定義して出力する。   After step S70 and step S80, the coplanarity calculation unit 134 calculates the coplanarity value of the entire package of the BGA 202 (step S90). Specifically, the coplanarity calculation unit 134 calculates the least square plane from the heights of all the balls 204, shifts the calculated plane so that the most protruding ball 204 has a height of zero, and uses this as a reference A surface. The distance at which the vertex 212 of each ball 204 is separated from the reference plane in the normal direction with respect to the created reference plane is defined as the coplanarity value of each ball 204, and the maximum coplanarity value of all balls 204 is the target coplanarity of the BGA 202. Define as value and output.

このように、本実施形態の検査装置100によれば、基板200の平面に対する撮像角度が異なる第1画像A及び第2画像Bにより、エッジ部210の位置が立体的に把握されるので、エッジ部210の平面に対する高さを支障なく求めることができる。従って、ボール204の頂点212が面状に形成されておらず、頂点側が陥没している場合に、ボール204の頂点を正確に検出することができる。そして、BGA202のパッケージ全体のコプラナリティの検出精度を飛躍的に向上させることができる。   As described above, according to the inspection apparatus 100 of the present embodiment, the position of the edge portion 210 is three-dimensionally grasped by the first image A and the second image B having different imaging angles with respect to the plane of the substrate 200. The height of the portion 210 with respect to the plane can be obtained without hindrance. Therefore, when the apex 212 of the ball 204 is not formed in a planar shape and the apex side is depressed, the apex of the ball 204 can be accurately detected. And the detection accuracy of the coplanarity of the whole package of BGA202 can be improved greatly.

尚、前記実施形態においては、基板200に対して各カメラ102,104及び各照明110,112,114の相対的な位置が変化しないものを示したが、これらの相対的な位置が変化するようにしてもよい。例えば、図5に示すように、基板200を平面と平行な方向へ移動させる移動部としてのXYステージ140と、XYステージ140を制御して基板200の移動制御を行うステージ制御部136と、を備えるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the relative positions of the cameras 102 and 104 and the lights 110, 112, and 114 with respect to the substrate 200 are not changed. However, these relative positions change. It may be. For example, as shown in FIG. 5, an XY stage 140 as a moving unit that moves the substrate 200 in a direction parallel to the plane, and a stage control unit 136 that controls the movement of the substrate 200 by controlling the XY stage 140. You may make it prepare.

この検査装置300においても、前記実施形態と同様の手順でボール204の頂点212を検出する。この検査装置300においては、BGA202のパッケージを多視野に分割して検出することができ、複数の視野で検出したボール204の頂点212の位置情報からBGA202のパッケージのコプラナリティを算出するこができる。   Also in this inspection apparatus 300, the vertex 212 of the ball 204 is detected in the same procedure as in the above embodiment. In the inspection apparatus 300, the package of the BGA 202 can be detected by dividing it into multiple fields of view, and the coplanarity of the package of the BGA 202 can be calculated from the positional information of the apex 212 of the ball 204 detected in a plurality of fields of view.

この検査装置300においては、各視野で検出されたボール204が一つのBGA202のパッケージ上のどの位置にあるボール204であるのかを、XYステージ140のステージ制御部136の情報を含めてボール204の位置情報の管理を行う。各視野を跨ぐ場合のボール204の高さ情報は、XYステージ140の平面の傾きを補正して複数視野の高さ情報をつなぎ合わせなければならない。この補正情報は、予め校正時に測定し記録しておくこととなる。そして、各画像A,Bを取得した時点でのXYステージ140上の基板200の位置、XYステージ140の傾きの補正情報を加味した上で、複数視野のボールの頂点212の高さを集計し、これからコプラナリティを算出する。   In this inspection apparatus 300, the position of the ball 204 detected in each field of view on the package of one BGA 202, including the information of the stage control unit 136 of the XY stage 140, is included in the position of the ball 204. Manage location information. As for the height information of the ball 204 when straddling each field of view, it is necessary to correct the inclination of the plane of the XY stage 140 and connect the height information of a plurality of fields of view. This correction information is measured and recorded in advance at the time of calibration. Then, the heights of the vertices 212 of the balls of a plurality of fields of view are totaled in consideration of correction information of the position of the substrate 200 on the XY stage 140 and the tilt of the XY stage 140 at the time when the images A and B are acquired. From this, the coplanarity is calculated.

