KR100747050B1 - 3-dimensional measuring device - Google Patents
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Abstract
대상물의 3차원 형상을 계측할 때에, 상기 대상물 내에 높이 기준을 적정하게 설정하는 것 등에 의해, 보다 정확하게 계측할 수 있는 3차원 계측 장치를 제공한다.When measuring the three-dimensional shape of an object, the three-dimensional measuring apparatus which can measure more accurately by setting a height reference suitably in the said object is provided.
크림 솔더가 인쇄 형성된 프린트 기판(1)에 대해, 조명 장치(10)에 의해 복수의 광 패턴이 조사된다. 조명 장치(10)로부터 조사되는 광은 자외선이고, 프린트 기판(1)의 크림 솔더, 레지스트막 등의 표면에서 반사된다. 이 반사광의 자외선이 CCD 카메라(11)에 의해 촬상되는 것으로 화상 데이터가 얻어진다. 이 화상 데이터는 제어장치(12)에 의해 처리되고, 레지스트막의 표면을 높이 기준으로 하여 크림 솔더의 높이, 양 등을 산출하여, 크림 솔더의 인쇄 상태의 양부가 판정된다.The plurality of light patterns are irradiated to the printed circuit board 1 having the cream solder printed thereon by the illumination device 10. Light irradiated from the illuminating device 10 is an ultraviolet ray and is reflected on the surface of a cream solder, a resist film, etc. of the printed circuit board 1. The ultraviolet light of the reflected light is imaged by the CCD camera 11, thereby obtaining image data. This image data is processed by the control apparatus 12, and the height, quantity, etc. of the cream solder are calculated based on the height of the surface of the resist film, and the quality of the printing of the cream solder is determined.
Description
도 1은 인쇄 상태 검사 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 개략구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram which shows typically the structure of a printing state inspection apparatus.
도 2는 프린트 기판의 부분단면도.2 is a partial cross-sectional view of a printed board.
도 3은 보다 상세한 인쇄 상태 검사 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 개략구성도.3 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of a printing state inspection apparatus in more detail.
도 4는 프린트 기판에 있어서의 조명 장치로부터 조사되는 광의 반사를 설명하기 위한 모식도.4 is a schematic diagram for explaining reflection of light irradiated from an illuminating device on a printed board.
도 5는 다른 실시의 형태로서, 적외선이나 적색광을 조사한 경우의 조사광의 반사를 설명하기 위한 모식도.FIG. 5 is a schematic diagram for explaining reflection of irradiated light when irradiating infrared rays or red light as another embodiment; FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 기판으로서의 프린트 기판1: Printed board as a board
2 : 베이스 기판2: base substrate
4 : 피계측물로서의 크림 솔더4: cream solder as a measurement object
5 : 피막으로서의 레지스트막5: resist film as film
8 : 3차원 계측 장치를 구비한 인쇄 상태 검사 장치8: Printing state inspection device equipped with three-dimensional measuring device
10 : 조명 수단으로서의 조명 장치10: lighting device as a lighting means
11 : 촬상 수단으로서의 CCD 카메라11: CCD camera as imaging means
12 : 연산 수단을 구성하는 제어장치12: control device constituting the calculation means
본 발명은 측정 대상물의 3차원 형상 등을 계측하는 3차원 계측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional measuring device for measuring a three-dimensional shape or the like of a measurement object.
일반적으로, 프린트 기판은 유리 에폭시 수지로 이루어지는 베이스 기판 위에 전극 패턴을 구비하고, 표면이 레지스트막에 의해 보호되어 있다. 상기 프린트 기판 위에 전자 부품을 실장(實裝)하는 경우, 우선 전극 패턴 위의 레지스트막에 의한 보호가 되어 있지 않은 소정 위치에 크림 솔더(cream-solder)가 인쇄된다. 다음에, 이 크림 솔더의 점성에 의거하여 프린트 기판 위에 전자 부품이 가(假)고정된다. 그 후, 상기 프린트 기판이 리플로우 로(爐)에 유도되고, 소정의 리플로우 공정을 거치는 것으로 솔더링(soldering)이 행해진다. 요즈음은, 리플로우 로에 유도되는 전 단계에 있어서 크림 솔더의 인쇄 상태를 검사할 필요가 있으며, 이러한 검사 시에 3차원 계측 장치가 이용되는 일이 있다.Generally, a printed circuit board is provided with the electrode pattern on the base substrate which consists of glass epoxy resin, and the surface is protected by the resist film. When the electronic component is mounted on the printed board, first, a cream solder is printed at a predetermined position that is not protected by the resist film on the electrode pattern. Next, the electronic component is temporarily fixed on the printed circuit board based on the viscosity of the cream solder. Thereafter, the printed board is guided to a reflow furnace, and soldering is performed by passing through a predetermined reflow process. These days, it is necessary to inspect the printing state of the cream solder in all stages guided to the reflow furnace, and a three-dimensional measuring apparatus may be used at such an inspection.
근래, 광을 이용한 이른바 비접촉식의 3차원 계측 장치가 여러가지로 제안되어 있다. 예를 들면, 위상 시프트법을 이용한 3차원 계측 장치에 있어서는, 조사(照射) 수단에 의해 가시광을 광원으로 한 줄무늬 형상의 분포를 가지는 광 패턴을 피(被)측정물(이 경우, 프린트 기판)에 조사한다. 그리고, CCD 카메라에 의해 피측정물을 촬상하고, 얻은 화상으로부터 상기 광 패턴의 줄무늬의 위상차(差)를 해석 하는 것으로, 크림 솔더의 3차원 형상, 특히 높이가 계측된다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).In recent years, various so-called non-contact three-dimensional measuring devices using light have been proposed in various ways. For example, in the three-dimensional measuring apparatus using the phase shift method, a measurement object (in this case, a printed circuit board) having a light pattern having a stripe-shaped distribution using visible light as a light source by means of irradiation. Investigate. And the three-dimensional shape, especially height of a cream solder is measured by analyzing the phase difference of the stripe of the said optical pattern from the image which imaged the to-be-measured object by a CCD camera (for example, a patent document) 1).
특허문헌 1 : 일본 특개평 5-280945호 공보 Patent Document 1 : Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-280945
그런데, 프린트 기판의 레지스트막은 가시광(可視光)에 대한 투과 특성이 불안정하다. 즉, 레지스트막은 조사 수단에 의해 조사되는 가시광을 투과시키거나 투과시키지 않거나 하는 경우가 있다. 가시광은, 레지스트막을 투과하는 경우에는 베이스 기판 등에서 반사되고, 레지스트막을 투과하지 않는 경우에는 레지스트막의 표면에서 반사되게 된다. 이와 같은 경우, CCD 카메라에 의해 얻어지는 화상에 있어서의 레지스트막 영역에서는, 반사면이 레지스트막인지 베이스 기판인지의 판별을 하기 어렵고, 레지스트막 영역의 높이의 계측이 곤란하게 될 우려가 있다. 본래라면 기판 위에 인쇄된 크램 솔더의 높이를 보다 고(高) 정밀도로 계측하기 위해서는, 그 기판 내에 높이 기준을 채택하는 것이 바람직하다. 그러나, 레지스트막 영역을 높이 기준면으로서 적정하게 이용할 수 없기 때문에, 그 기판 내에 높이 기준을 채택할 수가 없다는 바람직하지 못한 일을 일으킬 우려가 있다.By the way, the resist film of a printed board is unstable in the transmission characteristic with respect to visible light. That is, the resist film may or may not transmit visible light irradiated by the irradiation means. Visible light is reflected by the base substrate or the like when it is transmitted through the resist film, and is reflected by the surface of the resist film when it is not transmitted by the resist film. In such a case, it is difficult to determine whether the reflecting surface is a resist film or a base substrate in the resist film area in the image obtained by the CCD camera, and there is a fear that measurement of the height of the resist film area becomes difficult. In order to measure the height of the cram solder printed on the board | substrate with a high precision, it is preferable to adopt a height reference | standard within the board | substrate. However, since the resist film region cannot be appropriately used as the height reference plane, there is a fear that it is undesirable that the height reference cannot be adopted in the substrate.
