JP2010107250A - Device of inspecting inspection object - Google Patents

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JP2010107250A JP2008277343A JP2008277343A JP2010107250A JP 2010107250 A JP2010107250 A JP 2010107250A JP 2008277343 A JP2008277343 A JP 2008277343A JP 2008277343 A JP2008277343 A JP 2008277343A JP 2010107250 A JP2010107250 A JP 2010107250A
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Yoshihiro Akiyama
吉宏 秋山
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Saki Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device of inspecting an inspection object for obtaining image data for precisely perceiving a three-dimensional shape of the inspection object with a simple structure. <P>SOLUTION: In the appearance inspection device, first to third line sensors perform the scanning of the images of first to third scanning lines 130 to 134, respectively. A pattern illumination source irradiates a surface to be inspected of a board with light from an oblique direction to form an inspection pattern on the surface to be inspected. An analysis unit uses the image data obtained by scanning the board to inspect the height of the surface to be inspected by a phase shift method. In the first to third line sensors and the pattern illumination source, the interval between scanning lines and the period of the inspection pattern are set so that n&times;a=Pv, where n is the number of the first to third scanning lines 130 to 134, a is the interval between the first to third scanning lines 130 to 134, and Pv is the period of the inspection pattern in a sub-scanning direction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は被検査体の検査装置に関し、特に、被検査体の被検査面上において延在する走査ラインの映像をライン状のセンサ列によって走査する被検査体の検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus for an inspection object, and more particularly to an inspection apparatus for an inspection object that scans an image of a scanning line extending on an inspection surface of the inspection object using a line-shaped sensor array.

例えば基板などの被検査体を撮像した画像データを利用して、被検査体の検査を実施する装置が知られている。しかし、被検査体の被検査面を垂直に見た映像をそのまま撮像しても、被検査面の高さ方向の形状を把握することは困難である。このため、例えば、回転運動により検査面へのスリット光の投光位置を変位させるスリット照明源によって、基板の検査面に斜め方向からスリット光を投光じ、検査面から垂直上方に向かう反射光をラインセンサによって検知する走査ヘッドが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−226318号公報
For example, an apparatus for inspecting an inspection object using image data obtained by imaging an inspection object such as a substrate is known. However, it is difficult to grasp the shape of the surface to be inspected in the height direction even if an image obtained by viewing the surface to be inspected perpendicularly is captured as it is. For this reason, for example, the slit illumination source that displaces the light projection position of the slit light on the inspection surface by rotational movement projects the slit light from the oblique direction onto the inspection surface of the substrate, and the reflected light directed vertically upward from the inspection surface There has been proposed a scanning head that detects this with a line sensor (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-226318 A

上述の特許文献に記載される技術では、基板の移動速度にスリット光の変位速度を精度良く合わせる必要がある。一方、基板などの被検査体の立体形状を把握する技術のニーズは高く、簡易な構成とすることによる装置の低コスト化が強く望まれている。   In the technique described in the above-mentioned patent document, it is necessary to accurately match the displacement speed of the slit light with the movement speed of the substrate. On the other hand, there is a great need for technology for grasping the three-dimensional shape of an object to be inspected such as a substrate, and it is strongly desired to reduce the cost of the apparatus by adopting a simple configuration.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検査体の立体形状を精度良く把握するための画像データを簡易な構成で取得することができる被検査体の検査装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an inspection device inspection apparatus that can acquire image data for accurately grasping the three-dimensional shape of an inspection object with a simple configuration. It is to provide.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の被検査体の検査装置は、被検査体の被検査面と同一平面上において互いに平行に延在する複数の走査ラインのそれぞれの映像を各々が走査する複数のライン状のセンサ列と、複数の走査ラインと被検査体とを相対的に副走査方向に移動させる移動手段と、被検査体の被検査面に斜め方向から光を照射して、複数の走査ラインに対して角度をもって直線的に延在する縞がその延在方向の垂直方向に周期的に配置された縞パターンを被検査面に形成させる照明源と、縞パターンが形成された被検査体を走査して得られた画像データを利用して、位相シフト法により被検査面の高さを検査する検査手段と、を備える。複数のライン状のセンサ列、および照明源は、複数の走査ラインの数をn、複数の走査ラインの間隔をa、副走査方向における縞パターンの周期をPvとしたときに、n×a=Pvとなるよう走査ラインの間隔および縞パターンの周期が設定されている。   In order to solve the above-described problems, an inspection apparatus for an object to be inspected according to an aspect of the present invention includes an image of each of a plurality of scanning lines extending in parallel with each other on the same plane as the surface to be inspected of the object to be inspected. A plurality of line-shaped sensor arrays scanned by the apparatus, a moving means for relatively moving the plurality of scanning lines and the object to be inspected in the sub-scanning direction, and irradiating light on the surface to be inspected from the oblique direction. And an illumination source for forming a stripe pattern on the surface to be inspected, in which stripes extending linearly at an angle with respect to a plurality of scanning lines are periodically arranged in the direction perpendicular to the extending direction, and a stripe pattern is formed Inspection means for inspecting the height of the inspection surface by a phase shift method using image data obtained by scanning the inspection object. The plurality of line-shaped sensor arrays and the illumination source have n × a = when the number of the plurality of scanning lines is n, the interval between the plurality of scanning lines is a, and the period of the stripe pattern in the sub-scanning direction is Pv. The interval between the scanning lines and the period of the stripe pattern are set so as to be Pv.

