KR20100041025A - 3차원형상 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 베어보드에 대한 캐드정보에서 추출된 특징치정보나 베어보드의 학습을 통해 추출된 특징치정보를 이용하여 보드의 검사영역을 재정렬하여 보드의 3차원형상을 측정할 수 있는 3차원형상 측정방법에 관한 것으로, 본 발명의 3차원형상 측정방법은 측정하고자 하는 보드의 베어보드에 대한 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 특징치정보를 추출한 후 데이터 베이스에 저장하는 단계와, 데이터 베이스에 베어보드에 대한 캐드파일이 없으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 베어보드의 각 검사영역을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드에 대한 특징치정보를 학습하고 학습된 결과를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계와, 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 이용하여 보드의 와핑이나 수축으로 인해 보드의 각 검사영역이 왜곡되었는지를 검사한 후 정렬하여 보드의 검사영역정보로 저장하고 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사를 실시하는 단계와, 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사가 완료되면 2차원 및 3차원 검사 결과를 정렬하여 저장하고 디스플레이 하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
3차원, 형상, 측정, 학습, 베어보드, 보드

Description

3차원형상 측정방법{Three dimension shape measuring method}
본 발명은 3차원형상 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어보드에 대한 캐드정보에서 추출된 특징치정보나 베어보드의 학습을 통해 추출된 특징치정보를 이용하여 보드의 검사영역을 재정렬하여 보드의 3차원형상을 측정할 수 있는 3차원형상 측정방법에 관한 것이다.
종래의 3차원형상 측정방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
종래의 3차원형상 측정방법은 인쇄회로기판(printed circuit board: 이하 보드라 칭하며 보드는 솔더가 도포된 상태를 칭함)의 3차원형상을 측정하기 위해 2차원 검사와 3차원 검사를 실시한다.
2차원 검사는 2차원조명을 보드에 조사한 후 보드에서 반사되는 2차원 이미지를 카메라에서 촬영하여 검사하며, 3차원 검사는 로프로젝터(projector)에서 패턴조명을 발생하여 보드로 조사하고 반사되는 패턴이미지(pattern image)를 카메라에서 촬영하여 검사한다.
3차원 검사 시 N-버킷 알고리즘(bucket algorithm)을 이용하여 위상정보를 산출하는 경우에는 프로젝터의 격자를 일정한 간격으로 N번 이송시키면서 N개의 패 턴이미지를 획득한다. N개의 패턴이미지가 획득되면 N-버킷 알고리즘을 이용하여 위상정보를 획득하고, 획득된 위상정보를 이용하여 보드의 검사영역에 위치한 검사대상물의 높이정보를 산출하여 3차원형상을 측정하게 된다.
N-버킷 알고리즘(bucket algorithm)을 이용하여 위상정보를 산출하여 보드의 3차원형상을 측정하는 경우에 보드에 솔더를 도포하는 과정 또는 기타 원인으로 인해 보드가 와핑(warping)되거나 수축될 수 있다.
이와 같이 보드가 와핑(warping)되거나 수축되는 경우에 설정된 검사영역이 왜곡된다. 이와 같이 검사영역이 왜곡되는 경우에 종래의 3차원형상 측정방법은 검사영역의 왜곡상태를 감지할 수 없게 되어 3차원형상을 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베어보드에 대한 캐드정보에서 추출된 특징치정보나 베어보드의 학습을 통해 추출된 특징치정보를 이용하여 보드의 검사영역을 재정렬하여 보드의 3차원형상을 측정할 수 있는 3차원형상 측정방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 보드의 3차원형상 측정 시 캐드정보에서 추출된 특징치정보나 학습을 통해 추출된 베어보드의 특징치정보를 이용하여 보드의 검사영역을 재정렬하여 검사함으로써 보드의 3차원형상을 정확하게 측정할 수 있는 3차원형상 측정방법을 제공함에 있다.
