JP2011252864A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】位相シフト法で立体形状を測定して行う被検査物の検査が低ノイズで効率良く行えるようにする。
【解決手段】通常状態で撮影を行う(ステップS11)と共に、位相シフト法で立体形状を測定するために、格子縞を投光させた状態で撮影を行う(ステップS12)。撮影して得た二次元画像から、被測定物の検査領域を特定する(ステップS14)。そして、格子縞が投光された二次元画像から、特定した検査領域について立体形状を測定して、立体形状検査を行う(ステップS15)。
【選択図】図5
【解決手段】通常状態で撮影を行う(ステップS11)と共に、位相シフト法で立体形状を測定するために、格子縞を投光させた状態で撮影を行う(ステップS12)。撮影して得た二次元画像から、被測定物の検査領域を特定する(ステップS14)。そして、格子縞が投光された二次元画像から、特定した検査領域について立体形状を測定して、立体形状検査を行う(ステップS15)。
【選択図】図5
Description
本発明は、例えば回路基板などの検査を行うのに適用して好適な検査装置及び検査方法に関し、特に立体形状の検査を行う技術に関する。
従来、回路基板などの被検査物の形状を検査する検査装置として、その回路基板をビデオカメラなどの撮影装置で撮影した静止画像を画像解析して、検査するものが普及している。
この場合、例えば基板を平面的に撮影した静止画像を1枚、取得することで、平面的な形状、つまり二次元(2D)の検査が行える。また、被検査物に格子縞を投光した上で、その格子縞の投光位置の位相を変化させながら、複数枚の撮影を行って、その複数枚の静止画像を画像解析することで、立体形状、つまり三次元(3D)の検査が行える。この三次元形状検査は、位相シフト法と称される。
この場合、例えば基板を平面的に撮影した静止画像を1枚、取得することで、平面的な形状、つまり二次元(2D)の検査が行える。また、被検査物に格子縞を投光した上で、その格子縞の投光位置の位相を変化させながら、複数枚の撮影を行って、その複数枚の静止画像を画像解析することで、立体形状、つまり三次元(3D)の検査が行える。この三次元形状検査は、位相シフト法と称される。
この位相シフト法による三次元検査を行うためには、格子縞の投光位置の位相を正確に制御する必要がある。即ち、格子縞の1配置間隔(1ピッチ)に相当する距離(位相)を2πとし、移動前の状態を原点としたとき、格子縞を原点から(1/2)π,π(3/2)πに相当する距離だけ移動させた状態と、原点の状態との4つの状態で、静止画像を撮影する。
そして、そのそれぞれの格子縞の位相の静止画像を画像解析して、被写体(被測定物)の立体形状を測定する。位相シフト法による三次元検査を行うための装置構成例については、後述する実施の形態で説明する。
そして、そのそれぞれの格子縞の位相の静止画像を画像解析して、被写体(被測定物)の立体形状を測定する。位相シフト法による三次元検査を行うための装置構成例については、後述する実施の形態で説明する。
このような三次元検査は、例えば回路基板にクリーム状の半田を塗布したときの塗布状態が正しい状態か否か検査することに適用できる。即ち、平面的に半田の塗布状態を見たのでは、必要な領域に正しく塗布されているように見えても、立体的に見た場合には、半田が塗布された厚さが不十分である可能性がある。ここで、三次元形状検査を行って、半田が塗布された厚さを測定することで、正しく半田が塗布されたか否か的確に検査が行える。
特許文献1には、被検査物に格子縞を投光した上で、その格子縞の投光位置の位相を変化させて、立体形状を測定する位相シフト法を適用した測定装置の例についての記載がある。
ところで、位相シフト法を適用して立体形状を測定する場合に、その立体形状を測定する範囲の選定を適切に行う必要があった。
例えば、基板上の半田塗布箇所の半田塗布厚さを測定する場合、予めその基板上のパッドなどの半田が塗布される領域を測定装置に設定して、設定した領域内で半田塗布高さを判断するようにしてある。
例えば、基板上の半田塗布箇所の半田塗布厚さを測定する場合、予めその基板上のパッドなどの半田が塗布される領域を測定装置に設定して、設定した領域内で半田塗布高さを判断するようにしてある。
