KR20100124902A - 3차원 형상 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 형상 측정방법에 관한 것으로서, 기판과 상기 기판 위에 마련된 솔더볼을 구비하는 피검사체의 3차원 형상 측정방법에 있어서, 상기 솔더볼의 이미지를 획득하여 상기 솔더볼의 중심부를 결정하는 중심부 결정단계; 상기 피검사체에 정현파 무늬를 형성하고 상기 기판의 상면과 상기 솔더볼을 동시에 포함하는 통합이미지를 획득하는 이미지 획득단계; 상기 통합이미지에서 상기 솔더볼의 중심부를 통과하는 가상의 직선인 기준선을 선정하고, 상기 기준선 상에 위치한 솔더볼의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분의 위상값을 추출하여 솔더볼 중심부의 위상값으로 결정하고, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 부분의 위상값을 추출하여 기판의 위상값으로 결정하는 위상값 결정단계; 및 상기 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 위상값의 차이로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출하는 높이 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 형상 측정방법{METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL SHAPE}
본 발명은 3차원 형상 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정현파 간섭무늬의 위상값들의 차이를 이용하여 기판 위에 마련된 솔더볼의 높이를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 모아레 간섭무늬를 이용한 3차원 형상 측정장치는 검사하고자 하는 피검사체의 표면에 일정한 형태를 가지는 빛을 조사하여 나타나는 격자무늬와 기준이 되는 격자무늬를 중첩시켜서 모아레 간섭무늬를 형성하고, 이 간섭무늬를 측정 및 해석하여 기준면에 대한 측정대상물의 높이를 측정한다. 이와 같은 3차원 형상 측정장치는 피검사체의 3차원 형상을 간단하고 빠르게 얻을 수 있으므로 의학, 산업 분야에서 널리 사용되고 있다.
모아레 간섭무늬를 이용하여 3차원 형상을 측정하는 방식에는 크게 투영식과 그림자식이 있다. 그림자식은 렌즈를 사용하지 않고 피검사체의 표면에 나타나는 격자의 그림자로부터 생성된 모아레 무늬를 이용하여 피검사체의 표면형상을 측정하는 방식이고, 투영식은 렌즈를 이용하여 피검사체에 투영한 격자의 이미지로부터 생성된 모아레 무늬를 이용하여 피검사체의 표면형상을 측정하는 방식이다.
기판상에 돌출되게 마련된 측정대상물의 높이를 측정하기 위하여 모아레 간섭무늬를 이용한 장치는 위상차로부터 측정대상물의 높이를 산출하는 방식을 활용한다. 우선 기판과 동일한 두께를 가지는 기준판의 상면에 정현파 무늬를 결상시키고 정현파 무늬가 투영된 기준판에서의 위상값을 추출한다. 이후, 기판상에 장착된 측정대상물에 정현파 무늬를 결상시키고 정현파 무늬가 투영된 측정대상물에서의 위상값을 추출한다. 이후, 2개의 위상값의 위상차를 이용하여 기준면에 대한 측정대상물의 높이를 산출한다.
이와 같이 종래의 3차원 형상 측정방법은 실제 측정대상물이 장착된 기판과는 별도로 마련된 기준판을 이용하기 때문에, 기준판과 기판에 대하여 각각 별도로 정현파 무늬를 형성해야 하는 번거로움이 있었고, 기준판의 두께와 기판의 두께 사이의 오차로 인한 오차요인이 측정대상물의 높이 데이터에 포함되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판과 동일 두께를 가지는 별도의 기준판 상에 정현파 무늬를 형성하지 않고, 기판과 기판상에 마련된 솔더볼에 정현파 무늬를 동시에 형성하고 정현파 무늬가 투영된 기판에서의 위상값과 정현파 무늬가 투영된 솔더볼에서의 위상값을 함께 추출하여 이를 솔더볼의 높이를 측정하는데 이용할 수 있는 3차원 형상 측정방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 3차원 형상 측정방법은, 기판과 상기 기판 위에 마련된 솔더볼을 구비하는 피검사체의 3차원 형상 측정방법에 있어서, 상기 솔더볼의 이미지를 획득하여 상기 솔더볼의 중심부를 결정하는 중심부 결정단계; 상기 피검사체에 정현파 무늬를 형성하고 상기 기판의 상면과 상기 솔더볼을 동시에 포함하는 통합이미지를 획득하는 이미지 획득단계; 상기 통합이미지에서 상기 솔더볼의 중심부를 통과하는 가상의 직선인 기준선을 선정하고, 상기 기준선 상에 위치한 솔더볼의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분의 위상값을 추출하여 솔더볼 중심부의 위상값으로 결정하고, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 부분의 위상값을 추출하여 기판의 위상값으로 결정하는 위상값 결정단계; 및 상기 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 위상값의 차이로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출하는 높이 산 출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 3차원 형상 측정방법은, 바람직하게는, 상기 중심부 결정단계는, 상기 솔더볼의 상측에 배치되며 상기 솔더볼의 주위를 둘러싸는 링 타입의 조명부로부터 광이 조사된 상태에서 상기 솔더볼의 이미지를 획득한다.