この検査装置300では、複数視野に分割して一つのパッケージのコプラナリティの検査ができるため、各カメラ102,104の1画素あたりの分解能を上げることができ、より高精度な検査が可能となる。また、例えば、一つの画面で一つのパッケージを撮像するような制約もないため、同一の分解能を保ったままで、種々の大きさのBGA202のパッケージに対応可能となる。従って、高精度を保ったまま多くの種類の製品に対応することができる。   In this inspection apparatus 300, since the coplanarity of one package can be inspected by dividing it into a plurality of fields of view, the resolution per pixel of each of the cameras 102 and 104 can be increased, and more accurate inspection is possible. Further, for example, since there is no restriction for imaging one package on one screen, it is possible to handle packages of various sizes of BGA 202 while maintaining the same resolution. Therefore, it is possible to deal with many types of products while maintaining high accuracy.

また、前記実施形態においては、各カメラ102,104が基板200を指向するよう配されたものを示したが、例えば、第2カメラ104に相当する撮像素子が下方へ指向し、レンズにより基板200上の画像を屈曲させて撮像する光学系であっても適用可能なことはいうまでもない。要するに、第1撮像部が第1照射部から照射された光のうち突出部における平面と平行な平坦部で反射した光が入射するよう配され、第2撮像部が第2照射部から照射された光のうち突出部における平坦部の反射光が入射するよう配されていればよい。   In the above-described embodiment, the cameras 102 and 104 are arranged so as to face the substrate 200. For example, an image sensor corresponding to the second camera 104 is directed downward, and the substrate 200 is formed by a lens. Needless to say, the present invention can also be applied to an optical system in which the upper image is bent and imaged. In short, the first imaging unit is arranged so that the light reflected from the flat part parallel to the plane of the projecting part of the light emitted from the first irradiation part is incident, and the second imaging part is irradiated from the second irradiation part. It is only necessary that the reflected light from the flat portion of the protruding portion is incident on the projected light.

また、前記実施形態においては、特徴点CPとして平坦部206の重心を用いたものを示したが、他の位置を特徴点CPとしてもよい。特徴点CPは、第1画像A及び第2画像Bで、エッジ部210の形状のすり合わせを行うための基準点であり、任意に設定することができる。   In the above-described embodiment, the feature point CP using the center of gravity of the flat portion 206 is shown, but another position may be used as the feature point CP. The feature point CP is a reference point for performing the shape matching of the edge portion 210 in the first image A and the second image B, and can be arbitrarily set.

また、前記実施形態においては、エッジ部210の検出を行うために各カメラ110,112,114を用いたものを示したが、互いに異なる角度から撮像した画像にてエッジ部210を検出してエッジ部210の高さを検出するものであればよい。また、第2カメラ104及び第2照明112の基板200から見たときの仰角は45度でなくともよい。ただし、45度〜60度の範囲が好ましい。また、第3照明114の角度等も任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。   In the above-described embodiment, the cameras 110, 112, and 114 are used to detect the edge portion 210. However, the edge portion 210 is detected from images taken from different angles, and the edge is detected. What is necessary is just to detect the height of the part 210. Further, the elevation angle of the second camera 104 and the second illumination 112 when viewed from the substrate 200 may not be 45 degrees. However, the range of 45 degrees to 60 degrees is preferable. In addition, the angle of the third illumination 114 is arbitrary, and it is needless to say that other specific detailed structures can be appropriately changed.

本発明の第1の実施形態を示す検査装置の概略構成説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is schematic structure explanatory drawing of the test | inspection apparatus which shows the 1st Embodiment of this invention. 第1カメラで撮像した第1画像Aの説明図であり、(a)はボールの輪郭部分のみを示し、(b)は第1照明でライトアップした状態を示し、(c)は第1照明でライトアップしてエッジ部の特定を行っている状態を示す。It is explanatory drawing of the 1st image A imaged with the 1st camera, (a) shows only the outline part of a ball | bowl, (b) shows the state lighted up with 1st illumination, (c) is 1st illumination. Shows a state in which the edge portion is specified by being lit up. 第2カメラで撮像した第2画像Bの説明図であり、(a)はボールの輪郭部分のみを示し、(b)は第2照明でライトアップした状態を示し、(c)は第2照明でライトアップしてエッジ部の特定を行っている状態を示す。It is explanatory drawing of the 2nd image B imaged with the 2nd camera, (a) shows only the outline part of a ball | bowl, (b) shows the state lit up with 2nd illumination, (c) is 2nd illumination. Shows a state in which the edge portion is specified by being lit up. 検査装置の検査方法を実施した場合の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement at the time of implementing the inspection method of an inspection apparatus. 変形例を示す検査装置の概略構成説明図である。It is schematic structure explanatory drawing of the inspection apparatus which shows a modification.

符号の説明Explanation of symbols

100 検査装置
102 第1カメラ
104 第2カメラ
110 第1照明
112 第2照明
114 第3照明
120 XY位置検出部
124 第1平坦位置検出部
126 第2平坦位置検出部
128 エッジ検出部
132 ボール頂点算出部
134 コプラナリティ算出部
136 ステージ制御部
140 ステージ
200 基板
202 BGA
204 ボール
206 平坦部
208 陥没
210 エッジ部
212 頂点
300 検査装置
A 第1画像
B 第2画像
CP 特徴点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Inspection apparatus 102 1st camera 104 2nd camera 110 1st illumination 112 2nd illumination 114 3rd illumination 120 XY position detection part 124 1st flat position detection part 126 2nd flat position detection part 128 Edge detection part 132 Ball vertex calculation Unit 134 coplanarity calculation unit 136 stage control unit 140 stage 200 substrate 202 BGA
204 Ball 206 Flat part 208 Depression 210 Edge part 212 Vertex 300 Inspection device A 1st image B 2nd image CP Feature point

Claims (15)

検査対象物の平面に形成された略球形の突出部の頂点の高さを求める検査装置であって、
前記検査対象物の前記平面に対して垂直な方向から前記突出部を撮像する第1撮像部と、
前記検査対象物の前記平面に対して斜めの方向から前記突出部を撮像する第2撮像部と、
前記第1撮像部にて撮像された第1画像及び前記第2撮像部にて撮像された第2画像における前記突出部の陥没のエッジ部を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段にて検出された前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記エッジ検出手段にて検出された前記第2画像における前記エッジ部の位置とに基づいて、前記突出部の頂点の高さを算出する頂点高さ算出手段と、を備えたことを特徴とする検査装置。
An inspection device for obtaining the height of the apex of a substantially spherical protrusion formed on the plane of an inspection object,
A first imaging unit that images the protrusion from a direction perpendicular to the plane of the inspection object;
A second imaging unit that images the protrusion from an oblique direction with respect to the plane of the inspection object;
Edge detecting means for detecting a depressed edge portion of the protruding portion in the first image imaged by the first imaging unit and the second image imaged by the second imaging unit;
Based on the position of the edge portion in the first image detected by the edge detection means and the position of the edge portion in the second image detected by the edge detection means, An inspection apparatus comprising: apex height calculating means for calculating a height.
前記頂点高さ算出手段は、前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記第2画像における前記エッジ部の位置とを比較して前記エッジ部の前記平面に対する高さを求め、前記エッジ部における最も高い部分の高さを前記突出部の頂点の高さとして算出することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。   The vertex height calculation means calculates the height of the edge portion relative to the plane by comparing the position of the edge portion in the first image and the position of the edge portion in the second image, and in the edge portion The inspection apparatus according to claim 1, wherein the height of the highest portion is calculated as the height of the apex of the protruding portion. 前記頂点高さ算出手段は、前記第1画像及び前記第2画像のそれぞれについて、所定の特徴点の位置座標と前記エッジ部の位置座標との差を算出してこの差を比較することにより、前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記第2画像における前記エッジ部の位置との比較を行うことを特徴とする請求項2に記載の検査装置。   The vertex height calculating means calculates a difference between a position coordinate of a predetermined feature point and a position coordinate of the edge portion for each of the first image and the second image, and compares the difference. The inspection apparatus according to claim 2, wherein the position of the edge portion in the first image is compared with the position of the edge portion in the second image. 前記検査対象物の前記平面に対して略垂直に光を照射する第1照射部と、
前記検査対象物の前記平面に対して所定の入射角で光を照射する第2照射部と、をさらに備え、
前記第1撮像部を、前記第1照射部から照射された光のうち前記突出部における前記平面と平行な平坦部で反射した光が入射するよう配し、
前記第2撮像部を、前記第2照射部から照射された光のうち前記突出部における前記平坦部の反射光が入射するよう配し、
前記頂点高さ算出手段は、前記所定の特徴点を、前記第1画像については前記第1照射部から光を照射した状態での前記平坦部の反射部分の重心とするとともに、前記第2画像については前記第2照射部から光を照射した状態での前記平坦部の反射部分の重心とすることを特徴とする請求項3に記載の検査装置。
A first irradiation unit that irradiates light substantially perpendicularly to the plane of the inspection object;
A second irradiation unit that irradiates light at a predetermined incident angle with respect to the plane of the inspection object;
The first imaging unit is arranged so that light reflected from a flat part parallel to the flat surface of the protruding part is incident on the light emitted from the first irradiation part,
The second imaging unit is arranged so that the reflected light of the flat portion in the protruding portion is incident among the light irradiated from the second irradiation unit,
The vertex height calculation means sets the predetermined feature point as the center of gravity of the reflection portion of the flat portion in a state where the first image is irradiated with light from the first irradiation unit, and the second image. The inspection apparatus according to claim 3, wherein the center of gravity of the reflection portion of the flat portion in a state where light is irradiated from the second irradiation portion.
前記頂点高さ算出手段は、前記エッジ検出手段にて前記第1画像及び前記第2画像に前記陥没の前記エッジ部が検出されない場合に、前記第1照射部から光を照射した状態での前記第1画像における前記平坦部の反射部分と前記第2照射部から光を照射した状態での前記第2画像における前記平坦部の反射部分とを比較して得られる前記平坦部の高さを前記突出部の頂点の高さとして算出することを特徴とする請求項4に記載の検査装置。   The vertex height calculating unit is configured to irradiate light from the first irradiation unit when the edge detection unit does not detect the edge portion of the depression in the first image and the second image. The height of the flat part obtained by comparing the reflection part of the flat part in the first image and the reflection part of the flat part in the second image in a state where light is irradiated from the second irradiation part. The inspection apparatus according to claim 4, wherein the inspection apparatus calculates the height of the top of the protrusion. 前記検査対象物を前記平面と平行な方向へ移動させる移動部を備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a moving unit that moves the inspection object in a direction parallel to the plane. 前記突出部は、前記検査対象物に複数形成され、
前記頂点高さ算出手段により算出された前記各突出部の頂点の高さから、前記各突出部の前記平面に対するコプラナリティを算出するコプラナリティ算出手段を備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の検査装置。
A plurality of the protrusions are formed on the inspection object,
The coplanarity calculating means for calculating the coplanarity of each protrusion with respect to the plane from the height of the vertex of each protrusion calculated by the vertex height calculating means. The inspection apparatus as described in any one.
前記検査対象物の前記平面に対して略水平に光を照射する第3照射部と、
前記第3照射部から光を照射した状態で前記第1撮像部で撮像された画像に基づいて、前記突出部の位置を検出する位置検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の検査装置。
A third irradiation unit that irradiates light substantially horizontally with respect to the plane of the inspection object;
The position detection part which detects the position of the said protrusion part based on the image imaged by the said 1st imaging part in the state which irradiated the light from the said 3rd irradiation part, It is further provided, It is characterized by the above-mentioned. The inspection device described in 1.
検査対象物の平面に形成された略球形の突出部の頂点の高さを求める検査方法であって、
前記検査対象物の前記平面に対して垂直な方向から前記突出部を撮像して第1画像を取得する第1画像取得工程と、
前記検査対象物の前記平面に対して斜めの方向から前記突出部を撮像して第2画像を取得する第2画像取得工程と、
前記第1画像取得工程にて取得された前記第1画像及び前記第2画像取得工程にて取得された前記第2画像における前記突出部の陥没のエッジ部を検出するエッジ検出工程と、
前記エッジ検出工程にて前記第1画像及び前記第2画像に前記陥没のエッジ部が検出されると、前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記第2画像における前記エッジ部の位置とに基づいて前記突出部の頂点の高さを算出する頂点高さ算出工程と、を含むことを特徴とする検査方法。
An inspection method for obtaining the height of the apex of a substantially spherical protrusion formed on a plane of an inspection object,
A first image acquisition step of acquiring the first image by imaging the protrusion from a direction perpendicular to the plane of the inspection object;
A second image acquisition step of acquiring the second image by imaging the protrusion from a direction oblique to the plane of the inspection object;
An edge detection step of detecting a depressed edge portion of the protruding portion in the first image acquired in the first image acquisition step and the second image acquired in the second image acquisition step;
When the depressed edge portion is detected in the first image and the second image in the edge detection step, the position of the edge portion in the first image and the position of the edge portion in the second image are determined. And a vertex height calculating step for calculating a height of the vertex of the protruding portion based on the inspection method.