例えば図11に示すように、基板1上の半田2が印刷で配置される箇所の半田高さを測定する場合、半田2が配置される箇所よりも若干広い範囲を、立体形状測定範囲3として、その立体形状測定範囲3内の高さを測定するようにしてある。
半田2が配置される箇所よりも若干広い範囲を、立体形状測定範囲3とするのは、半田の印刷位置のずれに対処できるようにすると共に、体積過多不良があった場合にも、そのことを検出できるようにするためである。
半田2が配置される箇所よりも若干広い範囲を、立体形状測定範囲3とするのは、半田の印刷位置のずれに対処できるようにすると共に、体積過多不良があった場合にも、そのことを検出できるようにするためである。
この図11に示したように、ある程度広い範囲で立体形状を測定するようにした場合でも、半田2が塗布されていない箇所では、高さが0のままであり、原理的には、半田2が塗布された箇所の体積だけを測定できる。
ところが実際には、測定時のノイズの影響で、本体高さが0である筈の半田2印刷箇所外の範囲でも、0以外の高さが検出されてしまう場合がある。例えば図11に示したノイズDnの発生で、その箇所に何らかの高さが誤検出されて、半田2の体積算出時に、実際よりも大きな体積が算出されてしまう。
このノイズの発生は、格子縞を照射する精度で生じるものである。即ち、本来は照射した格子縞による輝度変化がサインカーブである必要があるが、理想的なサインカーブとなる状態の格子縞を投射することは不可能であり、その理想的な状態との差がノイズになってしまう。
ところが実際には、測定時のノイズの影響で、本体高さが0である筈の半田2印刷箇所外の範囲でも、0以外の高さが検出されてしまう場合がある。例えば図11に示したノイズDnの発生で、その箇所に何らかの高さが誤検出されて、半田2の体積算出時に、実際よりも大きな体積が算出されてしまう。
このノイズの発生は、格子縞を照射する精度で生じるものである。即ち、本来は照射した格子縞による輝度変化がサインカーブである必要があるが、理想的なサインカーブとなる状態の格子縞を投射することは不可能であり、その理想的な状態との差がノイズになってしまう。
このようなノイズの影響を無くすためには、例えば従来、2方向あるいは4方向などの複数の方向から格子縞を投光できるようにして、それぞれの方向から格子縞を投光した状態の画像を個別に撮影して立体形状判定を複数回行うことが考えられる。ところが、このような複数方向から格子縞を投光させるための構成を備えると、検査装置が複雑化すると共に、検査に要する時間も長くなってしまい、好ましくない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、位相シフト法を適用して立体形状の検査を行う場合に、ノイズの影響のない正確な検査が行えるようにすることを目的とする。
本発明は、通常状態で二次元画像の撮影を行うと共に、位相シフト法で立体形状を測定するために、格子縞を投光させた状態で撮影を行う。その撮影して得た二次元画像から、被測定物の検査領域を特定する。そして、格子縞が投光された二次元画像から、特定した検査領域について立体形状を測定して、立体形状検査を行う。
このようにしたことで、立体形状の検査を行う領域が、実際に撮影された画像から判断した領域となり、実際の被測定物の状態に応じて最適な検査領域の設定が行われる。従って、目標とする被測定物が存在しない領域を検査領域に含めることがなくなる。
本発明によると、目標とする被測定物が存在する領域だけを検査領域として確実に設定できるようになり、目標とする被測定物が存在しない領域を検査領域に含めることによる立体形状測定時のノイズ発生を確実に防止できるようになる。従って、ノイズ除去のために立体形状測定を異なる方向から投光した格子縞により複数回行うような手間のかかる検査を行うことなく、簡単に正確な立体形状の測定が行え、その測定結果に基づいた検査を簡単かつ正確に行える効果を有する。
以下の順序で、本発明の一実施の形態の例を説明する。
1.装置構成の説明(図1,図2)
2.3D測定用の格子縞の説明(図3,図4)
3.検査処理の説明(図5〜図10)
4.変形例
1.装置構成の説明(図1,図2)
2.3D測定用の格子縞の説明(図3,図4)
3.検査処理の説明(図5〜図10)
4.変形例
[1.装置構成の説明]