거기서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 대상물의 3차원 형상을 계측할 때에, 상기 대상물 내에 높이 기준을 적정하게 설정하는 것 등에 의해, 보다 정확하게 계측할 수 있는 3차원 계측 장치를 제공하는 것에 있다.Then, this invention was made | formed in order to solve the said problem, The objective is the three-dimensional which can be measured more correctly by setting a height reference in the said object suitably, etc. when measuring the three-dimensional shape of an object. It is providing a measuring device.
이하, 상기 목적 등을 해결하는데 적합한 각 수단에 대해 항목을 분류하여 설명한다. 또, 필요에 따라 대응하는 수단에 특유의 작용 효과 등을 부기한다.In the following, items are classified and described for each of the means suitable for solving the above-mentioned purpose and the like. Moreover, a specific effect and the like are added to the corresponding means as necessary.
수단 1Sudan 1
기판 위의 피계측물에 대해, 청색광 및 자외선 중 적어도 한 쪽만을 조사 가능한 조사 수단과, 상기 광이 조사된 피계측물로부터의 반사광 중, 적어도 상기 조사수단으로 조사된 파장을 촬상 가능한 촬상 수단과, 그 촬상 수단으로 촬상된 화상 데이터에 의거하여, 적어도 상기 피계측물의 높이를 연산하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3차원 계측 장치.Irradiating means capable of irradiating at least one of blue light and ultraviolet rays to the measurement object on the substrate; imaging means capable of imaging at least the wavelength irradiated by the irradiation means among reflected light from the measurement object irradiated with the light; And calculating means for calculating at least the height of the measurement object based on image data picked up by the imaging means.
수단 1에 의하면, 조사 수단에 의해 청색광이나 자외선이 기판 위의 피계측물에 조사된다. 이와 같은 비교적 파장이 짧은 광은, 물체의 표면에서 반사되기 쉬운 성질을 구비하고 있다. 상기 조사광보다도 파장이 긴 가시광에 대해, 투과 특성이 불안정하고, 투과하거나 투과하지 않거나 하는 것도 존재한다. 이러한 점에서 수단 1에서는, 피계측물의 투과 특성이 불안정하더라도, 보다 확실히 피계측물의 표면에서 반사를 시킬 수가 있다. 이 때문에, 촬상 수단에 의해 피계측물의 표면을 화상으로서 파악할 수가 있다. 그리고, 연산 수단에 의해, 화상 데이터에 의거하여 연산이 행해지는 것으로, 피계측물의 표면의 위치인 높이를 보다 정확하게 산출할 수 있다. 또, 각 수단에 있어서의 기판이란 프린트 기판, 웨이퍼 기판, 실장 기판 등을 포함하는 취지이다.According to the
수단 2Sudan 2
베이스 기판과 이 베이스 기판의 표면을 피복하고, 평면을 이루는 피막과 피 계측물을 구비한 기판에 대해, 청색광 및 자외선 중 적어도 한 쪽만을 조사 가능한 조사 수단과, 상기 광이 조사된 기판으로부터의 반사광 중, 적어도 상기 조사 수단으로 조사된 파장을 촬상 가능한 촬상 수단과, 그 촬상 수단으로 촬상된 화상 데이터에 의거하고, 상기 피막에 의해 형성된 평면을 높이 기준으로 하여, 적어도 피계측물의 높이를 연산하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3차원 계측 장치.Irradiation means capable of irradiating at least one of blue light and ultraviolet rays to the substrate provided with the base substrate and the surface of the base substrate and having a planar film and a measurement object, and reflected light from the substrate irradiated with the light Among the calculations, at least the height of the measured object is calculated based on the height of the plane formed by the film based on the imaging means capable of imaging the wavelength irradiated by the irradiation means and the image data captured by the imaging means. A three-dimensional measuring device comprising a means.
수단 2에 의하면, 조사 수단에 의해 청색광이나 자외선이 기판에 조사된다. 이와 같은 비교적 파장이 짧은 광은, 물체의 표면에서 반사하기 쉬운 성질을 구비하고 있다. 예를 들면, 조사 수단에 의해 상기 광보다 파장이 긴 가시광을 조사하면, 기판을 피복하는 피막이, 조사된 가시광을 투과하거나 투과하지 않거나 하는 불안정한 투과 특성을 나타내는 경우가 있다. 이 경우, 광의 반사 위치를 판별하기 어렵고, 피막 영역에 높이 기준을 설정할 수 없게 될 우려가 있다. 이러한 점에서 수단 2에서는, 상기 투과 특성이 불안정한 피막일지라도, 보다 확실히 표면 반사를 시킬 수가 있다. 이 때문에, 촬상 수단에 의해 피막의 표면 및 피계측물의 표면을 화상으로서 파악할 수가 있다. 그리고, 연산 수단에 의해 화상 데이터에 의거하여 연산이 행해지는 것으로, 피막의 표면을 높이 기준으로 하여 피계측물의 표면의 위치인 높이를 산출할 수 있다. 따라서, 높이 기준을 피계측물이 설치된 기판 내에 적정하게 설정할 수 있기 때문에, 보다 정확하게 피계측물의 높이를 측정할 수가 있다. 또한, 피계측물의 측정과 동시에 피막도 측정할 수 있다. 이 때문에, 별도의 수단에 의해, 피막의 높이나 별도의 높이 기준을 측정할 필요가 없고, 장치의 복잡화의 억제를 도모할 수가 있다.According to the
수단 3Sudan 3
베이스 기판과, 그 베이스 기판의 표면을 피복하고 평면을 이루는 피막과 피계측물을 구비한 기판에 대해, 자외선만을 조사 가능한 조사 수단과, 상기 광이 조사된 기판으로부터의 반사광 중, 자외선만을 촬상 가능한 촬상 수단과, 그 촬상 수단으로 촬상된 화상 데이터에 의거하고, 상기 피막에 의해 형성된 평면을 높이 기준으로 하여, 적어도 피계측물의 높이를 연산하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3차원 계측 장치.Irradiating means capable of irradiating only ultraviolet rays to the base substrate, the substrate covering the surface of the base substrate and forming a plane, and the measurement object can image only ultraviolet rays among the irradiation means capable of irradiating only the ultraviolet rays and the reflected light from the substrate irradiated with the light And an arithmetic means for calculating at least the height of the object to be measured based on the height of the plane formed by the film on the basis of the image capturing means and the image data picked up by the image capturing means.
