專利名稱：電路板檢查裝置及檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板檢查裝置及檢查方法，尤其涉及在印刷電路板上貼裝半導(dǎo) 體元件時(shí)能夠明確區(qū)分端子和焊料的電路板檢查裝置及檢查方法。
背景技術(shù)：
通常，在印刷電路板上貼裝半導(dǎo)體元件的貼裝電路板應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。在 制造這種貼裝電路板時(shí)，半導(dǎo)體元件的端子(terminal)以焊接在印刷電路板的焊盤上的 方式進(jìn)行貼裝。對(duì)于以這種方式貼裝的半導(dǎo)體元件，需要檢查其是否較好地焊接在印刷電路板 上。在檢查貼裝電路板時(shí)，為了提高檢查的準(zhǔn)確度，明確區(qū)分半導(dǎo)體元件的端子和焊料區(qū)域 十分重要。以往，為了區(qū)分上述的區(qū)域，利用了通過(guò)使用二維照明獲取的二維圖像。但是，在 二維圖像中區(qū)分端子區(qū)域和焊料區(qū)域時(shí)，因各區(qū)域的顏色相近似且對(duì)照明較為敏感而難以 區(qū)分，而且由于受相機(jī)產(chǎn)生的光噪聲影響較大，無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行區(qū)分。并且，若想利用二維照明明確區(qū)分端子和焊料的分界部分，需要提高對(duì)比度 (contrast)。但是，根據(jù)目前已有的貼裝電路板檢查裝置，二維照明對(duì)比度的可提高余地有 限，因而難以明確區(qū)分半導(dǎo)體元件的端子和焊料區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)明確區(qū)分貼裝在貼裝電路板上的半導(dǎo)體元件的 端子和焊料區(qū)域，以提高檢查可靠度的電路板檢查裝置。并且，本發(fā)明提供一種能夠明確區(qū)分貼裝在貼裝電路板上的半導(dǎo)體元件的端子和 焊料區(qū)域的電路板檢查方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的檢查方法，包括如下步驟拍攝測(cè) 量對(duì)象，獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)；獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的高度 數(shù)據(jù)；獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的可見度(visibility)數(shù)據(jù)；對(duì)所述每個(gè)像素，分別 將所獲取的所述圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)相乘而算出每 個(gè)像素的結(jié)果值；利用所算出的結(jié)果值設(shè)定端子區(qū)域。所述結(jié)果值可以通過(guò)將所述每個(gè)像素的所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)和所述 可見度數(shù)據(jù)相乘而算出。所述可見度數(shù)據(jù)可以定義為所述每個(gè)像素的所拍攝圖像亮度 (intensity)信號(hào)的振幅(Bi(x，y))相對(duì)平均值(Ai(x，y))的比值。獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)的步驟可以包 括如下步驟將光柵圖案光向所述測(cè)量對(duì)象照射N次；獲得N個(gè)照射到所述測(cè)量對(duì)象的所 述光柵圖案光引起的反射圖像數(shù)據(jù)；利用所獲取的N個(gè)反射圖像數(shù)據(jù)獲取所述高度數(shù)據(jù)； 利用所述反射圖像數(shù)據(jù)獲取所述可見度數(shù)據(jù)。所述檢查方法，可以在獲得N個(gè)照射到所述測(cè)量對(duì)象的所述光柵圖案光的反射圖像數(shù)據(jù)的步驟之后，包括對(duì)所述N個(gè)反射圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均而獲取所述圖像數(shù)據(jù)的步驟?？梢詮亩鄠€(gè)方向拍攝所述測(cè)量對(duì)象，可以沿每個(gè)方向分別獲取所述測(cè)量對(duì)象的所 述每個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)、所述每個(gè)像素的高度數(shù)據(jù)及所述每個(gè)像素的可見度數(shù)據(jù)。而且，對(duì) 所述每個(gè)像素，分別將所獲取的所述圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)中的至少 一個(gè)相乘而算出每個(gè)像素的所述結(jié)果值的步驟可以包括如下步驟對(duì)所述每個(gè)像素，從所 述多個(gè)方向的圖像數(shù)據(jù)中選擇圖像數(shù)據(jù)最大值；對(duì)所述每個(gè)像素，從所述多個(gè)方向的高度 數(shù)據(jù)中選擇高度數(shù)據(jù)最大值；對(duì)所述每個(gè)像素，從所述多個(gè)方向的可見度數(shù)據(jù)中選擇可見 度數(shù)據(jù)最大值；將針對(duì)每個(gè)像素所選擇的所述圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值及所 述可見度數(shù)據(jù)最大值相乘而算出所述結(jié)果值。