KR20120098570A - 측정대상물 검사방법 - Google Patents

측정대상물 검사방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120098570A
KR20120098570A KR1020120090671A KR20120090671A KR20120098570A KR 20120098570 A KR20120098570 A KR 20120098570A KR 1020120090671 A KR1020120090671 A KR 1020120090671A KR 20120090671 A KR20120090671 A KR 20120090671A KR 20120098570 A KR20120098570 A KR 20120098570A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shadow
measurement object
amplitude
map
area
Prior art date
Application number
KR1020120090671A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101311255B1 (ko
Inventor
정중기
Original Assignee
주식회사 고영테크놀러지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 고영테크놀러지 filed Critical 주식회사 고영테크놀러지
Priority to KR1020120090671A priority Critical patent/KR101311255B1/ko
Publication of KR20120098570A publication Critical patent/KR20120098570A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101311255B1 publication Critical patent/KR101311255B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G06T7/521—Depth or shape recovery from laser ranging, e.g. using interferometry; from the projection of structured light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
    • G01N2021/8893—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques providing a video image and a processed signal for helping visual decision
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95638—Inspecting patterns on the surface of objects for PCB's

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 측정대상물의 실장상태를 검사하기 위한 측정대상물 검사방법에 관한 것으로서, 본 발명의 측정대상물 검사방법에 따르면, 측정대상물이 형성된 기판에 복수의 방향으로 패턴광을 각각 N번 조사하고 카메라로 촬영한다. 이후, 촬영된 각각의 방향별 N개의 이미지를 이용하여 기판의 각 방향별 비저빌리티 맵을 생성하고, 각 방향별 비저빌러티 맵에서 측정대상물의 방향별 그림자 영역을 획득한다. 이후, 획득된 방향별 그림자 영역을 보상하고, 보상된 방향별 그림자 영역들을 머징(merging)하여 그림자 맵을 생성한다. 이에 따라, 그림자 영역 획득의 신뢰성을 높이고, 측정대상물의 실장 상태에 대한 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