수단 3에 의하면, 조사 수단에 의해 자외선이 기판에 조사된다. 이와 같은 비교적 파장이 짧은 광은, 물체의 표면에서 반사되기 쉬운 성질을 구비하고 있다. 예를 들면, 조사 수단에 의해 상기 자외선보다도 파장이 긴 가시광을 조사하면, 기판을 피복하는 피막이, 조사된 가시광을 투과하거나 투과하지 않거나 하는, 불안정한 투과 특성을 나타내는 경우가 있다 . 이 경우, 광의 반사 위치를 판별하기 어렵고, 피막 영역에 높이 기준을 설정할 수 없게 될 우려가 있다. 이러한 점에서 수단 3에서는, 상기 투과 특성이 불안정한 피막일지라도, 보다 확실히 표면 반사를 시킬 수가 있다. 이 때문에, 촬상 수단에 의해 피막의 표면 및 피계측물의 표면을 화상으로서 파악할 수가 있다. 그리고, 연산 수단에 의해 상기 화상 데이터에 의거하여 연산이 행해지는 것으로, 피막의 표면을 높이 기준으로 하여 피계측물의 표면의 위치인 높이를 산출할 수 있다. 따라서, 높이 기준을 피계측물이 설치된 기판 내에 설정할 수 있기 때문에, 보다 정확하게 피계측물의 높이를 측정할 수가 있다. 또한, 피계측물의 측정과 동시에 피막도 측정할 수 있다. 이 때문에, 별도의 수단에 의해 피막의 높이나 별도의 높이 기준을 측정할 필요가 없고, 장치의 복잡화의 억제를 도모할 수가 있다. 더욱이, 촬상 수단이 자외선만을 촬상할 수 있기 때문에, 옥내 조명 장치 등의 조명 장치 이외로부터의 가시광이 기판에 닿을 경우에도, 그 가시광에 영향받는 일 없이, 적절한 화상 데이터를 얻을 수 있다. 이에 더하여, 가시광을 조사했을 경우에는 피막의 색에 의해 반사되는 광량이 적어지고, 촬상하여 얻은 화상 데이터를 이용할 수 없거나, 상기 피막의 색에 따라 가시광의 파장을 변경시킬 필요가 있거나 하는 바람직하지 못한 일이 생길 염려가 있다. 이러한 점에서 수단 3에서는, 피막의 색에 관계없이 표면 반사를 시키는 것이 가능하기 때문에 상기 염려를 불식시킬 수 있다. 또, 「자외선만을 조사 가능한 조사 수단」 대신에, 「자외선을 포함하는 광을 조사 가능한 조사 수단」으로 해도 좋다. 이 경우에도, 조사되는 광 중 자외선이 피막의 표면에서 반사되고, 촬상 수단에 의해 자외선만이 촬상된다. 이 때문에, 피막의 표면을 화상으로서 파악할 수가 있다.According to the
수단 4Sudan 4
상기 기판은 프린트 기판이고, 상기 연산 수단은 상기 피막으로서의 레지스트막의 표면을 높이 기준으로 하여, 적어도 상기 피계측물로서의 크림 솔더의 높이를 연산하는 것이며, 그 크림 솔더의 높이에 의거하여 그 인쇄 상태의 양부를 판정하는 판정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 수단 2 또는 수단 3에 기재된 3차원 계측 장치.The substrate is a printed board, and the calculating means calculates at least the height of the cream solder as the measurement object based on the height of the surface of the resist film as the coating, and based on the height of the cream solder in the printing state. A three-dimensional measuring device according to the
수단 4에 의하면, 프린트 기판의 레지스트막의 표면을 기준으로 하여 크림 솔더의 높이가 연산되고, 그 연산된 높이에 의거하여 양부 판정이 행해진다. 이 때 문에, 크림 솔더를 계측할 때에 상기 효과가 달성되고, 게다가 보다 정확하게 양부 판정을 행할 수가 있다.According to the means 4, the height of the cream solder is calculated on the basis of the surface of the resist film of the printed circuit board, and the acceptance determination is performed based on the calculated height. For this reason, the above-mentioned effect is achieved when measuring the cream solder, and moreover, it is possible to make the quality determination more accurately.
수단 5
상기 기판은 웨이퍼 기판이고, 상기 연산 수단은 상기 피막으로서의 산화막의 표면을 높이 기준으로 하여 적어도 상기 피계측물로서의 솔더 범프의 높이를 연산하는 것이며, 그 솔더 범프의 높이에 의거하여 그 형상의 양부를 판정하는 판정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 수단 2 또는 수단 3에 기재된 3차원 계측 장치.The substrate is a wafer substrate, and the calculating means calculates at least the height of the solder bumps as the measurement object based on the height of the surface of the oxide film as the coating, and based on the height of the solder bumps, A three-dimensional measuring apparatus according to the
수단 5에 의하면, 웨이퍼 기판의 산화막의 표면을 기준으로 하여, 솔더 범프의 높이가 연산되고, 그 연산된 높이에 의거하여 양부 판정이 행해진다. 이 때문에, 솔더 범프를 계측할 때에 상기 효과가 달성되고, 게다가 보다 정확하게 양부 판정을 행할 수가 있다.According to the
수단 6Sudan 6
상기 연산 수단은 1회의 높이 연산에 복수의 화상 데이터를 이용하는 것이며, 상기 조사 수단은 상기 복수의 화상 데이터를 얻기 위한 촬상 때마다, 동일 파장의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 수단 1 내지 수단 5의 어느 것인가에 기재된 3차원 계측 장치.The calculating means uses a plurality of image data in one height calculation, and the irradiation means irradiates light of the same wavelength every time the imaging for obtaining the plurality of image data is performed. The three-dimensional measuring apparatus in any one of them.
수단 6에 의하면, 조사 수단에 의해 조사되는 광은 촬상 때마다 광의 파장이 변경되는 일 없이, 동일한 파장의 광이 이용된다. 이 때문에, 상기 촬상 수단이 렌즈를 가지는 경우일지라도, 광의 굴절이 변하지 않는다. 따라서, 조명의 파장에 의해 얻어지는 화상에 어긋남이 생기는 바와 같은 바람직하지 못한 점을 억제할 수 있다. 그 결과, 피계측물의 높이의 산출 정밀도를 향상시킬 수가 있다.According to the means 6, the light irradiated by the irradiating means uses light having the same wavelength without changing the wavelength of the light each time the image is taken. For this reason, even if the imaging means has a lens, the refraction of light does not change. Therefore, it is possible to suppress undesirable points such as deviations in the image obtained by the wavelength of illumination. As a result, the calculation accuracy of the height of the measured object can be improved.
수단 7Sudan 7
상기 조사 수단은 250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 파장의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 수단 1 내지 수단 6의 어느 것인가에 기재된 3차원 계측 장치.The said irradiation means irradiates light of the wavelength of 250 nm or more and 430 nm or less, The three-dimensional measuring apparatus in any one of
수단 7에 의하면, 조사 수단에 의해 250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 파장의 광이 조사된다. 이 때문에, 투과 특성이 불안정한 것에 대해서도, 보다 확실하게 표면 반사를 시킬 수가 있다. 따라서, 촬상 수단에 의해 상기 피막이나 상기 피계측물 등의 표면을 화상으로서 확실히 파악할 수가 있다. 또, 「250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하」 대신에, 「300㎚ 이상이고 또한 380㎚ 이하」 또는 「300㎚ 이상이고 또한 350㎚ 이하」로 해도 좋다. 이 경우, 투과 특성이 불안정한 것에 대해서도 보다 가일층 확실하게 표면 반사시킬 수가 있다. 더욱이, 「250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 파장의 광」 대신에, 「250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」, 「300㎚ 이상이고 또한 380㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」 또는 「300㎚ 이상이고 또한 350㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」으로 해도 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.According to the means 7, light having a wavelength of 250 nm or more and 430 nm or less is irradiated by the irradiation means. For this reason, surface reflection can be made more reliably also about the instability of a transmission characteristic. Therefore, the surface of the film | membrane, the said measured object, etc. can be grasped | ascertained as an image by an imaging means. Instead of "250 nm or more and 430 nm or less", "300 nm or more and 380 nm or less" or "300 nm or more and 350 nm or less" may be used. In this case, even if the transmission characteristic is unstable, the surface can be reflected more reliably. Furthermore, instead of "light having a wavelength of 250 nm or more and 430 nm or less", "light having a peak of a wavelength within a range of 250 nm or more and 430 nm or less", "300 nm or more and a range of 380 nm or less A similar effect can be obtained even when the light having a peak of a wavelength in the light "or" the light having a peak of a wavelength in the range of 300 nm or more and 350 nm or less "is obtained.
