TW466337B - Via inspection in optical inspection system - Google Patents

Description

46 633 T_ 五、發明說明（l) ' ' "" 發明背景： 本發明係有關於一種光學檢視系統。 光學檢視系統係用以檢視標的物，例如印刷電路板。 這類系統一般包括一照相機以及照射印刷電路板的一光 源。上述照相機係用以產生一電視影像信號，其被處理後 決定印刷電路板檢視及格或檢視不及格。這類系統可包括 _遠心鏡頭。上述遠心鏡頭係設置於照相機及其構件之 間’盡可能與光源一樣寬。許多檢視規則系統已知包括一 般稱為樣板符合（template matching)、像素統計（pixel counting)以及设規則檢視處理（design rule inspect ion processing)。 發明概要： 當利用光學檢視系統檢查連通柱（通過印刷電路板的 孔洞）時，可能產生問題。因為藉由使用照相機捕捉光的 方法’當系統使用具有更大的可視開口’位於週邊上的通 道可能出現遺漏或者僅僅部分通過。此系統提供—種檢視 通道的技術，同時對於照相機可以使用更大的可視開口， 使付檢視過程更迅速。因為具有更少的動作，例如需要照 相機掃描’因此檢視過程更迅速。此系統可省略考慮調整 畸變像差（distortion)過程而處理影像。 根據本發明之一型態，一種光學檢視裝置包括一平 台’其用以於檢視下方支撐一元件；以及一光源，其設置 用以照射上述元件之背面部位。上述檢視裝置亦包括一照 相機，其設置於上述元件之前面部位之上方，並接收穿透

1057-3554-P!F;ahddub.ptd 第5頁 4 6 633 7 五、發明說明（2) 上述元件之光學能直，以及一散光器，設置於上述元件之 月'J面部位之上方，此散光器於散光器之下表面上用以處理 經由照相機產生的影像。 此裝置依此設置排列，因此’元件之影像特徵係自穿 透元件的光產生。此裝置可以用以檢視於印刷電路板内的 通道、陶瓷基底（ceramic substrate)或者具有高外觀比 例通道的通道陣列的基底。此裝置可以使用一準直光源。 散光器可為磨平的玻璃板或具有侵蝕表面的塑膠薄板。上 述裴置亦可包括一處理器，用以處理來自照相機的電視影 像信说’並判定上述元件通過一檢視。 一種光學檢視具有通孔的基底的方法，其包括於檢視 時，設置一散光器於用以支撐一基底的平台之間；利用一 光源照射基底之背面部位，並且於上述散光器之下表面上 產生一影像’處理經由設置於上述基底之前面上方的一照 相機接收的光學能量，其穿透上述基底。 圖式簡單說明： 第1圖係一機械檢視系統之概略圖式，於檢視時，其 具有設置於元件上方的一散光器； ' 第2圖係第1圖之系統輪廓圖式； 第3圖係經由第1圖之系統檢視具有通道的印刷電路 的平面圖式； 第3Α圖係沿著第3圖中的3Α-3Α線形成的剖面囷式. 第4圖係設置於第3圖之PC板上方的散光器夕瓜工 〈干面圖

4 6 633 7--- 五、發明說明（3) 第4A圖係沿著第4圖中的4A-4A線形成的剖面圖式； 第5圖係第4圖之局部放大圖式； 第5A圖係第4A圖中的局部放大圖式； 第6圖係一流程圖式，說明於第1圖之系統中檢視通道 的步驟^ 符號說明： 1 0〜檢視系統； 1 2〜照相機； 1 2 a〜透鏡； 12b〜檢測器； 14〜平台； 15〜基座； 1 6 ~光源； 16’〜準直光源； 1 6a〜光； 17〜準直透鏡； 18〜處理器； 3 0〜配件； 32〜元件； 33a〜通道； 3 3 b *通道； 3 3 c〜通道； 36〜擴散器； 37〜影像。 實施例說明： 現在參考第1圖，顯示一機械檢視系統10。此機械檢 視系統10包括一照相機12，設置於一平台14之上方。 平台14藉由一基座（st and )15支撐。此平台14支撐一 配件30 ’其包括一元件，例如一印刷電路板32(PCB)，接 受檢視，並且於上述印刷電路板3 2之表面上設置一散光器 36。散光器36進一步於相關的第2圖中說明之。系統1〇亦 包括一光源16，其設置於平台14之下方，因此光照射於配 件30之表面上，此表面與具有散光器36之配件30之另一表