본 발명의 3차원형상 측정방법은 측정하고자 하는 보드의 베어보드(bare board)에 대한 캐드파일(CAD file)이 있으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 특징치정보를 추출한 후 데이터 베이스(data base)에 저장하는 단계와, 데이터 베이스에 베어보드에 대한 캐드파일이 없으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 베어보드의 각 검사영역을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드에 대한 특징치정보를 학습하고 학습된 결과를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계와, 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 이용하여 보드의 와핑이나 수축으로 인해 보드의 각 검사영역이 왜곡되었는지를 검사한 후 정렬하여 보드의 검사영역정보로 저장하고 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사를 실시하는 단계와, 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사가 완료되면 2차원 및 3차원 검사 결과를 정렬하여 저장하고 디스플레이 하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 3차원형상 측정방법은 보드의 3차원형상 측정 시 캐드정보에서 추출된 특징치정보나 학습을 통해 추출된 베어보드의 특징치정보를 이용하여 보드의 검사영역을 재정렬하여 검사함으로써 보드가 와핑되거나 수축되는 경우에도 보드의 3차원형상을 보다 정확하게 측정할 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 3차원형상 측정방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 3차원형상 측정방법이 적용되는 3차원측정장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 3차원형상 측정방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 도 2에 도시된 베어보드의 학습방법을 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 3차원형상 측정방법을 설명하기 전에 본 발명의 3차원형상 측정방법이 적용되는 3차원측정장치를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1에서와 같이 3차원측정장치는 크게 측정헤드(100), 제어부(200), 데이터 베이스(300), 측정헤드이송부(400) 및 디스플레이(display) 장치(500)로 구성된다.
측정헤드(100)는 이송스테이지(10), 다수개의 프로젝터(20), 카메라부(30)로 이루어진다. 이송스테이지(10)는 X/Y 스테이지(11)와 X/Y 스테이지(11)를 X/Y축방향으로 이송시켜 베어보드(1, 도 6a 및 도 7a)나 보드(2: 도 6b 및 도 7b에 도시됨)를 이송시키는 스테이지 이송기구(12)로 이루어지며, 보드(2)는 베어보드(1)에 솔더(solder)(2a: 도 6b에 도시됨)가 도포된 상태를 나타낸다.
다수개의 프로젝터(20)는 각각 조명(21), 격자부(22) 및 집광렌즈(23)로 구성된다. 격자부(22)는 격자(22a) 및 격자이송기구(22b)로 이루어진다. 격자(22a)는 조명을 패턴조명으로 변환시켜 베어보드(1)나 보드(2)로 조사한다. 격자이송기구(22b)는 격자(22a)를 일정한 간격으로 이송시킨다. 집광렌즈(23)는 격자부(22)의 하측에 설치되어 패턴조명이 조사되면 이를 집광하여 베어보드(1)나 보드(2)로 조사한다.
카메라부(30)는 필터(filter)(31), 결상렌즈(32) 및 카메라(33)로 구성되어 2차원이미지나 패턴이미지를 촬영하며, 카메라부(30)의 하측에 2차원조명부(40)가 설치된다. 2차원조명부(40)는 2차원검사 시 베어보드(1)나 보드(2)로 2차원조명을 발생하여 조사한다. 이러한 구성을 갖는 측정헤드(100)는 측정헤드 이송부(400)에 의해 X축이나 Y축방향으로 이송된다.
제어부(200)는 본 발명의 다중파장을 이용한 3차원형상 측정장치를 전반적으로 제어하기 위해 메인(main)제어기(210), 스테이지제어기(220), 격자제어기(230), 조명제어기(240) 및 영상획득부(250)로 구성된다. 스테이지제어기(220)는 이송스테이지(10)의 이송을 제어하고, 격자제어기(230)는 격자이송기구(22b)를 제어한다. 조명제어기(240)는 프로젝터(20)의 조명(21)과 2차원조명부(40)를 각각 제어하며, 영상획득부(250)는 카메라부(30)에서 촬영된 패턴이미지나 2차원이미지를 각각 영상처리하여 메인제어기(210)로 전송한다.
데이터 베이스(300)는 베어보드(1)의 2차원 및 3차원정보를 갖는 캐드정보가 저장되며, 캐드정보의 2차원정보는 2차원 데이터 베이스(310)에 저장되며 캐드정보의 3차원정보는 3차원 데이터 베이스(320)에 저장된다. 이러한 데이터 베이스(300)는 메인제어기(210)와 연결되어 메인제어기(210)의 요청에 따라 캐드정보를 전송하거나 메인제어기(210)에서 베어보드(1)의 2차원 및 3차원특징정보가 산출되면 이를 전송받아 캐드정보를 업테이트(update)한다.