측정대상물 검사방법{INSPECTION METHOD OF MEASURING OBJECT}
본 발명은 측정대상물 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판에 형성된 측정대상물을 검사하기 위한 측정대상물 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 구비되며, 이러한 인쇄회로기판 상에는 다양한 종류의 전자부품들이 형성되어 있다.
상기 전자부품들이 실장된 기판의 신뢰성을 검증하기 위하여 상기 전자부품의 실장 상태를 검사할 필요가 있으며, 상기 전자부품의 실장 상태를 검사하기 위해서는 측정대상물의 영역을 정확히 설정하는 것이 중요하다.
종래에는 측정대상물의 영역을 설정하기 위하여 2차원적 이미지를 촬영하여 촬영된 이미지를 이용하여 왔다. 그러나, 2차원적 이미지에서 측정대상물의 영역을 설정하는 작업은 소자의 색상이나 조명에 민감하여 상기 측정대상물을 주변으로부터 판별해 내기가 어렵고, 측정대상물의 디멘션(dimension)이 변경된 경우에도 상기 측정대상물의 영역을 판별하기가 어렵다. 또한, 이미지에 노이즈(noise)가 있는 경우, 예를 들어 측정대상물 이외의 기판 위에 패턴이나 실크가 형성된 경우 상기 측정대상물을 판별하기가 어렵고, 카메라에 의한 노이즈가 나타날 수 있으며, 패드 영역과 같은 인접한 부분과 혼동될 수도 있다.
따라서, 상술한 문제점들을 방지할 수 있는 측정대상물의 영역 추출 방법을 이용한 측정대상물 검사방법이 요청된다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원하는 측정대상물을 정확히 추출할 수 있는 측정대상물 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 측정대상물 검사방법은, 측정대상물이 형성된 기판에 복수의 방향으로 패턴광을 각각 N번 조사하고 카메라로 촬영하는 단계, 상기 촬영된 각각의 방향별 N개의 이미지를 이용하여 상기 기판의 각 방향별 비저빌리티 맵을 생성하는 단계, 상기 각 방향별 비저빌러티 맵에서 상기 측정대상물의 방향별 그림자 영역을 획득하는 단계, 상기 획득된 방향별 그림자 영역을 보상하는 단계, 및 상기 보상된 방향별 그림자 영역들을 머징(merging)하여 그림자 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 비저빌리티 맵은 각 픽셀별 촬영된 영상의 밝기신호에 있어서 진폭(Bi(x,y))의 평균(Ai(x,y))에 대한 비(Vi(x,y)=Bi(x,y)/Ai(x,y))로 정의된다.
상기 그림자 영역을 보상하기 위한 일 예로, 상기 획득된 방향별 그림자 영역에 대하여 각 픽셀에 진폭((Bi(x,y))을 곱한다. 상기 그림자 영역을 보상하기 위한 다른 예로, 상기 획득된 방향별 그림자 영역의 각 픽셀에서의 진폭((Bi(x,y))이 기설정된 기준값 이하이면 그림자로 설정한다.
상기 3차원 형상 검사방법은 상기 그림자 맵으로부터 상기 측정대상물의 크기 및 위치 정보 중 적어도 1개 이상을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 측정대상물 검사방법은, 측정대상물이 형성된 기판에 복수의 방향으로부터 광을 조사하여 방향별 진폭(amplitude) 맵들을 획득하는 단계, 상기 방향별 진폭 맵들에서 진폭이 기설정된 기준값 이하인 영역을 그림자 영역으로 판단하여 방향별 그림자 영역들을 추출하는 단계, 및 상기 방향별 그림자 영역들을 머징(merging)하여 그림자 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 진폭 맵들을 획득하기 위하여, 각 방향에서 위상천이된 격자패턴 광을 복수에 걸쳐 조사할 수 있다.
상기 그림자 맵으로부터 상기 측정대상물의 크기, 위치 및 회전 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 획득하여 상기 측정대상물의 실장 상태를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 그림자 맵과 비교하여 상기 측정대상물에 대응되는 지를 확인하기 위한 템플릿을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 측정대상물 검사방법은, 측정대상물이 형성된 기판에 복수의 방향으로 광을 조사하여 상기 기판의 각 방향별 그림자 영역을 획득하는 단계, 상기 획득된 방향별 그림자 영역들을 머징(merging)하여 그림자 맵을 생성하는 단계, 및 상기 그림자 맵으로부터 상기 측정대상물의 크기, 위치 및 회전 정보 중 적어도 1개 이상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 그림자 영역을 획득하는 단계 이후, 상기 획득된 방향별 그림자 영역을 보상하는 단계를 더 포함하고, 상기 그림자 영역을 보상하는 단계는, 상기 획득된 방향별 그림자 영역의 각 픽셀에 진폭((Bi(x,y))을 곱하거나, 상기 각 픽셀에서의 진폭이 기설정된 기준값 이하이면 그림자 영역으로 설정할 수 있다.
그리고 상기 그림자 맵을 생성하는 단계 이후, 상기 그림자 맵을 보상하는 단계를 더 포함하고, 상기 그림자 맵을 보상하는 단계는, 상기 그림자 맵의 각 각 픽셀에 진폭((Bi(x,y))을 곱하거나, 상기 각 픽셀에서의 진폭이 기설정된 기준값 이하이면 그림자 영역으로 설정할 수 있다.
그리고 상기 측정대상물 검사방법은, 측정장치를 통한 상기 측정대상물의 측정 또는 상기 측정대상물에 대한 정보를 포함한 캐드 데이터를 통해 템플릿을 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 그림자 맵과 상기 템플릿을 비교하여 상기 측정대상물을 설정할 수 있다.
