JPH0719825A - Substrate inspection apparatus - Google Patents

Substrate inspection apparatus

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JPH0719825A
JPH0719825A JP5152204A JP15220493A JPH0719825A JP H0719825 A JPH0719825 A JP H0719825A JP 5152204 A JP5152204 A JP 5152204A JP 15220493 A JP15220493 A JP 15220493A JP H0719825 A JPH0719825 A JP H0719825A
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JP
Japan
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printed circuit
circuit board
measured
light
board
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Application number
JP5152204A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Akiyama
孝善 秋山
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0719825A publication Critical patent/JPH0719825A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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  • Image Processing (AREA)
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to perform inspection by changing the irradiation angle of light, projecting the light on a material to be measured of cream solder, and precisely measuring the material to be measured. CONSTITUTION:The projecting angle of the optical pattern of lattice fringes, whose phase is changed, is substantially changed, and the optical pattern is projected on a printed board 11, on which cream solder 11a is printed. The printed position, area, thickness, weight and the like of the cream soder 11a are measured and detected based on a plurality of image signals outputted from a CCD camera 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドフォンステレ
オ,コードレス電話,カメラ一体型ビデオのように、配
線基板に高密度に小型の電子部品(1005チップな
ど)や狭リードピッチICを実装するためにプリント基
板に印刷されたクリーム半田量検査装置、外観検査装置
等に代表される3次元の形状を測定する基板検査装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to mount small electronic components (1005 chips, etc.) and narrow lead pitch ICs on a wiring board with high density, such as a headphone stereo, a cordless telephone and a video with a built-in camera. The present invention relates to a board inspection device for measuring a three-dimensional shape represented by a cream solder amount inspection device, a visual inspection device, etc. printed on a printed circuit board.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリント基板に電子部品の表面実装を自
動化する場合、例えば、プリント基板上の各所定位置に
クリーム半田を印刷し、次にこのプリント基板に電子部
品をクリーム半田の粘性によって仮止めし、その後リフ
ロー炉を通して半田付けを行っている。そして、プリン
ト基板の半田付け状態をこのリフロー炉による半田付け
工程の終了後に検査していた。しかしながら、プリント
基板の高密度実装化のため、例えばJリードを有するL
SI等の電子部品の裏面側で半田付けを行うものが使用
されるようになり、この場合には半田付け工程の終了後
に検査を行うことが困難になる。
2. Description of the Related Art In the case of automating the surface mounting of electronic parts on a printed circuit board, for example, cream solder is printed at each predetermined position on the printed circuit board, and then the electronic parts are temporarily fixed to this printed circuit board by the viscosity of the cream solder. After that, it is soldered through a reflow furnace. Then, the soldering condition of the printed circuit board was inspected after the soldering process by the reflow furnace was completed. However, in order to realize high-density mounting of the printed circuit board, for example, an L having a J lead is used.
Those in which electronic components such as SI are soldered on the back side have come to be used, and in this case, it becomes difficult to perform an inspection after the soldering process is completed.

【0003】また電子部品の半田付け状態は、プリント
基板にクリーム半田を印刷したときの印刷状態の良否に
大いに影響を受けるため、リフロー炉による半田付け工
程の前に印刷状態検査装置で検査が行われていた。
Since the soldering condition of electronic parts is greatly affected by the quality of the printed condition when cream solder is printed on a printed circuit board, an inspection is performed by a printing condition inspection device before the soldering process by the reflow furnace. It was being appreciated.