디스플레이 장치(500)는 제어부(200)의 제어에 따라 본 발명의 3차원측정장치의 동작 상태 등을 표시하거나 메인제어기(210)에서 발생되는 2차원 및 3차원 검 사결과를 디스플레이 한다.
상기 구성을 갖는 3차원측정장치를 이용하여 보드(2)의 3차원형상을 측정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 먼저, 측정하고자 하는 보드(2)의 베어보드(1)에 대한 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 특징치정보를 추출한 후 데이터 베이스(300)에 저장한다(S110). 캐드파일은 캐드 프로그램을 이용하여 베어보드(1)를 설계한 파일이며, 이러한 캐드파일로부터 미리 베어보드(1)에 설정된 각 검사영역(FOV)의 특징치정보를 제어부(200)에서 추출한다. 검사영역(FOV)은 도 5에서와 같이 하나의 베어보드(1)에 기준마크(mark)(1a: 도 5에 도시됨)를 기준으로 다수개가 설정되며, 각 검사영역(FOV)에는 각각 다수개의 관심영역(ROI)이 설정된다. 이러한 검사영역(FOV)과 관심영역(ROI)의 설정은 제어부(200)를 이용하여 미리 설정한다.
캐드파일로부터 추출된 베어보드(1)의 각 검사영역에 대한 특징치정보가 저장되면 보드(2)를 검사하기 이전에 제어부(300)는 데이터 베이스(300)에서 캐드파일로부터 추출된 베어보드(1)의 각 검사영역에 대한 특징치정보를 리드(read)한다. 데이터 베이스에 베어보드(1)에 대한 캐드파일이 없으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 특징치정보를 학습하고 학습된 결과를 데이터 베이스에 업데이트(update)한다(S120). 즉, 제어부(200)는 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)의 특정치정보가 없으면 베어보드(1)의 특징치정보를 추출하기 위해 학습을 실시한다.
상기 과정을 통해 베어보드(1)의 특징치정보가 추출되면 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 이용하여 보드(2)의 와핑이나 수축으로 인해 보드(2)의 각 검사영역(FOV)이 왜곡되었는지를 검사한 후 정렬하여 보드(2)의 검사영역정보로 저장한다(S130). 보드(2)의 검사영역정보가 저장되면 보드(2)의 검사영역정보를 이용하여 보드(2)를 2차원 검사 및 3차원 검사하여 보드(2)의 3차원형상을 측정한다(S140).
상기 본 발명의 3차원형상 측정방법의 각 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 특징치정보를 추출한 후 데이터 베이스에 저장하는 단계(S110)는 보드(2)의 베어보드(1)에 대한 2차원 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 2차원 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 2차원 특징치정보를 추출한다(S111). 2차원 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 2차원 특징치정보가 추출되면 2차원 특징치정보를 데이터 베이스(300)에 저장한다(S112).
2차원 특징치정보가 데이터 베이스에 저장되면 측정하고자 하는 보드(2)의 베어보드(1)에 대한 3차원 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 3차원 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 3차원 특징치정보를 추출한다(S113). 3차원 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 3차원 특징치정보가 추출되면 3차원 특징치정보를 데이터 베이스(300)에 저장한다(S114).
2차원 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 2차원 특징치정보와 3차원 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 3차원 특징치정보는 각각 도 6a에서와 같이 캐드파일에서 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)에 위치한 기준마크(mark)(1a), 홀(hole)(1b), 리드패턴(lead pattern)(1c), 패드(pad)(1d) 및 실크패턴(silk pattern)(1e)에 대한 위치좌표, 크기, 이미지 및 경계선정보이며, 이미지 정보는 검사영역(FOV)을 관심영역(ROI)으로 세분하여 저장된다. 이러한 캐드파일에 따른 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)의 3차원 특징치정보는 학습과정을 통해 추출되는 특징치정보에도 동일하게 적용된다.
베어보드(1)에 대한 특징치정보를 학습하고 학습된 결과를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계(S120)는 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없는지를 확인한다(S121). 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보를 학습한다(S122). 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 학습되면 학습된 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보를 데이터 베이스(300)에 업데이트(update)한다(S123).