수단 8Sudan 8
상기 조사 수단은 60㎚ 이내의 파장역의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 수단 1 내지 수단 7의 어느 것인가에 기재된 3차원 계측 장치.The said irradiation means irradiates the light of the wavelength range within 60 nm, The three-dimensional measuring apparatus in any one of
수단 8에 의하면, 조사 수단에 의해 조사시키는 광의 파장역은 60㎚ 이내로 비교적 좁게 설정되어 있다. 일반적으로, 렌즈를 투과할 때의 광의 굴절은 파장에 따라 다르고, 파장역이 넓은 경우에는 색수차(色收差)를 일으킬 우려가 있다. 이러한 점에서, 수단 8에서는 조명 장치나 촬상 수단이 렌즈를 가지는 경우에서도, 파장역이 좁고, 조사나 촬상 시에 생기는 색수차를 억제할 수 있다. 즉, 조사되는 광이 번지거나 촬상된 화상 데이터가 흐려지거나 하는 일 없이, 샤프한 화상 데이터가 얻어진다. 따라서, 그 화상 데이터에 의거한 피계측물의 높이의 산출 정밀도의 향상을 도모할 수가 있다. 또, 「60㎚ 이내」 대신에 「30㎚ 이내」로 해도 좋다. 이 경우, 색수차를 더욱 억제할 수가 있고, 그 결과, 화상 데이터에 의거한 피계측물의 높이의 산출 정밀도의 더한층의 향상을 도모할 수가 있다.According to the means 8, the wavelength range of light irradiated by the irradiating means is relatively narrowly set within 60 nm. In general, the refraction of light at the time of passing through the lens depends on the wavelength, and when the wavelength range is wide, there is a fear of causing chromatic aberration. In view of this, even in the case where the lighting device or the imaging means has a lens, the wavelength range is narrow, and chromatic aberration generated during irradiation or imaging can be suppressed. In other words, sharp image data can be obtained without blurring of irradiated light or blurring of the captured image data. Therefore, the calculation accuracy of the height of the measured object based on the image data can be improved. In addition, it is good also as "30 nm or less" instead of "60 nm or less." In this case, chromatic aberration can be further suppressed, and as a result, further improvement of the calculation precision of the height of the measured object based on image data can be aimed at.
수단 9Sudan 9
기판 위의 피계측물에 대해, 적색광 및 적외선 중 적어도 한 쪽만을 조사 가능한 조사 수단과, 상기 광이 조사된 피계측물로부터의 반사광 중, 적어도 상기 조사 수단으로 조사된 파장을 촬상 가능한 촬상 수단과, 그 촬상 수단으로 촬상된 화상 데이터에 의거하여, 적어도 상기 피계측물의 높이를 연산하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3차원 계측 장치.Irradiating means capable of irradiating at least one of red light and infrared ray to the measurement object on the substrate; imaging means capable of imaging at least the wavelength irradiated by the irradiation means among reflected light from the measurement object irradiated with the light; And calculating means for calculating at least the height of the measurement object based on image data picked up by the imaging means.
수단 9에 의하면, 조사 수단에 의해 적색광이나 적외선이 기판 위의 피계측물에 조사된다. 이와 같은 비교적 파장이 긴 광은 물체를 투과하기 쉬운 성질을 구비하고 있다. 상기 조사광보다 파장이 짧은 가시광에 대해, 투과 특성이 불안정하고 투과시키거나 투과시키지 않기도 하는 것도 존재한다. 예를 들면, 피계측물의 투과 특성이 안정되어 있고, 가시광을 표면 반사 가능한 경우일지라도, 기판 위의 피계측물 이외의 것의 투과 특성이 불안정한 경우가 있다. 이러한 점에서, 수단 9 에서는, 조사광이 적색광이나 적외선이기 때문에, 상기 투과 특성이 불안정한 것에 대해, 조사광을 투과시킬 수가 있다. 이 때문에, 촬상 수단에 의해 확실히 표면 반사 가능한 것(피계측물 등)의 표면만을 보다 확실히 파악할 수가 있다. 그리고, 연산 수단에 의해, 화상 데이터에 의거하여 연산이 행해지는 것으로, 피계측물의 표면의 위치인 높이를 보다 정확하게 산출할 수 있다. 또, 각 수단에 있어서의 기판이란 프린트 기판, 웨이퍼 기판, 실장 기판 등을 포함하는 취지이다.According to the means 9, red light or infrared rays are irradiated to the measurement object on the substrate by the irradiation means. Light having such a relatively long wavelength has a property of easily transmitting an object. For visible light having a wavelength shorter than that of the irradiated light, there is also a case where the transmission characteristic is unstable and not transmitted or transmitted. For example, even when the transmission property of the measurement object is stable and the visible light can be surface-reflected, the transmission property of other than the measurement object on the substrate may be unstable. In this regard, in the means 9, since the irradiation light is red light or infrared light, the irradiation light can be transmitted while the transmission characteristic is unstable. For this reason, only the surface of the thing (surface to be measured) etc. which can be surely reflected by the imaging means can be grasped | ascertained more reliably. And calculation is performed based on image data by arithmetic means, and the height which is a position of the surface of a to-be-measured object can be calculated more accurately. In addition, the board | substrate in each means is a meaning containing a printed board, a wafer board | substrate, a mounting board | substrate, etc ..
수단 1OSudan 1O
베이스 기판과, 이 베이스 기판 위에 형성된 전극 패턴과, 상기 베이스 기판 및 전극 패턴의 표면을 피복하는 피막과 피계측물을 구비한 기판에 대해, 적색광 및 적외선 중 적어도 한 쪽만을 조사 가능한 조사 수단과, 상기 광이 조사된 기판으로부터의 반사광 중, 적어도 상기 조사 수단으로 조사된 파장을 촬상 가능한 촬상 수단과, 그 촬상 수단으로 촬상된 화상 데이터에 의거하여, 상기 전극 패턴 또는 베이스 기판을 높이 기준으로 하여, 적어도 피계측물의 높이를 연산하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3차원 계측 장치.Irradiating means capable of irradiating only at least one of red light and infrared rays to a substrate having a base substrate, an electrode pattern formed on the base substrate, a film covering the surfaces of the base substrate and the electrode pattern, and a measurement object; Based on the imaging means which can image the wavelength irradiated by the said irradiation means at least among the reflected light from the said light irradiation substrate, and the image data image | photographed by the said imaging means, based on the said electrode pattern or a base substrate, And a calculating means for calculating at least the height of the object to be measured.
수단 10에 의하면, 조사 수단에 의해 적색광이나 적외선이 기판에 조사된다. 이와 같은 비교적 파장이 긴 광은 물체를 투과하기 쉬운 성질을 구비하고 있다. 예를 들면, 조사 수단에 의해 상기 광보다 파장이 짧은 가시광을 조사하면, 기판을 피복하는 피막이, 조사된 가시광을 투과시키거나 투과시키지 않거나 하는, 불안정한 투과 특성을 나타내는 경우가 있다. 이 경우, 광의 반사 위치를 판별하기 어렵고, 피막 영역에 높이 기준을 설정할 수 없게 될 우려가 있다. 이러한 점에서 수단 10에서는 조사광이 적색광이나 적외선이기 때문에, 상기 투과 특성이 불안정한 피막에 대해서, 조사광을 보다 확실히 투과시키고, 피막 아래에 있는 전극 패턴이나 베이스 기판에서 반사시킬 수가 있다. 이 때문에, 촬상 수단에 의해 피계측물 뿐만이 아니라 전극 패턴이나 베이스 기판을 화상으로서 파악할 수가 있다. 그리고, 연산 수단에 의해 화상 데이터에 의거하여 연산이 행해지는 것으로, 전극 패턴이나 베이스 기판을 높이 기준으로 해서 피계측물의 표면의 위치인 높이를 산출할 수 있다. 따라서, 높이 기준을 피계측물이 설치된 기판 내에 적정하게 설정할 수 있기 때문에, 보다 정확하게 피계측물의 높이를 측정할 수가 있다.According to the
수단 11
베이스 기판과, 이 베이스 기판 위에 형성된 전극 패턴과, 상기 베이스 기판 및 전극 패턴의 표면을 피복하는 피막과 피계측물을 구비한 기판에 대해, 적외선만을 조사 가능한 조사 수단과, 상기 광이 조사된 기판으로부터의 반사광 중, 적외선만을 촬상 가능한 촬상 수단과, 그 촬상 수단으로 촬상된 화상 데이터에 의거하고, 상기 전극 패턴 또는 베이스 기판을 높이 기준으로 하여, 적어도 피계측물의 높이를 연산하는 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 3차원 계측 장치.Irradiation means capable of irradiating only infrared rays to a substrate provided with a base substrate, an electrode pattern formed on the base substrate, a film covering the surfaces of the base substrate and the electrode pattern, and a measurement object, and a substrate irradiated with the light Image pickup means capable of picking up only infrared rays, and calculation means for calculating at least the height of the measured object based on the height of the electrode pattern or the base substrate based on the image data picked up by the image pickup means. Three-dimensional measuring device characterized in that.
