1289275 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種制精度贿方法，尤指—種娜制機台掃描精度 驗證方法。 【先前技術】
量測是生産過程中的重要環節，其與産品的品質息息相關。對於BGA (BallGridArmy)球柵陣列封裝，三維曲面（3D)及透明件的量測，傳統 的做法疋採用龟何麵合元件影像測頭(Charge c〇Upie(j Device，CCD)和接觸 式ϊ測方I隨細紐術在量測賴的顧，各種麟制機台相繼問 世二大大解決了_式量财式巾存在㈣損傷卫件表面及存在—定測量 力等問題，且驗制機台具有量職率高、量辭確㈣點，備受各生 產型企業的信賴。在制各種職制機台前，使用者__機台的量 測精度’不然無法相信其制結果。雖然騎制機台的製造廠商提供了 該，機台崎描精度，但制機台從製造王廠運輸到目的地進行安裝後， 可=達不賴造廠商所提供的掃描精度鮮，所以需要對其掃描精度進行 驗證（或者說是校正），《決定是否需要對該量測機台進行調試。只有校正 ^之後知峨台的制結果才可以被健。但制機台的製造廠商不 能提供鐳射掃描精度的驗證方法和相應標準。 查相關精度校正領域方面的資料，知存在許多技術和方法用於進行 描精度的校正或者說是驗證。如： 曰1994年7月21日申請的申請號爲94115989.2,名稱爲“用於檢測運動 向罝到半像素精度的裝置和方法，，的中國大陸發明專利； 卿=2,月6射請的巾請號爲灿胤1，名稱爲“由預定符號序 列調I的脈衝串的頻率誤差精度檢測，，的中國大陸發明專利； 碰月15號中請㈣請號爲画鼠1，名稱爲“面積型電容 測微儀精度的自校正方法及測試裝置，，的巾國大陸發料利申請案； 声月1〇號申請的申請號爲〇3110572.6,名稱爲“偏^計的高精 度杈正的中國大陸發明專利申請案。 、、;、而上述專利申d青案及專利沒有涉及量測機台掃1¾精度驗I登（校正） ⑧ 6 1289275 方面的技術，因此有必要提供-種鐳射量測機台掃描精度驗證 確定鐳射量測機台的掃描精度，提高量測的可靠性及作服力。 用以 【發明内容】 σ 本發明的雛實闕提供-種卿量職台掃減度驗證方法。 法包括如下步驟：U)根據簡量測機台適合量測的産品類型製作標準 具；⑻利用習知方法及儀器多次量測標準治具尺寸，確定每種治具： =的=義真值；（e)馨適合制參數，彻綱制機1桿 準治具獲取量爾料；⑷將上述鐳賴台量職料與標準治具的名t $進行比對，錢行準確性及魏性評估崎證麵射量_台的掃描精 本發明較佳實施綱提供_射量顺㈣度驗證方法，可 鐳射量測機台所量測的產品類型如球撕陣列封裝（bga)、三維曲面^ (3D)及透明件的掃描精度進行驗證。 其中驗輔量峨㈣制BGA的掃賴綠包括下列步驟： =-個BGA鮮治具；时針料量畴姆的最高點高度，即2座 ter球最高點高度的平均值’作爲最高點高度的名義真值；用 4 (ChafgeCGupledDeviee ’ CCD)影像麵多次量測每個球中 ::的X，Y座標值，取多次量測的平均值作爲每個球球心的χ，μ標值· =述^結果中選擇三健高的點組成—個包含該bga重心的共面度平 >叶异及較該共面度的名義魏；_量_纟選擇職形（Sp ^方«次量測該BGA標準治具上每個球的最高點，每次均獲得每個球 7點的X，Y，Z座標值，透過量測機台附帶程式計算出該多個共面度值； 迷夕缺描量漸獲取的每個球的最高點的χ，γ，ζ座標值的量測結 重複性比較’確定座標值的重複性；將各闕ζ向座標值保持不變， X，Υ座標值分別變化，判斷共面度值的變化；將上述各個球錯射 =夕次得出的最高點的Ζ座標值與名義真值相比對，得出每個點ζ向偏 據偏t大小判斷Ζ向座標值的準確性；將上述多次量測所得的多個 ^又值計算標準差，及該多個共面度值分別與名義真值相比對計算偏 差’根據計算所得偏差及標準差大小對共面度準雜及掃描重複性進行評 1289275 1289275 估 ’確定該量職備量測BGA共面度的量爾 個有===:=法包括下列步驟-描測頭按照該基準掃描該治具獲得點雲資 曲面的最大偏差韻評轉=的射掃触雲與理想 雜度，母論描點雲與理想曲面的最大偏差之間的一 