図1及び図2を参照して、本実施の形態の例の検査装置の構成を説明する。本実施の形態の例の検査装置は、回路基板にペースト状の半田を塗布した状態を、立体形状の測定で検査する検査装置として構成してある。図1は検査のための制御構成を含めた装置全体の概要を示したブロック図であり、図2は検査装置の被測定物(被検査物)を検査する装置構成例を示した斜視図である。
図1及び図2を参照して、本実施の形態の例の検査装置の構成を説明する。本実施の形態の例の検査装置は、回路基板にペースト状の半田を塗布した状態を、立体形状の測定で検査する検査装置として構成してある。図1は検査のための制御構成を含めた装置全体の概要を示したブロック図であり、図2は検査装置の被測定物(被検査物)を検査する装置構成例を示した斜視図である。
図1及び図2に示すように、検査装置は、被検査物を載せるテーブル10を備え、そのテーブル10に載せられた被測定物(被検査物)である基板20を、撮影処理を行う撮影部であるカメラ30で撮影する。カメラ30は、例えばCCDイメージャなどの撮像素子を使用して像光を撮像して電気的な画像信号(撮像信号)を出力するビデオカメラである。テーブル10の真上に配置されたカメラ30には、撮像レンズ部31が取り付けてあり、テーブル10上の基板20を撮影する。図2に示すように、撮像レンズ部31の周囲には、上段照明部32と下段照明部33とが配置してあり、被検査物を照明しながらカメラ30で撮影する。下段照明部33は、円形の開口部33aを備え、その開口部33a内に被検査物である基板20が配置されるようにしてある。
図1に示すように、カメラ30で撮影して得た静止画像データは、画像メモリ13に記憶させる。記憶された静止画像データを制御部11の制御で読み出して、画像解析部14で形状を測定する。この例では検査装置として構成してあり、予め登録された基板20の状態と一致するかどうか画像解析部14での解析処理で判断して、その判断結果を、制御部11が出力する。従って、制御部11は、測定処理及び検査処理を実行して判定する検査処理部として機能する。後述する3D検査用の検査領域を特定する処理も、制御部11の制御に基づいて、制御部11とその周辺回路で実行される。
図1では、制御部11で得られた判断結果を、表示部16に供給して表示させる構成としてある。また、判断結果を外部に出力させて、製造ラインの管理用のコンピュータ装置などに伝える構成としてもよい。また、制御部11には操作部17が接続してあり、操作部17の操作により、各種調整などが行える。
この装置で検査を行う際には、基板20の平面形状を検査する2D検査と、基板20の立体形状を検査する3D検査の双方が可能である。
2D検査を行う場合には、被検査物である基板20の検査領域を、カメラ30で撮影して、静止画像データを得ることで検査が行える。
3D検査を行う場合には、被検査物である基板20の検査領域を、カメラ30で撮影するが、後述する格子縞スリット46で格子縞を基板20に投影した状態で、その格子縞の位相を変えて、少なくとも4枚の静止画像データを得る。格子縞の位相を変える処理については後述する。そして、その複数枚の静止画像データを画像解析して、基板20の検査領域の立体形状を判断する。本実施の形態の場合には、立体形状の判断として、基板20上に印刷(塗布)された半田の高さと体積が判断される。判断結果は制御部11が取得する。
2D検査を行う場合には、被検査物である基板20の検査領域を、カメラ30で撮影して、静止画像データを得ることで検査が行える。
3D検査を行う場合には、被検査物である基板20の検査領域を、カメラ30で撮影するが、後述する格子縞スリット46で格子縞を基板20に投影した状態で、その格子縞の位相を変えて、少なくとも4枚の静止画像データを得る。格子縞の位相を変える処理については後述する。そして、その複数枚の静止画像データを画像解析して、基板20の検査領域の立体形状を判断する。本実施の形態の場合には、立体形状の判断として、基板20上に印刷(塗布)された半田の高さと体積が判断される。判断結果は制御部11が取得する。
次に、3D検査を行う場合に必要な格子縞投光処理を行う、格子縞投光部の構成について説明する。
図2に示すように、3D用投影部40がテーブル10の斜め上に配置してあり、その3D用投影部40から格子縞を投影する。
図1を参照して、格子縞を投影する構成について説明すると、投光機41からの光を、投影レンズ42を介して、被検査物である基板20の表面に斜めから照射する。このとき、投光機41と投影レンズ42との間に、格子縞スリット46を配置してある。