그리고 복수의 방향으로 격자이미지 광을 측정대상물에 조사하여 상기 측정대상물의 각 픽셀별 비저빌리티 정보 또는 진폭 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 비저빌리티 정보 또는 진폭 정보로부터 상기 각 방향별 그림자 영역을 획득할 수 있다.
그리고 상기 비저빌리티 정보는, 각 픽셀별 촬영된 영상의 밝기신호에 있어서 진폭(Bi(x,y))의 평균(Ai(x,y))에 대한 비(Vi(x,y)=Bi(x,y)/Ai(x,y))로 정의되며, 상기 평균(Ai(x,y))은 수학식 1(
Figure pat00001
)을 만족하고, 비저빌리티(Vi(x,y))는 수학식2(
Figure pat00002
)를 만족할 수 있다.(여기서, (Ii 1, Ii 2, ... , Ii N)은 카메라에서 촬영된 N개의 위상별 이미지들로부터 X-Y 좌표계의 각 위치(i(x,y))에서 추출된 N개의 밝기신호들을 의미하며, 상기 수학식에서는 N이 4인 경우를 나타낸다)
이와 같은 측정대상물 검사방법에 따르면, 방향별 비저빌러티 맵에서 획득되는 방향별 그림자 영역을 진폭 정보를 이용하여 보상함으로써, 그림자 영역의 노이즈를 최대한 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 측정대상물의 실장 상태에 대한 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 방향별 비저빌러티 맵에 비하여 노이즈가 작은 방향별 진폭 맵을 이용하여 그림자 영역을 추출함으로써, 그림자 영역 추출의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 측정대상물의 높이가 측정범위를 넘어설 경우에도, 비저빌러티 맵을 이용하여 측정대상물의 영역을 정확히 추출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 측정대상물 검사방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 측정대상물이 실장된 기판의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정대상물 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 방향별 비저빌러티 맵들을 나타낸 도면이다.
도 5는 방향별 진폭 맵들을 나타낸 도면이다.
도 6은 방향별 그림자 영역을 보상한 방향별 보상 맵들들을 나타낸 도면이다.
도 7은 보상된 방향별 그림자 영역들을 머징하여 생성한 그림자 맵을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정대상물 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 측정대상물 검사방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정장치는 측정대상물이 형성된 기판(150)을 지지 및 이송시키기 위한 스테이지(140), 기판(150)에 광을 조사하기 위한 하나 이상의 제1 조명부(110) 및 기판(150)의 이미지를 촬영하는 카메라(130)를 포함한다. 또한, 상기 3차원 형상 측정장치는 스테이지(140)에 인접하게 설치되어 제1 조명부(110)와 별도로 기판(150)에 광을 조사하는 제2 조명부(120)를 더 포함할 수 있다.
제1 조명부(110)는 기판(150)에 형성된 측정대상물의 3차원 형상을 측정하기 위한 조명으로, 일정한 형태의 광을 기판(150)에 대하여 일정 각도로 기울어지게 조사한다. 예를 들어, 제1 조명부(110)는 광을 발생시키는 광원(112), 광원(112)으로부터의 광을 격자패턴 광으로 변환시키기 위한 격자소자(114), 격자소자(114)를 피치 이송시키기 위한 격자이송기구(116) 및 격자소자(114)에 의해 변환된 격자패턴 광을 측정대상물에 투영하기 위한 투영 렌즈(118)를 포함한다. 격자소자(114)는 격자패턴 광의 위상천이를 위해 페이조 엑추에이터(piezo actuator : PZT) 등의 격자이송기구(116)를 통해 2π/N 만큼씩 이송될 수 있다. 여기서, N은 2 이상의 자연수이다. 이러한 구성을 갖는 제1 조명부(110)는 격자이송기구(116)를 통해 격자소자(114)를 순차적으로 이송하면서 매 이송시마다 기판(150)을 향해 격자패턴 광을 조사하며, 카메라(130)는 격자소자(114)의 이송시마다 기판(150)의 이미지를 촬영한다.
제1 조명부(110)는 측정 정밀도를 높이기 위하여 카메라(130)를 중심으로 원주 방향을 따라 일정한 각도로 이격되도록 복수가 설치된다. 예를 들어, 제1 조명부(110)는 카메라(130)를 중심으로 원주 방향을 따라 90도의 각도로 이격되어 4개가 설치되거나, 또는 45도의 각도로 이격되어 8개가 설치될 수 있다.
제2 조명부(120)는 원형 링 형상으로 형성되어 스테이지(140)에 인접하게 설치된다. 제2 조명부(120)는 기판(150)의 초기 얼라인 또는 검사 영역 설정 등을 위하여 광을 기판(150)에 조사한다. 예를 들어, 제2 조명부(120)는 백색광을 발생시키는 형광 램프를 포함하거나, 또는 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발생시키는 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 포함할 수 있다.
