專利名稱：外觀檢測裝置以及圖象獲得方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被檢測體的外觀檢測技術(shù)。本發(fā)明特別涉及能夠更精確地獲得被檢測體的外觀圖像的技術(shù)。
技術(shù)領(lǐng)域IC、LSI等芯片通過焊接安裝到基板上。該焊接是通過絲網(wǎng)印刷裝置在基板的電極上涂敷焊劑，將芯片的導(dǎo)線接到所述焊劑上之后，通過軟溶(reflow)裝置對焊劑進(jìn)行加熱處理。此時，如果焊劑的涂敷量不適當(dāng)，容易產(chǎn)生焊接不良，因此在通過芯片安裝裝置將芯片裝在基板上之前，對焊劑的涂敷狀態(tài)進(jìn)行檢查。特別是在BGA(球狀柵極)狀態(tài)下，輸入輸出用的焊點排列在殼體的里面，因為在連接到基板上后從外面不能判斷焊接是否良好，因此需要在連接芯片之前檢測焊劑的涂敷狀態(tài)。
由此的檢測焊劑的涂敷狀態(tài)的外觀檢測裝置中，對應(yīng)于實際高密度安裝需要以非常高的分辨率對基板攝像，以較高精度進(jìn)行不良檢測。因此檢測傾斜于需要較長的時間。而且隨著集成電路的需要的不斷提高，安裝工序也逐漸高速化，如果基板檢測需要的時間長，產(chǎn)品的出貨就會拖延，不適應(yīng)如今的激烈的制造業(yè)競爭。而且，一旦發(fā)現(xiàn)運出的產(chǎn)品不合格，產(chǎn)生回收、修理、再次出貨等多余的作業(yè)，所需要的費用不是銷售產(chǎn)品的利潤所能支付的。因此，特別希望實現(xiàn)能夠縮短檢測時間，而且更高精度的外觀檢測裝置，能夠使制品不良率或者對制品不滿意度無限接近零，即實現(xiàn)對制品的檢測。
其中，外觀檢測裝置，通過測定焊劑的涂敷面積來檢測焊劑的涂敷狀態(tài)是否良好。但是，為了正常進(jìn)行芯片的焊接必須涂敷適量的焊劑，如果不測量本來焊劑的涂敷面積、涂敷量，不能進(jìn)行正確的檢查。因此為了進(jìn)行更高精度的檢測，必須進(jìn)行涂敷的焊劑的體積的測定。例如，專利文件1中，公開了利用狹縫光的投影器，在基板上照射線狀圖案，利用攝像機(jī)攝取基板的圖像，解析焊膏的形狀的裝置。
專利文件1特開平5-187838號公報(全文及圖1-11)在專利文獻(xiàn)1公開的裝置中，將基板向XY方向移動，使光切斷線照射在特定區(qū)域內(nèi)的焊膏上，獲得點狀圖像進(jìn)行檢測。在這種情況下，即使使用100萬像素的CCD(電荷耦合組件)圖像傳感器，如果以20-30微米的像素間距獲得圖像，一次也只能夠攝影橫縱2-3厘米的區(qū)域，檢測整個基板需要很多時間。例如，在筆記本電腦的母板上有二千至四千個焊印刷點，但是對于這樣在XY方向移動攝像位置的方式的外觀檢測裝置，最高選擇不超過一百～二百個點進(jìn)行檢測。由于安裝在生產(chǎn)線上，母板的檢測必須在30秒以內(nèi)完成，因此在生產(chǎn)過程中不能檢測全部點，因此不能降低焊接不良的發(fā)生率，更為嚴(yán)重的是發(fā)生不能有效地進(jìn)行生產(chǎn)管理。
而且，對于用戶對于外觀檢測裝置的愿望，優(yōu)選為能夠一眼識別基板的狀態(tài)，能夠獲得鮮明的外觀圖像。而且在外觀圖像的亮度存在斑點情況下，實現(xiàn)正確的且可靠性高的外觀檢測比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這種情況作出發(fā)明，其目的是提供一種能夠高精度獲得被檢測體的圖像的技術(shù)。