對(duì)所述每個(gè)像素分別將所獲取的所述圖像數(shù) 據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)相乘而算出每個(gè)像素的所述結(jié)果值的步驟可以進(jìn)一步 包括分別確認(rèn)所述圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值及所述可見度數(shù)據(jù)最大值是否超 出預(yù)定的基準(zhǔn)值的步驟。根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的檢查方法，包括如下步驟將光柵圖案光沿M個(gè) 方向分別向測(cè)量對(duì)象照射N次，針對(duì)所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素分別獲取MXN個(gè)圖像數(shù)據(jù)、 M個(gè)高度數(shù)據(jù)及M個(gè)可見度數(shù)據(jù)，其中N和M是大于等于2的自然數(shù)；對(duì)所述MXN個(gè)圖像 數(shù)據(jù)，沿每個(gè)方向分別平均N個(gè)圖像數(shù)據(jù)，以針對(duì)所述每個(gè)像素算出對(duì)應(yīng)所述M個(gè)方向的M 個(gè)平均圖像數(shù)據(jù)；對(duì)所述每個(gè)像素，從所述M個(gè)平均圖像數(shù)據(jù)中選擇平均圖像數(shù)據(jù)最大值； 對(duì)所述每個(gè)像素，從所述M個(gè)高度數(shù)據(jù)中選擇高度數(shù)據(jù)最大值；對(duì)所述每個(gè)像素，從所述M 個(gè)可見度數(shù)據(jù)中選擇可見度數(shù)據(jù)最大值；將針對(duì)每個(gè)像素所選擇的所述平均圖像數(shù)據(jù)最大 值、所述高度數(shù)據(jù)最大值及所述可見度數(shù)據(jù)最大值按所述每個(gè)像素相乘而算出結(jié)果值；利 用所算出的結(jié)果值區(qū)分端子區(qū)域。所述利用所算出的結(jié)果值區(qū)分所述端子區(qū)域的步驟可以包括如下步驟將針對(duì)所 述每個(gè)像素所算出的結(jié)果值分類(classification)為至少兩組(group)，其中使得屬于同 一組的像素均連續(xù)分布；利用所述分類的組，區(qū)分所述端子區(qū)域和焊料區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的檢查裝置，包括運(yùn)送電路板的工作臺(tái)；將用于 對(duì)準(zhǔn)所述電路板的照明照射到檢查對(duì)象的第一照明部；將用于獲取所述電路板高度數(shù)據(jù)的 光柵圖案光照射到所述檢查對(duì)象的投影部；將用于設(shè)定貼裝在所述電路板的元件的端子區(qū) 域的照明照射到所述檢查對(duì)象的第二照明部；比所述第二照明部更靠近所述電路板的第三 照明部；圖像拍攝部，通過(guò)所述第二照明部的光照射拍攝所述電路板的第一圖像，通過(guò)所述 投影部照射光柵圖案光而拍攝所述電路板的第二圖像；利用所述圖像拍攝部所拍攝的所述 第一圖像及所述第二圖像區(qū)分所述端子區(qū)域的控制部。所述第二照明部可以設(shè)置在所述圖像拍攝部和所述投影部之間，所述第二照明部 可以以垂直于所述電路板平面的法線為基準(zhǔn)以17° 20°角照射照明。所述控制部可以利用從所述第二圖像獲取的可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)中的至少一 個(gè)和從所述第一圖像獲取的圖像數(shù)據(jù)生成對(duì)比度映射圖，通過(guò)分析所述對(duì)比度映射圖區(qū)分 所述端子區(qū)域。所述投影部向所述電路板照射N次光柵圖案光，所述圖像拍攝部拍攝在所述電路 板上照射N次的光柵圖案光，所述可見度數(shù)據(jù)可以定義為由所述圖像拍攝部所拍攝圖像的 亮度信號(hào)的振幅(Bi (X，y))相對(duì)平均值(Ai (x, y))的比值(Vi (x, y) = Bi (χ, y) /Ai (χ, y))。所述投影部可以為向所述電路板照射互不相同方向的光柵圖案光的多個(gè)投影部，所述控制 部可以獲取對(duì)應(yīng)所述多個(gè)投影部的多個(gè)高度數(shù)據(jù)及多個(gè)可見度數(shù)據(jù)。所述控制部可以將所 述多個(gè)高度數(shù)據(jù)中的最大值、所述多個(gè)可見度數(shù)據(jù)中的最大值及所述第二圖像數(shù)據(jù)相乘而 生成所述對(duì)比度映射圖。