図2に示すように、3D用投影部40がテーブル10の斜め上に配置してあり、その3D用投影部40から格子縞を投影する。
図1を参照して、格子縞を投影する構成について説明すると、投光機41からの光を、投影レンズ42を介して、被検査物である基板20の表面に斜めから照射する。このとき、投光機41と投影レンズ42との間に、格子縞スリット46を配置してある。
格子縞スリット46には、一定間隔(ピッチ)で格子縞が平行に形成させてあり、投光機41からの光を投影させることで、その格子縞が被検査物である基板20の表面に投影される。
格子縞スリット46は、スライドテーブル45により、投光機41からの光の光軸と直交する方向にスライド可能に配置してある。このスライドする方向は、格子縞スリット46上の格子縞が平行に並んだ方向へのスライドでもある。
格子縞スリット46は、スライドテーブル45により、投光機41からの光の光軸と直交する方向にスライド可能に配置してある。このスライドする方向は、格子縞スリット46上の格子縞が平行に並んだ方向へのスライドでもある。
図1に示したように、スライドテーブル45は、ネジ取り付け部45aがボールネジ44に取り付けてある。ボールネジ44は、モータ43により回転する構成としてあり、モータ43によるボールネジ44の回転で、スライドテーブル45が平行移動する構成としてある。本実施の形態の場合には、モータ43として、パルスモータを使用してあり、駆動パルス発生部12から駆動パルスが供給されることで、そのパルス数に相当した量だけボールネジ44を回転駆動させる。従って、モータ43に供給するパルス数と、スライドテーブル45の平行移動量とには相関関係があり、モータ43に供給するパルス数で、スライド量を制御できる。
なお、図1に示すように、投影レンズ42と格子縞スリット46とで形成される角度αと、投影レンズ42と被検査物(基板20)とで形成される角度βとは、シャインプルーフの原理を利用した角度としてある。即ち、シャインプルーフの原理を利用した角度とすることで、斜めから角度を持って投影される格子縞が、基板20上のどの位置でもフォーカスが合った状態となるようにしてある。
[2.3D測定用の格子縞の説明]
次に、図3及び図4を参照して、格子縞スリット46に形成された格子縞の構成と、その格子縞の使用例について説明する。
図3は、格子縞の一部を拡大して示した図であり、(1/2)πずつ位相をシフトさせた状態を並べて示してある。図3の例では、左右方向に各縞が配置してあり、上下方向に一定の間隔で平行に縞が並んでいる。
モータ43によるスライドテーブル45の駆動で、上下方向に格子縞の位置がシフトする。
このような格子縞が形成されていることで、この格子縞が投影された画像を撮影した場合、格子縞が並んだ方向で見た光強度の変化は、図4に示した変化状態となる。即ち、図4に示した光強度の変化特性Lは、スリット46の縞の白色の部分で最も強い強度の箇所L1となり、スリット46の縞の黒色の部分で最も弱い強度の箇所L2となり、一定周期で変化するsinカーブの曲線の特性となっている。
次に、図3及び図4を参照して、格子縞スリット46に形成された格子縞の構成と、その格子縞の使用例について説明する。
図3は、格子縞の一部を拡大して示した図であり、(1/2)πずつ位相をシフトさせた状態を並べて示してある。図3の例では、左右方向に各縞が配置してあり、上下方向に一定の間隔で平行に縞が並んでいる。
モータ43によるスライドテーブル45の駆動で、上下方向に格子縞の位置がシフトする。
このような格子縞が形成されていることで、この格子縞が投影された画像を撮影した場合、格子縞が並んだ方向で見た光強度の変化は、図4に示した変化状態となる。即ち、図4に示した光強度の変化特性Lは、スリット46の縞の白色の部分で最も強い強度の箇所L1となり、スリット46の縞の黒色の部分で最も弱い強度の箇所L2となり、一定周期で変化するsinカーブの曲線の特性となっている。
図3では、図3の左端の位相0を原点としたとき、その位置から縞の1周期(1ピッチ)だけシフトした位置を2π位相がシフトした位置としてある。立体形状を測定する3D検査時には、次の4状態の格子縞を投影した状態の静止画像を得る。即ち、位相0の原点の状態と、1周期の1/4だけシフトした(1/2)π位相シフトした状態と、1周期の1/2だけシフトしたπ位相シフトした状態と、1周期の3/4だけシフトした(3/4)π位相シフトした状態との4状態を設定する。そして、1/4位相ずつ順にシフトした、それぞれの状態の格子縞が投影された状態の被検査物を、個別に撮影する。従って、3D検査時には、同一検査領域を4回、カメラ30で撮影することになる。