카메라(130)는 스테이지(140)의 상부에 배치되어, 기판(150)으로부터 반사되어 나오는 광을 인가받아 기판(150)에 대한 이미지를 촬영한다. 예를 들어, 카메라(130)는 제1 조명부(110)의 격자패턴 광의 조사를 통해 기판(150)의 이미지를 촬영하고, 제2 조명부(120)의 광 조사를 통해 기판(150)의 이미지를 촬영한다. 카메라(130)는 이미지 촬영을 위해 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 3차원 형상 측정장치는 제1 조명부(110) 또는 제2 조명부(120)를 이용하여 기판(150)에 광을 조사하고, 카메라(130)를 통해 측정대상물이 형성된 기판(150)의 이미지를 촬영함으로써, 기판(150)의 3차원적 이미지 및 2차원적 이미지를 측정한다. 한편, 도 1에 도시된 3차원 형상 측정장치는 일 예에 지나지 않으며, 하나 이상의 제1 조명부(110)와 카메라(130)를 포함하는 다양한 구성으로의 변경이 가능하다.
이하, 상기와 같은 3차원 형상 측정장치를 이용하여 인쇄회로기판에 형성된 전자부품 등의 측정대상물을 검사하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 측정대상물이 실장된 기판의 일부를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정대상물 검사방법을 나타낸 흐름도이며, 도 4는 방향별 비저빌러티 맵들을 나타낸 도면이며, 도 5는 방향별 진폭 맵들을 나타낸 도면이며, 도 6은 방향별 그림자 영역이 보상된 방향별 보상 맵들을 나타낸 도면이며, 도 7은 보상된 방향별 그림자 영역들을 머징하여 생성한 그림자 맵을 나타낸 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전자부품 등의 측정대상물(152)이 기판(150)에 실장된 상태를 검사하기 위하여 우선, 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)에 복수의 방향으로부터 패턴광을 각각 N번 조사하고 카메라(130)로 기판(150)의 이미지를 촬영한다(S110).여기서, N은 2 이상의 자연수이다. 이후, 카메라(130)에서 촬영된 각각의 방향별 N개의 이미지를 이용하여 기판(150)의 각 방향별 비저빌러티 맵을 생성한다(S120).
구체적으로, 복수의 제1 조명부들(110)이 기판(150)을 향하여 순차적으로 광을 조사하면, 카메라(130)는 순차적으로 방향별 이미지를 촬영하고, 이로부터 방향별 비저빌러티 맵을 생성한다. 이때, 3차원 형상 측정장치는 다중채널 위상천이 모아레 방식을 통해 방향별 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 각각의 제1 조명부(110)를 통해 각 방향에서 위상천이된 격자패턴 광을 복수에 걸쳐 기판(150)에 조사하고, 각 조사시마다 카메라(130)를 통해 기판(150)의 위상별 이미지들을 촬영한 후, 상기 복수의 위상별 이미지들로부터 방향별 비저빌러티 맵을 생성한다. 한편, 상기 복수의 위상별 이미지들로부터 방향별 진폭 맵을 생성할 수도 있다.
상기 비저빌러티 맵은 각 픽셀별 촬영된 영상의 밝기(intensity)신호에 있어서 진폭(amplitude)(Bi(x,y))의 평균(Ai(x,y))에 대한 비를 의미하며, 대체로 반사율이 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다. 비저빌러티(Vi(x,y))는 다음과 같이 정의된다.
Vi(x,y)=Bi(x,y)/Ai(x,y)
각 채널별에 대하여 카메라(130)에서 촬영된 N개의 위상별 이미지들로부터 X-Y 좌표계의 각 위치(i(x,y))에서의 N개의 밝기신호들(Ii 1, Ii 2, ... , Ii N)을 추출하고, N-버켓 알고리즘(N-bucket algorithm)을 이용하여 평균(Ai(x,y)) 및 비저빌러티(Vi(x,y))를 산출한다.
예를 들어, N=4인 경우는 다음과 같이 비저빌러티를 산출할 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
3차원 형상 측정장치는 상기한 방법을 통해 산출된 비저빌러티 정보 및 진폭 정보를 이용하여 도 4에 도시된 방향별 비저빌러티 맵들과 도 5에 도시된 방향별 진폭 맵들을 생성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 방향별 비저빌러티 맵들을 생성한 후, 상기 방향별 비저빌러티 맵에서 측정대상물(152)에 대한 방향별 그림자 영역(154)을 획득한다(S130). 기판(150)에 형성된 측정대상물(152)은 소정의 높이를 갖기 때문에, 제1 조명부(110)에서 소정의 각도로 기울어지게 광을 조사하면 측정대상물(152)의 반대편에는 그림자 영역(154)이 발생된다. 예를 들어, 그림자 영역(154)은 다른 영역에 비해 상대적으로 밝기가 매우 낮으므로, 방향별 비저빌러티 맵과 방향별 진폭 맵 상에서 검은색으로 표시된다.
이후, 상기에서 획득된 방향별 그림자 영역(154)을 보상한다(S140). 비저빌러티(Vi(x,y))는 평균(Ai(x,y))이 매우 낮으면(예를 들어, 0.xxx) 진폭(Bi(x,y))이 낮은 영역도 높게 나올 수 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 실제 그림자 영역(154)에서 밝게 나타나는 노이즈 영역(156)이 발생될 수 있다. 따라서, 노이즈 영역(156)을 제거하기 위하여 방향별 그림자 영역(154)을 보상한다. 방향별 그림자 영역(154)을 보상하는 방법의 일 예는, 방향별 그림자 영역(154)에 대하여 각 픽셀에 진폭(Bi(x,y))을 곱하는 것이다. 방향별 그림자 영역(154)을 보상하는 방법의 다른 예는, 방향별 그림자 영역(154)의 각 픽셀에서의 진폭(Bi(x,y))이 기설정된 기준값 이하이면 해당 픽셀을 그림자로 설정하는 것이다.