この態様によれば、パターン形成領域に固定された検査パターンを形成させることにより、被検査面に対して固定された検査パターンを形成させることなく被検査体の高さ方向の位置を求めることが可能になる。このため、検査パターンの変位速度と被検査体の移動速度を精度良く合わせるための構成が必要なくなり、簡易な構成で被検査体の立体形状を精度良く把握することが可能となる。なお、ライン状のセンサ列は、ラインセンサであってもよく、また、エリアセンサに含まれるライン状のセンサ列であってもよい。   According to this aspect, by forming the inspection pattern fixed in the pattern formation region, the position in the height direction of the object to be inspected can be obtained without forming the inspection pattern fixed to the surface to be inspected. It becomes possible. For this reason, a configuration for accurately matching the displacement speed of the inspection pattern and the moving speed of the inspection object is not necessary, and the three-dimensional shape of the inspection object can be accurately grasped with a simple configuration. Note that the line-shaped sensor array may be a line sensor or a line-shaped sensor array included in the area sensor.

本発明係る被検査体の検査装置によれば、被検査体の立体形状を精度良く把握するための画像データを簡易な構成で取得することができる。   According to the inspection object inspection apparatus of the present invention, image data for accurately grasping the three-dimensional shape of the inspection object can be acquired with a simple configuration.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態(以下、「実施形態」という。)について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る外観検査装置10の構成を示す。外観検査装置10は、メインユニット12と試験ユニット14を備える。試験ユニット14の下部には、被検査体である基板1が把持される支持台22が設けられる。試験ユニット14の上部には、走査ヘッド16およびリニアガイド等のガイド18が設けられている。走査ヘッド16は、ステッピングモータ20が作動することにより水平に移動する。ガイド18は、走査ヘッド16を支持すると共に、走査ヘッド16の移動時に走査ヘッド16を案内する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of an appearance inspection apparatus 10 according to the first embodiment. The appearance inspection apparatus 10 includes a main unit 12 and a test unit 14. Below the test unit 14, a support base 22 is provided on which the substrate 1 as an object to be inspected is gripped. A scanning head 16 and a guide 18 such as a linear guide are provided above the test unit 14. The scanning head 16 moves horizontally when the stepping motor 20 operates. The guide 18 supports the scanning head 16 and guides the scanning head 16 when the scanning head 16 moves.

走査ヘッド16は照明ユニット30、レンズ32、およびラインセンサユニット34を有する。これらの部材はフレーム36上に固定されている。照明ユニット30は、後述の側方照明源、パターン照明源、ハーフミラーなどを内蔵する。基板1から垂直上方への反射光はハーフミラーでレンズ32へ導かれ、レンズ32を通過した後、一次元CCDセンサであるラインセンサユニット34へ入力される。ラインセンサユニット34はライン単位に基板1を撮像してその画像データ54を出力する。ラインセンサユニット34は、後述するように複数のラインセンサを有する。   The scanning head 16 includes an illumination unit 30, a lens 32, and a line sensor unit 34. These members are fixed on the frame 36. The illumination unit 30 includes a side illumination source, a pattern illumination source, a half mirror, and the like, which will be described later. The reflected light vertically upward from the substrate 1 is guided to the lens 32 by the half mirror, and after passing through the lens 32, is input to the line sensor unit 34 which is a one-dimensional CCD sensor. The line sensor unit 34 images the substrate 1 line by line and outputs the image data 54. The line sensor unit 34 has a plurality of line sensors as will be described later.