本發(fā)明的一個實施方式是關(guān)于一種檢測被檢測體的外觀的裝置，具有掃描被檢測體的掃描頭；整體控制包含掃描頭的整個裝置全體的主單元。掃描頭具有照射被檢測體的檢測面的多個照明源；和一維傳感器，該一維傳感器利用分別設(shè)置多個攝像元件的多個元件列檢測從被檢測面向垂直上方反射的光生成圖象數(shù)據(jù)。主單元具有頭控制單元，控制掃描頭中的多個照明源的交替發(fā)光，并控制掃描頭和被檢測體的相對運動；存儲器控制單元，將一維傳感器產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)存入存儲器；解析單元，對應(yīng)于頭控制單元控制交替發(fā)光對圖像數(shù)據(jù)實施陰影修正，獲得外觀檢測用圖像對被檢測體進(jìn)行外觀檢測。利用該外觀檢測裝置，每次交替照明源，對獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正，能夠?qū)⒁痪S傳感器的靈敏度不均勻和照明源亮度不均勻等產(chǎn)生的斑點對應(yīng)于發(fā)光狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)正。
其中“掃描”表示掃描頭以相對于一維傳感器的攝像元件的排列方向垂直的方向被驅(qū)動的操作，掃描頭與被檢測體的相對運動的方向在本說明書中表示為“驅(qū)動方向”或者“掃描方向”。一方面，與表現(xiàn)為通過掃描頭檢測1條直線的反射光而進(jìn)行“攝像”的掃描進(jìn)行區(qū)別。多個元件列可以以所定的間距排列。“從檢測面向垂直上方反射的反射光”可指出射角大致為零的反射光。
一維傳感器具有紅色、綠色和藍(lán)色攝像元件列；主單元還具有補(bǔ)正值存儲部，對于一維傳感器中的各個紅色、綠色和藍(lán)色攝像元件，對應(yīng)切換照明源發(fā)光狀態(tài)將陰影補(bǔ)正用的數(shù)字補(bǔ)正值，作為發(fā)光狀態(tài)的表格進(jìn)行存儲；解析單元，參照對應(yīng)照明源的發(fā)光狀態(tài)的補(bǔ)正值存儲部中存儲的表格，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正。而且，多個照明源具有從與被檢測體的檢測面傾斜的方向投射面光的側(cè)方照明源；和從檢測面的傾斜方向投射狹縫光的狹縫照明源；頭控制單元，可使側(cè)方照明源的發(fā)光和狹縫照明源的發(fā)光交替進(jìn)行。
本發(fā)明的另一個實施方式，提供一種切換多個照明源交替發(fā)光、由對象物的反射光產(chǎn)生對象物的圖像數(shù)據(jù)而獲得對象物的圖像的方法，其特征在于，應(yīng)用對應(yīng)切換多個照明源交替發(fā)光狀態(tài)的補(bǔ)正值，實施對圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)發(fā)光狀態(tài)進(jìn)行陰影補(bǔ)正，獲得被檢測對象物的圖像。根據(jù)該方法，通過對應(yīng)發(fā)光狀態(tài)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)年幱把a(bǔ)正，能夠獲得鮮明的對象物的圖像。
而且，所述構(gòu)成要素任意組合，本發(fā)明的方法、裝置、系統(tǒng)、記錄媒體、計算機(jī)程序、存儲計算機(jī)程序的記錄媒體等之間的互相變換也是本發(fā)明的有效實施方式。
根據(jù)本發(fā)明能夠有效地進(jìn)行高精度外觀檢測。


圖1是第一實施方式涉及的外觀檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1的試驗單元的詳細(xì)立體圖。
圖3是包含圖1的照明單元的掃描頭的示意圖。
圖4是表示線性傳感器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是圖3的狹縫照明源中使用的旋轉(zhuǎn)筒的狹縫圖案的說明圖。
圖6是說明涂敷了焊劑的基板的說明圖。
圖7是通過在涂敷了焊劑的基板上照射狹縫光形成的條紋圖案的說明圖。
圖8是示出第一實施方式涉及的外觀檢測順序的流程圖。
圖9是第二實施方式涉及的外觀檢測裝置的試驗單元的立體圖。
圖10是圖9的試驗單元的示意圖。