[3.検査処理の説明]
次に、図5〜図10を参照して、本実施の形態の例の検査装置で基板の検査を行う際の処理例について説明する。
本実施の形態においては、例えば図7に示したように、基板20上の2D検査を行う領域である撮像領域21,22,23内の半田塗布部24,25,26の半田塗布高さ及び半田体積を、3D検査で測定して検査するようにしたものである。
図5のフローチャートに従って検査処理の流れを説明すると、まず、基板上のそれぞれの撮像領域(例えば図7に示した撮像領域21,22,23)をカメラ30で撮影して、2D検査用の静止画像データを得る(ステップS11)。このとき、1枚の基板上のそれぞれの撮像領域を個別の画像として撮影するか、あるいは各撮像領域を1画像内に含まれるように一度に撮影するか、いずれでもよいが、ここでは例えば各撮像領域を個別に撮影するものとする。
次に、図5〜図10を参照して、本実施の形態の例の検査装置で基板の検査を行う際の処理例について説明する。
本実施の形態においては、例えば図7に示したように、基板20上の2D検査を行う領域である撮像領域21,22,23内の半田塗布部24,25,26の半田塗布高さ及び半田体積を、3D検査で測定して検査するようにしたものである。
図5のフローチャートに従って検査処理の流れを説明すると、まず、基板上のそれぞれの撮像領域(例えば図7に示した撮像領域21,22,23)をカメラ30で撮影して、2D検査用の静止画像データを得る(ステップS11)。このとき、1枚の基板上のそれぞれの撮像領域を個別の画像として撮影するか、あるいは各撮像領域を1画像内に含まれるように一度に撮影するか、いずれでもよいが、ここでは例えば各撮像領域を個別に撮影するものとする。
そして、その2D検査用の静止画像の撮影を行った後、同じ撮像領域に対して、3D検査用の静止画像の撮影を行う(ステップS12)。このときには、既に説明した3D用投影部40から格子縞を投影させた状態で、カメラ30で撮影を行う。そして、格子縞の位相を変えて、1つの撮像領域に対して少なくとも4枚の静止画像の撮影を行う。この場合にも、各撮像領域ごとに4枚撮影する場合と、1枚の基板上の複数の撮影領域を1つの画像として撮影する場合のいずれでもよい。
そして、ステップS12で撮影して得られた格子縞の位相が異なる4枚の画像を合成処理し、3D解析用の画像合成処理を行う(ステップS13)。この3D解析の画像合成処理は、例えば図1に示した制御部11の制御で、画像メモリ13に記憶されたカメラ30が撮影した画像データを処理することで行われる。
次に、2D検査用の静止画像を画像解析して、2D検査で二次元形状から判定可能な検査を行う(ステップS14)。この検査の1つとして、各撮像領域内に半田が塗布された領域を検出し、その半田塗布領域の位置及び面積が、予め半田塗布位置として決められた適正な範囲内であるか否か判断する。
この半田塗布領域の位置及び面積を行う場合には、例えば、カメラ30で撮影した静止画像中の半田の色の部分と、他の部分とが区別できるように、画像データを2値化したデータとする。2値化画像データとしては、例えば半田の色に相当する画素を1データ、他の色に相当する画素を0データのようなデータとする。そして、その2値化した画像データから、半田の部分(即ち上述した例では1データの部分)を検出する。この2値化処理とその2値化した画像データからの検出処理についても、制御部11の制御で実行される。
次に、制御部11の制御で、ステップS14で2D画像処理で検出した半田が塗布(印刷)された領域に対して、3D画像による半田塗布高さ及び半田体積の検出処理を行う(ステップS15)。ここでは、具体的には、2D画像処理で検出した半田が塗布されたそれぞれの領域ごとに、その半田塗布領域から若干狭い3D検査領域を設定し、その設定された領域の高さと、領域ごとの体積を検出する。
図6のフローチャートは、この3D画像による半田塗布高さ及び半田体積の検出から、基板の検査が行われる状態を示したものである。