또한 본 발명의 3차원 형상 측정방법은, 바람직하게는, 상기 이미지 획득단계는, 상기 기판과 상기 솔더볼의 상측에 배치되며 복수의 격자패턴이 형성된 격자부에 광을 투영하여 상기 피검사체에 정현파 무늬를 형성시키고, 상기 격자부의 주기를 N등분한 간격만큼 상기 격자부를 반복하여 위상이동시키면서 상기 통합이미지를 N개 획득하며, 상기 N은 3 이상 정수이다.
또한 본 발명의 3차원 형상 측정방법은, 바람직하게는, 상기 위상값 결정단계는, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 복수의 위치들의 위상값들을 추출하여 평균을 구하고, 그 위상값들의 평균을 상기 기판의 평균 위상값으로 결정하고, 상기 높이 산출단계는, 상기 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 평균 위상값의 차이로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출한다.
또한 본 발명의 3차원 형상 측정방법은, 바람직하게는, 상기 위상값 결정단계는, 상기 기준선 상에 위치한 솔더볼의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 복수의 위치들의 위상값들을 추출하여 솔더볼 중심부의 위상값으로 각각 결정하고, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 복수의 위치들의 위상값들을 추출하여 평균을 구하고, 그 위상값들의 평균을 상기 기판의 평균 위상값으로 결정 하고, 상기 높이 산출단계는, 각각의 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 평균 위상값의 차이를 구하고 그 위상값의 차이들의 평균으로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출한다.
본 발명에 따르면, 기판과 기판상에 마련된 솔더볼에 정현파 무늬를 동시에 형성하고 정현파 무늬가 투영된 기판에서의 위상값과 정현파 무늬가 투영된 솔더볼에서의 위상값을 함께 추출하여 이를 솔더볼의 높이를 측정하는데 이용함으로써, 별도의 기준면을 측정하지 않고 측정대상물인 솔더볼의 주변 기준면을 이용하여 간편하고 정확하며 신뢰성 있는 솔더볼의 높이 데이터를 산출할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 솔더볼의 중심부를 우선 결정한 후 솔더볼의 중심부에서의 위상값만을 추출하여 이를 솔더볼의 높이를 측정하는데 이용함으로써, 솔더볼의 주변부에서의 위상값과 같은 불필요한 데이터를 처리하는데 소요되는 시간 및 메모리 등을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 위상값의 정확성을 높이기 위하여 단일의 위치의 위상값을 이용하는 것이 아니라 복수의 위치의 위상값을 추출하여 이를 평균한 값을 이용함으로써, 솔더볼의 높이의 정확성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 솔더볼의 주위를 둘러싸는 링 타입의 조명부로부터 광이 조사된 상태에서 솔더볼의 이미지를 획득함으로써, 솔더볼의 중심부를 정확하게 결정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 3차원 형상 측정방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 3차원 형상 측정방법에 이용되는 3차원 형상 측정장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 3차원 형상 측정장치(100)는 제어부(10), 워크스테이지(20), 투영부(30) 및 결상부(40)를 포함한다.
상기 제어부(10)는 3차원 형상 측정장치(100)를 전반적으로 제어하여 결상부(40)에서 촬영된 반사이미지를 이용하여 피검사체(3)의 3차원 형상을 측정한다. 여기서, 피검사체(3)는 기판(2)과, 기판(2) 상에 마련된 솔더볼(1)을 포함한다. 기판(2)상에 돌출되게 마련된 솔더볼(1)의 3차원 형상을 측정하기 위해 기판(2)을 측정위치로 이송하게 된다.