根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的電路板檢查方法，包括如下步驟通過(guò)工作臺(tái)的 運(yùn)送動(dòng)作將電路板運(yùn)送到測(cè)量位置；將第一光照射到所述電路板以對(duì)準(zhǔn)所述電路板；在所 述圖像拍攝部和投影部之間將第二光照射到所述電路板而拍攝所述電路板的第一圖像；將 所述投影部的光柵圖案光向所述電路板照射N次而拍攝所述電路板的第二圖像；從所述第 二圖像獲取可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)；利用所述第一圖像、可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)生成對(duì)比 度映射圖；利用所述對(duì)比度映射圖區(qū)分貼裝在所述電路板的元件的端子區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，獲取測(cè)量對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)、高度數(shù)據(jù)、可視數(shù)據(jù)之后對(duì)所獲取的值進(jìn) 行相乘，由此計(jì)算出結(jié)果值，并利用該結(jié)果值來(lái)區(qū)分端子區(qū)域和焊料區(qū)域，因此能夠正確地 確定端子區(qū)域，而且能夠更加正確地檢查所述端子。并且，本發(fā)明利用基于高度的三維數(shù)據(jù)來(lái)確定端子區(qū)域，因此相比于利用二維圖 像來(lái)確定端子區(qū)域的情況，受到每個(gè)區(qū)域的顏色的影響較小，且對(duì)照明也不太敏感，所以能 夠更加正確且容易地區(qū)分每個(gè)區(qū)域，而且還能降低相機(jī)光噪聲的影響。并且，利用三維數(shù)據(jù)獲取所述圖像數(shù)據(jù)時(shí)，不用獲取額外的二維圖像數(shù)據(jù)也能夠 容易地確定端子區(qū)域。并且，除了與圖像拍攝部相鄰設(shè)置的第一照明部之外，在圖像拍攝部與投影部之 間增加設(shè)置環(huán)狀的第二照明部，從而可提高視野范圍內(nèi)的亮度均勻度，且可提高在第二照 明部的照射角度設(shè)定為小于投影部的狀態(tài)下拍攝的圖像的對(duì)比度。因此，通過(guò)對(duì)利用投影 部而獲取的圖像和利用第二照明部而獲取的圖像進(jìn)行組合，可明確地區(qū)分貼裝于檢查對(duì)象 的端子區(qū)域和焊料區(qū)域，并可提高檢查的可靠性。


圖1為示出適用于本發(fā)明實(shí)施例的三維形狀測(cè)量方法的示例性的三維形狀測(cè)量 裝置的概念圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的端子檢查方法的流程圖；圖3為示出形成于印刷電路板上的端子和焊料的一例的概略圖；圖4為示出計(jì)算圖2的結(jié)果值的一例的流程圖；圖5為簡(jiǎn)單示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的貼裝電路板檢查裝置的示意圖；圖6為從上俯視圖5所示的貼裝電路板檢查裝置的平面圖；圖7為用于說(shuō)明圖5所示的投影部及第二照明部的位置關(guān)系的示意圖；圖8為用于說(shuō)明區(qū)分檢查對(duì)象的端子區(qū)域和焊料區(qū)域的過(guò)程的示意圖；圖9為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的貼裝電路板檢查方法的流程圖。主要符號(hào)說(shuō)明10為測(cè)量對(duì)象，100為測(cè)量工作臺(tái)，200為圖像拍攝部，300為第一 投影部，400為第二投影部，450為第二照明單元，500為圖像獲取部，600為模塊控制部，700 為中央控制部，900為印刷電路板，910為端子，920為焊料，1100為貼裝電路板檢查裝置， 1110為檢查對(duì)象，1120為工作臺(tái)，1130為圖像拍攝部，1140為第一照明部，1150為投影部，1160為第二照明部，1170為第三照明部，1180為控制部。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可進(jìn)行各種變更且可具有各種形態(tài)。以下在附圖中示出特定實(shí)施例，并對(duì) 其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是，這不是為了將本發(fā)明限定在所公開的形態(tài)內(nèi)，而是應(yīng)當(dāng)理解為本發(fā) 明包括了在本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)所有的變形物、等同物以及替代物。第一、第二等用語(yǔ)可用于說(shuō)明各種構(gòu)成要素，但是所述構(gòu)成要素并不能被所述用 語(yǔ)限定。所述用語(yǔ)僅為將一個(gè)構(gòu)成要素從其他構(gòu)成要素中區(qū)別而使用。例如，在不脫離本 發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)，第一構(gòu)成要素可命名為第二構(gòu)成要素，類似地，第二構(gòu)成要素也可命名 為第一構(gòu)成要素。在本申請(qǐng)中使用的用語(yǔ)僅是為了說(shuō)明特定的實(shí)施例而使用的，其意圖并不是用于 限定本發(fā)明。記載為單數(shù)時(shí)如果不是明顯地有別于所要說(shuō)明的意圖，則包含多數(shù)的情況。在 本申請(qǐng)中應(yīng)當(dāng)理解為，所使用的“包含”或“具有”等用語(yǔ)意為，說(shuō)明存在說(shuō)明書中所記載的 特征、數(shù)量、步驟、動(dòng)作、構(gòu)成要素、部件或組合這些的情況，并不是要事先排除一個(gè)或一個(gè) 以上的其他特征或數(shù)量、步驟、動(dòng)作、構(gòu)成要素、部件或者組合這些的情況或附加可能性。如果沒有其他定義，則包括科學(xué)技術(shù)用語(yǔ)在內(nèi)的在此所使用的所有用語(yǔ)的意思與 本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的具有通常知識(shí)的技術(shù)人員所一般理解的意思相同。在一般使用的如辭典中已定義的用語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為具有與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的意思一 致的意思。如果在本申請(qǐng)中沒有給出明確定義，則不能解釋為理想的或形式上的意思。以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1為適用于根據(jù)本發(fā)明 實(shí)施例的三維形狀測(cè)量方法的示例性的三維形狀測(cè)量裝置的概念圖。參照?qǐng)D1可知，根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量方法中所使用的三維形狀測(cè)量裝置 可包括測(cè)量臺(tái)100、圖像拍攝部200、包括第一及第二投影部(300、400)的第一照明單元、第 二照明單元450、圖像獲取部500、模塊控制部600以及中央控制部700。所述測(cè)量臺(tái)100包括用于支撐測(cè)量對(duì)象10的工作臺(tái)110和用于移送所述工作臺(tái) 110的臺(tái)移送單元120。在本實(shí)施例，所述測(cè)量對(duì)象10根據(jù)所述工作臺(tái)110相對(duì)于所述圖 像拍攝部200和所述第一及第二投影部300、400進(jìn)行移動(dòng)，由此可使所述測(cè)量對(duì)象物10上 的測(cè)量位置發(fā)生變化。所述圖像拍攝部200設(shè)置于所述工作臺(tái)110的上部，以接收從所述測(cè)量對(duì)象10反 射的光，由此測(cè)量所述測(cè)量圖像10的圖像。即，所述圖像拍攝部200接收由所述第一投影 部300及第二投影部400發(fā)出而在所述測(cè)量對(duì)象10反射的光，以此來(lái)拍攝所述測(cè)量對(duì)象10 的平面圖像。所述圖像拍攝部200可包含相機(jī)210、成像透鏡220、濾鏡230、以及燈240。所述 相機(jī)210通過(guò)接收從所述測(cè)量對(duì)象10反射的光來(lái)拍攝所述測(cè)量對(duì)象10的平面圖像，作為 所述相機(jī)210的一例，可使用CXD相機(jī)或CMOS相機(jī)中的某一個(gè)相機(jī)。所述成像透鏡220設(shè) 置于所述相機(jī)210的下部，以使從所述測(cè)量對(duì)象10反射的光在所述相機(jī)210中成像。所述 濾鏡230設(shè)置于所述成像透鏡220的下部，以用于對(duì)從所述測(cè)量對(duì)象10反射的光進(jìn)行濾光 之后提供給所述成像透鏡220，作為所述濾鏡230的一例，可由頻率濾光鏡和濾色鏡以及光 強(qiáng)度調(diào)節(jié)濾鏡中的某一個(gè)構(gòu)成。所述燈240以圓形狀設(shè)置于所述濾鏡230的下部，且所述燈240為了拍攝如所述測(cè)量對(duì)象10的二維形狀一樣的奇特形狀而朝所述測(cè)量對(duì)象10提供光。所述第一投影部300例如可在所述圖像拍攝部200的右側(cè)相對(duì)于用于支撐所述測(cè) 量對(duì)象10的所述工作臺(tái)110傾斜地設(shè)置。所述第一投影部300可包括第一光源單元310、第 一光柵單元320、第一光柵移送單元330以及第一聚光透鏡340。所述第一光源單元310由 光源和至少一個(gè)透鏡構(gòu)成而發(fā)光。所述第一光柵單元320設(shè)置于所述第一光源單元310的 下部，以用于將從所述第一光源單元310發(fā)出的光變?yōu)榫哂懈窦y圖案的第一光柵圖案光。 所述第一光柵移送單元330與所述第一光柵單元320連接而移送所述第一光柵單元320。 作為所述第一光柵移送單元330的一例，可使用PZT (Piezoelectric)移送單元或微直線移 送單元中的某一個(gè)。所述第一聚光透鏡340設(shè)置于所述第一光柵單元320的下部，以用于 使得從所述第一光柵單元320發(fā)出的所述第一光柵圖案光聚光到所述測(cè)量對(duì)象10。所述第二投影部400例如可在所述圖像拍攝部200的左側(cè)相對(duì)于用于支撐所述測(cè) 量對(duì)象10的所述工作臺(tái)110傾斜地設(shè)置。所述第二投影部400可包括第二光源單元410、 第二光柵單元420、第二光柵移送單元430以及第二聚光透鏡440。所述第二投影部400與 上述的所述第一投影部300實(shí)質(zhì)上相同，在此不再重復(fù)說(shuō)明。所述第一投影部300在所述第一光柵移送單元330依次移動(dòng)所述第一光柵單元 320N次而朝所述測(cè)量對(duì)象10照射N個(gè)第一光柵圖案光時(shí)，所述圖像拍攝部200依次接收從 所述測(cè)量對(duì)象10反射的所述N個(gè)第一光柵圖案光，由此可拍攝N個(gè)第一圖像。并且，所述 第二投影部400在所述第二光柵移送單元430依次移動(dòng)所述第二光柵單元420N次而朝所 述測(cè)量對(duì)象10照射N個(gè)第二光柵圖案光時(shí)，所述圖像拍攝部200依次接收從所述測(cè)量對(duì)象 10反射的所述N個(gè)第二光柵圖案光，由此可拍攝N個(gè)第二圖像。在此，所述N為自然數(shù)，作 為所述N的一例可以為3或者4。另外，本實(shí)施例對(duì)于發(fā)出所述第一及第二光柵圖案光的照明裝置僅說(shuō)明了第一及 第二投影部300、400，但是，所述投影部的數(shù)量可以為3個(gè)以上。即，照射到所述測(cè)量對(duì)象的 光柵圖案光可從多方位進(jìn)行照射而拍攝出各種種類的圖像。例如，三個(gè)投影部以所述圖像 拍攝部200為中心以正三角形的方式設(shè)置時(shí)，三個(gè)光柵圖案光從相互不同的方向照射到所 述測(cè)量對(duì)象10，而四個(gè)投影部以所述圖像拍攝部200為中心以正四邊形的方式設(shè)置時(shí)，四 個(gè)光柵圖案光從相互不同的方向照射到所述測(cè)量對(duì)象10。并且，所述第一照明單元可包括 八個(gè)投影部，此時(shí)可從八個(gè)方向照射光柵圖案光而拍攝圖像。所述第二照明單元450將用于獲取所述測(cè)量對(duì)象10的二維圖像的光照射到所述 測(cè)量圖像10，作為一例，所述第二照明單元450可包括紅色照明452、綠色照明454、以及藍(lán) 色照明456。例如，所述紅色照明452、所述綠色照明454以及所述藍(lán)色照明456在所述測(cè)量 對(duì)象10的上部設(shè)置為圓形狀，以向所述測(cè)量對(duì)象10分別照射紅色光、綠色光以及藍(lán)色光， 而且如圖1所示，其各自的高度可形成為不同。所述圖像獲取部500與所述圖像拍攝部200的相機(jī)210電氣連接，以從所述相機(jī) 210獲取根據(jù)所述第一照明單元拍攝的圖像并儲(chǔ)存。并且，所述圖像獲取部500從所述相機(jī) 210獲取根據(jù)所述第二照明單元450拍攝的二維圖像并儲(chǔ)存。例如，所述圖像獲取部500包 括用于接收由所述相機(jī)210拍攝的所述N個(gè)第一圖像和所述N個(gè)第二圖像而儲(chǔ)存的圖像系統(tǒng)。
所述模塊控制部600與所述測(cè)量臺(tái)100、所述圖像拍攝部200、所述第一投影部300 以及所述第二投影部400電氣連接，以對(duì)其進(jìn)行控制。所述模塊控制部600例如包括照明 控制器、光柵控制器以及臺(tái)控制器。所述照明控制器通過(guò)分別控制所述第一及第二光源單 元310、410而使其發(fā)光，所述光柵控制器通過(guò)分別控制所述第一及第二光柵移送單元330、 430而使所述第一及第二光柵單元320、420移動(dòng)。所述臺(tái)控制器通過(guò)控制所述臺(tái)移送單元 120而使所述臺(tái)110上下左右移動(dòng)。所述中央控制部700與所述圖像獲取部500及所述模塊控制部600電氣連接，以 對(duì)其進(jìn)行控制具體來(lái)講，所述中央控制部700從所述圖像獲取部500的圖像系統(tǒng)接收所述 N個(gè)第一圖像和所述N個(gè)第二圖像之后對(duì)其進(jìn)行處理，由此可測(cè)量出所述測(cè)量對(duì)象10的三 維形狀。并且，所述中央控制部700可分別控制所述模塊控制部600的照明控制器、光柵控 制器以及臺(tái)控制器。如此，所述中央控制部可包括圖像處理部，控制部以及界面部。以下，詳細(xì)說(shuō)明利用如上所述的三維形狀測(cè)量裝置來(lái)檢查被用作所述測(cè)量對(duì)象10 的搭載于印刷電路板的預(yù)定的元件的方法。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的端子檢查方法的流程圖，圖3為示出形成于印刷電路 板上的端子和焊料的一例的概略圖。參照?qǐng)D2和圖3可知，為了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而檢查端子，首先拍攝測(cè)量對(duì)象，由 此按照所述測(cè)量對(duì)象的各像素獲取圖像數(shù)據(jù)(SllO)。所述測(cè)量對(duì)象為形成于印刷電路板900上的端子910和焊料(solder) 920?；谒鰷y(cè)量對(duì)象的各像素的所述圖像數(shù)據(jù)可根據(jù)二維圖像測(cè)量而獲取。例如， 對(duì)所述測(cè)量對(duì)象的拍攝可利用圖1的三維形狀測(cè)量裝置的用于測(cè)量二維圖像的燈240或第 二照明單元450來(lái)進(jìn)行。與此不同地，所述按各像素的圖像數(shù)據(jù)可利用用于測(cè)量三維形狀而獲取的圖像數(shù) 據(jù)來(lái)獲取。例如，對(duì)所述測(cè)量對(duì)象的拍攝可根據(jù)利用圖1的三維形狀測(cè)量裝置的第一照明 單元的三維圖像拍攝而進(jìn)行。