驗證簡制機”量職明件的掃描精度的 用透明平晶作爲透明件的鮮件，該透明平 ;=定: 描，得翁猜财灯每讀描觸平面度，料料财H夕欠^ 所侍平面賴平驗、標準差、平均值與 ^ 科值與名義真賴偏差，確認翻件的最適合鐳鱗描的ΐΐ it 疋鐳射$峨台在上崎财式下各齡數，絲種參 定 =_平晶進行多次掃描，對該多次掃描所得平面度取平均值二 ^平均健名義真_偏差，根據鮮差及平均值與 大小確認該鋪量測機台掃描透明件時的掃描參數；在 == 铸描制剌件崎财式和掃描參數τ，多蝴綠透明 方灯❹辨面度，計算每卿财式下平面纽的平均ΐ =的賴|，瓣蝴娜哪均值與名 相較習知技術，本發明错射量測機台掃描精度驗證方法，能 標準治具的方法驗證鐳射量測機台的掃描精度，方法 : 對不同量_件找到最適合制參數。 夠針 【實施方式】 本發明實施例所指的鐳射量測機台爲可量測BGA、三維曲面形 明件等的量測機台。所述鐳射量測機台配備有—用戶端電腦，朗户端電 1.289275 腦安裝有制BGA、三維曲面錢霄料算制轉的制軟體。 BGA (Ball Grid即球柵陣列封裝。本發明的實 ^ =面形狀⑽及透酬量軸描述_測機㈣描精度驗證; 參閱第-®解，縣發·佳實_之姆量職钟描精度驗蛾 的作業ΐ程圖。首先，根據鐳射量測機台適合量_産品_製作ΐ 準/〇具，如標準bga治具、三維曲面治且及透明 、 不 量測物件，具體製作標準治具之標準不同、(步驟S10j;用習方十= 器多次量測標準治具尺寸，破定每種〉^=知方法及儀 識> 綱合瓣數，馳尺量==s 2 將上述量測資料與鮮治具的名義真值進行比對，並進行生 评估以確定該铺量測機台的掃描精度（步驟s 量測掃描精度驗證，詳見以下對第二圖、第三圖、第四圖丰〜的 參閱=二_不，係本發·佳實施例之bga掃描精度驗證流程圖。 百先，根據治具要求製作-個BGA的標準治具，該治具要求參考如下：外 形和大小要和BGA -致；_平面的平面度達到2um;平行度、垂直度 達到3um ;有三個較高的且可組成包含職重心的共面度^面 (，糾咖）的球，讀計算共面度值（步驟s細）。用錢卡多次量 測母個球（如9個球）最高點的高度，以得到每個球最高點的2座標值， 取得每個球最高點高度的平均值，作爲最高點高度的名義真值（步驟 S2〇2)。在該步驟巾，爲了確定該治具的穩定性及增加驗證方法的可靠性， 可乂 IMxN·間如隔-個月再對該治具的每個球進行多次最高點高度量 測’取每個球多次制的最高點高度的平驗，與先前每個球最高點高度 的平均值it行比對，如S每個球的高度偏差很小，如在嶋〜請2mm 範圍内，則驗證該治具是穩定的。用電荷麵合元件（Charge c〇upied ， CCD)影像測頭多次量測每個球心的χ，γ座標值，取每個球多次量測的 平均值作^個球球㈣χ，γ座標值（步驟謂）。找出其中最高點較高 的一個球敢咼點組成一個共面度平面（Seating_pi⑽心。利用習知專門軟體 计异该BGA標準治具的共面度’作爲的標準治具的共面度名義真值，其中 1289275 =體需從上赌_9個财選擇三_龍高的且包含遍重心的點 Seating-Plane ； 6 ^ ^ :到’共6個值’選擇最大的_個值作爲該的共 面^名義真值（步驟S206)。然後用鐳射量測機台的螺旋形（Spira〇、圓形 j〇rcle)、Z字形（Zlgzag)、限定—個長方形崎描區域的方式也即區塊 =(Area)待描方式分卿難鮮治具，根據量測點數多少及尋到最 =的機率的大小判睛描該標準治具的最佳掃描方式，經判斷得出螺旋 ^描方式^測點數最多、尋到最高點的機率最大，因此選擇駿形掃描 ^式，然後再在錄佳掃财式下，設定不同掃齡數對各點進行多次掃 據各掃财數下Z向座驗的最续差大小確絲佳職速度，經 ^對夕撕料猶絲輯得知_較錢度#^_bga鮮治具 掃描速相3mm/s，可避免粗大量測誤差的産生，因此在該最佳掃 ^田方^及最佳掃描速度下多次(如5次)掃描該職標準治具上每個球(如 固’獲料鋪最高闕χ，γ，z座標值，啊透過制機台附帶程 式传到該^欠掃描所得到的多個共面度的值（步驟S2〇8)。對上述在最佳掃 私方式及最佳掃描參數下多次掃描制所獲取的每個球的最高點的X，Y， z座標值的量測結果進行重複性比較，確定座標值的重複性（步驟s2i〇)。 