베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없는지를 확인하는 단계(S121)에서 데이터 베이스에 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없는 것이 아니면 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보만 없는지를 확인한다(S124). 2차원 특징치정보만 없으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 2차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보를 학습한다(S125). 베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보가 학습되면 학습된 베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보를 데이터 베이스(300)에 업데이트한다(S126).
베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보만 없는지를 확인하는 단계(S124)에서 2차원 특징치정보만 없는 것이 아니면 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)에 대한 3차원 특징치정보만 없는지를 확인한다(S127). 3차원 특징치정보만 없으면 설정된 검사영역(FOV)의 정보에 따라 베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 3차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 3차원 특징치정보를 학습한다(S128). 베어보드(1)에 대한 3차원 특징치정보가 학습되면 학습된 베어보드(1)에 대한 3차원 특징치정보를 데이터 베이스(300)에 업데이트한다(S129).
상기 단계들(S121 내지 S129 )중 단계들(S122,S125,S128)을 첨부된 도 1, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보를 학습하는 단계(S122)는 먼저 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없으면 스테이지 이송기구(10)에 의해 베어보드(1)를 측정위치로 이송시킨다(S11). 베어보드(1)가 이송되면 측정헤드(100)를 이용하여 베어보드(1)의 기준마크(1a: 도 5에 도시됨)를 검사한다(S12). 베어보드(1)의 기준마크(1a)가 검사되면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시킨다(S13). 측정헤드(100)의 이동은 측정헤드 이송기구(400)에 의해 이송시킨다.
측정헤드(100)가 베어보드(1)의 검사영역(FOV)으로 이동되면 프로젝터(20)와 2차원조명부(40)를 교대로 구동시켜 패턴조명과 2차원조명을 발생하여 검사영역(FOV)으로 조사한 후 반사되는 패턴이미지와 2차원이미지를 카메라부(30)에서 촬영하여 검사영역(FOV)의 2차원 및 3차원 특징치정보를 추출한다(S14,S15).2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되면 2차원 및 3차원 특징치정보를 저장한다(S16). 2차원 및 3차원 특징치정보가 저장되면 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째 검사영역(FOV) 인지를 확인한다(S17). 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째이면 베어보드(1)를 배출한다(S18), 반대로, 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째가 아니면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시키는 단계(S13)로 리턴(return)한다.
베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 2차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보를 학습하는 단계(S125)는 먼저 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)에 대한 2차원 특징치정보만 없으면 스테이지 이송기구(10)에 의해 베어보드(1)를 측정위치로 이송시킨다(S21). 베어보드(1)가 이송되면 측정헤드(100)를 이용하여 베어보드(1)의 기준마크(1a)를 검사한다(S22). 베어보드(1)의 기준마크(1a)가 검사되면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시킨다(S23). 측정헤드(100)가 베어보드(1)의 검사영역(FOV)으로 이동되면 2차원조명부(40)를 구동시켜 2차원조명을 발생하여 검사영역(FOV)으로 조사한 후 반사되는 2차원이미지를 카메라부(30)에서 촬영하여 검사영역(FOV)의 2차원 특징치정보를 추출한 다(S24).
2차원 특징치정보가 추출되면 2차원 특징치정보를 저장한다(S25). 2차원 특징치정보가 저장되면 2차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째 검사영역(FOV) 인지를 확인한다(S26). 2차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째이면 베어보드(1)를 배출한다(S27). 반대로 2차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째가 아니면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시키는 단계(S23)로 리턴한다.
베어보드(1)의 각 검사영역(FOV)을 3차원 검사하여 베어보드(1)에 대한 3차원 특징치정보를 학습하는 단계(S128)는 데이터 베이스(300)에 베어보드(1)에 대한 3차원 특징치정보만 없으면 스테이지 이송기구(10)에 의해 베어보드(1)를 측정위치로 이송시킨다(S31). 베어보드(1)가 이송되면 측정헤드(100)를 이용하여 베어보드(1)의 기준마크(1a)를 검사한다(S32). 베어보드(1)의 기준마크(1a)가 검사되면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시킨다(S33).