メインユニット12は、本装置全体を統括的に制御するもので、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた外観検査機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。   The main unit 12 controls the entire apparatus as a whole. The main unit 12 can be realized by a CPU, memory, or other LSI of any computer in terms of hardware, and an appearance inspection loaded into the memory in terms of software. It is realized by a functional program or the like, but here, functional blocks realized by their cooperation are depicted. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.

メインユニット12は、ヘッド制御ユニット40、メモリ制御ユニット42、メモリ44、解析ユニット46、および判定基準記憶部48を有する。ヘッド制御ユニット40は、照明制御クロック50を照明ユニット30へ供給することにより、側方照明源およびパターン照明源の点灯を制御する。また、ヘッド制御ユニット40は、モータ制御信号52をステッピングモータ20に供給することにより、走査ヘッド16の移動を制御する。また、ヘッド制御ユニット40は、試験開始信号56をメモリ制御ユニット42へ出力することにより、メモリ制御ユニット42による画像データ54の書き込み開始を制御する。   The main unit 12 includes a head control unit 40, a memory control unit 42, a memory 44, an analysis unit 46, and a determination criterion storage unit 48. The head control unit 40 controls lighting of the side illumination source and the pattern illumination source by supplying the illumination control clock 50 to the illumination unit 30. In addition, the head control unit 40 controls the movement of the scanning head 16 by supplying a motor control signal 52 to the stepping motor 20. Further, the head control unit 40 controls the start of writing of the image data 54 by the memory control unit 42 by outputting a test start signal 56 to the memory control unit 42.

メモリ制御ユニット42は、メモリ44への画像データ54の書き込みを制御する。解析ユニット46は、走査と並行して、または走査完了後にメモリ44から外観検査用の画像データおよび高さ測定用の画像データを読み出す。判定基準記憶部48には判定基準が予め保持されている。解析ユニット46は、読み出したこれらの画像データを解析し、判定基準記憶部48に予め記録された判定基準に照らして、基板1における部品の実装状態の合否を判定する。   The memory control unit 42 controls the writing of the image data 54 to the memory 44. The analysis unit 46 reads the image data for appearance inspection and the image data for height measurement from the memory 44 in parallel with the scanning or after the scanning is completed. Determination criteria are stored in the determination criterion storage unit 48 in advance. The analysis unit 46 analyzes the read image data, and determines whether or not the mounting state of the components on the board 1 is acceptable in light of the determination criterion recorded in the determination criterion storage unit 48 in advance.

図2は、第1の実施形態に係る試験ユニット14の斜視図であり、図3は、第1の実施形態に係る試験ユニット14を主走査方向に見た模式図である。以下、図2および図3の双方に関連して試験ユニット14の構成について詳述する。   FIG. 2 is a perspective view of the test unit 14 according to the first embodiment, and FIG. 3 is a schematic view of the test unit 14 according to the first embodiment viewed in the main scanning direction. Hereinafter, the configuration of the test unit 14 will be described in detail with reference to both FIG. 2 and FIG.

照明ユニット30は、側方照明源102、アクリルシート104、ハーフミラー108、およびパターン照明源122を有する。側方照明源102は、走査ヘッド16の移動方向の垂直方向に延在するように一対設けられている。アクリルシート104は、一対の側方照明源102の各々の下方にそれぞれ配置されている。   The illumination unit 30 includes a side illumination source 102, an acrylic sheet 104, a half mirror 108, and a pattern illumination source 122. A pair of side illumination sources 102 are provided so as to extend in a direction perpendicular to the moving direction of the scanning head 16. The acrylic sheet 104 is disposed below each of the pair of side illumination sources 102.

ふたつの側方照明源102はそれぞれLED(発光ダイオード)群120をもち、検査中の基板1の表面へ効率的に側方光を投ずるよう傾斜がつけられている。アクリルシート104には、側方照明源102からの側方光を拡散する作用がある。側方照明源102は点光源であるLEDの集合体であるため、拡散作用がないと、スポット的な光が画像データへ写り込んで検査精度に悪影響を及ぼす懸念があるからである。ハーフミラー108は、被検査面である基板1の表面から垂直上方に向かう反射光をラインセンサユニット34に向けて反射する。   The two side illumination sources 102 each have an LED (light emitting diode) group 120, and are inclined so as to efficiently project side light onto the surface of the substrate 1 under inspection. The acrylic sheet 104 has an action of diffusing side light from the side illumination source 102. This is because the side illumination source 102 is an aggregate of LEDs that are point light sources, and if there is no diffusing action, spot-like light may be reflected in the image data and adversely affect inspection accuracy. The half mirror 108 reflects the reflected light directed vertically upward from the surface of the substrate 1 that is the surface to be inspected toward the line sensor unit 34.