수단 11에 의하면, 조사 수단에 의해 적외선이 기판에 조사된다. 이와 같은 비교적 파장이 긴 광은, 물체의 표면을 투과하기 쉬운 성질을 구비하고 있다. 예를 들면, 조사 수단에 의해 상기 적외선보다 파장이 짧은 가시광을 조사하면, 기판을 피복하는 피막이, 조사된 가시광을 투과시키거나 투과시키지 않거나 하는, 불안정한 투과 특성을 나타내는 경우가 있다. 이 경우, 광의 반사 위치를 판별하기 어렵 고, 피막 영역에 높이 기준을 설정할 수 없게 될 우려가 있다. 이러한 점에서 수단 11에서는, 조사광이 적색광이나 적외선이기 때문에, 상기 투과 특성이 불안정한 피막에 대해 조사광을 보다 확실히 투과시키고, 피막 아래에 있는 전극 패턴이나 베이스 기판에서 반사시킬 수가 있다. 이 때문에, 촬상 수단에 의해 피계측물 뿐만이 아니라 전극 패턴이나 베이스 기판을 화상으로서 파악할 수가 있다. 그리고, 연산 수단에 의해 화상 데이터에 의거하여 연산이 행해지는 것으로, 전극 패턴이나 베이스 기판을 높이 기준으로 하여 피계측물의 표면의 위치인 높이를 산출할 수 있다. 따라서, 높이 기준을 피계측물이 설치된 기판 내에 적정하게 설정할 수 있기 때문에, 보다 정확하게 피계측물의 높이를 측정할 수가 있다. 더욱이, 촬상 수단이 적외선 만을 촬상 가능하기 때문에, 옥내 조명 장치 등 조명 장치 이외로부터의 가시광이 기판에 닿는 경우일지라도, 그 가시광에 영향받는 일 없이, 적절한 화상 데이터를 얻을 수가 있다. 이에 더하여, 가시광을 조사한 경우에는, 피막의 색에 의해 반사되는 광량이 적어지고, 촬상하여 얻은 화상 데이터를 이용할 수 없거나, 상기 피막의 색에 따라서 가시광의 파장을 변경할 필요가 있거나 하는 바람직하지 못한 일을 일으킬 염려가 있다. 이러한 점에서 수단 11에서는, 피막의 색에 관계없이 조사광을 피막에 대해서 투과시키고, 피막 아래의 전극 패턴이나 베이스 기판에서 반사시키는 것이 가능하기 때문에, 상기 염려를 불식시킬 수 있다. 또, 「적외선만을 조사 가능한 조사 수단」 대신에 「적외선을 포함하는 광을 조사 가능한 조사 수단」이라고 해도 좋다. 이 경우일지라도, 조사되는 광 중 적외선이 피막의 표면을 투과하여 전극 패턴이나 베이스 기판에 의해 반사되고, 촬상 수단에 의해 적외선만이 촬상된다. 이 때문에, 피막이 화상으로 되는 일 없이, 높이 기준으로 되는 전극 패턴이나 베이스 기판을 화상으로서 파악할 수가 있다.According to the
수단 12.
상기 기판은 프린트 기판이며, 상기 연산 수단은 상기 피막으로서의 레지스트막 아래의 전극 패턴 또는 베이스 기판을 높이 기준으로 하여 적어도 상기 피계측물로서의 크림 솔더의 높이를 연산하는 것이고, 그 크림 솔더의 높이에 의거하여 그 인쇄 상태의 양부를 판정하는 판정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 수단 10 또는 수단 11에 기재된 3차원 계측 장치.The substrate is a printed substrate, and the calculating means calculates at least the height of the cream solder as the measurement object based on the height of the electrode pattern under the resist film or the base substrate as the coating, based on the height of the cream solder. And a judging means for judging the quality of the printing state. A three-dimensional measuring apparatus according to the
수단 12에 의하면, 프린트 기판의 레지스트막 아래의 전극 패턴 또는 베이스 기판을 기준으로 하여 크림 솔더의 높이가 연산되고, 그 연산된 높이에 의거하여 양부 판정이 행해진다. 그 때문에, 크림 솔더를 계측할 때에 상기 효과가 달성되고, 게다가 보다 정확하게 양부 판정을 행할 수가 있다.According to the
수단 13.Sudan 13.
상기 기판은 웨이퍼 기판이며, 상기 연산 수단은 상기 피막으로서의 산화막 아래의 웨이퍼면을 기준으로 하여 적어도 상기 피계측물로서의 솔더 범프의 높이를 연산하는 것이며, 그 솔더 범프의 높이에 의거하여 그 형상의 양부를 판정하는 판정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 수단 10 또는 수단 11에 기재된 3차원 계측 장치.The substrate is a wafer substrate, and the calculating means calculates at least the height of the solder bumps as the measurement object based on the wafer surface under the oxide film as the coating film, and the shape of the shape is based on the height of the solder bumps. 3. A three-dimensional measuring apparatus according to the
수단 13에 의하면, 웨이퍼 기판의 산화막 아래의 웨이퍼면을 기준으로 하여 솔더 범프의 높이가 연산되고, 그 연산된 높이에 의거하여 양부 판정이 행해진다. 그 때문에, 솔더 범프를 계측할 때 상기 효과가 달성되고, 게다가 보다 정확하게 양부 판정을 행할 수가 있다.According to the means 13, the height of the solder bumps is calculated on the basis of the wafer surface under the oxide film of the wafer substrate, and the acceptance judgment is performed based on the calculated height. Therefore, when measuring a solder bump, the said effect is achieved, and also it can carry out a judgment of more correctly.
수단 14.Sudan 14.
상기 연산 수단은 1회의 높이 연산에 복수의 화상 데이터를 이용하는 것이며, 상기 조사 수단은 상기 복수의 화상 데이터를 얻기 위한 촬상 때마다, 동일 파장의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 수단 9 내지 수단 13의 어느 것인가에 기재된 3차원 계측 장치.The calculating means uses a plurality of image data in one height calculation, and the irradiation means irradiates light of the same wavelength every time the imaging for obtaining the plurality of image data is performed. The three-dimensional measuring apparatus in any one of them.
수단 14에 의하면, 조사 수단에 의해 조사되는 광은 촬상 때마다 광의 파장이 변경되는 일 없이 동일한 파장의 광이 이용된다. 이 때문에, 상기 촬상 수단이 렌즈를 가지는 경우일지라도 광의 굴절이 변하지 않는다. 따라서, 조명의 파장에 의해 얻어지는 화상에 어긋남이 생긴다고 하는 바람직하지 못한 점을 억제할 수 있다. 그 결과, 피계측물의 높이의 산출 정밀도를 향상시킬 수가 있다.According to the means 14, the light irradiated by the irradiating means uses light having the same wavelength without changing the wavelength of the light each time the image is taken. For this reason, even if the imaging means has a lens, the refraction of light does not change. Therefore, it is possible to suppress the undesirable point that a deviation occurs in the image obtained by the wavelength of illumination. As a result, the calculation accuracy of the height of the measured object can be improved.
수단 15.
상기 조사 수단은 680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 파장의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 수단 9 내지 수단 14의 어느 것인가에 기재된 3차원 계측 장치.Said irradiation means irradiates light of wavelength 680 nm or more and 1500 nm or less, The three-dimensional measuring apparatus in any one of means 9-14.