상기 워크스테이지(20)는 피검사체(3)를 측정위치로 이송시키기 위한 것으로서, 지지판(21)과 모터(23)를 구비한다. 지지판(21)은 피검사체(3)를 지지하며, 모터(23)를 통해 피검사체(3)가 측정위치에 위치하도록 지지판(21)을 이송시킨다.
상기 투영부(30)는 광원(31), 격자부(32), 격자이송부(35), 투영렌즈(33) 및 필터(34)를 포함한다. 광원(31)에서 발생된 백색광을 격자부(32), 투영렌즈(33) 및 필터(34)를 통해 투영시켜 기판(2) 및 솔더볼(1) 상에 정현파 무늬가 투영되도록 한다.
상기 격자부(32)는 복수의 격자패턴이 일정한 간격으로 평행하게 배치된 것으로서, 격자부(32)에 투영된 광은 기판(2) 및 솔더볼(1)에 정현파 무늬를 형성한 다. 상기 격자이송부(35)는 제어부(10)의 제어에 의해 격자부(32)를 직선왕복운동시키며, 격자이송부(35)에 의해 격자부(32)가 직선왕복운동함으로써 기판(2) 및 솔더볼(1)에 형성된 정현파 무늬에 위상이동(phase shift)이 발생한다.
상기 결상부(40)는 기판(2) 및 솔더볼(1)에 형성된 정현파 무늬의 이미지를 촬영하며, 결상렌즈(41), 카메라(42) 및 링 타입의 조명부(43)로 구성된다. 볼 그리드 어레이(BGA)에서 이용되는 솔더볼(1)인 경우, 그 형상이 구형에 가깝게 때문에 솔더볼(1)의 둘레 전체에서 광을 조사하며 이미지를 획득하는 것이 바람직하다. 솔더볼(1)의 둘레 전체에서 광을 조사하는 경우라야 솔더볼(1)에 의해 반사되는 광의 광강도가 원형 단면적 전체적으로 고르게 분포되며, 고르게 분포된 광강도를 통해 솔더볼(1)의 중심을 정확하게 결정할 수 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 3차원 형상 측정장치(100)를 이용하여 본 발명에 따른 3차원 형상 측정방법의 실시예에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정방법의 순서도이고, 도 3은 솔더볼과 기판 상에 정현파 무늬가 투영된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 3차원 형상 측정방법은 정현파 무늬가 투영된 기판에서의 위상값과 정현파 무늬가 투영된 솔더볼에서의 위상값을 함께 추출하여 솔더볼의 높이를 측정할 수 있는 것으로서, 중심부 결정단계(S110)와, 이미지 획득단계(S120)와, 위상값 결정단계(S130)와, 높이 산출단계(S140)를 포함한다.
상기 중심부 결정단계(S110)에서는 솔더볼(1)의 이미지를 획득하여 솔더볼(1)의 중심부를 결정한다. 본 실시예에서의 솔더볼(1)은 볼 그리드 어레이(BGA)에서 이용되는 솔더볼인 경우를 예로 들어 설명한다. 기판(2)의 상면으로부터 기판(2)상에 배치된 솔더볼(1)의 높이를 구하기 위해서는 솔더볼(1)의 표면 상의 여러 위치 중 가장 높은 위치, 즉 솔더볼(1)의 중심부를 찾는 것이 선행되어야 한다. 이와 같이 솔더볼(1)의 중심부를 찾기 위하여 솔더볼(1)의 상측에 솔더볼(1)의 주위를 둘러싸는 링 타입의 조명부(43)를 배치하고, 그 조명부(43)로부터 광을 조사하는 상태에서 솔더볼(1)의 이미지를 획득한다. 솔더볼(1)의 주위 전체에서 조사되는 광에 의해 솔더볼(1)의 원형 단면적 형상을 비교적 정확하게 획득할 수 있다. 획득된 솔더볼(1) 이미지의 밝기와 주변부 이미지의 밝기의 차이를 이용하여 솔더볼(1)의 중심부를 결정한다.
상기 이미지 획득단계(S120)에서는 피검사체(3) 즉, 기판(2)과 솔더볼(1)에 정현파 무늬를 동시에 형성시키고 정현파 무늬가 투영된 기판(2)과 솔더볼(1)의 통합이미지를 획득한다. 통합이미지에는 정현파 무늬가 투영된 기판(2)과 솔더볼(1)의 이미지가 함께 표시된다. 본 실시예에서는 후술할 정현파 무늬의 위상값을 추출하기 위하여 아래의 [수학식 1]을 이용하므로, 최소 3장의 통합이미지를 획득한다.
Figure 112009030108702-PAT00001
여기서, In은 광강도이며, a,b는 미지수이고, φ는 정현파 무늬가 투영된 위치에서의 픽셀의 위상값이며, α는 격자부(32)를 위상이동한 값이다.
우선, 복수의 격자패턴이 형성된 격자부(32)를 기판(2) 및 솔더볼(1)의 상측에 배치하고, 격자부(32)에 광을 투영하여 기판(2)과 솔더볼(1)에 정현파 무늬를 형성한 후, 기판(2) 및 솔더볼(1)의 제1통합이미지를 획득한다. 이후, 격자부(32)의 주기(2π)를 3등분하고 하나의 간격에 해당하는 2π/3 만큼 격자부(32)를 위상이동시킨 후 기판(2)과 솔더볼(1)에 정현파 무늬를 형성하고 기판(2) 및 솔더볼(1)의 제2통합이미지를 획득한다. 이후, 격자부(32)를 2π/3 만큼 한번 더 위상이동시킨 후 기판(2)과 솔더볼(1)에 정현파 무늬를 형성하고 기판(2) 및 솔더볼(1)의 제3통합이미지를 획득한다.
한편, 격자부(32)의 주기(2π)를 N(4 이상의 정수)등분하고 격자부(32)를 N등분된 주기만큼 이동하면서 통합이미지를 N개 획득할 수도 있다.
상기 위상값 결정단계(S130)에서는 우선 도 3에 도시된 바와 같이 통합이미지에서 솔더볼(1)의 중심부를 통과하는 가상의 직선인 기준선(4)을 선정한다. 기준선(4) 상에 위치한 솔더볼(1) 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값을 추출하고, 기준선(4) 상에 위치한 기판(2)의 상면에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값을 추출한다.
이후, 중심부 결정단계(S110)에서 구한 솔더볼(1)의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값을 구한다. 통합이미지로부터 기준선(4) 상에 위치한 솔더볼(1)의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값을 추출하여 솔더볼(1) 중심부의 위상값으로 결정한다. 위상이동하면서 획득한 3개의 통합이미지의 각 픽셀의 광강도(In)와, 격자부(32)를 위상이동한 값(α)인 0, 2π/3, 4π/3를 [수학식 1]에 각각 대입하면, 솔더볼(1)의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값(φ)를 구할 수 있다.
본 실시예에서는 위상값의 정확성을 높이기 위하여 단일의 위치의 위상값을 이용하는 것이 아니라 복수의 위치의 위상값을 추출한다. 이를 위하여 솔더볼(1)의 중심부 중 기준선(4) 상에 존재하는 복수의 위치(p1)에서 정현파 무늬가 투영된 픽셀들의 위상값들을 추출하여 솔더볼(1) 중심부의 위상값을 복수 개 마련한다.
이후, 통합이미지로부터 기판(2)에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값을 구한다. 통합이미지로부터 기준선(4) 상에 위치한 기판(2)에서 정현파 무늬가 투영된 부분에서의 픽셀의 위상값을 추출하여 기판(2)의 위상값으로 결정한다. 마찬가지로, 위상이동하면서 획득한 3개의 통합이미지의 각 픽셀의 광강도(In)와, 격자부(32)를 위상이동한 값(α)인 0, 2π/3, 4π/3를 [수학식 1]에 각각 대입하면, 기판(2)에서 정현파 무늬가 투영된 픽셀의 위상값(φ)를 구할 수 있다. 위상값의 정확성을 높이기 위하여 복수의 위치의 위상값을 추출하여 이를 평균한 값을 이용하는데, 기판(1)의 복수의 위치(p2)에서 정현파 무늬가 투영된 픽셀들의 위상값들을 추출하여 평균을 구하고, 그 위상값들의 평균을 기판의 평균 위상값으로 결정한다.
도 3에 도시된 바와 같이 피검사체(3)에 XY 직교 좌표계를 설정하면, 기준선(4) 상에 존재하는 기판(1)의 복수의 위치(p2)의 픽셀들은 X좌표는 동일하고 Y좌 표는 위치에 따라 변동된다.
상기 높이 산출단계(S140)에서는 솔더볼(1) 중심부의 위상값과 기판(2)의 위상값의 차이로부터 기판(2)의 상면에서 솔더볼(1)의 중심부까지의 높이를 산출한다.
위상값의 차이와 피검사체의 높이와의 관계식은 아래의 [수학식 2]와 같다.