ラインセンサユニット34は、各々が5000個〜10000個の撮像素子によるライン状のセンサ列によって構成される第1ラインセンサ150、第2ラインセンサ152、および第3ラインセンサ154を有する。第1ラインセンサ150、第2ラインセンサ152、および第3ラインセンサ154は、間隔cを隔てて主走査方向に平行に伸びるよう配置される。なお、ラインセンサユニット34に代えて、エリアセンサが用いられてもよい。この場合、エリアセンサによって撮像された画像のうち、エリアセンサに含まれる、間隔cを隔てて主走査方向に平行に伸びるライン状のセンサ列によって撮像された部分の画像を用いて基板2の検査を実施する。   The line sensor unit 34 includes a first line sensor 150, a second line sensor 152, and a third line sensor 154 each formed by a line-shaped sensor array with 5000 to 10,000 image sensors. The first line sensor 150, the second line sensor 152, and the third line sensor 154 are arranged to extend in parallel to the main scanning direction with an interval c. Instead of the line sensor unit 34, an area sensor may be used. In this case, among the images captured by the area sensor, the inspection of the substrate 2 is performed using an image of a portion captured by a line-shaped sensor array that is included in the area sensor and extends in parallel to the main scanning direction at an interval c. To implement.

第1走査ライン130、第2走査ライン132、および第3走査ライン134は、基板1の被検査面と同一平面上において互いに平行に延在する直線として定義される。第1ラインセンサ150は、基板1の表面に対し垂直な方向から見た第1走査ライン130の映像を走査する。第2ラインセンサ152は、基板1の表面に対し垂直な方向から見た第2走査ライン132の映像を走査する。第3ラインセンサ154は、基板1の表面に対し垂直な方向から見た第3走査ライン134の映像を走査する。以下、第1走査ライン130、第2走査ライン132、および第3走査ライン134を必要に応じて「走査ライン群」と総称する。また、これら走査ラインの向く方向を「主走査方向」といい、基板1の被検査面と平行且つ主走査方向と垂直な方向を「副走査方向」という。   The first scanning line 130, the second scanning line 132, and the third scanning line 134 are defined as straight lines that extend in parallel to each other on the same plane as the surface to be inspected of the substrate 1. The first line sensor 150 scans an image of the first scanning line 130 viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate 1. The second line sensor 152 scans an image of the second scanning line 132 viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate 1. The third line sensor 154 scans an image of the third scanning line 134 viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate 1. Hereinafter, the first scanning line 130, the second scanning line 132, and the third scanning line 134 are collectively referred to as a “scanning line group” as necessary. The direction in which these scanning lines face is referred to as “main scanning direction”, and the direction parallel to the surface to be inspected of the substrate 1 and perpendicular to the main scanning direction is referred to as “sub-scanning direction”.

ヘッド制御ユニット40は、ステッピングモータ20にモータ制御信号52を供給することにより、走査ヘッド16を副走査方向に移動させる。これにより、第1走査ライン130、第2走査ライン132、および第3走査ライン134が基板1の被検査面上を副走査方向に移動する。したがって、ガイド18、ステッピングモータ20、およびヘッド制御ユニット40は、ラインセンサユニット34による走査タイミング間において、基板1に対して第1走査ライン130、第2走査ライン132、および第3走査ライン134を副走査方向に移動させることにより基板1と相対的に移動させる移動手段として機能する。   The head control unit 40 moves the scanning head 16 in the sub-scanning direction by supplying a motor control signal 52 to the stepping motor 20. As a result, the first scanning line 130, the second scanning line 132, and the third scanning line 134 move on the surface to be inspected of the substrate 1 in the sub-scanning direction. Therefore, the guide 18, the stepping motor 20, and the head control unit 40 move the first scanning line 130, the second scanning line 132, and the third scanning line 134 with respect to the substrate 1 during the scanning timing by the line sensor unit 34. It functions as a moving means that moves relative to the substrate 1 by moving in the sub-scanning direction.