수단 15에 의하면, 조사 수단에 의해 680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 파장의 광이 조사된다. 이 때문에, 투과 특성이 불안정한 것에 대해서도 보다 확실히 표면 반사를 시킬 수가 있다. 따라서, 촬상 수단에 의해 상기 피막이나 상기 피계측물 등의 표면을 화상으로서 확실히 파악할 수가 있다. 또, 「680㎚ 이상이고 또 한 1500㎚ 이하」 대신에 「680㎚ 이상이고 또한 1000㎚ 이하」 또는 「1000㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하」라고 해도 좋고, 더욱이 「780㎚ 이상이고 또한 900㎚ 이하」 또는 「1100㎚ 이상이고 또한 1400㎚ 이하」로 해도 좋다. 아울러, 「680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 파장의 광」 대신에 「680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」, 「680㎚ 이상이고 또한 1000㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」 또는 「1000㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」으로 해도 좋고, 더욱이 「780㎚ 이상이고 또한 900㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」 또는 「1100㎚ 이상이고 또한 1400㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광」으로 해도 좋다.According to the
수단 16
상기 조사 수단은 60㎚ 이내의 파장역의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 수단 9 내지 수단 15의 어느 것인가에 기재된 3차원 계측 장치.The said irradiation means irradiates the light of the wavelength range within 60 nm, The three-dimensional measuring apparatus in any one of means 9 thru | or 15 characterized by the above-mentioned.
수단 16에 의하면, 조사 수단에 의해 조사시키는 광의 파장역은 60㎚ 이내로 비교적 좁게 설정되어 있다. 일반적으로, 렌즈를 투과할 때의 광의 굴절은 파장에 따라 다르고, 파장역이 넓은 경우에는 색수차를 일으킬 우려가 있다. 이러한 점에서 수단 16에서는, 조명 장치나 촬상 수단이 렌즈를 가지는 경우일지라도 파장역이 좁고, 조사나 촬상 시에 생기는 색수차를 억제할 수 있다. 즉, 조사되는 광이 번지거나 촬상된 화상 데이터가 흐려지거나 하는 일 없이 샤프한 화상 데이터를 얻을 수 있다. 따라서, 그 화상 데이터에 의거한 피계측물의 높이의 산출 정밀도의 향상을 도모할 수가 있다. 또, 「60㎚ 이내」 대신에 「30㎚ 이내」로 해도 좋다. 이 경우, 색수차를 더욱 억제할 수가 있으며, 그 결과, 화상 데이터에 의거한 피계측물의 높이의 산출 정밀도가 가일층 향상되도록 도모할 수가 있다.According to the
(실시예)(Example)
이하, 하나의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판으로서의 프린트 기판(1)은 평판 형상을 이루고(평면을 구비하고), 유리 에폭시 등으로 이루어지는 베이스 기판(2)에 동박(銅箔)으로 이루어지는 전극 패턴(3)이 설치되어 있다. 더욱이, 상기 전극 패턴(3) 위에는 피계측물로서의 크림 솔더(4)가 인쇄 형성되어 있다. 또한, 프린트 기판(1)은 전극 패턴(3)의 소정 배선 부분 이외에 크림 솔더(4)가 실리지 않도록, 피막으로서의 반투명의 레지스트막(5)에 의해 코팅되어 있다. 또, 레지스트막(5)의 표면은 대략 일정 높이의 평면을 이루고 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment is described, referring drawings. As shown in FIG. 2, the printed
도 1은 본 실시의 형태에 있어서의 3차원 계측 장치를 구비하는 인쇄 상태 검사 장치(8)를 모식적으로 도시하는 개략구성도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 인쇄 상태 검사 장치(8)는 프린트 기판(1)을 재치(載置)하기 위한 데이블(9)과, 프린트 기판(1)의 표면에 대해 비스듬한 상방으로부터 소정의 광 성분 패턴을 조사하기 위한 조사 수단을 구성하는 조명 장치(10)와, 프린트 기판(1) 위의 상기 조사된 부분을 촬상하기 위한 촬상 수단을 구성하는 CCD 카메라(11)와, 인쇄 상태 검사 장치(8) 내에 있어서의 각종 제어나 화상 처리, 연산 처리를 실시하기 위한 제어장치(12)를 구비하고 있다.FIG. 1: is a schematic block diagram which shows typically the printing state inspection apparatus 8 provided with the three-dimensional measuring apparatus in this embodiment. As shown in the figure, the printing state inspection apparatus 8 includes a table 9 for mounting the printed
상기 테이블(9)에는 모터(15), (16)가 설치되고 있으며, 이 모터(15), (16) 가 제어장치(12)에 의해 구동 제어되는 것에 의해, 테이블(9) 위에 재치된 프린트 기판(1)이 임의의 방향((X축 방향 및 Y축 방향)으로 슬라이드 되도록 되어 있다.The table 9 is provided with
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 조명 장치(10)는 광원(17)과, 이 광원(17)으로부터의 광을 모으는 집광렌즈(18)와, 조사 렌즈(19)와, 양 렌즈(18), (19) 사이에 배설된 액정 광학 셔터(21)를 구비하고 있다. 광원(17)으로부터의 광은 액정 광학 셔터(21)를 개재하여 프린트 기판(1) 위에 조사되는 것으로, 특히 프린트 기판(1)에 대해 조도가 정현파 형상으로 변화하는 줄무늬 형상의 광 패턴이 조사된다. 또한, 액정 광학 셔터(21)는 상기 광 패턴의 위상이 소정 피치씩 변화되도록 되어 있다.As shown in FIG. 3, the
더욱이, 상기 광원(17)으로부터 조사되는 광은, 도 4에 도시하는 바와 같이 크림 솔더(4)의 표면 뿐만이 아니라, 레지스트막(5)의 표면에서도 반사되도록 그 파장이 설정되어 있다. 단, 본 실시의 형태에서는, 광원(17)은 자외선을 조사하는 것이며, 예를 들면 LED, UV 램프 등이 이용된다. 자외선과 같은 비교적 짧은 파장의 광은 표면 반사되기 쉬우므로, 레지스트막(5)과 같은 반투명인 것에 대해서도 보다 확실히 그 표면에서 반사시키는 것이 가능해진다. 또한, 집광 렌즈(18) 및 조사 렌즈(19)는 상기 파장의 광을 투과 가능하며, CCD 카메라(11)는 자외선만을 촬상 가능하게 되어 있다.In addition, the wavelength is set so that the light irradiated from the light source 17 is reflected not only on the surface of the cream solder 4 but also on the surface of the resist
특히, 상기 조사시키는 광의 파장역은 비교적 좁게 설정되어 있다. 일반적으로, 렌즈를 투과할 때의 광의 굴절은 파장에 따라 다르며, 파장역이 넓은 경우에는 색수차를 일으킬 우려가 있다. 이러한 점에서 본 실시의 형태에서는, 파장역을 좁 게 하는 것으로, 조사나 촬상 시에 생기는 색수차를 억제할 수 있어, 샤프한 화상을 얻을 수 있도록 되어 있다.In particular, the wavelength range of the light to be irradiated is set relatively narrow. In general, the refraction of light when passing through a lens depends on the wavelength, and there is a fear that chromatic aberration occurs when the wavelength range is wide. From this point of view, by narrowing the wavelength range, the chromatic aberration generated at the time of irradiation or imaging can be suppressed, and a sharp image can be obtained.