측정헤드(100)가 베어보드(1)의 검사영역(FOV)으로 이동되면 프로젝터(20)를 구동시켜 패턴조명을 발생하여 검사영역(FOV)으로 조사한 후 반사되는 패턴이미지를 카메라부(30)에서 촬영하여 검사영역(FOV)의 3차원 특징치정보를 추출한다(S34). 3차원 특징치정보가 추출되면 3차원 특징치정보를 저장한다(S35). 3차원 특징치정보가 저장되면 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째 검사영역(FOV) 인지를 확인한다(S35). 3차원 특징치정보가 추출되어 저장 된 검사영역(FOV)이 마지막 번째이면 베어보드(1)를 배출한다(S36). 반대로 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역(FOV)이 마지막 번째가 아니면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시키는 단계(S33)로 리턴한다.
보드(2)의 각 검사영역(FOV)이 왜곡되었는지를 검사한 후 정렬하여 보드(2)의 검사영역정보로 저장하고 보드(2)의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사를 실시하는 단계(S130)는 도 1 및 도 2에서와 같이 먼저, 스테이지 이송기구(10)에 의해 보드(2: 도 6a에 도시됨)를 측정위치로 이송시킨다(S131). 보드(2)가 이송되면 측정헤드(100)를 이용하여 보드(2)의 기준마크(1a)를 검사한다(S132). 보드(2)의 기준마크(1a)가 검사되면 기준마크(1a)를 기준으로 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시킨다(S133). 보드(20)의 검사영역(FOV) 설정은 도 5에 도시된 베어보드(1)의 검사영역(FOV)과 동일하게 설정된다.
측정헤드(100)가 검사영역(FOV)으로 이동되면 프로젝터(20)와 2차원조명부(40)를 교대로 구동시켜 패턴조명과 2차원조명을 발생하여 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)으로 조사한 후 반사되는 패턴이미지와 2차원이미지를 카메라부(30)에서 촬영하는 2차원 및 3차원검사에 의해 해당 검사영역(FOV)의 2차원 및 3차원 특징치정보를 추출한다(S134,S135). 여기서, 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)의 2차원 및 3차원 특징치정보는 도 6b 및 도 7b에서와 같이 보드(2)의 각 검사영역(FOV)에 위치한 기준마크(1a), 홀(1b), 리드패턴(1c), 패드(1d) 및 실크패턴(1e)에 대한 위치좌표, 크기, 이미지 및 경계선정보이며, 이미지 정보는 검사영역(FOV)을 관심영 역(ROI)으로 세분하여 저장된다.
해당 검사영역(FOV)의 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되면 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 이용하여 보드(2)의 와핑이나 수축으로 인해 설정된 해당 검사영역(FOV)이 왜곡되었는지를 검사하여 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)을 재정렬한다(S136). 즉, 단계(S136)는 2차원 및 3차원검사에 의해 추출된 해당 검사영역(FOV)의 2차원 및 3차원 특징치정보와 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 비교하여 차가 발생되는 경우에 와핑이나 수축에 의해 보드(2)가 왜곡된 것으로 판단하여 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)을 재정렬한다.
해당 검사영역(FOV)의 재정렬은 제어부(200)에서 산출한다. 제어부(200)는 도 6b 및 도 7b에 도시된 보드(2)의 검사영역(FOV)에 위치한 기준마크(1a), 홀(1b), 리드패턴(1c), 패드(1d) 및 실크패턴(1e) 등이 도 6c에서와 같이 x축이나 y축방향으로 변형되는 경우에 도 6a에 도시된 베어보드(1)의 특징치정보나 캐드파일에서 추출된 특징치정보를 이용하여 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)의 변형량을 x 및 y축 좌표관계 즉, 차로 산출되는 특징치정보가 추출되면 이를 이용하여 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)을 보정하여 재정렬한다. 여기서, 베어보드(1)의 특징치정보를 이용하여 보드(2)의 검사영역(FOV)을 재정렬하는 경우에 베어보드(1)는 왜곡이 없는 정상적으로 제조된 상태를 이용한다.
보드(2)의 해당 검사영역(FOV)이 재정렬되면 이를 보드(2)의 검사영역정보로 저장한다(S137). 즉, 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)의 특징치정보에 따라 보드(2) 의 해당 검사영역(FOV)이 재정렬되면 이 정보를 검사영역정보를 저장한다.