パターン照明源122は、光源124、パターンフィルタ126、および拡大光学系128を有する。パターンフィルタ126は、投影される像が縞パターンを形成するよう光源124が発する光に周期的な光強度を持たせる。光源124はLEDが採用される。なお、光源124に他の種類の光源が採用されてもよいことは勿論である。   The pattern illumination source 122 includes a light source 124, a pattern filter 126, and a magnifying optical system 128. The pattern filter 126 gives periodic light intensity to the light emitted from the light source 124 so that the projected image forms a stripe pattern. The light source 124 is an LED. Of course, other types of light sources may be used as the light source 124.

パターン照明源122は、走査ライン群の各々の走査ラインの一部を含むパターン形成領域140に対して固定された検査パターンを形成するよう、基板1の被検査面に斜め方向から光を照射する。このときパターン照明源122は、走査ライン群の各走査ラインに対し角度を持って直線的に延在する縞がその延在方向の垂直方向に周期的に配置された縞パターンを、検査パターンとしてパターン形成領域140に形成する。   The pattern illumination source 122 irradiates the surface to be inspected of the substrate 1 from an oblique direction so as to form a fixed inspection pattern for the pattern forming region 140 including a part of each scanning line of the scanning line group. . At this time, the pattern illumination source 122 uses, as an inspection pattern, a stripe pattern in which stripes extending linearly at an angle with respect to each scanning line of the scanning line group are periodically arranged in the direction perpendicular to the extending direction. Formed in the pattern formation region 140.

ここで、図4に関連して、パターン照明源122によって形成される縞パターンについて説明する。図4は、第1の実施形態に係るパターン照明源122によって形成される縞パターンと走査ライン群との関係を示す図である。図4において、斜めのラインは縞パターンにおける照度の低い部分を示す。   Here, the fringe pattern formed by the pattern illumination source 122 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a fringe pattern formed by the pattern illumination source 122 according to the first embodiment and a scanning line group. In FIG. 4, the diagonal line indicates a portion with low illuminance in the stripe pattern.

パターン照明源122は、副走査方向に対して角度θをもって直線的に延在する縞によって構成される縞パターンをパターン形成領域140に形成する。第1の実施形態では、パターン照明源122は、θが45度の縞パターンを形成する。ただし、パターン照明源122は、θがゼロ度より大きく90度以下の他の角度の縞パターンを形成してもよい。   The pattern illumination source 122 forms a fringe pattern in the pattern forming region 140 that is constituted by stripes extending linearly at an angle θ with respect to the sub-scanning direction. In the first embodiment, the pattern illumination source 122 forms a stripe pattern having θ of 45 degrees. However, the pattern illumination source 122 may form a fringe pattern with another angle θ that is greater than zero degrees and less than or equal to 90 degrees.

以下、走査ライン群の走査ライン数をn、走査ライン間隔をaとする。また、副走査方向における縞パターンの周期間隔をPvとする。第1の実施形態では走査ライン数は3本であるため、n=3となる。第1ラインセンサ150〜第3ラインセンサ154、およびパターン照明源122は、n×a=Pvとなるよう走査ラインの間隔および検査パターンの周期間隔が設定されている。走査ラインの間隔および検査パターンの周期間隔をこのように設定することで、第1ラインセンサ150〜第3ラインセンサ154によって同じタイミングで走査され得られた画像データを利用して、位相シフト法を用いて基板1に実装される部品の高さなどを検査することが可能となる。なお、縞パターンの縞の間隔をパターン間隔Prとした場合、Pr=Pv×sinθとなる。このため、上述の式は、n×a=Pr/sinθと表すこともできる。   Hereinafter, the number of scanning lines in the scanning line group is n, and the scanning line interval is a. Also, let Pv be the periodic interval of the fringe pattern in the sub-scanning direction. In the first embodiment, since the number of scanning lines is 3, n = 3. In the first line sensor 150 to the third line sensor 154 and the pattern illumination source 122, the scanning line interval and the inspection pattern periodic interval are set so that n × a = Pv. By setting the scanning line interval and the inspection pattern period interval in this way, the phase shift method is performed using the image data scanned at the same timing by the first line sensor 150 to the third line sensor 154. It becomes possible to inspect the height of the component mounted on the substrate 1 by using it. In addition, when the interval between stripes of the stripe pattern is the pattern interval Pr, Pr = Pv × sin θ. For this reason, the above formula can also be expressed as n × a = Pr / sin θ.