이와 같은 방법으로 방향별 그림자 영역(154)을 보상함으로써, 방향별 그림자 영역(154) 내의 노이즈 영역(156)을 상당수 제거할 수 있으며, 이를 통해 보다 신뢰성 있는 방향별 그림자 영역(154)을 획득할 수 있다. 또한, 측정대상물의 높이가 측정범위를 넘어설 경우에도, 비저빌러티 맵을 이용하여 측정대상물의 영역을 정확히 추출할 수 있다.
방향별 그림자 영역들(154)을 보상한 후, 보상된 방향별 그림자 영역들(154)을 머징(merging)하여 도 7에 도시된 바와 같은 그림자 맵을 생성한다(S150). 상기 그림자 맵 상에서 실제 측정대상물(152)과 측정대상물(152) 주변의 그림자 영역(154)은 상대적으로 큰 계조 차이를 갖기 때문에, 측정대상물(152)의 영역을 용이하게 설정할 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 그림자 맵 상에서 측정대상물(152)은 밝은 색으로 표시되는 반면 그림자 영역(154)은 어두운 색으로 표시될 수 있으며, 이와 반대로, 측정대상물(152)이 어두운 색으로 표시되고 그림자 영역(154)은 밝은 색으로 표시될 수 있다.
한편, 그림자 영역의 보상은 각 방향별 비저빌러티 맵에서 방향별 그림자 영역을 획득한 후(S130) 획득된 각각의 방향별 그림자 영역에 대해 수행될 수 있으나, 이와 달리, 방향별 그림자 영역들을 머징하여 그림자 맵을 생성한 후(S150) 생성된 그림자 맵 상에서 그림자 영역을 보상할 수도 있다.
이후, 상기 그림자 맵을 이용하여 측정대상물(152)의 실장 상태를 검사할 수 있다. 구체적으로, 생성된 그림자 맵으로부터 측정대상물(152)의 크기, 위치 및 회전 정보 등을 획득하고, 이들 정보들 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 측정대상물(152)의 실장 상태를 검사할 수 있다. 예를 들어, 기판(150)에 대한 기초 정보를 담고 있는 캐드 데이터에는 측정대상물(152)의 위치 및 크기 등의 정보가 들어 있으므로, 캐드 데이터에 있는 정보값과 그림자 맵으로부터 획득된 정보값을 비교함으로써, 측정대상물(152)의 실장 상태의 불량 여부를 검사할 수 있다.
한편, 생성된 그림자 맵과 비교하여 측정대상물(152)에 대응되는 지를 확인하기 위한 템플릿을 생성하는 단계가 추가될 수 있다. 상기 템플릿은 캐드 데이터로부터 측정대상물(152) 정보를 읽어 들여 생성하거나 또는, 측정장치를 통해 측정하여 생성하고 이를 저장하여 사용할 수 있다. 그림자 맵과 템플릿을 비교함에 있어, 그림자 맵과 템플릿의 차이가 오차 범위 내에 있으면 측정대상물로 간주한다. 이때, 상기 오차 범위는 사용자에 의해 설정이 가능하다.
본 실시예에서는 4 방향에서 광을 조사하는 경우 즉, 4개의 제1 조명부(110)를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 광 조사 방향의 갯수는 가변적일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 측정대상물(152)의 실장 상태를 검사하기 위해서 우선, 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)에 복수의 방향으로부터 광을 조사하여 도 5에 도시된 바와 같은 방향별 진폭(amplitude) 맵들을 획득한다(S210). 상기 방향별 진폭 맵들을 획득하는 방법은 앞서 설명된 바 있으므로, 이와 관련된 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이후, 방향별 진폭 맵들에서 진폭이 기설정된 기준값 이하인 영역을 그림자 영역으로 판단하여 방향별 그림자 영역들(154)을 추출한다(S220). 그림자 영역은 다른 영역에 비하여 상대적으로 매우 낮은 진폭을 갖는 게 일반적이므로, 적당한 기준값을 기준으로 그 이하의 진폭값을 갖는 영역을 그림자 영역으로 판단할 수 있다. 이와 같이, 방향별 비저빌러티 맵에 비하여 노이즈가 작은 방향별 진폭 맵을 이용하여 그림자 영역을 추출함으로써, 그림자 영역 추출의 신뢰성을 높일 수 있다.
이후, 방향별 그림자 영역들(154)을 머징하여 그림자 맵을 생성한다(S230). 상기 그림자 맵에 대한 설명은 앞서 도 7을 참고로 설명된 바 있으므로, 생략하기로 한다. 또한, 본 실시예에서도 앞선 실시예와 마찬가지로, 그림자 맵을 이용하여 측정대상물의 실장 상태를 검사하는 단계와, 템플릿을 생성하는 단계가 포함될 수 있다.
한편, 그림자 맵을 생성함에 있어, 앞선 두 가지 실시예와 같이 방향별 비저빌러티 맵이나 방향별 진폭 맵을 이용하는 방법 대신, 각 방향별로 촬영된 복수의 격자패턴 이미지들을 2D 이미지로 변환하여 이를 통해 그림자 맵을 생성할 수도 있다. 복수의 격자패턴 이미지들을 2D 이미지로 변환하는 과정에서 2D 이미지 상에 격자패턴이 나타날 수 있다. 2D 이미지 상의 격자패턴은 복수의 격자패턴 이미지들 중에서 위상차가 180°인 2개 이미지의 밝기(intensity) 값을 합산하여 제거할 수 있다. 또한, 2D 이미지 상의 격자패턴은 위상차의 합계가 360°가 되는 격자패턴 이미지들의 밝기 값을 합산하여 제거할 수도 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 제1 조명부 120 : 제2 조명부
130 : 카메라 140 : 스테이지
150 : 기판 152 : 측정대상물
154 : 그림자 영역 156 : 노이즈 영역