보드(2)의 검사영역정보가 저장되면 검사영역정보에 따른 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)으로 측정헤드(100)의 프로젝터(20)와 2차원조명부(40)를 교대로 구동시켜 패턴조명과 2차원조명을 발생하여 조사한 후 반사되는 패턴이미지와 2차원이미지를 카메라부(30)에서 촬영하여 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)에 대해 2차원 및 3차원검사를 실시한다(S138). 즉, 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)이 왜곡되는 경우에 이를 보정하여 검사영역(FOV)이 재정렬되면 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)에 대해 2차원 및 3차원검사를 교대로 실시한다.
보드(2)의 해당 검사영역(FOV)에 대해 2차원 및 3차원검사를 교대로 실시하는 경우에 2차원 검사는 도 5, 도 6a 내지 도 6c, 도 7a 및 도 7b에 도시된 리드패턴(1c), 패드(1d) 및 실크패턴(1e)을 용이하게 구별할 수 있음으로써 이를 이용하여 3차원검사를 보다 정확하게 실시할 수 있다. 또한 3차원 검사는 리드패턴(1c), 패드(1d) 및 솔더(2a)의 형상을 용이하게 추출할 수 있음으로써 2차원 검사 시 구별하기 어려운 이물질(2b)을 보다 용이하게 추출할 수 있다.
2차원 및 3차원검사가 완료되면 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)이 마지막 번째 인가를 확인한다(S139). 확인 결과, 보드(2)의 해당 검사영역(FOV)이 마지막 번째가 아니면 측정헤드(100)를 검사영역(FOV)으로 이동시키는 단계(S133)로 리턴(return)하게 된다. 즉, 보드(2)의 검사영역(FOV)에 대한 검사결과가 검사영역정보로 저장되면 이를 이용하여 보드(2)의 검사영역(FOV)을 보정하고, 보정된 검사영역(FOV)에 대해 보드(2)의 3차원형상을 측정하기 위한 2차원 및 3차원 검사를 실시 하여 순차적으로 보드(2)의 모든 검사영역(FOV)를 검사하게 된다.
보드(2)의 검사영역정보(FOV)에 따라 2차원 및 3차원 검사가 완료되면 2차원 및 3차원 검사 결과를 정렬하여 저장하고 디스플레이 한다(S140,S150). 즉, 제어부(200)는 2차원 및 3차원 검사가 완료되면 이를 정렬하여 저장하고, 디스플레이 장치(500)에 디스플레이하여 작업자가 용이하게 확인할 수 있도록 하며, 보드(2)에 대한 2차원 검사나 3차원형상측정 작업을 완료하게 된다.
본 발명의 3차원형상 측정방법은 인쇄회로기판이나 전자부품 등의 3차원형상 측정 분야에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 3차원형상 측정방법이 적용되는 3차원측정장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 3차원형상 측정방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 도 2에 도시된 베어보드의 학습방법을 상세히 나타낸 흐름도,
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 특징치정보 학습방법을 상세히 나타낸 흐름도,
도 5는 도 1에 도시된 베어보드의 평면도,
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 베어보드나 보드의 검사영역의 확대 평면도,
도 7a 및 도 7b는 도 5에 도시된 베어보드나 보드의 관심영역의 확대단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100: 측정헤드 10: 이송스테이지
20: 프로젝터 30: 카메라부
200: 제어부 300: 데이터 베이스
310: 2차원 데이터 베이스 320: 3차원 데이터 베이스
400: 측정헤드 이송부 500: 디스플레이 장치

Claims (8)

  1. 측정하고자 하는 보드의 베어보드에 대한 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 특징치정보를 추출한 후 데이터 베이스에 저장하는 단계와,
    데이터 베이스에 베어보드에 대한 캐드파일이 없으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 베어보드의 각 검사영역을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드에 대한 특징치정보를 학습하고 학습된 결과를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계와,
    상기 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 상기 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 이용하여 보드의 와핑이나 수축으로 인해 보드의 각 검사영역이 왜곡되었는지를 검사한 후 정렬하여 보드의 검사영역정보로 저장하고 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사를 실시하는 단계와,
    상기 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사가 완료되면 2차원 및 3차원 검사 결과를 정렬하여 저장하고 디스플레이 하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 특징치정보를 추출한 후 데이터 베이스에 저장하는 단계는 보드의 베어보드에 대한 2차원 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 2차원 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 2차원 특징치정보를 추출하는 단계와,