図5は、第1の実施形態に係る外観検査装置10の検査手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、ユーザによってスタートボタン(図示せず)が押されたときに開始する。   FIG. 5 is a flowchart showing an inspection procedure of the appearance inspection apparatus 10 according to the first embodiment. The processing in this flowchart starts when a user presses a start button (not shown).

ユーザによってスタートボタンが押されると、ヘッド制御ユニット40は、スタート位置に走査ヘッド16を移動する(S10)。スタート位置に走査ヘッド16が移動されると、ヘッド制御ユニット40は、側方照明源102を点灯させた均一照明下でラインセンサユニット34に走査ライン群を走査させる(S12)。均一照明下での走査ライン群の走査を終了すると、ヘッド制御ユニット40は、側方照明源102を消灯させ、パターン照明源122によって縞パターンを形成させた状態でラインセンサユニット34に走査ライン群を走査させる(S14)。   When the start button is pressed by the user, the head control unit 40 moves the scanning head 16 to the start position (S10). When the scanning head 16 is moved to the start position, the head control unit 40 causes the line sensor unit 34 to scan the scanning line group under uniform illumination with the side illumination source 102 turned on (S12). When the scanning of the scanning line group under uniform illumination is completed, the head control unit 40 turns off the side illumination source 102 and causes the line sensor unit 34 to form a stripe pattern with the pattern illumination source 122 forming a stripe pattern. Is scanned (S14).

こうして均一照明下および縞パターン形成下の双方でのラインセンサユニット34による走査を完了すると、ヘッド制御ユニット40は、ステッピングモータ20を作動させて、所定間隔だけ走査ヘッド16を副走査方向に進行させる(S16)。このS12〜S16の工程を一走査工程という。   When the scanning by the line sensor unit 34 under both uniform illumination and stripe pattern formation is completed in this way, the head control unit 40 operates the stepping motor 20 to advance the scanning head 16 in the sub-scanning direction by a predetermined interval. (S16). This process of S12-S16 is called one scanning process.

一走査工程を終了すると、ヘッド制御ユニット40は、予め入力された基板1の副走査方向の長さを利用して走査ヘッド16がエンド位置に到達したか否かを判定する(S18)。エンド位置に到達していない場合(S18のN)、S12に移行して走査ヘッド16がエンド位置に到達するまで繰り返し一走査工程を実行する。   When one scanning process is completed, the head control unit 40 determines whether or not the scanning head 16 has reached the end position using the length of the substrate 1 input in advance in the sub-scanning direction (S18). When the end position has not been reached (N in S18), the process proceeds to S12, and one scanning process is repeatedly performed until the scanning head 16 reaches the end position.

このように繰り返し一走査工程を実行することにより、ラインセンサユニット34は、位相をずらした縞パターンが投影された基板2の画像を撮像する。具体的には、本実施形態では、ラインセンサユニット34は等間隔に平行に並んだ3本のラインセンサを有する。このため、ラインセンサユニット34は、この一走査工程を繰り返し実行することによって、縞パターンの位相を120度ずつずらした画像を3つ取得する。このように位相をずらした縞パターンが投影された被検査体の画像を取得することで、位相シフト法による部品高さの検査が可能となる。   By repeatedly performing one scanning step in this manner, the line sensor unit 34 captures an image of the substrate 2 on which a fringe pattern having a shifted phase is projected. Specifically, in the present embodiment, the line sensor unit 34 has three line sensors arranged in parallel at equal intervals. Therefore, the line sensor unit 34 acquires three images in which the phase of the fringe pattern is shifted by 120 degrees by repeatedly executing this one scanning process. By acquiring an image of the object to be inspected on which the fringe pattern whose phase is shifted is thus obtained, the component height can be inspected by the phase shift method.

走査ヘッド16がエンド位置に到達した場合(S18のY)、解析ユニット46は、均一照明時に撮像された画像データを解析し、判定基準記憶部48に保持された判定基準に照らすことにより、基板1に実装される部品の位置ずれや欠品、実装部品の間違いなどの存否に関する総合検査を実行する(S20)。   When the scanning head 16 has reached the end position (Y in S18), the analysis unit 46 analyzes the image data captured during uniform illumination and illuminates the determination criteria held in the determination criterion storage unit 48, thereby providing a substrate. 1. Comprehensive inspection relating to the presence / absence of misalignment or missing parts of the components mounted in 1 or errors in the mounted components is executed (S20).