図6のフローチャートに示した検査処理について説明すると、まず、基板上に塗布されたソルダレジストの表面を、基準面に設定する(ステップS21)。従って、ソルダレジストが塗布された箇所の高さについても、少なくとも1箇所測定する処理を行う。その後、半田を塗布した各領域内の各画素の基準面からの高さを判定する(ステップS22)。
図6のフローチャートに示した検査処理について説明すると、まず、基板上に塗布されたソルダレジストの表面を、基準面に設定する(ステップS21)。従って、ソルダレジストが塗布された箇所の高さについても、少なくとも1箇所測定する処理を行う。その後、半田を塗布した各領域内の各画素の基準面からの高さを判定する(ステップS22)。
そして、その判定された各画素の高さを、半田塗布領域ごとに積分し(ステップS23)、その積分値を半田の体積とする。そして、ステップS22で判定した高さと、ステップS23で判定した積分値が、適正であるか否か判断し(ステップS24)、1枚の基板すべてで適正である場合、良品であると判定する(ステップS25)。1枚の基板中に1箇所でも適正でない箇所がある場合には、不良品と判定する(ステップS26)。判定結果は表示などで告知する。あるいは、測定した基板を搬送する機構で、良品と不良品を分けるようにしてもよい。
次に、図7〜図10を参照して、実際に基板を検査する状態の例について説明する。
本実施の形態の例においては、図7に示したように、基板20上の2D検査を行う領域である撮像領域21,22,23内の半田塗布部24,25,26の半田塗布高さ及び半田体積を、3D検査で測定して検査するようにしたものである。
ここで、1つの撮像領域21を拡大して図8に示すと、その撮像領域21内に例えば4箇所の半田塗布部24a,24b,24c,24dが存在するとする。このとき、2D測定で、そのそれぞれの半田塗布部24a,24b,24c,24dを実際の半田の塗布状態から検出する。
本実施の形態の例においては、図7に示したように、基板20上の2D検査を行う領域である撮像領域21,22,23内の半田塗布部24,25,26の半田塗布高さ及び半田体積を、3D検査で測定して検査するようにしたものである。
ここで、1つの撮像領域21を拡大して図8に示すと、その撮像領域21内に例えば4箇所の半田塗布部24a,24b,24c,24dが存在するとする。このとき、2D測定で、そのそれぞれの半田塗布部24a,24b,24c,24dを実際の半田の塗布状態から検出する。
そして、図8に示すように、検出したそれぞれの半田塗布部24a,24b,24c,24d内に、破線で示す3D検査領域27a,27b,27c,27dを設定する。このそれぞれの3D検査領域27a,27b,27c,27dは、半田塗布部24a,24b,24c,24dとほぼ同一であるが、半田塗布部24a,24b,24c,24dよりも若干狭い領域としてある。具体的には、各3D検査領域27a,27b,27c,27dの周縁が、各半田塗布部24a,24b,24c,24dの周縁部よりも少なくとも1画素(1ピクセル)分、内側になるようにしてある。ここでの1画素とは、撮影した画像の画素である。1画素よりもさらに余裕を持たせた数画素分、内側になるようにしてもよい。
従って、各3D検査領域27a,27b,27c,27dは、半田が塗布(印刷)された部分だけの領域となり、半田が配置されていない箇所は3D検査を行わないようにしてある。
従って、各3D検査領域27a,27b,27c,27dは、半田が塗布(印刷)された部分だけの領域となり、半田が配置されていない箇所は3D検査を行わないようにしてある。
図9は、これらの検査領域が設定される基板20の一部を断面で示した図である。
図9に示すように、回路部品が搭載される回路基板である基板20の表面には、半田61,62が塗布される電極部であるパッド51,52が配置してあり、そのパッド配置箇所以外の表面にソルダレジスト63を配置してある。
ここで、3D測定を行う際には、ソルダレジスト63の表面H0を基準面として、ペースト状の半田61,62が塗布された高さH1,H2を、基準面H0からの高さとして検出するようにしてある。
図9に示すように、回路部品が搭載される回路基板である基板20の表面には、半田61,62が塗布される電極部であるパッド51,52が配置してあり、そのパッド配置箇所以外の表面にソルダレジスト63を配置してある。
ここで、3D測定を行う際には、ソルダレジスト63の表面H0を基準面として、ペースト状の半田61,62が塗布された高さH1,H2を、基準面H0からの高さとして検出するようにしてある。
図10は、この高さ及び体積が検出される状態を示したものであり、3D検出領域101内の画素ごとに図10で示すような基準面からの高さが検出され、個々の高さが適正であるか判断されると共に、その領域101の全体の体積が適正か否か判断される。この領域101の外側の検出領域外102は、3D検出を行わないので、例えば基準面H0の高さと見なす。
このように、高さ及び体積の測定及び検査を行う領域が、実際に撮影された画像から判断した半田が塗布された特定領域となり、実際の被測定物の状態に応じて最適な検査領域の設定が行われる。従って、目標とする被測定物であるペースト状の半田が存在しない領域を、高さや体積の検査領域に含めることがなくなる。即ち、ペースト状の半田を印刷工程などで塗布した基板を、予め検査領域を一定の位置に決めて検査する場合には、半田の印刷ずれや半田の体積過多に対処するために、半田が塗布される範囲よりも多少広い範囲の立体形状を測定して検査する必要がある。これに対して本実施の形態の例には、半田の印刷ずれや半田の体積過多があったとしても、実際の半田塗布領域が検出されて、その領域だけが高さ及び体積が測定されるので、半田が存在しない箇所が3D検査領域に含まれることがなくなる。半田の印刷ずれや半田の体積過多に対する対処も可能である。
特に本実施の形態の場合には、各3D検査領域の周縁が、検出された各半田塗布部の周縁部よりも若干内側になるようにしたことで、塗布された半田の体積をほぼ正確に検出できると共に、検出される領域が確実に半田が有する部分となる効果がある。
このことから、目標とする被測定物である半田が存在しない領域を、3D測定による検査領域に含めることによるノイズ発生を確実に防止できるようになり、ノイズ除去のための特別な処理をすることなく良好な検査が行える。
例えば、発明が解決しようとする課題の欄で既に説明した、立体形状測定を異なる方向から投光した格子縞により複数回行う処理のような、手間のかかるノイズ除去手法による検査を行うことなく、簡単かつ正確な立体形状の測定及び検査が行えるようになる。
例えば、発明が解決しようとする課題の欄で既に説明した、立体形状測定を異なる方向から投光した格子縞により複数回行う処理のような、手間のかかるノイズ除去手法による検査を行うことなく、簡単かつ正確な立体形状の測定及び検査が行えるようになる。
また、半田が塗布(印刷)された箇所は、二次元画像を2値化して検出するようにしたことで、簡単な判定処理で該当する箇所の検出が行える効果を有する。
さらにまた、基板上のソルダレジストの表面を基準面として高さ及び体積を測定するようにしたことで、半田が印刷される箇所のパッドの状態などに影響されずに、一定の状態で高さ及び体積が測定でき、均一な測定及び検査が行える効果を有する。
さらにまた、基板上のソルダレジストの表面を基準面として高さ及び体積を測定するようにしたことで、半田が印刷される箇所のパッドの状態などに影響されずに、一定の状態で高さ及び体積が測定でき、均一な測定及び検査が行える効果を有する。
[4.変形例]
なお、上述した実施の形態では、回路基板の半田塗布(印刷)箇所を検査する検査装置に適用したが、格子縞を使った位相シフト法により立体形状を測定して検査する立体形状検査装置であれば、その他の用途の装置に適用してもよい。
また、図1や図2に示した装置形状は、好適な一例であり、同様の原理で測定や検査を行う装置であれば、その他の形状であってもよい。
なお、上述した実施の形態では、回路基板の半田塗布(印刷)箇所を検査する検査装置に適用したが、格子縞を使った位相シフト法により立体形状を測定して検査する立体形状検査装置であれば、その他の用途の装置に適用してもよい。
また、図1や図2に示した装置形状は、好適な一例であり、同様の原理で測定や検査を行う装置であれば、その他の形状であってもよい。
また、図5や図6のフローチャートに示した処理の順序についても、一例を示したものであり、最終的に同様の検査結果が得られれば、その他の順序で処理するようにしてもよい。