Claims (6)

  1. 측정대상물이 형성된 기판에 복수의 방향으로 광을 조사하여 상기 기판의 각 방향별 그림자 영역을 획득하는 단계;
    상기 획득된 방향별 그림자 영역들을 머징(merging)하여 그림자 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 그림자 맵으로부터 상기 측정대상물의 크기, 위치 및 회전 정보 중 적어도 1개 이상을 획득하는 단계를 포함하는 측정대상물 검사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그림자 영역을 획득하는 단계 이후, 상기 획득된 방향별 그림자 영역을 보상하는 단계를 더 포함하고,
    상기 그림자 영역을 보상하는 단계는,
    상기 획득된 방향별 그림자 영역의 각 픽셀에 진폭((Bi(x,y))을 곱하거나, 상기 각 픽셀에서의 진폭이 기설정된 기준값 이하이면 그림자 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 측정대상물 검사방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그림자 맵을 생성하는 단계 이후, 상기 그림자 맵을 보상하는 단계를 더 포함하고,
    상기 그림자 맵을 보상하는 단계는,
    상기 그림자 맵의 각 픽셀에 진폭((Bi(x,y))을 곱하거나, 상기 각 픽셀에서의 진폭이 기설정된 기준값 이하이면 그림자 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 측정대상물 검사방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정대상물 검사방법은,
    측정장치를 통한 상기 측정대상물의 측정 또는 상기 측정대상물에 대한 정보를 포함한 캐드 데이터를 통해 템플릿을 생성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 그림자 맵과 상기 템플릿을 비교하여 상기 측정대상물을 설정하는 것을 특징으로 하는 측정대상물 검사방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정대상물 검사방법은,
    상기 복수의 방향으로 격자이미지 광을 측정대상물에 조사하여 상기 측정대상물의 각 픽셀별 비저빌리티 정보 또는 진폭 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 비저빌리티 정보 또는 진폭 정보로부터 상기 각 방향별 그림자 영역을 획득하는 것을 특징으로 하는 측정대상물 검사방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비저빌리티 정보는,
    각 픽셀별 촬영된 영상의 밝기신호에 있어서 진폭(Bi(x,y))의 평균(Ai(x,y))에 대한 비(Vi(x,y)=Bi(x,y)/Ai(x,y))로 정의되며,
    상기 평균(Ai(x,y))은 다음의 수학식을 만족하고,
    Figure pat00005