また、解析ユニット46は、縞パターン形成時に撮像された画像データを解析し、位相シフト法を利用して、基板1に実装された部品の高さを算出する。位相シフト法を利用した部品高さの算出方法は公知であるため説明を省略する。解析ユニット46は、算出された各部品の高さを、判定基準記憶部48に保持された部品の高さに関する判定基準に照らすことにより、基板との間に異物が挟まって電子部品の足が浮いているか、またはハンダが充分に塗布されているかなどの高さ検査も総合判定の一部として実施する。外観検査装置10は、ディスプレイおよびこのディスプレイへの表示を制御する表示制御部(図示せず)を有している。総合検査を終了すると、表示制御部は、総合検査結果をディスプレイに表示する(S22)。   Further, the analysis unit 46 analyzes the image data picked up at the time of forming the stripe pattern, and calculates the height of the component mounted on the substrate 1 using the phase shift method. Since the method for calculating the component height using the phase shift method is known, a description thereof will be omitted. The analysis unit 46 compares the calculated height of each component with a determination criterion relating to the height of the component held in the determination criterion storage unit 48, so that a foreign object is caught between the substrate and the electronic component foot. A height inspection, such as whether it is floating or the solder is sufficiently applied, is also carried out as part of the overall judgment. The appearance inspection apparatus 10 includes a display and a display control unit (not shown) that controls display on the display. When the comprehensive inspection is completed, the display control unit displays the comprehensive inspection result on the display (S22).

(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係るパターン照明源122によって形成される縞パターンと走査ライン群との関係を示す図である。図6において、破線は縞パターンにおける照度の低い部分を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the fringe pattern formed by the pattern illumination source 122 according to the second embodiment and the scanning line group. In FIG. 6, a broken line shows a low illuminance portion in the stripe pattern.

パターン照明源122は、副走査方向に対して直角に延在する縞によって構成される縞パターンをパターン形成領域140に形成する。したがって、上述の式においてθ=90度となり、パターン間隔Pr=副走査方向周期間隔Pvとなる。したがって、このような縞パターンでは、n×a=Prとなるよう走査ライン間隔aおよびパターン間隔Prが設定されている。   The pattern illumination source 122 forms a fringe pattern composed of stripes extending at right angles to the sub-scanning direction in the pattern formation region 140. Therefore, θ = 90 degrees in the above formula, and the pattern interval Pr = sub-scanning direction interval Pv. Therefore, in such a stripe pattern, the scanning line interval a and the pattern interval Pr are set so that n × a = Pr.

(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態に係る外観検査装置にて用いられるエリアセンサ200を示す図である。第3の実施形態では、ラインセンサユニット34に代えてエリアセンサ200が用いられる。その点以外は、第3の実施形態に係る外観検査装置の構成は第1の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating an area sensor 200 used in the appearance inspection apparatus according to the third embodiment. In the third embodiment, an area sensor 200 is used instead of the line sensor unit 34. Except for this point, the configuration of the appearance inspection apparatus according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment.

エリアセンサ200は、格子状に並んだ画素202を有する。解析ユニット46は、画素202のうちn×a=Pvとなる走査ライン間隔aを隔てた走査ラインの映像を撮像する画素列204によって撮像された映像を、エリアセンサ200によって撮像され得られた画像データの中から抽出する。ユーザは、マウスやキーボードなどの入力機器を用いてメインユニット12に走査ラインの位置および数を入力することが可能となっている。解析ユニット46は、こうして入力された走査ラインの位置および数を取得し、その走査ラインの映像を撮像する画素列204を特定する。このようにエリアセンサ200を用いても、ラインセンサで撮像する場合と同様に複数の走査ラインの映像を同時に撮像することが可能となり、位相シフト法を用いて効率的に基板1の検査を実行することが可能となる。   The area sensor 200 has pixels 202 arranged in a grid. The analysis unit 46 is an image obtained by the area sensor 200 capturing an image captured by the pixel row 204 that captures the image of the scanning line separated by the scanning line interval a where n × a = Pv among the pixels 202. Extract from the data. The user can input the position and number of scanning lines to the main unit 12 using an input device such as a mouse or a keyboard. The analysis unit 46 acquires the position and number of the scanning lines input in this way, and specifies the pixel row 204 that captures the image of the scanning line. As described above, even when the area sensor 200 is used, it is possible to simultaneously pick up images of a plurality of scanning lines as in the case of imaging with the line sensor, and the substrate 1 is efficiently inspected using the phase shift method. It becomes possible to do.