【0004】上記装置として、光源と液晶シャッターに
より格子縞を発生させるプロジェクターからなる投影ユ
ニットと、プリント基板等の被測定物の状態を見る撮像
ユニットとから構成され、この被測定物に対して垂直上
方に撮像ユニットを設置し、この撮像ユニットの軸と或
る角度を付けて投影ユニットを設置するものである。こ
の検査装置の測定原理について説明すると、輝度分布が
正弦波状である図8(a)に示す格子縞パターン1の光
を投影ユニットから、被測定物の対象面に対して斜め方
向から投影すると、この格子縞パターンは被測定物の高
さに応じた位相変調を受けた変調縞パターン2を得る。
図8(a)に示す格子縞パターン1のm面の輝度分布は
図8(b)に示す実線の正弦波であり、n面の輝度分布
は図8(b)に示す実線から破線,破線から実線の途中
(破線部分)で位相のずれた正弦波となる。従って、図
8(c)に示すように、被測定物の対象面上の任意の点
Xoにおける位相変調分Δφを測定すれば、その点の高
さを得ることができる。これを利用して撮像ユニットに
入る画像を瞬時に処理し、被測定物の3次元形状が計測
されることになる。
The above-mentioned device is composed of a projection unit consisting of a light source and a projector for generating lattice stripes by a liquid crystal shutter, and an image pickup unit for observing the state of an object to be measured such as a printed circuit board. The image pickup unit is installed in the projector, and the projection unit is installed at a certain angle with respect to the axis of the image pickup unit. Explaining the measurement principle of this inspection device, when the light of the lattice fringe pattern 1 shown in FIG. 8 (a) whose luminance distribution is sinusoidal is projected from the projection unit in an oblique direction onto the target surface of the measured object, As the lattice fringe pattern, a modulation fringe pattern 2 which is subjected to phase modulation according to the height of the object to be measured is obtained.
The luminance distribution of the m-plane of the grid pattern 1 shown in FIG. 8A is a sine wave of the solid line shown in FIG. 8B, and the luminance distribution of the n-plane is shown from the solid line to the broken line and the broken line of FIG. 8B. A sine wave with a phase shift in the middle of the solid line (broken line portion). Therefore, as shown in FIG. 8C, by measuring the phase modulation component Δφ at an arbitrary point Xo on the target surface of the object to be measured, the height of that point can be obtained. By utilizing this, the image entering the imaging unit is instantly processed, and the three-dimensional shape of the measured object is measured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような基板検査
装置においては、図9(a)に示すように、投影ユニッ
トによる投影光3の照射角度よりも鋭利な角度をもつ被
測定物4の場合、奥が影になり測定できなかったり、ま
た図9(b)に示すように、1本の投影光3のときは被
測定物5の形状により投影光3が乱反射して誤測定を行
う箇所が発生する等の問題があった。
In the substrate inspection apparatus as described above, as shown in FIG. 9A, the DUT 4 having a sharper angle than the irradiation angle of the projection light 3 by the projection unit is measured. In this case, the back is shaded and the measurement cannot be performed, or, as shown in FIG. 9B, when the projection light 3 is one, the projection light 3 is irregularly reflected due to the shape of the DUT 5, and erroneous measurement is performed. There was a problem such as a spot.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の基板検査装置
は、叙上のような課題を解決するため、プリント基板を
載置するXYテーブルと、光源と該プリント基板に斜め
上方から複数のスリット状に位相変化する格子縞パター
ンの投影光を照射するプロジェクターからなる投影ユニ
ットと、プリント基板に対してほぼ垂直上方に配置され
た撮像ユニットと、上記プロジェクターからの光を分光
させる分光器と、該分光器で分光された光をプリント基
板上の被測定物に反射させる複数個の反射ミラーと、該
分光器と反射ミラー間にそれぞれ分光された光を遮断す
る複数個のブランカーとを有し、上記撮像ユニットから
出力される複数の画像信号により基板の検査を行うこと
を特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the board inspection apparatus of the present invention has an XY table on which a printed board is placed, a light source, and a plurality of slits obliquely from above in the printed board. A projection unit configured to irradiate a projection light having a lattice fringe pattern that changes in phase in a circular pattern, an imaging unit disposed substantially vertically above a printed circuit board, a spectroscope for separating the light from the projector, and the spectroscope. A plurality of reflecting mirrors for reflecting the light dispersed by the spectroscope to the object to be measured on the printed circuit board, and a plurality of blankers for blocking the spectrally separated light between the spectroscope and the reflecting mirror, respectively. The board is inspected by a plurality of image signals output from the image pickup unit.

【0007】上記画像信号より得た被測定物の印字位
置,面積,厚さ,量等プリント基板に関するデータと、
予じめ定められた被測定物の印字位置,面積,厚さ,量
等の該プリント基板の基準データとを比較して基板の状
態を判定する判定手段を備えたことを特徴とするもので
ある。
Data relating to the printed board such as the printing position, area, thickness and quantity of the object to be measured obtained from the above image signal,
It is characterized in that it is provided with a judging means for judging the state of the printed circuit board by comparing with predetermined reference data of the printed circuit board such as a printing position, an area, a thickness and an amount of the measured object. is there.

【0008】また、プリント基板を載置する反転テーブ
ルと、該反転テーブルをX,Y方向に移動せしめるテー
ブルコントローラと、光源と該プリント基板に斜め上方
から複数のスリット状に位相変化する格子縞パターンの
投影光を照射するプロジェクターからなる投影ユニット
と、プリント基板を基板表面に対してほぼ垂直上方に配
置された撮像ユニットとを有し、上記プリント基板上の
被測定物を上記反転テーブルを反転させて上記撮像ユニ
ットから出力される複数の画像信号により基板の検査を
行うことを特徴とするものである。
Further, a reversing table on which the printed circuit board is placed, a table controller for moving the reversing table in the X and Y directions, a light source and a lattice striped pattern in which the phase is changed obliquely from above the printed circuit board into a plurality of slits. A projection unit including a projector that emits projection light, and an imaging unit in which the printed circuit board is arranged substantially vertically above the substrate surface, and the object to be measured on the printed circuit board is inverted by reversing the inversion table. It is characterized in that the substrate is inspected by a plurality of image signals output from the image pickup unit.

【0009】上記画像信号より得た被測定物の印刷位
置,面積,厚さ,量等プリント基板に関するデータと、
予じめ定められた被測定物の印刷位置,面積,厚さ,量
等の該プリント基板の基準データを比較して基板の状態
を判定する判定手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
Data relating to the printed circuit board such as the printing position, area, thickness and quantity of the object to be measured obtained from the above image signal,
It is characterized in that it comprises a judging means for judging the condition of the printed circuit board by comparing predetermined reference data of the printed circuit board, such as printing position, area, thickness and quantity of the measured object. .

【0010】[0010]

【作用】本装置は、上記のような構成であるから、プリ
ント基板上に複数の位相変化する光パターンを被測定物
に照射方向を変えて投影し、複数の位相変化する複数の
画像データを使用するので、被測定物を完全に測定し検
査し得るものである。
Since this apparatus has the above-described configuration, it projects a plurality of phase-changing light patterns onto the object to be measured while changing the irradiation direction, and outputs a plurality of phase-changing image data. Since it is used, the object to be measured can be completely measured and inspected.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の基板検査装置の実施例を図面と共に
以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the substrate inspection apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】本発明の一実施例は、図1に示す概略全体
構成図のように、プリント基板11を載置するXYテー
ブル12と、光源とプリント基板11に斜め上方から図
示しない液晶シャッターを介することにより複数のスリ
ット状に位相変化する格子縞パターンの投影光を照射す
るCCDカメラ14からなる投影ユニット15と、プリ
ント基板11を基板表面に対してほぼ垂直上方から撮像
するCCDカメラ16と、プロジェクター14からの光
を分光させる分光器17と、この分光器17で分光され
た光を被測定物に反射させる反射ミラー18,19と、
上記分光器17と反射ミラー18間また分光器17と反
射ミラー19間に、それぞれ分光された光を遮断するブ
ランカー20,21とを備えている。上記プリント基板
11上には、クリーム半田11aが印刷されている。
In one embodiment of the present invention, as shown in the schematic overall configuration diagram of FIG. 1, an XY table 12 on which a printed circuit board 11 is mounted, and a light source and a printed circuit board 11 are obliquely provided via a liquid crystal shutter (not shown). As a result, a projection unit 15 composed of a CCD camera 14 for irradiating a projection light of a lattice fringe pattern whose phase is changed in a plurality of slits, a CCD camera 16 for picking up an image of the printed circuit board 11 from substantially above the substrate surface, and a projector 14 A spectroscope 17 for splitting the light from the spectroscope, and reflecting mirrors 18 and 19 for reflecting the light split by the spectroscope 17 to the object to be measured,
Between the spectroscope 17 and the reflection mirror 18, and between the spectroscope 17 and the reflection mirror 19, there are provided blankers 20 and 21 for blocking the separated light. Cream solder 11a is printed on the printed circuit board 11.

【0013】上記XYテーブル12はコンピュータ装置
43及びコントローラ44からの命令をXYテーブルコ
ントローラ48を介して上記XYテーブル12のパルス
モータ12a,12bを駆動することにより、載置した
プリント基板11をX−Y方向の任意の位置に移動させ
る装置である。投影ユニット15は、コントローラ44
の命令を照明コントローラ45を介してプリント基板1
1に斜め上方から4分の1ピッチずつ位相変化する光を
照射する装置であり、光源13からの光が液晶光学シャ
ッターを介して照射されることにより、X方向またはY
方向に沿って照度が正弦波状に変化する格子縞パターン
をプリント基板11上に照射されることになる。この
際、分光器17で例えば相互に直角の2方向の光に分光
され、ブランカー20,21を介してどちらかの光路が
遮蔽され、反射ミラー18,19で被測定物11の所要
箇所に焦点の合った光が照射される。また、格子縞パタ
ーンの光は、液晶光学シャッターを制御してその位相を
任意に移動させることにより、上記説明のようにX方向
またはY方向に4分の1ピッチずつ位相が変化する縞状
パターンが生成される。
The XY table 12 drives the pulse motors 12a and 12b of the XY table 12 in response to a command from the computer device 43 and the controller 44 via the XY table controller 48, thereby placing the printed circuit board 11 on the X-table. This is a device that moves the device to any position in the Y direction. The projection unit 15 includes a controller 44
Of the printed circuit board 1 via the lighting controller 45
1 is a device for irradiating the light whose phase is changed by a quarter pitch from diagonally above, and by irradiating the light from the light source 13 through the liquid crystal optical shutter, the X direction or the Y direction.
The printed circuit board 11 is irradiated with a lattice-stripe pattern in which the illuminance changes sinusoidally along the direction. At this time, the spectroscope 17 splits the light into, for example, two directions orthogonal to each other, one of the optical paths is blocked via the blankers 20 and 21, and the reflection mirrors 18 and 19 focus the light on a desired portion of the DUT 11. The appropriate light is emitted. Further, the light of the lattice fringe pattern has a fringe pattern in which the phase is changed by a quarter pitch in the X direction or the Y direction as described above by controlling the liquid crystal optical shutter and arbitrarily moving the phase. Is generated.

【0014】上記投影ユニット15の詳細な構成は、図
3に示す断面構成図の通りであり、図示しない光源から
の光は、光ファイバー22を通じて集光レンズ23,2
4に導びかれるが、この集光レンズ23,24の中間に
はフィルター25が挿入されている。集光レンズ23,
24により平行光にされ、液晶シャッターである液晶素
子26を介して投影レンズ27に導びかれる。この投影
ユニット15では集光レンズ23,24と投影レンズ2
7との間に恒温制御装置28が設けられ、上記液晶素子
26はこの恒温制御装置28の中に配置されている。恒
温制御装置28内に液晶素子26を配置するので、液晶
素子の温度ドリフトを防ぎ、格子縞パターンのコントラ
ストが安定する。
The detailed construction of the projection unit 15 is as shown in the sectional view of FIG. 3, and light from a light source (not shown) passes through the optical fiber 22 to the condenser lenses 23, 2.
4, a filter 25 is inserted between the condenser lenses 23 and 24. Condenser lens 23,
It is collimated by 24 and guided to a projection lens 27 via a liquid crystal element 26 which is a liquid crystal shutter. In this projection unit 15, the condenser lenses 23 and 24 and the projection lens 2
7, a constant temperature control device 28 is provided, and the liquid crystal element 26 is arranged in the constant temperature control device 28. Since the liquid crystal element 26 is arranged in the constant temperature controller 28, the temperature drift of the liquid crystal element is prevented and the contrast of the lattice pattern is stabilized.

【0015】上記液晶素子26の詳細な構成は、図4に
示すように一方の透明電極は全面に亘って設けられ、他
方の透明電極は一方向に細長く分割された短冊型電極2
9,29…が設けられ、この複数の短冊型電極29から
対応する結線30,30,…を介して端子31,31,
…に導出される。上記液晶シャッターである液晶素子2
6はツイストネマチック型液晶を使用し、この液晶素子
26の前後には図示しない偏光板が張り付けられてい
る。
The detailed structure of the liquid crystal element 26 is as shown in FIG. 4, in which one transparent electrode is provided over the entire surface and the other transparent electrode is divided into strips in one direction.
, 29 are provided, and terminals 31, 31, are connected from the plurality of strip-shaped electrodes 29 via the corresponding connection wires 30, 30 ,.
Derived to ... Liquid crystal element 2 which is the liquid crystal shutter
Reference numeral 6 is a twisted nematic liquid crystal, and polarizing plates (not shown) are attached in front of and behind the liquid crystal element 26.

【0016】また、液晶素子26の駆動方法は、図5に
示すように上記短冊型電極29が4分の1ピッチずつシ
フトするように駆動され4つに位相変化する光パターン
が発生する。即ち図5(a),(b),(c),(d)
に示すように、2つの短冊型電極ずつが順に光を透過す
るオン状態になるよう駆動される。シフトの周期,方
向,短冊型電極の駆動分割数は駆動回路により任意に設
定することが可能である。
Further, in the method of driving the liquid crystal element 26, as shown in FIG. 5, the strip electrodes 29 are driven so as to be shifted by a quarter pitch and an optical pattern in which the phase is changed into four phases is generated. That is, FIG. 5 (a), (b), (c), (d)
As shown in, each of the two strip-shaped electrodes is sequentially driven so as to be in an ON state in which light is transmitted. The shift cycle, direction, and drive division number of the strip-shaped electrodes can be arbitrarily set by the drive circuit.

【0017】上記投影ユニット15に液晶シャッターを
使用することによる利点は、まず、液晶の光透過特性に
よって、格子縞パターンを作成したときにその照度が理
想的正弦波に近いものが得られ、これにより3次元計測
の測定分解能が向上する。次に、格子縞パターンの位相
シフトの制御が電気的に行えるので、制御系をコンパク
トにでき、しかも高速で正確な位相シフトが行える。そ
の外に、本実施例の基板検査装置を構築する上で、シス
テム構成を容易にし、装置全体を小さくし、なおかつイ
ンライン対応型の高速検査装置にするために、重要な役
割を果している。
The advantage of using a liquid crystal shutter for the projection unit 15 is that, first, due to the light transmission characteristics of the liquid crystal, the illuminance when a lattice fringe pattern is created is close to an ideal sine wave. The measurement resolution of three-dimensional measurement is improved. Next, since the phase shift of the lattice fringe pattern can be electrically controlled, the control system can be made compact and the phase shift can be performed accurately at high speed. In addition to this, in constructing the substrate inspection apparatus of the present embodiment, it plays an important role in facilitating the system configuration, reducing the size of the apparatus as a whole, and making it an inline-compatible high-speed inspection apparatus.

【0018】上記構成の基板検査装置は、次のように動
作する。
The board inspection apparatus having the above structure operates as follows.

【0019】プリント基板11がXYテーブル12上に
載置されると、まずコンピュータ装置43がXYテーブ
ルコントローラ48に移動量等のデータと共に指示信号
を送り、プリント基板11を最初の検査エリア(初期位
置)に移動させる。この検査エリアは、例えばCCDカ
メラ16の視野の大きさを単位としてプリント基板11
をあらかじめ分割して定めておいたものである。次に、
コントローラ44は、照明コントローラ45に格子縞パ
ターン等のデータと共に指示信号を送り、投影ユニット
15に格子縞パターンの照明を開始させると共に、図5
に示すように、この格子縞パターンの位相を4分の1ピ
ッチずつシフトさせて4種類の照明を順次切り換えさせ
る。このようにして格子縞パターンの位相がシフトする
照明が行われている間に、CCDカメラ16は、これら
の各照明ごとに検査エリアを撮像し、それぞれ4画面分
の画像信号を順次出力する。
When the printed circuit board 11 is placed on the XY table 12, the computer device 43 first sends an instruction signal to the XY table controller 48 together with data such as the amount of movement, so that the printed circuit board 11 is moved to the first inspection area (initial position). ) To. The inspection area is, for example, the printed circuit board 11 with the size of the field of view of the CCD camera 16 as a unit.
Is divided and set in advance. next,
The controller 44 sends an instruction signal to the illumination controller 45 together with data such as a checkered pattern to cause the projection unit 15 to start illumination of the checkered pattern.
As shown in (4), the phase of this checkered pattern is shifted by a quarter pitch and four types of illumination are sequentially switched. While the illumination in which the phase of the checkered pattern is shifted is performed in this manner, the CCD camera 16 images the inspection area for each of these illuminations and sequentially outputs image signals for four screens.

【0020】画像メモリ46aは分配器47を介して送
られて来た4画面分の画像信号を順次記憶する。この記
憶した画像信号をコンピュータ装置5に送り出す。この
画像メモリ46aに格納された画像をコンピュータ装置
43が処理している間に、XYテーブル12は次の検査
エリアへ移動し、分配器47はこの検査画像を画像メモ
リ46bへ格納する。一方、コンピュータ装置43はメ
モリ46aの画像処理が終わると、すでにメモリ46a
に次の画像信号が入力済みであるために、すぐに次の画
像を処理することができる。つまり、検査は図6に示す
ように、一方でステップS1で次の検査エリア(n+1
番目)への移動からS2で画像入力を行い、他方ではS3
でn番目の画像処理からS4で比較判定を平行処理で行
う。以下、全ての検査エリアの検査が完了するまで、交
互に同様の平行処理を繰り返す。この結果、本実施例の
基板検査装置は、コンピュータ装置43とコントローラ
44の制御により検査エリアを移動しながら、順次画像
処理を行うことにより、プリント基板11上のクリーム
半田11aの印刷状態を高速かつ確実に検査することが
できる。
The image memory 46a sequentially stores the image signals for four screens sent through the distributor 47. The stored image signal is sent to the computer device 5. While the computer device 43 processes the image stored in the image memory 46a, the XY table 12 moves to the next inspection area, and the distributor 47 stores the inspection image in the image memory 46b. On the other hand, when the computer device 43 finishes the image processing of the memory 46a, the computer device 43 already has the memory 46a.
Since the next image signal has already been input to, the next image can be processed immediately. That is, test 6, whereas the next inspection area in Step S 1 in (n + 1
Image input from S. 2 ) and S 3 on the other hand
In step S 4 , the comparison determination is performed in parallel processing from the nth image processing. Hereinafter, the same parallel processing is alternately repeated until the inspection of all the inspection areas is completed. As a result, the board inspection apparatus of the present embodiment performs the image processing sequentially while moving the inspection area under the control of the computer device 43 and the controller 44, thereby achieving high-speed printing of the cream solder 11a on the printed board 11. Can be surely inspected.

【0021】次に、コンピュータ装置43の行う画像処
理と比較判定について説明する。
Next, the image processing and comparison judgment performed by the computer device 43 will be described.

【0022】縞状パターンの位相が4分の1ピッチずつ
シフトした際の検査エリアの画像は、図7(a)〜
(d)のようになる。この図7から明らかなように、プ
リント基板11に写し出された格子縞パターンは、プリ
ント基板11面上とクリーム半田11aとの間でその高
さの相違から、その高さの差に依存した位相のずれを生
じる。そこでコンピュータ装置43では、これら4画面
の画像信号をもとに、位相シフト法(縞走査法)によっ
て検査エリア内の各部の反射面の高さを算出する。上記
のような手段で、検査エリア内の各部の反射面の高さの
算出において、他方ではブランカー21を介して分光器
17からの光が遮光され、一方ではブランカー20を介
さず分光器17からの光が反射ミラー18で反射され、
焦点の合った光l1がプリント基板11上のクリーム半
田11aに照射されるが、この際、光l1の照射角度よ
りもクリーム半田11aの或る鋭利な角度をもつ部分
や、また乱反射する箇所がある場合、上記ブランカー2
0と21とを切換えて他方の入射角度の異なる光l2
基づいて測定するものである。
Images of the inspection area when the phase of the striped pattern is shifted by a quarter pitch are shown in FIGS.
It becomes like (d). As is clear from FIG. 7, the checkered pattern projected on the printed circuit board 11 has a phase difference depending on the height difference between the surface of the printed circuit board 11 and the cream solder 11a. A gap occurs. Therefore, the computer device 43 calculates the height of the reflecting surface of each portion in the inspection area based on the image signals of these four screens by the phase shift method (fringe scanning method). In the calculation of the height of the reflecting surface of each part in the inspection area by the means as described above, the light from the spectroscope 17 is blocked by the blanker 21 on the other side, and the spectroscope 17 is bypassed by the blanker 20 on the other side. Is reflected by the reflection mirror 18,
The focused light l 1 is applied to the cream solder 11a on the printed circuit board 11. At this time, the part of the cream solder 11a having a sharp angle with respect to the irradiation angle of the light l 1 is diffused and reflected. If there is a place, above blanker 2
The measurement is performed by switching between 0 and 21 and the other light l 2 having different incident angles.

【0023】本発明の他の実施例は、図2に示す概略全
体構成図のように、図1と同一部分は同符号で示す。反
転テーブル12′は、コンピュータ装置43及びコント
ローラ44からの命令をθXYテーブルコントローラ4
9を介して該反転テーブル12′を定位置から180°
(度)右若しくは左に水平位置を保って回転し、また該
反転テーブル12′には、パルスモータ12a′,12
b′を駆動することにより、載置したプリント基板11
をX−Y方向の任意の位置に移動させる装置である。
尚、測定物であるプリント基板11に対してCCDカメ
ラ16は垂直に設置されており、また投影ユニット15
からの光は、プリント基板11に対し斜め上方のある角
度を付けて設置されている。
In another embodiment of the present invention, the same portions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as in the schematic overall configuration diagram shown in FIG. The inversion table 12 ′ uses the instructions from the computer device 43 and the controller 44 for the θXY table controller 4
180 ° from the fixed position through the reversing table 12 '
(Degree) Rotate to the right or left while maintaining the horizontal position, and the reversing table 12 'includes pulse motors 12a' and 12a.
By driving b ', the printed circuit board 11 placed
Is a device for moving the X-Y direction to an arbitrary position.
The CCD camera 16 is installed vertically with respect to the printed circuit board 11, which is the object to be measured, and the projection unit 15
The light from is installed at a certain angle obliquely above the printed circuit board 11.

