JP4741943B2 - Inspection apparatus and inspection method - Google Patents
Inspection apparatus and inspection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4741943B2 JP4741943B2 JP2005359092A JP2005359092A JP4741943B2 JP 4741943 B2 JP4741943 B2 JP 4741943B2 JP 2005359092 A JP2005359092 A JP 2005359092A JP 2005359092 A JP2005359092 A JP 2005359092A JP 4741943 B2 JP4741943 B2 JP 4741943B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- height
- plane
- light
- edge portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
204
Claims (15)
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 projection 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.
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 step of calculating a coplanarity for each of the protrusions with respect to the plane from the height of the vertex of each protrusion calculated in the vertex height calculation step. The inspection method according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005359092A JP4741943B2 (en) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | Inspection apparatus and inspection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005359092A JP4741943B2 (en) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | Inspection apparatus and inspection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007163266A JP2007163266A (en) | 2007-06-28 |
JP4741943B2 true JP4741943B2 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=38246332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005359092A Expired - Fee Related JP4741943B2 (en) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | Inspection apparatus and inspection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4741943B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7768656B2 (en) * | 2007-08-28 | 2010-08-03 | Artec Group, Inc. | System and method for three-dimensional measurement of the shape of material objects |
JP5065329B2 (en) * | 2009-05-12 | 2012-10-31 | ヴィスコ・テクノロジーズ株式会社 | Shape inspection apparatus and shape inspection program |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000131037A (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Hitachi Denshi Ltd | Apparatus for inspecting shape of body |
JP2002267415A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Nec Corp | Semiconductor measuring instrument |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3051279B2 (en) * | 1993-05-13 | 2000-06-12 | シャープ株式会社 | Bump appearance inspection method and bump appearance inspection device |
JPH0927036A (en) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Olympus Optical Co Ltd | Three-dimensional shape recognition device |
JP3767161B2 (en) * | 1998-04-02 | 2006-04-19 | オムロン株式会社 | Height measuring device, height measuring method and observation device |
-
2005
- 2005-12-13 JP JP2005359092A patent/JP4741943B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000131037A (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Hitachi Denshi Ltd | Apparatus for inspecting shape of body |
JP2002267415A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Nec Corp | Semiconductor measuring instrument |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007163266A (en) | 2007-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105783784B (en) | Inspection apparatus and control method of inspection apparatus | |
JP5421763B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
KR101924191B1 (en) | Image processing device and method of image processing device | |
US20140043472A1 (en) | Tire surface shape measuring device and tire surface shape measuring method | |
CN108627512B (en) | Three-dimensional detection device and method for three-dimensional detection | |
WO2022050279A1 (en) | Three-dimensional measurement device | |
JP3855244B2 (en) | Three-dimensional image recognition device using a microscope | |
JP4741943B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
JP2017198470A (en) | Measurement device, measurement method, system, and goods manufacturing method | |
JP2000131037A (en) | Apparatus for inspecting shape of body | |
JP3722608B2 (en) | Appearance inspection device | |
JP7153514B2 (en) | 3D shape inspection device, 3D shape inspection method, 3D shape inspection program, computer | |
JP2009139285A (en) | Solder ball inspection device, its inspection method, and shape inspection device | |
WO2022091927A1 (en) | Position displacement detection method, position displacement detection device, positioning device, and inspection device | |
TWI504859B (en) | Method for photographing and piecing together the images of an object | |
JP2004006504A (en) | Bump inspection method and apparatus | |
JP3897203B2 (en) | Ball grid array ball height measurement method | |
JP2002230523A (en) | Inspection device | |
JP4218283B2 (en) | Target projection type three-dimensional shape measuring method and apparatus | |
JP2003504607A (en) | Apparatus and method for three-dimensional inspection of electronic components | |
JP5280918B2 (en) | Shape measuring device | |
US20040263862A1 (en) | Detecting peripheral points of reflected radiation beam spots for topographically mapping a surface | |
JP2005274309A (en) | Inspection method and inspection device for three-dimensional object | |
JP3914938B2 (en) | Projector keystone distortion correction device and projector including the keystone distortion correction device | |
JP3341739B2 (en) | Bump apex detection method and bump height measurement method and apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080818 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110310 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110426 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |