TWI243895B - Method and apparatus for examining through holes - Google Patents

Description

1243895 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 本發明是關於透孔檢查方法及裝置，尤其是有關合適 於檢查配列有直徑數十微米的微細透孔的工件有無透孔異 同或透孔內有無異物之方法與裝置。 〔背景技術 以往對 查是否只有 或者內部是 光學手法， 有透孔的工 行比較，而 理裝置以外 線等，對每 查。 但，就 直徑爲數十〜數百微米的透孔而言， 正確的孔數被開鑿，或透孔的大小是 否有異物進入等。此類的檢查方法通 例如經由顯微鏡以區域感測攝影機來 件檢查面，且利用畫像處理裝置來與 來判定良否。但在上述習知例中，除 ，還必須要有自動對焦單元，顯微鏡 一個透孔，或根據高倍率的擴大畫像 上述習知例而言，一旦透孔數變多， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 有檢查時間變長的問題發生以外，在進行高倍率 入時，裝置的機械精度要求事項會變得更嚴格， 變高。亦即，因爲焦點深度會變得雜窄，所以必 動對焦，及攝影Z軸的自動控制機構，且因爲視 變得狹小，所以工作台會被要求高度的定位精度。 另外，在進行透孔內的異物檢查時，就使用 域感測攝影機的攝影方法而言，由於畫素數有所 此分解能力有限，特別是當異物爲透光性時，由 一般是檢 否均一， 常是利用 攝取形成 基準値進 了畫像處 ，或電子 來進行檢 則除了會 的畫像取 製作費會 須要有自 野範圍會 習知之區 限制，因 於其識別 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、v" ii ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 1243895 A7 B7 五、發明説明（2 ) 極爲困難，因此有可能會將不良品誤檢測爲良品。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有鑑於上述習知問題，而以提供一種透孔檢查 的良否判別可以較低成本來精確地判定之透孔檢查方法及 裝置。 〔發明槪要〕 爲了達成上述目的，本發明之透孔檢查方法，是屬於 一種從具有透孔的工件的一方來照射光，且從另一方藉由 具有複數個攝影元件的感測攝影機來進行攝影，而檢測出 透過光之檢測方法，其特徵爲：對上述工件表面，藉由錯 開上述感測攝影機的攝影焦點來進行攝影檢查。 由於本發明一方面可藉上述感測攝影機來攝取來自上 述透孔的透過光，另一方面可對檢測透孔錯開上述感測攝 影機的攝影焦點來進行攝影檢查，而使能夠擴大透過光的 攝影面積，因此可極爲有效地以安定且精度高地來進行加 工透孔的同一性判別，或透孔內異物的有無檢測。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 此外，從具有複數個透孔的工件的一方來照射光，且 從另一方藉由具有複數個攝影元件的感測攝影機來攝取透 過光而進行檢查時，亦可藉由比較對應於從工件表面錯開 上述感測攝影機的攝影焦點而攝取的透孔之攝影面積來進 行上述透孔的異同或透孔內異物的檢查。 此刻，上述感測攝影機最好是使用線感測攝影機，而 藉由與上述工件相對平行移動來進行攝影。 並且，最好是從工件表面錯開上述感測攝影機的攝影 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 1243895 A7 B7 五、發明説明（3 ) 焦點來進行攝影，藉此來擴大攝取透過光的攝影面積。 又，本發明之透孔檢查裝置，是屬於一種在包夾設置 具有透孔的工件的工作台上配置光源及具有複數個攝影元 件的感測攝影機之透孔檢查裝置，其特徵爲具備畫像處理 機構，該畫像處理機構爲： 上述感測攝影機可攝取來自上述透孔的透過光， 以上述感測攝影機的攝影焦點能夠形成於從上述工件 表面錯開的位置之方式來設定上述感測攝影機與上述工件 表面的相對位置， 輸入上述感測攝影機的攝影信號，而來進行攝影面積 的比較處理。 並且，上述工作台最好爲平行移動工作台，上述感測 攝影機爲線感測攝影機。 〔供以實施發明之最佳形態〕 以下，參照圖面來詳細說明本發明之透孔檢查方法及 裝置的具體實施形態。此實施形態是以形成有複數個透孔 的工件來作爲檢查對象，適用於進行透孔內的異物檢查時 〇 第3圖是表示實施形態之透孔檢查裝置的構成方塊圖 。第4圖是表示裝置的主要部構成的立體圖。如這些圖所 示，基本上在將複數個透孔配列成列狀的平板狀工件1 〇 的下面部配置光源1 2，而從背面來將光照射於透孔，另 一方面在工件1 0的上面部側配置具有複數個攝影元件的 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格（210X297公 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 · 1243895 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 感測攝影機，在藉該感測攝影機所攝取的透孔視野中，攝 影元件會接受來自透孔的透過光，而使能夠取得對應於透 過光的畫像。因此，對工件10而言，可藉由來自一方平 面側的光源1 2照射，利用設置於上述光源1 2的相反個1 的感測攝影機來攝取透過平面畫像，而使能夠取得畫像。 亦即，在透孔內有異物時，利用光會因異物而被遮住，而 使得受光面積値會變小的特性來進行異物檢測。並且，在 圖示的例子中，由於是同時檢查3個工件10,因此光源 1 2與感測攝影機會被設置3對。 在實施形態中是使用線感測攝影機（該線感測攝影機 是直列配置複數個C C D元件，且對視野寬度而言可形成 5 0 0 0畫素程度）來作爲上述感測攝影機。藉由如此之 線感測攝影機1 4的使用，分解能會變高，亦即每1畫素 的分解能會提高至約3 // m。並且，爲了使線感測攝影機 1 4能夠在與工件1 0相對平行移動下取得平面畫像，而 將工件1 0搭載於X Y工作台1 6上，然後使移動於與攝 影元件列直行的方向上來進行掃描。 又，爲了在XY工作台16的定位上配置工件10， 而使用可夾入工件1 0的固定工模1 8，該固定工模1 8 是由下工模1 8 D及上工模固定工模1 8 U所構成，藉由 適當的固定手段來使固定工模1 8定位於工作台上的固定 位置。並且，在此固定工模1 8中形成有對應於工件1 〇 的透孔列的細縫2 0 ,而使透過光能夠經由該細縫2 0來 藉線感測攝影機1 4取入，因應於此，配置於X γ工作台 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

H1T i# 1243895 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 6下方的光源1 2也會形成線狀的照明。而且，在工作 台下面部安裝有擴散板2 2 ,可使來自光源丨2的光強度 不均一情況緩和，進而使光能夠均一地照射於透孔列。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據上述構成，可藉由χγ工作台1 6的移動來使線 感測攝影機1 4的c C D元件接收來自透孔列的透過光而 進行攝影，且該畫像資料會被輸入畫像處理機構2 4，在 此判別透孔內有無異物。爲了取入該畫像，在本實施形態 中會使線感測攝影機1 4的焦點位置與上述工件1 〇的表 面位置不一致，錯開工件表面位置。亦即，使線感測攝影 機1 4的位置對工件1 〇的透孔而言，設定成比焦點距離 L還要長（L + α)，而使能夠視覺上擴大透過光的攝影 面積。第1圖是表示其原理圖。第2圖是表示比較例。首 先，線感測攝影機1 4是具備：複數個C C D元件配列成 直線狀的感測器本體2 6，及接續環部2 8 ,及光學透鏡 3 0。如第2圖（1 )所示，一般在設定線感測攝影機時 ，是藉由接續環部2 8的調整來使焦點能夠一致於工件 1 0中所穿設之透孔3 2的開口面（焦點距離L )，而使 能夠取入與透孔3 2的開口大小一致的畫像。但，在本實 施形態中，如第1圖（1 )所示，藉由攝影機的Z軸調整 手段，例如藉由接續環部的操作來使焦點位置能夠位於比 工件1 0的表面位置還要靠上方（感測器側）。藉此，如 第2圖（2 )所示，取入畫像在對準焦點的狀態下，透過 光被遮蔽（因透孔內異物而被遮蔽）的領域雖可檢測出2 畫素的面積份量，但就本實施形態的狀況而言，如第1圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1243895 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) (2)所示，可檢測出8畫素的面積份量。這表示在對準 焦點的狀態下只有在透孔3 2的開口部份的透過光被檢測 出。相對的，在使焦點模糊的實施形態中，雖每單位面積 的光強度會降低，但取入畫像之通過透孔3 2而接受光線 的面積値會變大，同樣對應於異物的面積也會視覺上變大 。因此，在如此的構成下，測定値，亦即透過光量面積値 X可表示成下式一般。 X = ( S - a ) β 在此，S:透孔32的面積値，α:異物面積値，β :藉焦點模糊效果而產生的面積擴大率（/3>1) 。/3 = 1時爲焦點對準工件表面時。 如此，在使線感測攝影機1 4的焦點位置不一致於工 件1 0的透孔3 2而錯開的狀態下，可藉由模糊焦點來視 覺上擴大攝影畫像，而使得異物的檢測能力會變大。因此 ，可事先記憶起基準値（在模糊焦點的狀態下所攝取的對 象爲無異常透孔32的工件10之面積資料），然後與同 樣在模糊焦點狀態下測定畫像的面積資料進行比較，藉此 有無異物下的透孔3 2特徵差會變大，而使能夠大幅度地 提升異物檢測能力。 此外，亦可不與基準工件的資料進行比較，而是求取 複數配置成列狀的透孔3 2間視覺上擴大後的畫像資料的 面積差，根據其大小關係來判定有無異物。如此一來，可 防止因各工件1 0個體差所造成的錯誤檢測。甚至，除了 透孔3 2的內部異物檢測以外，亦可對複數個的透孔3 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) 一 "一~ -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本· ,?τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243895 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 進行同一性判別。 雖在上述實施形態中是利用線感測攝影機，但在此檢 查方法中亦可使用區域感測器，亦即通常的c C D攝影機 來進行判斷。此乃模糊焦點來視覺上擴大攝影畫像，因此 可利用解析度低的感測器來進行良好的判定。當然，除了 C C D元件以外，亦可適用於利用C Μ〇S半導體（攝影 元件）的感測器時。 如以上所述，若利用實施形態之透孔檢查方法及裝置 ，則由於是使焦點從檢查對象物錯開，而於模糊焦點後進 行檢測，因此可以大幅度地增加用以顯示通過透孔而接受 光線之面積的畫素數，且能夠以比實際還要大的面積差來 確實地進行良品透孔與不良品透孔的判定。因此，異物並 非只限於有色系，連透明異物也可以檢測出。即使透孔內 存在至今難以檢測出的透明異物，還是能夠增大透明異物 之減光量的面積値的差，而來顯示判定，因此可以確實地 進行因透明異物的存在所造成的不良判定。在此，可檢測 出的透明異物大小（面積）對透明面積値而言爲1 5 %以 上的大小。又，若爲有色系的異物，則即使是更微小的異 物也可以檢測出。 雖藉模糊焦點，異物檢查條件會便嚴格，且於各工件 或畫像取入時有可能在透孔面積値中產生不均一，或在單 純地以透孔面積値來設定良否判定的臨界値時有可能發生 誤檢測或漏檢測，但若藉由鄰接之透孔面積値的比較處理 ，則可進行安定的檢查。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·#衣. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 1243895 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 〔圖面之簡單說明〕 第1圖是表示實施形態之透孔檢查裝置的檢查原理之 感測攝影機的配置構成（同圖（1 ))與取入畫像資料例 (同圖（2 ))。 第2圖是表示比較例之感測攝影機的配置構成（同圖 (1 ))與取入畫像資料例（同圖（2 ))。 第3圖是表示實施形態之透孔檢查裝置的構成方塊圖 〇 第4圖是表示第3圖的立體圖。 〔符號之說明〕 3:感測攝影機 1 0 :工件 1 2 :光源 14:線感測攝影機 1 6 : X Y工作台 1 8 :固定工模 1 8 D :下工模 1 8 u :上工模 2 0 :細縫 2 2 :擴散板 2 4 ··畫像處理機構 2 6 :感測器本體 2 8 :接續環部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) #衣·