圖11是涂敷了焊劑的基板的截面圖。
圖12是通過投射光攝取的涂敷了焊劑的基板的圖像的說明圖。
符號說明1基板；3焊劑；10外觀檢測裝置；12主單元；14試驗單元；16掃描頭；30照明單元；32透鏡；34線性傳感器；40頭控制單元；42存儲器控制單元；44存儲器；46解析單元；48判斷基準(zhǔn)存儲部；49補(bǔ)正值存儲部；54圖像數(shù)據(jù)；100投射照明源；102側(cè)方照明源；104丙烯基板；106透鏡板；108半反射鏡；114驅(qū)動方向；120LED組。
具體實施例方式
(第一實施方式)圖1示出第一實施方式涉及的外觀檢測裝置的結(jié)構(gòu)。該裝置通過線性傳感器掃描被檢測體的檢測面形成彩色圖像，通過識別圖像判斷焊劑的涂敷狀態(tài)是否合格。通過與線性傳感器中的攝像單元的排列方向垂直地驅(qū)動掃描頭獲得順次每個直線位置的圖像，通過掃描頭的一維運動完成檢測。
如圖1，外觀檢測裝置10，具有主單元12和試驗單元14。在試驗單元14的下部設(shè)置有支撐臺22，支撐作為被檢測體的基板1。試驗單元14的上部設(shè)置有掃描頭16、驅(qū)動其的步進(jìn)電機(jī)20、支撐掃描頭16的直線導(dǎo)軌等的導(dǎo)軌18。
掃描頭16具有照明單元30、透鏡32和線性傳感器34。這些元件固定在架構(gòu)36上。照明單元30內(nèi)裝有后述的側(cè)方照明源、狹縫照明源、半反射鏡等。從基板1向垂直上方反射的光被半反射鏡傳播到透鏡32，通過透鏡32之后，輸入到作為一維CCD傳感器的線性傳感器34。線性傳感器34以直線單位攝取基板1的圖象輸出該圖象數(shù)據(jù)54。線性傳感器34，包含分別對應(yīng)通過彩色濾光片分光的RGB3色光的多個攝像元件列。
主單元12統(tǒng)括地控制裝置整體，硬件能夠通過任意計算機(jī)CPU、存儲器、其他LSI實現(xiàn)，軟件能夠通過裝載在存儲器內(nèi)的具有外觀檢測功能的程序等實現(xiàn)，但是這里描述為通過它們的聯(lián)合實現(xiàn)的功能模塊。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解這些功能模塊能夠只通過硬件、只通過軟件、或通過它們的組合的各種形式實現(xiàn)。
首先主單元12的頭控制單元40，將照明控制時鐘50(以下稱為同步信號)供給照明單元30，使每個線內(nèi)交替切換側(cè)方照明源和狹縫照明源而發(fā)光。因此，照明單元30具有側(cè)方照明和狹縫照明兩個發(fā)光狀態(tài)。頭控制單元40，還分別將電動機(jī)控制信號52輸出給電動機(jī)20，試驗開始信號56輸出給存儲器控制單元42。通過電動機(jī)控制信號52實現(xiàn)電動機(jī)20的步進(jìn)控制，在開始檢測時，掃描頭16移動到基板1的端部。下面，將該位置稱為“開始位置”。然后，每逢對1條線攝像，就通過電動機(jī)控制信號52使掃描頭16分步前進(jìn)1條線。1條線的攝像獲得RGB3色的圖象數(shù)據(jù)。一方面，參照試驗開始信號56，控制存儲器控制單元42控制將圖象數(shù)據(jù)54寫入存儲器44，然后，以直線為單位記錄圖象數(shù)據(jù)54。圖象數(shù)據(jù)54，在每1條直線內(nèi)選擇輸入由側(cè)方照明源投射面光時攝取的圖象數(shù)據(jù)和由狹縫照明源投射狹縫光時攝取的圖象數(shù)據(jù)，如果全部直線掃描結(jié)束，存儲器44內(nèi)存儲通過側(cè)方照明源照明獲得的外觀檢測用圖象的圖象數(shù)據(jù)、和狹縫照明源照明獲得的外觀檢測用圖象的圖象數(shù)據(jù)。特別是，外觀檢測用圖象是由RGB3色的圖象數(shù)據(jù)合成的。也可將高度測量用圖象與RGB色圖象數(shù)據(jù)合成。