【0024】上記構成の他の基本検査装置は、次のよう
に動作する。
The other basic inspection apparatus having the above structure operates as follows.

【0025】プリント基板11が反転テーブル12′上
に載置されると、まず、コンピュータ装置43がθXY
テーブルコントローラ49に移動量等のデータと共に指
示信号を送り、プリント基板11を最初の検査エリア
(初期位置)に移動させる。次に、コントローラ44
は、照明コントローラ45に格子縞パターン等のデータ
と共に指示信号を送り、投影ユニット15に格子縞パタ
ーンの照明を開始すると共に、図5に示すように、この
格子縞パターンの位相を4分の1ピッチずつシフトさせ
て4種類の照明を順次切り換えさせる。このようにして
格子縞パターンの位相がシフトする照明が行われている
間に、CCDカメラ16は、これらの各照明ごとに検査
エリアを撮像し、それぞれ4画面分の画像信号を順次出
力する。尚、プリント基板11上の被測定物であるクリ
ーム半田11aへの投影光は、通常は、一方向からの測
定でよいが、投影光が乱反射して誤測定が発生する場合
や、被測定物の形状が投影光の照射角度よりも鋭利な角
度をもっているために、奥が影となって測定できない場
合には、θXYテーブルコントローラ49からの指示信
号により、反転テーブル12′を180°右若しくは左
に回転させて正確に測定するものである。
When the printed circuit board 11 is placed on the reversing table 12 ', first, the computer device 43 is moved to θXY.
An instruction signal is sent to the table controller 49 together with data such as the amount of movement to move the printed circuit board 11 to the first inspection area (initial position). Next, the controller 44
Sends an instruction signal to the illumination controller 45 together with data such as a checkered pattern to start illumination of the checkered pattern to the projection unit 15, and shifts the phase of the checkered pattern by a quarter pitch as shown in FIG. Then, the four types of illumination are sequentially switched. In this way, while the illumination in which the phase of the checkered pattern is shifted is performed, the CCD camera 16 images the inspection area for each of these illuminations and sequentially outputs the image signals for four screens. The light projected onto the cream solder 11a, which is the object to be measured on the printed circuit board 11, is usually measured from one direction, but when the projection light is diffusely reflected and erroneous measurement occurs, or the object to be measured is measured. When the measurement cannot be performed due to a shadow in the back because the shape of the object has a sharper angle than the irradiation angle of the projection light, an instruction signal from the θXY table controller 49 causes the reversing table 12 ′ to move 180 ° right or left. Rotate to and measure accurately.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明による基板検査装置は、叙上のよ
うにXYテーブル若しくは反転テーブルに載置されたプ
リント基板の被測定物上に、複数の位相変化する光パタ
ーンを照射方向を変え若しくは反転テーブルを反転して
上記光パターンの照射方向を実質的に変えて投影し、位
相変化する複数の画像データを使用するので、被測定物
を完全に測定し検査し得るものである。
As described above, the board inspection apparatus according to the present invention changes the irradiation direction of a plurality of phase-changing light patterns on a measured object of a printed board placed on an XY table or an inversion table. Since the inversion table is inverted to project the light pattern by substantially changing the irradiation direction of the light pattern and a plurality of image data having phase changes are used, the object to be measured can be completely measured and inspected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の基板検査装置の全体の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例の基板検査装置の全体の概
略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an entire board inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明に実施する光学系の投影ユニットの構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a projection unit of an optical system embodying the present invention.

【図4】本発明に実施する液晶素子の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a liquid crystal element embodying the present invention.

【図5】本発明に実施する液晶素子の駆動方法を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of driving a liquid crystal element according to the present invention.

【図6】本発明の基板検査装置における動作のフローチ
ャートである。
FIG. 6 is a flowchart of the operation of the board inspection apparatus of the present invention.

【図7】位相変化する光パターンによって得られる各画
像を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing each image obtained by a light pattern whose phase changes.

【図8】位相変化する光パターンによって得られる画
像,輝度分布,位相を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an image, a luminance distribution, and a phase obtained by a light pattern that changes in phase.