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and an appropriate combination of the elements of each embodiment is also effective as an embodiment of the present invention. Various modifications such as design changes can be added to each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and embodiments to which such modifications are added can also be included in the scope of the present invention. Here are some examples.

ある変形例では、走査ヘッド16を副走査方向に移動させる代わりに、支持台22を副走査方向に移動させる。これによっても、基板1と走査ライン群とを副走査方向に相対的に移動させることができる。   In a modification, instead of moving the scanning head 16 in the sub scanning direction, the support base 22 is moved in the sub scanning direction. This also makes it possible to move the substrate 1 and the scanning line group relatively in the sub-scanning direction.

第1の実施形態に係る外観検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the external appearance inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る試験ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the test unit concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る試験ユニットを主走査方向に見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the test unit which concerns on 1st Embodiment in the main scanning direction. 第1の実施形態に係るパターン照明源によって形成される縞パターンと走査ライン群との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fringe pattern formed by the pattern illumination source which concerns on 1st Embodiment, and a scanning line group. 第1の実施形態に係る外観検査装置の検査手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the test | inspection procedure of the external appearance inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係るパターン照明源によって形成される縞パターンと走査ライン群との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fringe pattern formed by the pattern illumination source which concerns on 2nd Embodiment, and a scanning line group. 第3の実施形態に係る外観検査装置にて用いられるエリアセンサを示す図である。It is a figure which shows the area sensor used with the external appearance inspection apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板、 10 外観検査装置、 16 走査ヘッド、 30 照明ユニット、 34 ラインセンサユニット、 40 ヘッド制御ユニット、 42 メモリ制御ユニット、 44 メモリ、 46 解析ユニット、 48 判定基準記憶部、 122 パターン照明源、 124 光源、 126 パターンフィルタ、 128 拡大光学系、 130 第1走査ライン、 132 第2走査ライン、 134 第3走査ライン、 140 パターン形成領域、 150 第1ラインセンサ、 152 第2ラインセンサ、 154 第3ラインセンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate, 10 Appearance inspection apparatus, 16 Scan head, 30 Illumination unit, 34 Line sensor unit, 40 Head control unit, 42 Memory control unit, 44 Memory, 46 Analysis unit, 48 Judgment reference | standard storage part, 122 Pattern illumination source, 124 Light source, 126 pattern filter, 128 magnifying optical system, 130 first scanning line, 132 second scanning line, 134 third scanning line, 140 pattern formation region, 150 first line sensor, 152 second line sensor, 154 third line Sensor.

Claims (1)

被検査体の被検査面と同一平面上において互いに平行に延在する複数の走査ラインのそれぞれの映像を各々が走査する複数のライン状のセンサ列と、
前記複数の走査ラインと被検査体とを相対的に副走査方向に移動させる移動手段と、
被検査体の被検査面に斜め方向から光を照射して、前記複数の走査ラインに対して角度をもって直線的に延在する縞がその延在方向の垂直方向に周期的に配置された縞パターンを被検査面に形成させる照明源と、
縞パターンが形成された被検査体を走査して得られた画像データを利用して、位相シフト法により被検査面の高さを検査する検査手段と、
を備え、
前記複数のライン状のセンサ列、および前記照明源は、前記複数の走査ラインの数をn、前記複数の走査ラインの間隔をa、副走査方向における縞パターンの周期をPvとしたときに、n×a=Pvとなるよう走査ラインの間隔および縞パターンの周期が設定されていることを特徴とする被検査体の検査装置。
A plurality of line-shaped sensor arrays each scanning a respective image of a plurality of scanning lines extending in parallel with each other on the same plane as the surface to be inspected of the object to be inspected;
Moving means for relatively moving the plurality of scanning lines and the object to be inspected in a sub-scanning direction;
A stripe in which stripes extending linearly with an angle with respect to the plurality of scanning lines are periodically arranged in a direction perpendicular to the extension direction by irradiating light on the inspection surface of the inspection object from an oblique direction An illumination source for forming a pattern on the surface to be inspected;
An inspection means for inspecting the height of the surface to be inspected by the phase shift method using image data obtained by scanning the object to be inspected with the stripe pattern formed thereon,
With
When the number of the plurality of scanning lines is n, the interval between the plurality of scanning lines is a, and the period of the fringe pattern in the sub-scanning direction is Pv. An inspection apparatus for an object to be inspected, wherein an interval between scanning lines and a period of a stripe pattern are set so that n × a = Pv.
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