而且，存儲器44的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、根據(jù)存儲器44內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)54的配置設(shè)計上具有自由度，可以是各種結(jié)構(gòu)。例如，存儲器44內(nèi)可以設(shè)置分別存儲外觀檢測用圖象和高度測量用圖象的兩個獨立存儲區(qū)域，存儲器控制單元42，可控制成每1條直線內(nèi)分為各個存儲區(qū)域分別存儲圖象數(shù)據(jù)54?；蛘咴诖鎯ζ?4內(nèi)，設(shè)置單一用于存儲外觀檢測用圖象和高度測量用圖象的存儲區(qū)域，存儲器控制單元42可控制成在所述單個存儲區(qū)域內(nèi)將圖象數(shù)據(jù)54每一直線交替存儲。
解析單元46，在掃描的同時或者在掃描結(jié)束之后，從存儲器44讀出外觀檢測用圖象的圖象數(shù)據(jù)和高度測量用圖象的圖象數(shù)據(jù)。補(bǔ)正值存儲部49，對于線性傳感器34中的各個RGB攝像元件，將對應(yīng)于照明單元30的發(fā)光狀態(tài)的陰影補(bǔ)正用的數(shù)字補(bǔ)正值，在每個發(fā)光狀態(tài)以表格形式保存。即，補(bǔ)正值存儲部49，具有每種照明類別的表格，具體是記錄側(cè)方照明的發(fā)光狀態(tài)中的數(shù)字補(bǔ)正值的表格、和記錄狹縫照明的發(fā)光狀態(tài)中的數(shù)字補(bǔ)正值的表格。對于照明單元30內(nèi)存在的多個照明源，為了吸收透鏡32的不均勻性和線性傳感器34的靈敏度不均勻性，以及各個照明源亮度的不均勻性等，可設(shè)定根據(jù)每個照明源的數(shù)字修正值。在將照明單元中的多個照明源組合同時發(fā)光情況下，設(shè)定該組合時的數(shù)字補(bǔ)正值。
解析單元46，對于外觀檢測用圖象的圖象數(shù)據(jù)和高度測量用圖象的圖象數(shù)據(jù)，參照補(bǔ)正值存儲部49中存儲的表格，對應(yīng)所使用的照明源或者照明種類進(jìn)行陰影補(bǔ)正。具體地，對于外觀檢測用圖象的圖象數(shù)據(jù)參照側(cè)方照明源用的設(shè)定表格，對于高度測量用圖象的圖象數(shù)據(jù)參照狹縫照明用的設(shè)定表格。由此，解析單元46通過進(jìn)行亮度斑點的補(bǔ)正，能夠獲得鮮明的外觀檢測用圖象和高度測量用圖象。解析單元46根據(jù)獲得的外觀檢測用圖象和高度測量用圖象，參照判斷基準(zhǔn)存儲部48中預(yù)先存儲的判斷基準(zhǔn)，判斷焊劑的涂敷狀態(tài)是否合格。對于外觀檢測用圖象，檢測焊劑是否涂敷在正確位置上，而且測定焊劑的涂敷區(qū)域的面積。對于高度測量用圖象，測定焊劑的涂敷區(qū)域的高度，首先結(jié)合測定的面積，求出焊劑的體積，檢測涂敷量是否適當(dāng)。
圖2是試驗單元14的立體圖，圖3是從開始位置看試驗單元14的示意圖。圖2或者圖3所示的狀態(tài)中如果抽取1條直線的圖象數(shù)據(jù)，掃描頭16通過軌道18被在驅(qū)動方向114上送出1條直線分量。以下通過反復(fù)進(jìn)行相同的處理操作，獲得基板1整個面的圖象數(shù)據(jù)。
照明單元30，包含在下部設(shè)置有丙烯基板104的側(cè)方照明源102、由旋轉(zhuǎn)筒101和照明源構(gòu)成的狹縫照明源103、和半反射鏡108。旋轉(zhuǎn)筒101在圓筒狀部件的旋轉(zhuǎn)筒101內(nèi)具有照明源。在旋轉(zhuǎn)筒101的外周面上設(shè)置有多個平行狹縫，通過照明源發(fā)出的光通過該狹縫形成狹縫光，在檢測面上投影成條紋圖案。
如圖3，兩個側(cè)方照明源102分別具有LED(發(fā)光二極管)組120，傾斜使得將有效的側(cè)方光投射到檢測中的直線112上。丙烯基板104具有將來自側(cè)方照明源102的側(cè)方光擴(kuò)散的作用。側(cè)方照明源102是點照明源LED的集合體，如果沒有擴(kuò)散作用，就存在點狀光寫入圖象數(shù)據(jù)中對檢測精度產(chǎn)生不良影響的危險。