여기서, 인쇄 상태 검사 장치(8)에 있어서의 검사 순서에 대해 설명한다. 우선, 프린트 기판(1)이 테이블(9) 위에 재치되면, 제어장치(12)는 모터(15), (16)을 구동 제어하여 소정의 위치에 이동시키고, 프린트 기판(1)을 초기 위치로 이동시킨다. 이 초기 위치는 예를 들면 CCD 카메라(11)의 시야의 크기를 1단위로서 프린트 기판(1)의 표면을 미리 분할해 둔 것 중의 1개의 위치이다.Here, the inspection procedure in the print state inspection apparatus 8 will be described. First, when the printed
그리고, 제어장치(12)는 조명 장치(10)를 구동 제어하여 광 패턴의 조사를 개시한다. 조사된 광은, 크림 솔더(4)나 레지스트막(5) 등의 프린트 기판(1)의 표면에서 반사되고, 그 반사광이 CCD 카메라(11)에 의해 촬상된다. 또한, 이 때 광 패턴의 위상을 예를 들면 4분의 1 피치씩 시프트시켜 4종류의 광 패턴을 순차 전환 제어한다. 더욱이, 이와 같이 해서 각 광 패턴의 조사가 행해지고 있는 동안에, 제어장치(12)는 CCD 카메라(11)를 구동 제어하고, 이들 광 패턴마다 검사 에리어 부분을 촬상하여, 각각 4화면 분량의 화상 데이터를 얻는다.And the
그런데, 제어장치(12)는 화상 메모리를 구비하고 있고, 화상 데이터를 순차 기억한다. 이 기억한 화상 데이터에 의거하여, 제어장치(12)는 각종 화상 처리를 행한다. 이러한 화상 처리가 행해지고 있는 동안에, 제어장치(12)는 모터(15), (16)를 구동 제어하여 테이블(9)을 다음의 검사 에리어로 이동시킨다. 제어장치 (12)는 여기서의 화상 데이터에 대해서도 화상 메모리에 격납한다. 한편, 화상 메모리에서의 화상 처리가 일단 종료된 경우, 이미 화상 메모리에는 다음의 화상 데 이터가 기억되어 있기 때문에, 신속하게 제어장치(12)는 다음의 화상 처리를 행할 수가 있다. 즉, 검사는, 한쪽에서 다음의 검사 에리어(m+1번째)로의 이동 및 화상 입력을 행하고, 다른 쪽에서는 m번째의 화상 처리 및 비교 판정을 행한다. 이후, 모든 검사 에리어에서의 검사가 완료될 때까지, 교대로 마찬가지의 상기 병행 처리가 반복 실행된다. 이와 같이, 본 실시의 형태의 인쇄 상태 검사 장치(8)에 있어서는, 제어장치(12)의 제어에 의해 검사 에리어를 이동하면서 순차 화상 처리를 행하는 것에 의해, 프린트 기판(1) 위의 크림 솔더(4)의 인쇄 상태를 고속이고도 확실하게 검사할 수가 있도록 되어 있다.By the way, the
다음에, 제어장치(12)가 행하는 화상 처리 및 연산 처리, 및 비교 판정 처리에 대해 설명한다. 제어장치(12)는 얻어진 4화면의 화상 데이터를 이용하여 검사 에리어 내의 높이를 산출한다. 검사 에리어에 투영된 광 패턴에 관하여, 높이의 상위에 의거한 위상의 차이가 생긴다. 거기서, 제어장치(12)에서는 각 광 패턴의 화상 데이터를 이용하고, 위상 시프트법(줄무늬 주사법)의 원리에 의거하여 반사면의 높이를 산출하는 것이다. 이와 같이 해서 얻어진 높이 데이터는, 촬상 화면의 화소 단위로 연산되고, 제어장치(12)의 메모리에 격납된다.Next, the image processing and arithmetic processing which the
얻어진 높이 데이터 중, 평면을 이루는 레지스트막(5) 영역의 높이를 프린터 기판(1)의 높이 기준으로 하여, 그 프린트 기판(1)에 대한 인쇄된 크림 솔더(4)의 높이가 산출된다. 또한, 상기 크림 솔더(4)의 높이를 적분하는 것에 의해, 인쇄된 크림 솔더(4)의 양이 산출된다. 그리고, 이와 같이 해서 구한 크림 솔더(4)의 높이, 양 등의 데이터가 미리 기억되어 있는 기준 데이터와 비교 판정되고, 이 비교 결과가 허용 범위 내에 있는지 여부에 따라, 그 검사 에리어에 있어서의 크림 솔더(4)의 인쇄 상태의 양부가 판정되는 것이다.The height of the printed cream solder 4 with respect to the printed
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태에 의하면 조명 장치(10)에 의해 자외선을 조사하는 것에 의해, 반투명의 레지스트막(5)일지라도 확실하게 그 표면에서 광을 반사시킬 수가 있다. 이 때문에, 인쇄 상태의 양부를 판정하고자 하는 크림 솔더(4)가 인쇄된 프린트 기판(1) 내의 레지스트막(5)의 표면을 검출할 수가 있음과 동시에, 그 표면을 기준 높이로서 이용할 수 있다. 그 결과, 동일한 프린트 기판(1) 이외에 높이 기준을 채택하는 경우에 비해, 크림 솔더(4)의 높이를 보다 정확히 산출할 수 있다.As described above in detail, according to the present embodiment, by irradiating ultraviolet rays with the
또한, 크림 솔더(4)의 높이 측정과 동시에, 레지스트막(5)의 높이도 측정할 수 있다. 이 때문에, 별도의 수단에 의해 레지스트막의 높이나 별도의 높이 기준을 측정할 필요가 없고, 장치의 복잡화의 억제를 도모할 수가 있다.In addition, the height of the resist
더욱이, 인쇄 상태 검사 장치(8)는 옥내 조명 장치가 구비된 옥내에 설치되는 것이 일반적이다. 일반적으로, 이 옥내 조명 장치에 있어서는 가시광의 방사 에너지가 크고, 본 실시의 형태에서 채용하는 짧은 파장의 광의 방사 에너지가 가시광에 비해 충분히 작다. 이 때문에, 옥내 조명 장치로부터의 광이 프린트 기판(1)에 조사되어 버리는 경우일지라도, CCD 카메라(11)에 의해 촬상된 화상을 처리할 수 없게 되는 바와 같은 바람직하지 못한 일이 생기기 어렵다.Moreover, the printing state inspection apparatus 8 is generally installed indoors with the indoor lighting device. Generally, in this indoor lighting device, the radiation energy of visible light is large, and the radiation energy of the light of short wavelength employ | adopted by this embodiment is sufficiently small compared with visible light. For this reason, even if the light from the indoor lighting device is irradiated to the printed
더욱이 또한, 가시광을 조사했을 경우에는, 레지스트막(5)의 색에 의해 반사되는 광량이 적어지고, 촬상해서 얻은 화상 데이터를 이용할 수 없게 되거나, 상기 레지스트막(5)의 색에 따라 가시광의 파장을 변경할 필요가 있거나 하는 등의 바람직하지 못한 일이 생길 염려가 있다. 이러한 점에서 본 실시의 형태에서는, 레지스트막(5)의 색에 관계없이 표면 반사를 시키는 것이 가능하기 때문에, 상기 염려를 불식시킬 수 있다.Furthermore, when the visible light is irradiated, the amount of light reflected by the color of the resist
이에 더하여, 조명 장치(10)로부터 조사되는 광의 파장역이, 상술한 대로 비교적 좁게 설정되어 있다. 이 때문에, 색수차가 생기기 어렵고, 광 패턴이 번지거나 촬상된 화상 데이터가 흐려지거나 하는 일 없이, 샤프한 화상 데이터를 얻을 수 있다. 따라서,이 화상 데이터에 의거한 크림 솔더(4)의 높이, 양 등의 산출 정밀도의 향상을 도모할 수가 있다.In addition, the wavelength range of the light irradiated from the illuminating
아울러 광 패턴은, 광 패턴마다 광의 파장이 변경되는 일 없이, 동일한 파장의 광이 이용된다. 즉, 광 패턴을 변경하더라도 렌즈를 투과할 때의 광의 굴절이 변하지 않도록 되어 있다. 이 때문에, 조명의 파장에 의해 얻어지는 화상에 어긋남이 생기는 바와 같은 바람직하지 못한 점을 억제할 수 있다. 그 결과, 화상 데이터에 의거한 크림 솔더(4)의 높이, 양 등의 산출 정밀도를 향상시킬 수가 있다.In addition, the light of the same wavelength is used for a light pattern, without changing the wavelength of light for every light pattern. That is, even if the light pattern is changed, the refraction of the light when passing through the lens does not change. For this reason, it is possible to suppress undesirable points such as deviations in the image obtained by the wavelength of illumination. As a result, calculation accuracy, such as height and quantity of the cream solder 4 based on image data, can be improved.