前記頂点高さ算出工程にて、前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記第2画像における前記エッジ部の位置とを比較して前記エッジ部の前記平面に対する高さを求め、前記エッジ部における最も高い部分の高さを前記突出部の頂点の高さとして算出することを特徴とする請求項9に記載の検査方法。   In the vertex height calculating step, the position of the edge portion in the first image is compared with the position of the edge portion in the second image to obtain the height of the edge portion with respect to the plane, and the edge portion The inspection method according to claim 9, wherein the height of the highest portion of the projection is calculated as the height of the apex of the protruding portion. 前記頂点高さ算出工程にて、前記第1画像及び前記第2画像のそれぞれについて、所定の特徴点の位置座標と前記エッジ部の位置座標との差を算出してこの差を比較することにより、前記第1画像における前記エッジ部の位置と前記第2画像における前記エッジ部の位置との比較を行うことを特徴とする請求項10に記載の検査方法。   In the vertex height calculation step, for each of the first image and the second image, by calculating a difference between a position coordinate of a predetermined feature point and a position coordinate of the edge portion, and comparing the difference The inspection method according to claim 10, wherein the position of the edge portion in the first image is compared with the position of the edge portion in the second image. 前記第1画像取得工程にて、前記検査対象物の前記平面に対して略垂直に光を照射して、照射された光のうち前記突出部における前記平面と平行な平坦部で反射した光が前記第1画像に映るようにし、
前記第2画像取得工程にて、前記検査対象物の前記平面に対して所定の入射角で光を照射して、照射された光のうち前記突出部における前記平面と平行な平坦部で反射した光が前記第2画像に映るようにし、
前記頂点高さ算出工程にて、前記所定の特徴点を前記第1画像及び前記第2画像について画像中における前記平坦部の反射部分の重心とすることを特徴とする請求項11に記載の検査方法。
In the first image acquisition step, light is irradiated substantially perpendicularly to the plane of the inspection object, and light reflected by a flat portion parallel to the plane in the protruding portion of the irradiated light is reflected. Appear in the first image,
In the second image acquisition step, the plane of the inspection object is irradiated with light at a predetermined incident angle, and the irradiated light is reflected by a flat portion parallel to the plane of the protruding portion. So that light is reflected in the second image,
The inspection according to claim 11, wherein, in the vertex height calculation step, the predetermined feature point is a center of gravity of a reflection portion of the flat portion in the image with respect to the first image and the second image. Method.
前記頂点高さ算出工程にて、前記エッジ検出工程で前記第1画像及び前記第2画像に前記陥没の前記エッジ部が検出されない場合に、前記第1画像における前記平坦部の反射部分と前記第2画像における前記平坦部の反射部分とを比較して得られる前記平坦部の高さを前記突出部の頂点の高さとして算出することを特徴とする請求項12に記載の検査方法。   In the vertex height calculation step, when the edge portion of the depression is not detected in the first image and the second image in the edge detection step, the reflection portion of the flat portion and the first image in the first image are detected. The inspection method according to claim 12, wherein the height of the flat portion obtained by comparing the reflection portion of the flat portion in two images is calculated as the height of the apex of the protruding portion. 前記突出部は、前記検査対象物に複数形成され、
前記頂点高さ算出工程にて算出された前記各突出部の頂点の高さから、前記各突出部の前記平面に対するコプラナリティを算出するコプラナリティ算出工程を含むことを特徴とする請求項9から13のいずれか一項に記載の検査方法。
A plurality of the protrusions are formed on the inspection object,
The coplanarity calculation process of calculating the coplanarity with respect to the said plane of each said projection part from the height of the vertex of each said projection part calculated in the said vertex height calculation process is characterized by the above-mentioned. The inspection method according to any one of the above.
前記検査対象物の前記平面に対して略水平に光を照射した状態で前記検査対象物の前記平面に対して垂直な方向から前記突出部を撮像して、前記突出部の位置を検出する位置検出工程をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の検査方法。   A position for detecting the position of the protrusion by imaging the protrusion from a direction perpendicular to the plane of the inspection object in a state where light is irradiated substantially horizontally with respect to the plane of the inspection object. The inspection method according to claim 14, further comprising a detection step.
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