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -11 - 1243895 A7 B7 五、發明説明（9 ) 3 0 :光學透鏡 3 2 :透孔 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12-

Claims (1)

1. 第90107548號專利申請案 1243 89S7文申請專利範圍修正本 A8 )8 ：8 D8 90年08月修正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 煩請委員明示，：二索仔二：^;;:ο?·Γ{/::實質内容 六、申請專利範圍 1 . 一種透孔檢查方法，是屬於一種從具有透孔的工 件的一方來照射光，且從另一方藉由具有複數個攝影元件 的感測攝影機來進行攝影，而檢測出透過光之檢查方法， 其特徵爲：對上述工件表面，藉由錯開上述感測攝影機的 攝影焦點來進行攝影檢查。 2 · —種透孔檢查方法，其特徵爲：從具有複數個透 孔的工件的一方來照射光，且從另一方藉由具有複數個攝 影元件的感測攝影機來攝取透過光而進行檢查時，藉由比 較對應於從工件表面錯開上述感測攝影機的攝影焦點而攝 取的透孔之攝影面積來進行上述透孔的異同或透孔內異物 的檢查。 3 .如申請專利範圍第1或2項之透孔檢查方法，其 中上述感測攝影機爲使用線感測攝影機，藉由與上述工件 相對平行移動來進行攝影。 4 .如申請專利範圍第1或2項之透孔檢查方法，其 中從工件表面錯開上述感測攝影機的攝影焦點來進行攝影 ，藉此來擴大攝取透過光的攝影面積。 5.—種透孔檢查裝置，是屬於一種在包夾設置具有 透孔的工件的工作台上配置光源及具有複數個攝影元件的 感測攝影機之透孔檢查裝置，其特徵爲具備畫像處理機構 ，該畫像處理機構爲： 上述感測攝影機可攝取來自上述透孔的透過光， 以上述感測攝影機的攝影焦點能夠形成於從上述工件 表面錯開的位置之方式來設定上述感測攝影機與上述工件 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1243895 SS C8 D8 六、申請專利範圍 表面的相對位置， 輸入上述感測攝影機的攝影信號，而來進行攝影面積 的比較處理。 6 .如申請專利範圍第5項之透孔檢查裝置，其中上 述工作台爲平行移動工作台，上述感測攝影機爲線感測攝 影機。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

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