【図9】被測定物と投影された投影光との関係を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an object to be measured and projected projection light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 プリント基板 11a クリーム半田 12 XYテーブル 12′ 反転テーブル 14 プロジェクター 16 CCDカメラ 17 分光器 20、21 ブランカー 23、24 集光レンズ 26 液晶素子 27 投影レンズ 41 ホストコンピュータ 42 データコンバージョンマシン 43 コンピュータ装置 44 コントローラ 45 照明コントローラ 46a,46b 画像メモリ 47 分配器 48 XYテーブルコントローラ 11 printed circuit board 11a cream solder 12 XY table 12 'reversal table 14 projector 16 CCD camera 17 spectroscope 20, 21 blanker 23, 24 condenser lens 26 liquid crystal element 27 projection lens 41 host computer 42 data conversion machine 43 computer device 44 controller 45 Lighting controller 46a, 46b Image memory 47 Distributor 48 XY table controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00 7/00 G12B 5/00 T 6947−2F G06F 15/64 320 C 8837−5L 15/70 455 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G06T 1/00 7/00 G12B 5/00 T 6947-2F G06F 15/64 320 C 8837-5L 15 / 70 455 B

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プリント基板を載置するXYテーブル
と、光源と該プリント基板に斜め上方から複数のスリッ
ト状に位相変化する格子縞パターンの投影光を照射する
プロジェクターからなる投影ユニットと、プリント基板
に対してほぼ垂直上方に配置された撮像ユニットと、上
記プロジェクターからの光を分光させる分光器と、該分
光器で分光された光をプリント基板上の被測定物に反射
させる複数個の反射ミラーと、該分光器と反射ミラー間
にそれぞれ分光された光を遮断する複数個のブランカー
とを有し、上記撮像ユニットから出力される複数の画像
信号により基板の検査を行う基板検査装置。
1. An XY table on which a printed circuit board is mounted, a projection unit including a light source, a projector for irradiating the printed circuit board from a diagonally upper direction with projection light having a lattice-stripe pattern in which a plurality of slits change phases, and a printed circuit board. In contrast, an image pickup unit arranged substantially vertically above, a spectroscope for splitting the light from the projector, and a plurality of reflecting mirrors for reflecting the light split by the spectroscope to an object to be measured on a printed circuit board. A substrate inspection device having a plurality of blankers for blocking the separated light between the spectroscope and a reflection mirror, and inspecting the substrate by a plurality of image signals output from the imaging unit.
【請求項2】 上記画像信号より得た被測定物の印刷位
置,面積,厚さ,量等プリント基板に関するデータと、
予じめ定められた被測定物の印刷位置,面積,厚さ,量
等の該プリント基板の基準データとを比較して基板の状
態を判定する判定手段を備えた、請求項1に記載の基板
検査装置。
2. Data relating to a printed circuit board such as a printing position, an area, a thickness and an amount of an object to be measured obtained from the image signal,
The determination means according to claim 1, further comprising: a determination unit that compares the predetermined printing position, area, thickness, amount, etc. of the measured object with reference data of the printed circuit board to determine the state of the substrate. Substrate inspection device.
【請求項3】 プリント基板を載置する反転テーブル
と、該反転テーブルをX,Y方向に移動せしめるテーブ
ルコントローラと、光源と該プリント基板に斜め上方か
ら複数のスリット状に位相変化する格子縞パターンの投
影光を照射するプロジェクターからなる投影ユニット
と、プリント基板に対してほぼ垂直上方に配置された撮
像ユニットとを有し、上記プリント基板上の被測定物を
上記反転テーブルを反転させて上記撮像ユニットから出
力される複数の画像信号により基板の検査を行う基板検
査装置。
3. A reversing table on which a printed circuit board is mounted, a table controller for moving the reversing table in the X and Y directions, a light source and a lattice striped pattern on the printed circuit board, the phases of which change in a plurality of slits obliquely from above. The imaging unit includes a projection unit configured by a projector that emits projection light, and an imaging unit disposed substantially vertically above the printed circuit board, and the object to be measured on the printed circuit board is inverted by the inversion table. A board inspection device that inspects a board by a plurality of image signals output from the board.
【請求項4】 上記画像信号より得た被測定物の印刷位
置,面積,厚さ,量等プリント基板に関するデータと、
予じめ定められた被測定物の印刷位置,面積,厚さ,量
等の該プリント基板の基準データを比較して基板の状態
を判定する判定手段を備えた、請求項3に記載の基板検
査装置。
4. Data concerning a printed circuit board such as a printing position, an area, a thickness, and a quantity of an object to be measured obtained from the image signal,
4. The board according to claim 3, further comprising a judging means for judging the state of the board by comparing reference data of the printed board such as a predetermined printing position, an area, a thickness and an amount of the object to be measured. Inspection device.
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