1057-3554-PF;ahddub.ptd 第7頁 >，/| G PiM 7 五、發明說明（4) 面相對。除了印刷電路板之外’此檢視系統丨〇可用以檢視 陶瓷基底、或者任何其他封料。對於包含通道陣列的電路 板特別有用，其中通道具有高外觀比例，例如深度相對於 寬度’例如3 - 5或更大。 、； 如圖所示’平台1 4與其上侧咬合配件3〇。其它排列〇 要不遮蔽光自PC板底下通過通道即可。光源μ設置於平心 14下方’因此光線16a照射於板32之下表面上，並且照射 通過板32内之通道以及散光器’光線ι61)經由照相機12棚 截。照相機1 2產生一電視影像信號，其提供至處理器丨8。 於處理器1 8中’電視影像信號處理成一影像信號。影像可 以被顯示於顯示元件2 0上，來自電視影像信號或影像的資 料可經由各式各樣的技術檢視配件，例如已揭露於美國專 利4, 648, 0 53的設計規則、像素統計或樣板符合等等的範 例，在此提供做為參考。光學檢視步驟之詳細說明為一般 已知的步驟，並且在此不進一步討論。 參考第2圖，照相機12具有一可視開口，其較透鏡之 直徑大。照相機包括透鏡1 2 a，其係光學系統與檢測器1 2 b 之一部份。藉由使用具有許多個檢測元件的檢測器，例如 2 0 48個元件、4096個元件或8192個元件，提供大的可視開 口。每一元件可以可以描述一既定的面積，例如0.001英 忖或0.002英对。因此，8192個元件的檢測器可具有8. 192 或16. 384英吋的可視開口。此類的檢測器12b提供大可視 開口，使得檢視過程更迅速。例如於第1圖中，經由三個 虚線位置說明照相機遍及元件各處檢視的掃描，因為具有

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46 633 7 五、發明說明（5) '----- 較少的動作，因此過 «丄 程更迅速。 藉由具有大| + 1件的照相機提供更大的可視開口使得 才双視更快，块而， ^ ^ ’’、、 将別當檢視通道時產生與排列相關的問 題。與較小的可葙叫 .^ Bs 优開D相比較，愈來愈大的可視開口惡化 .^ 具有更大的可視開口的照相機時，因為 光被照相機捕极，於1，

Mi 於可視開口之周圍上的通道會出現畸 變。 JL f二$尚外觀比例通道’例如此等通道具有深度大體較 二叫二α、大（例如卜20或者更大的外觀比例）時’可視開口 、二—、為特別重要。於此等排列中，單單通過通道的光 以平行於通道軸的直線前進。來自於板的邊緣的通道的光 將不會進入照相機内的透鏡丨2a，因為其相對較小。例 如，f有6英吋的可視開口，照相機之透鏡1 2a —般為1英 吋直徑。來自板的邊緣通道的光將不會進入透鏡，並且因 此通道不會被照相機看見。 除了具有高外觀比例的通道外，一些印刷電路板亦可 具有大通道。因為通道愈來愈大，光可以較寬的角度範圍 進入。因為更多光以更廣的角度範圍進入較寬的通道，使 得於大通道中心處出現更量的光強度。 現在參考第3圖、第3A圖’印刷電路板32包括複數通 道，例如三個通道33a-33c，鑿穿或以其它方式設置於板 32上。如同於第3人圖中所示，通道33a設置於板32的邊 緣’另外’通道3 3b設置於板32之中央。不用進一步提及 通道3 3c，因為其顯示於隨後的剩餘圖的剖面圖式。於第ι

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4 6 63 3 T 五、發明說明（6) 圖中顯示的照相機1 2具有一大可視開口以及一相對較高的 放大倍數，通過設置於開口周圍的通道3 3 a，進入照相機 的光產生畸變，使得通道3 3a呈現橢圓形，實際上，其為 圓形。但是不會影響到位於可視開口中心的通道。因為來 自通道3 3 a的光被照相機捕捉，因此可能出現部分瑕疵的 通道3 3a。通道33a可具有一高外觀比例，例如，電路板的 厚度可以是通道3 3 a的十倍或更多倍。通道3 3a愈來愈小， 通過通道3 3 a的光很可能愈來愈少的照射於透鏡上，並且 於製造機器1 8中’藉由檢視過程，很可能將通道33a誤認 為變形或瑕疵的通道》 第二種問題係出現影像的背光。非準直光的使用於影 像中心產生熱點。因此’當光筆直進入照相機鏡頭時，產 生一非均勻的光強度圖案使更小的孔洞以及位於影像邊緣 的孔洞惡化《於孔洞表面上方的非均勻的光強度圖案，亦 可造成檢視處理機器18解釋變形通道的出現。 現在參考第4圖、第4A圖，配件30包括設置於pc電路 板3 2上的擴散器。許多實施例具有上述擴散器。於範例中 的擴散器36包括一磨平的玻璃基板與一張塑膠薄膜，例如 聚酯薄膜，其一表面被蚀刻，此外，商業上於製圖供應商 店中隨手可得。其它樣品亦可以。擴散器36提供擴散通過 通道3 3a-3 3c的光’並且將擴散器’例如玻璃基板或聚酯 /專膜’底部上的影像光投射。基板具有任何合理的厚度， 例如0. 1至0. 5英吋或其它厚度，並且塑膠薄片可為一至數 個，例如大約1 〇密爾厚。

l〇57-3554-PF;ahddub.ptd 第ίο頁 46 633 7 -------- 五、發明說明（7) ---- 一 >參考第5圖與第5A圖，擴散器36於其底部表面上產生 t/像3 7，可以自表面觀看。當光完全地通過通道抵達照 相機1 2時’藉由照相機1 2觀看影像37不具有伴隨的畴變*。 磨平的破璃於一表面上產生影像37，因此可以自另外 面觀看。聚酯薄膜的實施例，於一表面具有非常小量的 表面粗链’使得聚酯薄膜產生朦朧的現象。磨平的玻璃亦 具有相同的特徵。聚酯薄膜係一種較薄且較不貴，並且隨 處可大量獲得。 擴散器36於電路板上方提供一影像平面t»所有通過通 道的光照射於影像平面上，並且實際地於擴散面產生避免 畸變的影像37。對於磨平的玻璃或聚酯薄膜，影像產生於 擴散器36之底部’同時照相機透過玻璃或聚醋薄膜於其上 表面捕捉影像。以此方式捕捉影像37可以免除藉由光角度 造成的限制。因此’可視開口的限制並未對於影像平面上 投影影像3 7造成問題。 再次參考第2圖’為了進一步減少崎變’藉由照相機 12觀看畸變’背光源16最好為一準直光源16，。因此，光 源1 6可以是一種非準直光源，具有一準直透鏡1 7配置於其 上方或其它種類的配置。準直光源16’產生彼此平行的光 線，因此所有的光以相同的角度進入通道，並且對於任何 尺寸的孔洞以相同的強度收聚於磨平的玻璃上或蝕刻的表 面上。 現在參考第6圖’顯示使用第1圖之系統用以檢視通道 的一處理器60。處理器60包括，於檢視時’於元件，例如

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元：弓丨朝向元件之背 形成〜擴散器36。 器之& Γ象。此影像藉 例如4:位接收影 ，趂判=可u和一樣板 斷通道對應的影 五、發明說明（8) 具有通道的印刷電路板，之上表面 於檢視時，最好來自準直光源的光 側，並且通過通道以及通過設置钤 通過通道的光於擴散器之下表面上 由照相機1 2捕捉。照相機1 2自擴散 像，接著使用已知技術處理影像， 比較’或者其它電視圖像辨識處埋 像是否完全地通過孔洞。 其它實施例 應了解雖然本發明已經伴隨軔 坪細的却 述說明僅用以說明’並未用以限制本發明=明說明之，上 藉由附加的申請專利範圍定義之。其它型範圍’其範圍 在不脫離本發明申請專利範圍當受保護之。優點與改良

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Claims (1)

1. 46 633 7 六、申請專利範圍 1. 一種光學檢視裝置，包括： 一平台，於檢視時，用以支撐一元件； 一光源，設置用以照射上述元件之背側部位； 一照相機，設置於上述元件之正面側部位上方，用以 接收穿過上述元件的光學能量：以及 一擴散器’設置於上述元件之正面側部位上方，該擴 散器於該擴散器之底部表面上產生一影像，並藉由上述照 相機處理。 2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中上述影像 之特徵在於自通過上述元件，之光產生。 3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中上述裝置 檢視於印刷電路基板中的通道。 4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中上述裝置 檢視於印刷陶瓷基板中的通道。 5‘如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中上述裝置 檢視具有高外觀比例通道陣列的基板中的通道。 6 _如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中光源係一 種準直光源。 7.如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中上述擴散 器係一磨平的玻璃基板。 8.如申清專利範圍第1項所述的裝置’其中上述擴散 器係具有一蝕刻表面的塑膠薄板，配置於上述元件上。 9.如申請專利範圍第1項所述的襄置，更包括： 一處理器，用以處理來自照相機的電視影0像信號，用

   1057-3554-PF;ahddub.ptd 第13頁 46 633 7 六、申請專利範圍 以判斷上述元件是否通過檢視。 10. —種用以光學地檢梘具有通道的基底的方法，包 括： 於一平台之間，設置一擴散器’於檢視時，用以支揮 一基板； 利用一光源，照射上述基底之背側部位； 於該擴散器之之底部表面上產生一影像，藉由配置於 上述基底之前端側的照相機處理對於穿過基板接收的光學 能量。 1 U如申請專利範圍第1 〇項所述的方法，其中上述光 源係一準直的光源。 1 2.如申請專利範圍第1 〇項所述的方法，其中上述擴 散器係一磨平的玻璃基板<= 13. 如申請專利範圍第1〇項所述的方法’其中上述擴 散器係一塑膠薄膜，其具有一蝕刻的表面，設置於上述元 件上。 14. 如申請專利範圍第1〇項所述的方法’更包括處理 來自上述照相機的電視影像信號’用以判斷上述元件是否 通過檢視。

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