なお、本明細書では、基板上に印刷などで塗布される導電部を接合する部材(合金)を、便宜上半田と称したが、ここでの半田には、鉛を含まない合金である、いわゆる無鉛半田(鉛フリー半田)を使用してもよい。また、本明細書で説明した半田(無鉛半田)は、印刷工程などで塗布されるペースト状半田であるが、その他の各種ペーストの塗布(印刷)状態を、同様の処理で測定して検査するようにしてもよい。あるいは、その他の被測定物を測定して検査するものに適用してもよい。
10…テーブル、11…制御部、12…駆動パルス発生部、13…画像メモリ、14…画像解析部、15…メモリ、16…表示部、17…操作部、20…基板(被検査物)、21,22,23…撮像領域、24,24a,24b,24c,24d,25,26…半田塗布部、27a,27b,27c,27d…3D検査領域、30…カメラ、31…撮像レンズ部、32…上段照明部、33…下段照明部、33a…開口部、40…3D用投影部、41…投光機、41a…投影光出力部、42…投影レンズ、43…モータ、44…ボールネジ、45…スライドテーブル、45a…ネジ取り付け部、46…格子縞スリット、51,52…パッド、61,62…半田、63…ソルダレジスト
Claims (6)
- 被測定物を撮影する撮影部と、
前記被測定物に、格子縞スリットを通過した光源からの光を投光させる格子縞投光部と、
前記撮影部で撮影して得た二次元画像から、前記被測定物の検査領域を特定し、前記格子縞投光部で格子縞を投光させた状態で前記撮影部により撮影して得た二次元画像から、前記検査領域に対して立体形状を測定して、前記検査領域の立体形状検査を行う検査処理部とを備えた
検査装置。 - 前記被測定物の検査領域の特定は、特定のペーストが塗布された箇所を二次元画像から特定する処理であり、
前記立体形状検査で、前記ペーストが塗布された箇所のそのペーストの塗布高さ又は体積を測定して良否を判断する
請求項1記載の検査装置。 - 前記特定のペーストが塗布された箇所と判断された範囲よりも狭い範囲を検査領域と設定する
請求項2記載の検査装置。 - 前記特定のペーストが塗布された箇所の特定は、二次元画像の2値化処理で特定する
請求項3記載の検査装置。 - 前記ペーストの塗布高さは、基板上のソルダレジストの表面を基準面とし、その基準面からの高さで検出する
請求項4項に記載の検査装置。 - 被測定物を撮影する撮影処理と、
前記被測定物に、格子縞スリットを通過した光源からの光を投光させる格子縞投光処理と、
前記撮影処理で撮影して得た二次元画像から、前記被測定物の検査領域を特定する検査領域特定処理と、
前記格子縞投光処理で格子縞を投光させた状態で前記撮影処理により撮影して得た二次元画像から、前記検査領域特定処理で特定した検査領域の立体形状を測定して、前記検査領域の立体形状検査を行う検査処理とを行う
検査方法。
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JP2014159988A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Yaskawa Electric Corp | 物体検出装置、ロボットシステム、及び物体検出方法 |
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CN100489446C (zh) * | 2007-04-27 | 2009-05-20 | 东南大学 | 基于相位法的三维轮廓测量方法 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014109530A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Yasunaga Corp | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
JP2014159988A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Yaskawa Electric Corp | 物体検出装置、ロボットシステム、及び物体検出方法 |
JP2015130414A (ja) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | 東レエンジニアリング株式会社 | 自動ボンディング装置 |
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