狹縫照明源103還具有作為照明源的LED組120，通過在旋轉(zhuǎn)筒101的外周面上設(shè)置的狹縫掩膜圖案產(chǎn)生狹縫光，通過短焦距成像元件陣列105聚光，在形成條紋圖案投影在基板1的檢測面上的直線112上。從直線112反射的光被半反射鏡108反射，通過透鏡32入射到線性傳感器34。
作為短焦距成像元件105的一個例子，利用塞魯菲克(注冊商標(biāo))透鏡陣列(SLA)，省略空間實現(xiàn)條紋圖案投影。而且，旋轉(zhuǎn)筒101構(gòu)成為在驅(qū)動掃描頭16的同時可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制，通過旋轉(zhuǎn)確保條紋圖案的連續(xù)性，同時能夠使條紋圖案的產(chǎn)生間隔更狹窄，能夠提高高度測量的分辨率。
圖4示出線性傳感器34的結(jié)構(gòu)。線性傳感器34由分別對應(yīng)于RGB3色中的任一種顏色紅色攝像元件列150、綠色攝像元件列152、藍(lán)色攝像元件列154構(gòu)成。這些元件列由5000個～10000個攝像元件162排列構(gòu)成。紅色攝像元件列150，在其入射面設(shè)置有抽取紅色分量的紅色濾光片156。同樣，在綠色攝像元件列152和藍(lán)色攝像元件列154的入射面，分別設(shè)置有抽取綠色分量的綠色濾光片158和抽取藍(lán)色分量的藍(lán)色濾光片160。紅色攝像元件列150和綠色攝像元件列152、以及綠色攝像元件列152與藍(lán)色攝像元件列154分別保持ΔC的間隔。
圖5(a)和(b)是說明在旋轉(zhuǎn)筒101的表面上設(shè)置的狹縫掩膜圖案的圖。IC或者LSI等芯片，通常沿著基板1的縱向或者橫向設(shè)置，很少傾斜設(shè)置。因此，狹縫光產(chǎn)生的條紋圖案對于焊劑的涂敷區(qū)域形成45度角度，即使在芯片在縱向、橫向任意方向設(shè)置的情況下，對于焊料的涂敷區(qū)域條紋圖案的數(shù)量優(yōu)選為設(shè)置充分。因此，在圖5(a)中，在旋轉(zhuǎn)筒101的表面上形成45度傾斜的狹縫掩膜圖案。同時，如圖5(b)所示，也可以設(shè)計狹縫掩膜圖案使其相對于線性傳感器34的攝像元件的并行方向形成平行的條紋圖案。
圖6是說明涂敷焊劑的基板1的圖?；?的電極2上涂敷焊劑3?；?的電極2以外的部分涂敷有半透明的焊料阻擋膜4，即使在上面涂敷焊劑3也不會被軟溶裝置(reflow)融化。
圖7(a)和(b)，是說明通過將狹縫光照射由此涂敷焊劑的基板1而形成的條紋圖案的圖。圖7(a)和(b)，是分別是通過圖5(a)和(b)的狹縫掩膜圖案照射狹縫光情況下的條紋圖案。
在圖7(a)和(b)的例子中，焊劑的涂敷區(qū)域5的長邊與線性傳感器34的攝像元件的并排方向平行，如果利用圖5(b)所示的對與攝像元件的并排方向平行的狹縫掩膜圖案，由于如圖7(b)所示條紋圖案形成在焊料涂敷區(qū)域5的長邊方向，因此涂敷區(qū)域5上投影的條紋數(shù)量受到限制。在涂敷區(qū)域5的長邊對攝像元件的并排方向垂直的情況下，相反在涂敷區(qū)域5上投影的條紋的數(shù)量多。
一方面，如果利用圖5(a)所示相對于攝像元件的并排方向傾斜45度的狹縫掩膜圖案，由于如圖7(a)所示條紋圖案形成為相對于涂敷區(qū)域5傾斜的方向上投影，因此涂敷區(qū)域5的長邊方向與攝像元件的排列方向即不是垂直關(guān)系、也不是平行關(guān)系，因此能夠確保充分的條紋的根數(shù)。
在圖7(a)和(b)的任何一種情況下，在焊劑的涂敷區(qū)域5的界限內(nèi)，對應(yīng)于涂敷區(qū)域的高度產(chǎn)生條紋圖案偏差。因此，測定條紋圖案的偏差量，通過逆運算，就可以求出涂敷區(qū)域5的高度。
圖8是示出根據(jù)如上所述構(gòu)成的外觀檢測裝置10的檢測順序的流程圖。結(jié)合同步信號選擇側(cè)方照明源發(fā)光和狹縫照明源發(fā)光，在使掃描頭16在基板1上移動一次期間一起形成外觀檢測用和高度測量用兩圖象。其中，示出了在外觀檢測中設(shè)定包含開始位置的第一條直線的奇數(shù)線，將偶數(shù)線設(shè)定用于高度測定中的交替切換掃描方式的檢測順序。
首先，選擇作為第一模式的外觀檢測模式，將掃描頭16送入開始位置(S50)。伴隨選擇外觀檢測模式，通過頭控制單元40控制側(cè)方照明源102為發(fā)光狀態(tài)，狹縫照明源103為熄滅狀態(tài)。側(cè)方光通過線性傳感器34實施第一條直線的攝像(S52)，該圖象數(shù)據(jù)54被寫入存儲器44中(S54)。
然后，通過頭控制單元40將掃描頭16向驅(qū)動方向移動1條直線的量(S56)，根據(jù)預(yù)先輸入的關(guān)于基板1的信息，判斷該位置是否是掃描結(jié)束位置，即判定是否是基板1的終端位置(S58)。如果不是終端位置(S58的N)，切換為高度測量模式(S60)。伴隨選擇高度測量模式，通過頭控制單元40控制側(cè)方照明源102為熄滅狀態(tài)，狹縫照明源103為發(fā)光狀態(tài)。狹縫照明源，通過線性傳感器34對第二條直線攝像，將圖象數(shù)據(jù)54寫入存儲器44，使掃描頭16前進(jìn)(S52、S54、S56)。直到掃描頭16到達(dá)終端位置位置反復(fù)進(jìn)行S52～S60的處理，奇數(shù)線的圖象通過側(cè)方光形成，偶數(shù)線的圖象通過狹縫光形成。
如果掃描頭16到達(dá)終端位置，處理從S58的Y進(jìn)入S60。在步驟S60中，解析單元46從存儲器44中讀出通過側(cè)方光獲得的外觀檢測用圖象的圖象數(shù)據(jù)，參照補(bǔ)正值存儲部49中對于側(cè)方照明源102設(shè)定的表格進(jìn)行陰影補(bǔ)正，生成外觀檢測用圖象。解析單元46，以外觀檢測用圖象為基礎(chǔ)，判斷關(guān)于所檢測部位的焊劑的涂敷區(qū)域是否合格。接著解析單元46從存儲器44中讀出由狹縫光獲得的高度測量用圖象的圖象數(shù)據(jù)，參照補(bǔ)正值存儲部49中對于狹縫照明源103設(shè)定的表格進(jìn)行陰影補(bǔ)正，生成高度測量用圖象。解析單元46，以高度測量用圖象為基礎(chǔ)，測量焊劑的涂敷區(qū)域的高度。即，對于每個檢測位置，在檢測出焊劑的涂敷位置是否正確之后，求出由焊劑涂敷區(qū)域的面積和高度得到的焊劑體積，檢測涂敷量是否合適。從判斷基準(zhǔn)存儲器48中讀出的焊料涂敷狀態(tài)檢測合格判斷基準(zhǔn)之外的其他信息，并利用它。如果檢測顯示出結(jié)束的結(jié)果(S62)，一系列處理結(jié)束。而且，合格與否不僅僅顯示出還可記錄在存儲器44中。
如上所述，本實施方式的外觀檢測裝置10中，通過交替照明以一次掃描獲得外觀檢測用圖象和條紋圖案投影的高度測量用圖象，不僅通過外觀檢測用圖象正確計算出焊料涂敷區(qū)域，而且利用高度測量用圖象進(jìn)行條紋圖案對應(yīng)，能夠測量涂敷區(qū)域的高度。
(第二實施方式)本實施方式，在根據(jù)第一實施方式的外觀檢測裝置10的試驗單元14的照明單元30中還包含投射照明源100，通過投射光攝取外觀檢測用圖象。這里，就與第一實施方式的相區(qū)別的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行說明。
圖9是第二實施方式涉及的外觀檢測裝置10的試驗單元14的立體圖，圖10是從掃描開始位置方向看圖9所示的試驗單元14的示意圖。投射照明源100與半反射鏡108之間設(shè)置有透鏡板106，投射照明源100產(chǎn)生的投射光通過透鏡板106、半反射鏡108以大致為零的入射角投射到基板1的檢測面上。透鏡板106具有，通過光的折射，使從攝像方向情況下看投射光中垂直于基板1的成分通過的作用。
如圖10，投射照明源100中央分為兩個子基板100a、100b，在各個線性傳感器34的攝像元件排列方向具有LED組120。這些子基板100a、100b微妙地以朝向內(nèi)側(cè)的形式連接，各個LED組120設(shè)置成有效地將投射光投向檢測中的直線112上。而且，關(guān)于投射光的擴(kuò)散作用通過透鏡板106實現(xiàn)。
照明單元30，通過在每條直線內(nèi)使投射照明源、側(cè)方照明源、以及狹縫照明源順序切換交替發(fā)光，在使掃描頭16在基板1上移動一次期間，一次通過投射光獲得外觀檢測用圖像的圖像數(shù)據(jù)、通過側(cè)方光獲得外觀檢測用圖像的圖像數(shù)據(jù)、以及通過狹縫光獲得的高度測量用圖像的圖像數(shù)據(jù)。參照圖1，與第一實施方式比較，補(bǔ)正值存儲器49還具有記錄在投射照明源發(fā)光狀態(tài)下的陰影補(bǔ)正值的表格，在通過投射照明源獲得外觀檢測用圖像的情況下，解析單元46，在取得通過投射光獲得的外觀檢測用圖象的情況下，參照投射照明源的表格，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正。在這種情況下，補(bǔ)正值存儲器49變成具有記錄三種照明時的補(bǔ)正值的表格。因此，能夠獲得高精度圖像。
圖11是涂敷焊劑的基板1的截面圖。基板1的電極2上涂敷焊劑3，基板1的電極2以外的部分涂敷有半透明的焊料阻擋膜4。通過投射照明源100從基板1的正上方照射投射光，由線性傳感器34攝像。
焊劑3是微細(xì)球狀的焊料顆粒集合體，它的表面上是有凸凹的粗糙表面，因此照射在上面的光L1被散射，一部分散射光通過透鏡32入射到線性傳感器34。因此，焊劑3被攝像成淺灰色。而且電極2是由銅箔等金屬形成的，它的表面是鏡面，因此照射在上面的光L2被垂直正反射，充分入射到線性傳感器34。因此，電極2被攝像成明亮的白色。而且照射在半透明的焊料阻擋膜4上的光L3，到達(dá)基板1并透過，由于基板1的表面是暗綠色等的暗色，該光L3被吸收，基板1被攝像成黑色。
圖12是說明通過投射光攝像的涂敷焊劑的基板1的圖像的圖?；?的電極2攝像為白色，由于基板1的電極2之外的被焊料阻擋膜4覆蓋的部分被攝像為黑色，因此能夠明了地識別電極2的位置。而且，電極2被攝像為白色，焊劑3被攝像為灰色，因此焊劑3與電極2之間的界線明了，能夠明確地識別焊劑3的形狀。
這樣，通過對反射的投射光攝像能夠識別是否是鏡面，因此即使對于通過側(cè)方光攝取的圖像，通過顏色信息識別電極2和焊劑3困難的情況下，如果并用通過投射光獲得圖像，也能夠正確識別。因此，通過并用通過投射光獲得外觀檢測用圖像，能夠更加正確地判斷出焊劑3相對于電極2是否涂敷在正確位置、它的涂敷面積是否適當(dāng)，可使檢測精度更加提高。
以上，以幾個實施方式為基礎(chǔ)對本發(fā)明進(jìn)行了說明，這些實施方式只是作為例子，其中的各個構(gòu)成要素和各個處理過程都可以進(jìn)行組合形成各種變形，而且本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解所述變形的例子也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。可舉出很多這樣的例子。
在所述實施方式中，由于掃描頭16只在基板1上移動一次就可以獲得外觀檢測用圖像的圖像數(shù)據(jù)和高度測量用圖像的圖像數(shù)據(jù)，因此對于生產(chǎn)線上的外觀檢測裝置10的組裝是有利的。在這種情況下，例如通過掃描頭16一側(cè)是固定式，將基板1的支撐臺22位于傳送帶上，能夠在生產(chǎn)線的流動過程中檢測基板1。