    상기 2차원 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 2차원 특징치정보가 추출되면 2차원 특징치정보를 데이터 베이스에 저장하는 단계와,
    상기 2차원 특징치정보가 데이터 베이스에 저장되면 측정하고자 하는 보드의 베어보드에 대한 3차원 캐드파일이 있으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 3차원 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 3차원 특징치정보를 추출하는 단계와,
    상기 3차원 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 3차원 특징치정보가 추출되면 3차원 특징치정보를 데이터 베이스에 저장하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 2차원 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 2차원 특징치정보를 추출하는 단계와 상기 3차원 캐드파일에서 베어보드의 각 검사영역의 3차원 특징치정보를 추출하는 단계에서 각각 추출되는 특징치정보는 베어보드의 각 검사영역에 위치한 기준마크, 홀, 리드패턴, 패드 및 실크패턴에 대한 위치좌표, 크기, 이미지 및 경계선정보이며, 상기 이미지 정보는 검사영역을 관심영역으로 세분하여 저장됨을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 베어보드에 대한 특징치정보를 학습하고 학습된 결과를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계는 데이터 베이스에 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없는지를 확인하는 단계와,
    상기 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 베어보드의 각 검사영역을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보를 학습하는 단계와,
    상기 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 학습되면 학습된 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계와,
    상기 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없는지를 확인하는 단계에서 데이터 베이스에 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없는 것이 아니면 데이터 베이스에 베어보드에 대한 2차원 특징치정보만 없는지를 확인하는 단계와,
    2차원 특징치정보만 없으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 베어보드의 각 검사영역을 2차원 검사하여 베어보드에 대한 2차원 특징치정보를 학습하는 단계와,
    베어보드에 대한 2차원 특징치정보가 학습되면 학습된 베어보드에 대한 2차원 특징치정보를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계와,
    상기 베어보드에 대한 2차원 특징치정보만 없는지를 확인하는 단계에서 2차원 특징치정보만 없는 것이 아니면 데이터 베이스에 베어보드에 대한 3차원 특징치정보만 없는지를 확인하는 단계와,
    상기 3차원 특징치정보만 없으면 설정된 검사영역의 정보에 따라 베어보드의 각 검사영역을 3차원 검사하여 베어보드에 대한 3차원 특징치정보를 학습하는 단계와,
    상기 베어보드에 대한 3차원 특징치정보가 학습되면 학습된 베어보드에 대한 3차원 특징치정보를 데이터 베이스에 업데이트하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 베어보드의 각 검사영역을 2차원 및 3차원 검사하여 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보를 학습하는 단계는 데이터 베이스에 베어보드에 대한 2차원 및 3차원 특징치정보가 모두 없으면 스테이지 이송기구에 의해 베어보드를 측정위치로 이송시키는 단계와,
    상기 베어보드가 이송되면 측정헤드를 이용하여 베어보드의 기준마크를 검사하는 단계와,
    상기 베어보드의 기준마크가 검사되면 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계와,
    측정헤드가 베어보드의 검사영역으로 이동되면 프로젝터와 2차원조명부를 교대로 구동시켜 패턴조명과 2차원조명을 발생하여 검사영역으로 조사한 후 반사되는 패턴이미지와 2차원이미지를 카메라부에서 촬영하여 검사영역의 2차원 및 3차원 특징치정보를 추출하는 단계와,
    상기 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되면 2차원 및 3차원 특징치정보를 저장하는 단계와,
    상기 2차원 및 3차원 특징치정보가 저장되면 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째 검사영역 인지를 확인하는 단계와,