Figure 112009030108702-PAT00002
여기서, h(x,y)는 기판(2)의 상면으로부터 솔더볼(1)의 중심부까지의 높이이며, p는 격자부(32)의 주기이며, θ는 광의 투영각이고, φo는 솔더볼(1)의 중심부에서의 위상값이고, φr은 기판(2)에서의 위상값이다.
[수학식 2]에 솔더볼(1)의 중심부의 위상값과 기판(2)의 위상값을 각각 대입하면, 기판(2)의 상면으로부터 솔더볼(1)의 중심부까지의 높이(h)를 구할 수 있다.
기판(2)의 상면으로부터 솔더볼(1)의 중심부까지의 높이를 구하는 과정은, 우선 마련된 복수 개의 솔더볼(1) 중심부의 위상값을 [수학식 2]의 솔더볼(1)의 중심부의 위상값(φo)에, 기판(2)의 평균 위상값을 [수학식 2]의 기판(2)의 위상값(φr)에 대입한다. 이후 [수학식 2]로부터 얻어지는 복수 개의 높이(h) 데이터를 평균하여 기판(2)의 상면으로부터 솔더볼(1)의 중심부까지의 높이(h)로 결정한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 3차원 형상 측정방법은, 기판과 기판상에 마련된 솔더볼에 정현파 무늬를 동시에 형성하고 정현파 무늬가 투영된 기판에서의 위상값과 정현파 무늬가 투영된 솔더볼에서의 위상값을 함께 추출하여 이를 솔더볼의 높이를 측정하는데 이용함으로써, 별도의 기준면을 측정하지 않고 측정대상물인 솔더볼의 주변 기준면을 이용하여 간편하고 정확하며 신뢰성 있는 솔더볼의 높이 데이터를 산출할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 솔더볼의 중심부를 우선 결정한 후 솔더볼의 중심부에서의 위상값만을 추출하여 이를 솔더볼의 높이를 측정하는데 이용함으로써, 솔더볼의 주변부에서의 위상값과 같은 불필요한 데이터를 처리하는데 소요되는 시간 및 메모리 등을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 위상값의 정확성을 높이기 위하여 단일의 위치의 위상값을 이용하는 것이 아니라 복수의 위치의 위상값을 추출하여 이를 평균한 값을 이용함으로써, 솔더볼의 높이의 정확성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 솔더볼의 주위를 둘러싸는 링 타입의 조명부로부터 광이 조사된 상태에서 솔더볼의 이미지를 획득함으로써, 솔더볼의 중심부를 정확하게 결정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
도 1은 본 발명의 3차원 형상 측정방법에 이용되는 3차원 형상 측정장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정방법의 순서도이고,
도 3은 피검사체(솔더볼과 기판) 상에 정현파 무늬가 투영된 상태를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 솔더볼 2 : 기판
3 : 피검사체 4 : 기준선
31 : 광원 32 : 격자부
35 : 격자이송부 43 : 링 타입의 조명부
100 : 3차원 형상 측정장치

Claims (5)

  1. 기판과 상기 기판 위에 마련된 솔더볼을 구비하는 피검사체의 3차원 형상 측정방법에 있어서,
    상기 솔더볼의 이미지를 획득하여 상기 솔더볼의 중심부를 결정하는 중심부 결정단계;
    상기 피검사체에 정현파 무늬를 형성하고 상기 기판의 상면과 상기 솔더볼을 동시에 포함하는 통합이미지를 획득하는 이미지 획득단계;
    상기 통합이미지에서 상기 솔더볼의 중심부를 통과하는 가상의 직선인 기준선을 선정하고, 상기 기준선 상에 위치한 솔더볼의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 부분의 위상값을 추출하여 솔더볼 중심부의 위상값으로 결정하고, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 부분의 위상값을 추출하여 기판의 위상값으로 결정하는 위상값 결정단계; 및
    상기 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 위상값의 차이로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출하는 높이 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중심부 결정단계는,
    상기 솔더볼의 상측에 배치되며 상기 솔더볼의 주위를 둘러싸는 링 타입의 조명부로부터 광이 조사된 상태에서 상기 솔더볼의 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 획득단계는,
    상기 기판과 상기 솔더볼의 상측에 배치되며 복수의 격자패턴이 형성된 격자부에 광을 투영하여 상기 피검사체에 정현파 무늬를 형성시키고,
    상기 격자부의 주기를 N등분한 간격만큼 상기 격자부를 반복하여 위상이동시키면서 상기 통합이미지를 N개 획득하며,
    상기 N은 3 이상 정수인 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위상값 결정단계는, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 복수의 위치들의 위상값들을 추출하여 평균을 구하고, 그 위상값들의 평균을 상기 기판의 평균 위상값으로 결정하고,