而且，圖1中雖然一體描述了主單元12和試驗單元14，它們也可以在不同的位置。例如，將試驗單元14組裝到工廠的生產(chǎn)線上，主單元12放置在通過任意網(wǎng)絡(luò)與試驗單元14連接的解析單元之外的其他組件中也可以。試驗單元14放置在使用者一側(cè)，主單元12位于解析單元中，由使用者承擔(dān)解析任務(wù)也可以。
而且，在第一實施方式中，也可以代替?zhèn)确秸彰髟矗玫诙嵤┓绞街姓f明的投射照明源，利用通過投射光獲得的外觀檢測用圖像和通過狹縫光獲得高度測量用圖像進(jìn)行檢測也可以。
權(quán)利要求
1.一種外觀檢測裝置，是檢測被檢測體外觀的裝置，具有掃描所述被檢測體的掃描頭；和統(tǒng)括地控制包含所述掃描頭的整個裝置整體的主單元；所述掃描頭具有照射所述被檢測體的檢測面的多個照明源；和一維傳感器，利用分別設(shè)置多個攝像元件的多個元件列來檢測從所述被檢測面向垂直上方反射的光，生成圖象數(shù)據(jù)；其特征在于所述主單元具有頭控制單元，控制所述掃描頭中的所述多個照明源交替發(fā)光，并控制所述掃描頭和所述被檢測體相對運動；存儲器控制單元，將所述一維傳感器產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)存入存儲器；解析單元，對應(yīng)所述頭控制單元控制的交替發(fā)光對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正，獲得外觀檢測用圖像對所述被檢測體進(jìn)行外觀檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外觀檢測裝置，其特征在于所述一維傳感器具有紅色、綠色和藍(lán)色攝像元件；所述主單元還具有補(bǔ)正值存儲部，對于所述一維傳感器中的各個紅色、綠色和藍(lán)色攝像元件，對應(yīng)于所述照明源交替發(fā)光狀態(tài)的陰影補(bǔ)正用的數(shù)字補(bǔ)正值，作為發(fā)光狀態(tài)的表格進(jìn)行存儲；所述解析單元參照對應(yīng)于所述照明源發(fā)光狀態(tài)的所述補(bǔ)正值存儲部中存儲的表格，對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的外觀檢測裝置，其特征在于所述多個照明源具有從傾斜方向向所述檢測體的檢測面的投射面光的側(cè)方照明源；和從傾斜方向向所述被檢測面投射狹縫光的狹縫照明源；使所述頭控制單元使所述側(cè)方照明源和所述狹縫照明源交替發(fā)光。
4.一種圖像獲得方法，是使多個照明源交替發(fā)光，通過被檢測對象反射的光產(chǎn)生被檢測對象的圖像數(shù)據(jù)，獲得被檢測對象的圖像，其特征在于利用對應(yīng)多個照明源交替發(fā)光狀態(tài)的補(bǔ)正值，對應(yīng)發(fā)光狀態(tài)對對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正，獲得被檢測對象的圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種外觀檢測裝置以及圖象獲得方法。照明單元(30)對于基板(1)每一條直線交替用側(cè)方照明源產(chǎn)生的側(cè)方光和狹縫照明源產(chǎn)生的狹縫光照射。補(bǔ)正值存儲部(49)中保存分別對應(yīng)于側(cè)方照明源和狹縫照明源設(shè)定的陰影補(bǔ)正用的數(shù)字補(bǔ)正值。解析單元(46)利用所述數(shù)字補(bǔ)正值對圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行陰影補(bǔ)正，能夠獲得高精度圖像。
文檔編號G01B11/24GK1517674SQ20041003932
公開日2004年8月4日 申請日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者秋山吉宏 申請人:株式會社先機(jī)