    상기 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째이면 베어보드를 배출하는 단계로 구성되며,
    상기 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째가 아니면 상기 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계로 리턴함을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 베어보드의 각 검사영역을 2차원 검사하여 베어보드에 대한 2차원 특징치정보를 학습하는 단계는 데이터 베이스에 베어보드에 대한 2차원 특징치정보만 없으면 스테이지 이송기구에 의해 베어보드를 측정위치로 이송시키는 단계와,
    상기 베어보드가 이송되면 측정헤드를 이용하여 베어보드의 기준마크를 검사하는 단계와,
    상기 베어보드의 기준마크가 검사되면 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계와,
    측정헤드가 베어보드의 검사영역으로 이동되면 2차원조명부를 구동시켜 2차원조명을 발생하여 검사영역으로 조사한 후 반사되는 2차원이미지를 카메라부에서 촬영하여 검사영역의 2차원 특징치정보를 추출하는 단계와,
    상기 2차원 특징치정보가 추출되면 2차원 특징치정보를 저장하는 단계와,
    상기 2차원 특징치정보가 저장되면 2차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째 검사영역 인지를 확인하는 단계와,
    상기 2차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째이면 베어보드를 배출하는 단계로 구성되며,
    상기 2차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째가 아니면 상기 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계로 리턴함을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 베어보드의 각 검사영역을 3차원 검사하여 베어보드에 대한 3차원 특징치정보를 학습하는 단계는 데이터 베이스에 베어보드에 대한 3차원 특징치정보만 없으면 스테이지 이송기구에 의해 베어보드를 측정위치로 이송시키는 단계와,
    상기 베어보드가 이송되면 측정헤드를 이용하여 베어보드의 기준마크를 검사하는 단계와,
    상기 베어보드의 기준마크가 검사되면 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계와,
    측정헤드가 베어보드의 검사영역으로 이동되면 프로젝터를 구동시켜 패턴조명을 발생하여 검사영역으로 조사한 후 반사되는 패턴이미지를 카메라부에서 촬영하여 검사영역의 3차원 특징치정보를 추출하는 단계와,
    상기 3차원 특징치정보가 추출되면 3차원 특징치정보를 저장하는 단계와,
    상기 3차원 특징치정보가 저장되면 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째 검사영역 인지를 확인하는 단계와,
    상기 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째이면 베어보드를 배출하는 단계로 구성되며,
    상기 3차원 특징치정보가 추출되어 저장된 검사영역이 마지막 번째가 아니면 상기 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계로 리턴함을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보드의 각 검사영역이 왜곡되었는지를 검사한 후 정렬하여 보드의 검사영역정보로 저장하고 보드의 검사영역정보에 따라 2차원 및 3차원 검사를 실시하는 단계는 스테이지 이송기구에 의해 보드를 측정위치로 이송시키는 단계와,
    상기 보드가 이송되면 측정헤드를 이용하여 보드의 기준마크를 검사하는 단계와,
    상기 보드의 기준마크가 검사되면 기준마크를 기준으로 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계와,
    상기 측정헤드가 검사영역으로 이동되면 프로젝터와 2차원조명부를 교대로 구동시켜 패턴조명과 2차원조명을 발생하여 보드의 해당 검사영역으로 조사한 후 반사되는 패턴이미지와 2차원이미지를 카메라부에서 촬영하는 2차원 및 3차원검사에 의해 해당 검사영역의 2차원 및 3차원 특징치정보를 추출하는 단계와,
    해당 검사영역의 2차원 및 3차원 특징치정보가 추출되면 캐드파일에서 추출되어 저장된 특징치정보나 학습을 통해 추출되어 업데이트된 특징치정보를 이용하여 보드의 와핑이나 수축으로 인해 설정된 해당 검사영역이 왜곡되었는지를 검사하여 보드의 해당 검사영역을 재정렬하는 단계와,
    상기 보드의 해당 검사영역이 재정렬되면 이를 보드의 검사영역정보로 저장하는 단계와,
    상기 보드의 검사영역정보가 저장되면 검사영역정보에 따른 보드의 해당 검사영역으로 측정헤드의 프로젝터와 2차원조명부를 교대로 구동시켜 패턴조명과 2차원조명을 발생하여 조사한 후 반사되는 패턴이미지와 2차원이미지를 카메라부에서 촬영하여 보드의 해당 검사영역에 대해 2차원 및 3차원검사를 실시하는 단계와,
    2차원 및 3차원검사가 완료되면 보드의 해당 검사영역이 마지막 번째 인가를 확인하는 단계와,
    상기 보드의 해당 검사영역이 마지막 번째가 아니면 상기 측정헤드를 검사영역으로 이동시키는 단계로 리턴함을 특징으로 하는 3차원형상 측정방법.
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