所述第一照明單元如前面所述由第一及第二投影部300、400 構(gòu)成，但也可以由更多數(shù)量的照明部構(gòu)成。具體來(lái)講，首先利用所述照明部以多方位地朝所 述測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光，接著，通過(guò)拍攝照射到所述測(cè)量對(duì)象的所述光柵圖案光的反 射圖像，以獲取三維圖像數(shù)據(jù)。此時(shí)，所述圖像數(shù)據(jù)可通過(guò)平均化所述三維圖像數(shù)據(jù)來(lái)獲 取。例如，通過(guò)沿多個(gè)M個(gè)方向?qū)⒐鈻艌D案光照射到測(cè)量對(duì)象N次，從而按所述測(cè)量對(duì) 象的每個(gè)像素獲得MXN個(gè)圖像數(shù)據(jù)。在此，N和M是2以上的自然數(shù)。此外，上述MXN個(gè) 圖像數(shù)據(jù)中，對(duì)所述通過(guò)N次照射獲得的N個(gè)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，以此計(jì)算出與每個(gè)像素的 所述M個(gè)方向?qū)?yīng)的M個(gè)平均圖像數(shù)據(jù)。然后，按所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素獲得高度數(shù)據(jù)(S120)?？衫脼榱藴y(cè)量所述三維形狀而獲得的圖像數(shù)據(jù)來(lái)獲得所述每個(gè)像素的高度數(shù) 據(jù)。例如，可通過(guò)利用如上所述的圖1的三維形狀測(cè)量裝置的第一照明單元的三維圖像拍 攝，來(lái)獲得所述高度數(shù)據(jù)。作為實(shí)施例，可通過(guò)利用桶算法(bucket algorithm)來(lái)變換所 述三維圖像數(shù)據(jù)，來(lái)獲得所述高度數(shù)據(jù)。例如，通過(guò)沿多個(gè)M個(gè)方向?qū)⒐鈻艌D案光照射到測(cè)量對(duì)象N次，來(lái)獲得所述測(cè)量對(duì) 象的每個(gè)像素的M個(gè)高度數(shù)據(jù)。
然后，按所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素獲得可見度(visibility)數(shù)據(jù)(S130)。在圖像的亮度(intensity)中，所述可見度表示振幅(Bi(x，y))對(duì)于平均(Ai (χ， y))的比，一般來(lái)講，具有隨著反射率增加而增加的趨勢(shì)。如下定義所述可見度(Vi(x，y))。Vi (χ, y) = Bi (χ, y) /Ai (χ, y)雖然可沿各方向?qū)⒐鈻艌D案光照射到所述印刷電路板來(lái)拍攝各種類型的圖案圖 像，但是，如圖1所示，所述圖像獲取部500從所述相機(jī)210拍攝的N個(gè)圖案圖像中提取X-Y 坐標(biāo)系的每個(gè)位置(i(x，y))的N個(gè)亮度信號(hào)(Ii1Ji2,...，I。，利用N-桶算法(N-bucket algorithm)來(lái)計(jì)算出平均(Ai(x，y))和可見度(Vi(x，y))。例如，N = 3的情況和N = 4的情況下，按如下方式分別計(jì)算出可見度。S卩，N = 3的情況下，按如下方式進(jìn)行計(jì)算
ji , ji ι ρ1 ^ 3
「一 Β· -Jiiil-n-iif +sin-iffV.(x y)= ^L= -^-i~Λ_U——^J__V—N = 4的情況下，按如下方式進(jìn)行計(jì)算
4 江)0 = 11+ν, (χ ν) =^l= JKl,_3J_“"
! γ α ⑷ +叫+η)可利用為了所述三維測(cè)量而獲得的圖像數(shù)據(jù)，來(lái)獲得所述每個(gè)像素的可見度數(shù) 據(jù)。例如，可通過(guò)利用如上所述的圖1的3維形狀測(cè)量裝置的第一照明單元的三維圖像拍 攝，來(lái)獲得所述可見度數(shù)據(jù)。作為實(shí)施例，可通過(guò)利用可見度計(jì)算算法來(lái)變換所述三維圖像 數(shù)據(jù)，來(lái)獲得所述可見度數(shù)據(jù)。例如，沿多個(gè)M個(gè)方向?qū)⒐鈻艌D案光照射到測(cè)量對(duì)象N次，來(lái)獲得所述測(cè)量對(duì)象的 每個(gè)像素的M個(gè)可見度數(shù)據(jù)。然后，按所述每個(gè)像素，相乘按所述每個(gè)像素獲得的所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù) 和所述可見度數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出結(jié)果值(S140)。由于按所述每個(gè)像素獲得的所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)和所述可見度數(shù)據(jù)是沿 多個(gè)方向測(cè)量的數(shù)據(jù)，因此可適當(dāng)?shù)乩盟龆鄠€(gè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出結(jié)果值。