    상기 높이 산출단계는, 상기 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 평균 위상값의 차이로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위상값 결정단계는, 상기 기준선 상에 위치한 솔더볼의 중심부에서 정현파 무늬가 투영된 복수의 위치들의 위상값들을 추출하여 솔더볼 중심부의 위상값으로 각각 결정하고, 상기 기준선 상에 위치한 기판에서 정현파 무늬가 투영된 복수의 위치들의 위상값들을 추출하여 평균을 구하고, 그 위상값들의 평균을 상기 기판의 평균 위상값으로 결정하고,
    상기 높이 산출단계는, 각각의 솔더볼 중심부의 위상값과 상기 기판의 평균 위상값의 차이를 구하고 그 위상값의 차이들의 평균으로부터 상기 기판의 상면에서 상기 솔더볼의 중심부까지의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120100064A (ko) * 2011-03-02 2012-09-12 주식회사 고영테크놀러지 기판 검사방법
CN116295073A (zh) * 2023-02-10 2023-06-23 南京航空航天大学 大型航空复合材料成型模具变形测量装置、方法及系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102721378B (zh) * 2012-06-20 2015-04-29 北京航空航天大学 一种基于正弦条纹投射的镜面物体三维形貌测量系统
KR101623144B1 (ko) * 2014-09-17 2016-05-23 주식회사 고영테크놀러지 스테레오 현미경을 이용한 3차원 형상 측정 장치
JP6653572B2 (ja) * 2015-12-28 2020-02-26 川崎重工業株式会社 変形加工支援システムおよび変形加工支援方法
CN105716546B (zh) * 2016-02-25 2018-05-18 华中科技大学 一种基于超声光栅的共面度测量系统
KR102174219B1 (ko) * 2018-10-02 2020-11-04 아진산업(주) 기울기에 따른 영상 밝기 변화를 이용한 솔더 검사 방법
TWI735330B (zh) * 2020-09-03 2021-08-01 由田新技股份有限公司 球體高度量測系統及其方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0814848A (ja) * 1994-07-01 1996-01-19 Omron Corp 検査装置及び検査方法
KR19980030777A (ko) * 1996-10-30 1998-07-25 구자홍 솔더링 높이 검사장치
JP3767161B2 (ja) * 1998-04-02 2006-04-19 オムロン株式会社 高さ測定装置および高さ測定方法および観測装置
US6525331B1 (en) * 1999-12-01 2003-02-25 Nanyang Technological University Ball grid array (BGA) package on-line non-contact inspection method and system
JP3878033B2 (ja) * 2002-02-28 2007-02-07 シーケーディ株式会社 三次元計測装置
KR100495900B1 (ko) * 2002-05-22 2005-06-16 (주)트릭센 전자부품 및 솔더 도포 검사장치
WO2004109229A2 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Solvision 3d and 2d measurement system and method with increased sensitivity and dynamic range
JP2005233780A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Olympus Corp 高さ測定方法及びその装置
KR100719352B1 (ko) * 2004-06-16 2007-05-17 (주)펨트론 표면형상 측정방법
JP4611782B2 (ja) * 2005-03-28 2011-01-12 シチズンホールディングス株式会社 3次元形状測定方法及び測定装置
KR100672818B1 (ko) * 2006-01-26 2007-01-22 주식회사 고영테크놀러지 3차원형상 측정방법
JP5008477B2 (ja) * 2007-06-27 2012-08-22 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画方法
JP2009079934A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Shibuya Kogyo Co Ltd 三次元計測方法
KR100856466B1 (ko) 2008-03-07 2008-09-04 에이티아이 주식회사 스케닝 모아레 측정장치 및 측정방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120100064A (ko) * 2011-03-02 2012-09-12 주식회사 고영테크놀러지 기판 검사방법
CN116295073A (zh) * 2023-02-10 2023-06-23 南京航空航天大学 大型航空复合材料成型模具变形测量装置、方法及系统
CN116295073B (zh) * 2023-02-10 2024-02-09 南京航空航天大学 大型航空复合材料成型模具变形测量装置、方法及系统

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