이상에서 설명한 실시의 형태에 있어서, 예를 들면, 다음과 같이 구성의 일부를 적절히 변경하여 실시하는 것도 가능하다. 물론, 이하에서 예시하지 않은 다른 변경예도 당연히 가능하다.In embodiment described above, it is also possible to change a part of structure suitably as follows, for example. Of course, other modifications not exemplified below are naturally possible.
(a) 상기 실시의 형태에서는, 조명 장치(10)로부터 자외선이 조사되도록 되어 있지만, 레지스트막(5)의 표면에서 반사시키는 것이 가능하다면, 청색광이어도 좋다. 이 경우, CCD 카메라는 청색광을 촬상 가능한 것으로 할 필요가 있다. 또, 조명 장치(10)에 의해 조사되는 광은 250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 파장이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 300㎚ 이상이고 또한 380㎚ 이하의 파장이고, 더 한층 바람직하게는 3OO㎚ 이상이고 또한 350㎚ 이하의 파장이다. 또, 250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 파장 대신에, 250㎚ 이상이고 또한 430㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광, 300㎚ 이상이고 또한 380㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광, 또는 300㎚ 이상이고 또한 350㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광으로 해도 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.(a) Although the ultraviolet light is irradiated from the illuminating
(b) 광원(12)로부터 자외선이 조사되도록 되어 있지만, 프린트 기판(1)에 도달하는 광의 파장이 소정의 파장 만이면 좋은 것으로서, 반드시 광원(12)으로부터의 광의 파장이 소정의 파장 만이 아니어도 좋다. 예를 들면, 광원이 소정의 파장을 포함하는 파장역이 넓은 광을 조사하는 것으로서, 조명 장치(10)와 프린트 기판 (1)과의 사이, 또는 조명 장치(10) 내에 소정의 파장 만(소정의 좁은 파장역의 파장만)을 투과 가능한 필터를 설치하는 것으로 해도 좋다.(b) Although ultraviolet light is to be irradiated from the
(c) 상기 실시의 형태에서는, 광의 파장역에 대해 특히 수치적인 언급은 하지 않고 있지만, 바람직하게는 60㎚ 이내이고, 더욱 바람직하게는 30㎚ 이내이다.(c) Although the said embodiment does not specifically mention numerically about the wavelength range of light, Preferably it is within 60 nm, More preferably, it is within 30 nm.
(d) 상기 실시의 형태에서는, 프린트 기판(1)에 조사되는 광을 자외선으로 하고 있지만, 자외선에 더하여 다른 파장의 광을 조사하고, 촬상하는 광을 자외선 만으로 해도 지장이 없다. 이 경우, 물론 CCD 카메라(11)가 자외선 만을 촬상 가능한 것이어도 좋고, CCD 카메라와 프린트 기판(1)과의 사이에 자외선 만을 투과 가능한 필터를 설치하는 것으로 해도 좋다.(d) Although the light irradiated to the printed
(e) 상기 실시의 형태에서는, 촬상 회수를 4회로 하였지만, 3회여도 좋고, 5회 이상이어도 좋다.(e) In the above embodiment, the number of times of imaging is performed four times, but may be three times or five or more times.
(f) 상기 실시의 형태에서는, 프린트 기판(1)에 인쇄 형성된 크림 솔더(4)의 높이 등을 계측하는 경우로 구체화하였지만, 웨이퍼 기판이나 실장 기판 등의 검사 장치에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 기판의 경우에는, 산화막의 표면을 기준 높이로 하여 솔더 범프의 높이, 형상, 체적 등이 산출 가능하게 된다.(f) In the above embodiment, the embodiment is specified in the case of measuring the height or the like of the cream solder 4 formed on the printed
(g) 상기 실시의 형태에서는, 3차원 계측 방법으로서 위상 시프트법을 채용하고 있지만, 그 외에도 광 절단법이나, 모아레법, 합초법(合焦法), 공초점법(共焦點法), 공간 코드법, 격자 무늬 투영법 등과 같은 각종 3차원 계측 방법을 채용할 수도 있다.(g) In the above embodiment, the phase shift method is adopted as the three-dimensional measurement method, but in addition, the optical cutting method, the moire method, the in-focus method, the confocal method, and the space Various three-dimensional measurement methods, such as a coding method and a grid pattern projection method, can also be employ | adopted.
(h) 상기 실시의 형태의 조명 장치(10) 대신에, 레지스트막(5)을 투과하고, 크림 솔더(4)나 전극 패턴(3) 등의 표면에서 반사하는 파장의 광을 프린트 기판(1)에 조사하여, 그 파장의 광을 촬상하도록 해도 좋다. 즉, 조사광을 상기 실시의 형태의 자외선 대신에 적외선이나 적색광으로 하고, 적외선이나 적색광을 촬상하도록 해도 좋다. 적외선 및 적색광과 같은 비교적 긴 파장의 광은, 물체를 비교적 투과하기 쉽기 때문에, 레지스트막(5)과 같은 반투명인 것에 대해서는, 투과시키는 것이 가능하게 된다.(h) Instead of the illuminating
이와 같이 하는 것으로, 도 5에 도시하는 바와 같이, 적외선은 크림 솔더(4)의 표면에서 반사됨과 동시에 반투명의 레지스트막(5)를 투과하고, 전극 패턴(3) 등에서 반사되게 된다. 이 때문에, 예를 들면 전극 패턴(3)을 높이 기준으로 하여 크림 솔더(4)의 높이를 산출할 수 있다. 또한, 베이스 기판(2)에 대해서도 반사광이 얻어지는 경우에는, 베이스 기판(2)을 높이 기준으로 하는 것도 가능하다.In this manner, as shown in FIG. 5, the infrared rays are reflected on the surface of the cream solder 4, and simultaneously pass through the translucent resist
이 경우, 조사하는 광은 680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 파장이 바람직하다. 또, 680㎚ 이상이고 또한 1000㎚ 이하의 파장, 또는 1000㎚ 이상이나 150O㎚ 이하의 파장으로 해도 좋고, 더욱이 780㎚ 이상이고 또한 900㎚ 이하의 파장, 또는 1100㎚ 이상이고 또한 1400㎚ 이하의 파장으로 해도 좋다. 또한, 680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 파장 대신에, 680㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광, 680㎚ 이상이나 1000㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광, 1000㎚ 이상이고 또한 1500㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광, 780㎚ 이상이나 900㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광, 또는 1100㎚ 이상이고 또한 1400㎚ 이하의 범위 내에 파장의 피크를 가지는 광으로 해도, 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.In this case, the light to irradiate is 680 nm or more, and the wavelength of 1500 nm or less is preferable. The wavelength may be 680 nm or more and a wavelength of 1000 nm or less, or a wavelength of 1000 nm or more or 150 nm or less, and a wavelength of 780 nm or more and 900 nm or less, or 1100 nm or more and 1400 nm or less. You may make it. Moreover, instead of the wavelength of 680 nm or more and 1500 nm or less, the light which has a peak of a wavelength in the range of 680 nm or more and 1500 nm or less, the light which has a peak of the wavelength in the range of 680 nm or more and 1000 nm or less, Light having a peak of wavelength within a range of 1000 nm or more and 1500 nm or less, light having a peak of wavelength within a range of 780 nm or more or 900 nm or a peak of a wavelength within a range of 1100 nm or more and 1400 nm or less Even with light having the same effect, the same effect can be obtained.
이에 더하여, 물론 상기 (b), (c), (e), (f), (g)와 같이 적절히 변경하여 실시하는 것도 가능하다.In addition, of course, it is also possible to carry out by changing suitably as said (b), (c), (e), (f), (g).
상술한 바와 같이 본 발명은, 대상물의 3차원 형상을 계측할 때에, 상기 대상물 내에 높이 기준을 적정하게 설정하는 것 등에 의해, 보다 정확하게 계측할 수 있는 3차원 계측 장치를 제공할 수 있는 등의 효과를 가진다. As mentioned above, this invention can provide the three-dimensional measuring apparatus which can measure more accurately by setting a height reference in the said object suitably, etc., when measuring the three-dimensional shape of an object. Has
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