圖4是示出計(jì)算圖2的結(jié)果值的示例的流程圖。參照?qǐng)D4，對(duì)于計(jì)算所述結(jié)果值來(lái)講，按所述每個(gè)像素選擇基于所述多個(gè)方向的圖 像數(shù)據(jù)中的圖像數(shù)據(jù)最大值(S142)，按所述每個(gè)像素選擇基于所述多個(gè)方向的高度數(shù)據(jù)中 的高度數(shù)據(jù)最大值(S144)，按所述每個(gè)像素選擇基于多個(gè)方向的可見度數(shù)據(jù)中的可見度數(shù) 據(jù)最大值(S146)。然后，相乘按所述每個(gè)像素獲得的所述圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最 大值和所述可見度數(shù)據(jù)最大值，來(lái)計(jì)算出結(jié)果值(S148)。這時(shí)，為了消除光噪聲，可通過(guò)分別去除超過(guò)預(yù)定基準(zhǔn)值的值之后，選擇所述圖像 數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值和所述可見度數(shù)據(jù)最大值。例如，按所述每個(gè)像素選擇所述M個(gè)平均圖像數(shù)據(jù)中的平均圖像數(shù)據(jù)最大值，按所述每個(gè)像素選擇所述M個(gè)高度數(shù)據(jù)中的高度數(shù)據(jù)最大值，按所述每個(gè)像素選擇所述M個(gè) 可見度數(shù)據(jù)中的可見度數(shù)據(jù)最大值。然后，按每個(gè)像素，相乘按所述每個(gè)像素選擇的所述平 均圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值、所述可見度數(shù)據(jù)最大值，來(lái)計(jì)算出結(jié)果值。如上所述的利用每個(gè)數(shù)據(jù)的最大值的情況時(shí)，由于所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù) 和所述可見度數(shù)據(jù)在端子區(qū)域比焊料區(qū)域具有更大的值，所以所述因子的相乘將導(dǎo)致結(jié)果 值之差變得更大。相反，可利用所述每個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。然后，利用所述計(jì)算出的結(jié)果值，區(qū)分端子區(qū)域和焊料區(qū)域(S150)。所述計(jì)算出的結(jié)果值由所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)和所述可見度數(shù)據(jù)決定，由 于所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)和所述可見度數(shù)據(jù)一般在端子區(qū)域比焊料區(qū)域具有更大的 值，所以所述因子的相乘將導(dǎo)致結(jié)果值之差變得更大。特別是，元件的反射率一般比周圍大的情況時(shí)，可見度比周圍具有更大的值，因此 所述端子區(qū)域比所述焊料區(qū)域具有大的值，從而將更強(qiáng)調(diào)端子區(qū)域。此外，為了利用所述計(jì)算出的結(jié)果值來(lái)區(qū)分所述端子區(qū)域和所述焊料區(qū)域，首先， 將按所述每個(gè)像素計(jì)算出的結(jié)果值分類(classification)為至少兩個(gè)群(group)，其中， 通過(guò)使得屬于相同群的像素均連續(xù)分布來(lái)進(jìn)行分類，從而可利用所述分類的群來(lái)區(qū)分所述 端子區(qū)域和所述焊料區(qū)域。S卩，由于所述端子區(qū)域和所述焊料區(qū)域基于所述結(jié)果值而分類為不同區(qū)域，并且 同類型區(qū)域相鄰布置，所以可將同類型區(qū)域分類為連續(xù)分布。基于如上所述的本發(fā)明，獲得測(cè)量對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)、高度數(shù)據(jù)和可見度數(shù)據(jù)后，通 過(guò)相乘獲得的值來(lái)計(jì)算出結(jié)果值，并利用該計(jì)算出的結(jié)果值來(lái)區(qū)分端子區(qū)域和焊料區(qū)域， 所以可確定更準(zhǔn)確的端子區(qū)域，更準(zhǔn)確地檢查所述端子。還有，由于利用基于高度的三維數(shù)據(jù)來(lái)確定端子區(qū)域，因此與利用二維數(shù)據(jù)來(lái)確 定端子區(qū)域的情況相比，受到每個(gè)區(qū)域的顏色的影響小，對(duì)照明也不敏感，從而具有如下的 優(yōu)點(diǎn)，即，更準(zhǔn)確和容易地區(qū)分每個(gè)區(qū)域，并且受到相機(jī)引起的光噪聲的影響小。此外，利用三維數(shù)據(jù)來(lái)獲得所述圖像數(shù)據(jù)的情況時(shí)，無(wú)需獲得額外的二維圖像數(shù) 據(jù)，容易地確定端子區(qū)域。圖5是簡(jiǎn)要示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的貼裝電路板檢查裝置的示圖；圖6是俯視圖 5示出的貼裝電路板檢查裝置的平面圖；圖7是用于說(shuō)明圖5示出的投影部和第二照明部 的位置關(guān)系的示圖。