再將f點的Z座標值縣不變，各闕χ，γ座標值分機化，判斷共面 二!!又化其有一飾況出現：其一爲當該Seating-piane仍由原來的三點 '則X γ座；^值的誤差只能微小改變該共面度的值；其二爲當該 Se_g-Plane不再由原來的三點構成’則χ，γ座標值的微小誤差也能較大 文欠、面度的值（步，驟S212)。將上述鐳射掃描乡次得出的每個球最高點的 Ζ»值與名義真值相比對’得出每個點Z向偏差，根據偏差大小判斷Z向座 仏值確性（步驟S214)。對上述在步驟S2G8巾祕射量_台所附程 式仔觸？個共面度值計算標準差，及將各個共面度與名義真值相比 對^偏差’根據所計算的標準差及偏差大小，判斷共面度值的準雜及 重複性，如共面度的重複性及準確性均小於2um (步驟S216)。豆中所述多 次量測爲至少制三次。 ^ 參閱第三圖所示，係本發明較佳實施例之3〇形狀掃描精度驗證流程 1289275 産品形狀製作—個球面形狀的鮮治具，該治 成球形的—部分，球徑要大，如120mm左右;相關平面的平面:要達: 〇 縣直度娜_喊面祕妓罐光後小於
=li=S3()G)。在絲具上粒雜制鱗，魏絲_觸式掃 =頭純韻具獲得點雲資料，該點雲㈣包括掃描點的χ，γ，Z座標 ^掃描點形成點雲圖，再將上述點雲資料擬合成—個理相曲面 描點到該理想曲面的最大偏差，峨證該3D ϊηίί，並賴理想曲面作爲卿狀的名義真值（步驟咖）。在 ^2具抛光前，錯射量測機台在上述基準下掃描該犯標準治且， sue:算上述鐘射掃描點與上述理想曲面的最大偏差；在該犯 3==„射量測機台在上述基準下掃描該治具，獲取點雲資料， =^射7池與上述理想曲_最錢差；將_情況獨最大偏差比 Π 絲的錄只有L5um，治絲_粗_度會影塑到量 步㈣04)。將上述基於同一鱗的鐳射掃描抛光後標準治丄獲得 _軟體中，計算所述點雲與該理想曲二 軟趙，是一種可以將點雲擬:成理 === 想曲面偏差的軟體。然後再在相同掃描方式及掃描 偏差之間的-致程度，即進行重複性評估（步驟纖）。所述掃= (Cirde)'Z C^ea： 的方式）。所述掃描參數包括掃描速度、掃描精 度。所述CAV (ComputerAided Ve邱cati〇n)是_輔助驗證，可二 第-時間麟即時且快速確認物件變形程度、 (首件全尺寸檢測）把_必要性。 / 、過私中 參閲第四圖所示，係本發明較佳實施例之 + 直徑Φ45麵，平面度0.057um作爲準確餅定時 = 牛 驟刺。鐳射量測機台利用各種掃描方式如 &值(= 11 .1289275 輸彡（Area)賴咖衫進彳麻掃描， 制崎平喊，騎料财《請描所得 ===值、標準差、平均值與名義真值的偏差（步驟麗）。根據標 ίί=:均值與平面度名義真值的偏差，確認透明件的鐳射掃描較 定鐳射量測機台在上述兩種掃驟_。再分別設 ===ΐ，並對該多次掃描所得平面度計算平均值、標 值與名義真值的偏差，根據標準差及平均值與名義真值的 1 在低(如取點節則、 晶5次，計算每種取點率掃描量測該透明平 佶从值Μ ^ ;卞囬度的十均值、標準差、平均值與名義直 是否二旦;;ίϊ對，取點率下的標準差及與真值的偏差，判斷取點率 f時’分财雜速度設定爲施一、3〇mm/see、 ^義5個平面度值的平均值、鮮差、平均值 適人ί明^^ 據每種速度下標準差及與名義真值偏差的大小確認 ^ 口透月件的知描速度，判斷結論是當掃描速度小於施 騎财崎财式和·她下，掃 複性，從平均值與名義真值的糊斷準確性差雜 其並=====•實施例揭露如上，然 範圍所界定者為ί 因此本發明之保護細#視後附之中請專利 【圖式簡單說明】 ⑧ 12 1289275 第一圖係本發明較佳實施例之鐳射量測機台掃描精度驗證方法之作業 流程圖。 第二圖係本發明較佳實施例之BGA掃描精度驗證流程圖。 第三圖係本發明較佳實施例之3D形狀掃描精度驗證流程圖。 第四圖係本發明較佳實施例之透明件掃描精度驗證流程圖。 【主要元件符號說明】 無
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