    비저빌리티(Vi(x,y))는 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 측정대상물 검사방법.
    Figure pat00006

    (여기서, (Ii 1, Ii 2, ... , Ii N)은 카메라에서 촬영된 N개의 위상별 이미지들로부터 X-Y 좌표계의 각 위치(i(x,y))에서 추출된 N개의 밝기신호들을 의미하며, 상기 수학식에서는 N이 4인 경우를 나타낸다)
KR1020120090671A 2012-08-20 2012-08-20 측정대상물 검사방법 KR101311255B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120090671A KR101311255B1 (ko) 2012-08-20 2012-08-20 측정대상물 검사방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120090671A KR101311255B1 (ko) 2012-08-20 2012-08-20 측정대상물 검사방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100060945A Division KR101216453B1 (ko) 2009-07-03 2010-06-28 측정대상물 검사방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120098570A true KR20120098570A (ko) 2012-09-05
KR101311255B1 KR101311255B1 (ko) 2013-09-25

Family

ID=47109510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120090671A KR101311255B1 (ko) 2012-08-20 2012-08-20 측정대상물 검사방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101311255B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5001286B2 (ja) * 2005-10-11 2012-08-15 プライム センス リミティド 対象物再構成方法およびシステム
NO328737B1 (no) * 2007-08-31 2010-05-03 Tordivel Solar As Fremgangsmate og innretning for inspeksjon av gjenstander

Also Published As

Publication number Publication date
KR101311255B1 (ko) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5256251B2 (ja) 測定対象物の検査方法
TWI422800B (zh) 板檢驗裝置及方法
CN104335030B (zh) 基板的异物检测方法
KR101241175B1 (ko) 실장기판 검사장치 및 검사방법
KR100902170B1 (ko) 표면형상 측정장치
US10126252B2 (en) Enhanced illumination control for three-dimensional imaging
US20100092041A1 (en) Method of measuring a three-dimensional shape
EP3540372A1 (en) Three-dimensional shape measurement apparatus
CN107003255B (zh) 在基板上形成的部件的端子检查方法及基板检查装置
KR101215083B1 (ko) 기판 검사장치의 높이정보 생성 방법
JP5584671B2 (ja) 基板検査方法
KR101684244B1 (ko) 기판 검사방법
KR101017300B1 (ko) 표면형상 측정장치
KR101056995B1 (ko) 3차원 형상 검사방법
KR101216453B1 (ko) 측정대상물 검사방법
KR101311255B1 (ko) 측정대상물 검사방법
KR20120090926A (ko) 인쇄회로기판 상의 솔더 영역의 측정방법
KR101133641B1 (ko) 3차원 형상 검사방법
KR101215910B1 (ko) 인쇄회로기판 상의 솔더 영역의 측정방법
KR20110002985A (ko) 터미널 검사방법
JP2022112379A (ja) 検査システム及び検査方法
KR20110097748A (ko) 터미널 검사방법

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160613

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 5