參照?qǐng)D5、圖6和圖7，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的貼裝電路板檢查裝置1100包括工作 臺(tái)1120，用于移動(dòng)檢查對(duì)象1110 ；拍攝部1130，用于拍攝檢查對(duì)象1110的圖像；第一照明 部1140，將光照射到檢查對(duì)象1110 ；多個(gè)投影部1150，將格紋光照射到檢查對(duì)象1110 ；第 二照明部1160，將光照射到檢查對(duì)象1110。此外，貼裝電路板檢查裝置1100還包括第三 照明部1170，將光照射到檢查對(duì)象1110 ；控制部1180，用于控制所述構(gòu)成要素的驅(qū)動(dòng)。工作臺(tái)1120支撐檢查對(duì)象1110，并基于控制部1180的控制沿χ軸和y軸移動(dòng)的 同時(shí)將檢查對(duì)象1100移動(dòng)到測(cè)量位置。工作臺(tái)1120還可沿Z軸移動(dòng)。圖像拍攝部1130設(shè)置在工作臺(tái)1120的上部，拍攝檢查對(duì)象1110的圖像。在工作 臺(tái)1120的上部，相對(duì)于工作臺(tái)1120的基準(zhǔn)面垂直的方向設(shè)置圖像拍攝部1130。圖像拍攝 部1130可包括用于圖像拍攝的相機(jī)或成像透鏡。被檢查對(duì)象1110反射的反射光通過(guò)成像透鏡在CCD或CMOS相機(jī)上成像，相機(jī)接收成像的發(fā)射光進(jìn)行圖像拍攝。例如，第一照明部 1140、投影部1150和第二照明部1160分別將光照射到檢查對(duì)象1110時(shí)，圖像拍攝部1130 拍攝檢查對(duì)象1110的圖像。此外，第三照明部1140將彩色光照射到檢查對(duì)象1110時(shí)，圖 像拍攝部1130拍攝檢查對(duì)象1110的圖像。第一照明部1140形成在圖像拍攝部1130和投影部1150之間，優(yōu)選地，形成為與 圖像拍攝部1130相鄰。第一照明部1140執(zhí)行用于貼裝有半導(dǎo)體元件的印刷電路板等的檢 查對(duì)象1110的初始對(duì)齊(align)的基準(zhǔn)(fiducial)光的功能。由于第一照明部1140與 圖像拍攝部1130相鄰地形成，所以對(duì)于檢查對(duì)象1110，實(shí)質(zhì)上沿垂直方向照射光。第一照 明部1140形成為圍繞圖像拍攝部1130的環(huán)狀。例如，第一照明部1140具有多個(gè)發(fā)光二極 管以圓環(huán)狀排列的結(jié)構(gòu)。此外，第一照明部1140還可在圖像拍攝部1130內(nèi)部一體形成。在工作臺(tái)1120的上部按一定角度傾斜地設(shè)置多個(gè)投影部1150。投影部1150產(chǎn) 生格紋光作為獲得檢查對(duì)象1110的三維形狀信息的光，并照射到檢查對(duì)象1110。投影部 1150沿第一角度al將格紋光照射到檢查對(duì)象1110。S卩，以與檢查對(duì)象1110的平面垂直的 法線β為基準(zhǔn)，按傾斜第一角度al的角度照射光。例如，第一角度al是約30°。為了提高檢查對(duì)象1110的檢查精度，投影部1150布置為從各個(gè)方向照射格紋光。 為此，投影部1150布置為以圖像拍攝部1130為中心沿圓周方向按預(yù)定距離相間隔。例如， 貼裝電路板檢查裝置1100包括以60°的角度間隔地布置的6個(gè)投影部1150。與此不同地， 貼裝電路板檢查裝置1100可包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、8個(gè)等各種數(shù)量的投影部1150。多個(gè)投 影部1150以一定時(shí)間間隔從不同方向?qū)⒏窦y光照射到檢查對(duì)象1110。為了生成格紋光，每個(gè)投影部1150包括光源1152和光柵元件1154。在光源產(chǎn)生 的光通過(guò)光柵元件1154變換為格紋光。為了產(chǎn)生相移(phase shiftting)的格紋光，光 柵元件1154通過(guò)壓電致動(dòng)器(piezo actuator :PZT)等光柵移動(dòng)裝置按每次2 π /n移動(dòng)η 次。在此，η是2以上的自然數(shù)。投影部1150在η次移動(dòng)光柵元件1154時(shí)，每次向檢查對(duì) 象1110照射格紋光。此外，投影部1150還包括投影透鏡(未示出)，以用于對(duì)通過(guò)光柵元 件1154形成的格紋光進(jìn)行聚焦，并投影到檢查對(duì)象1110。如圖6所示，第二照明部1160設(shè)置在圖像拍攝部1130和投影部1150之間，優(yōu)選 地，設(shè)置在第一照明部1140和投影部1150之間。即，從上部觀察貼裝電路板檢查裝置1100 時(shí)，第二照明部1160設(shè)置在圖像拍攝部1140和投影部1150之間。第二照明部1160是用于 設(shè)置檢查對(duì)象1110的檢查區(qū)域的照明，特別是，用于明確區(qū)分設(shè)置在檢查對(duì)象1110上的半 導(dǎo)體部件的端子1112區(qū)域和焊料1114區(qū)域。即，為了明確地掌握與端子1112和焊料1114 的臨界區(qū)域相對(duì)應(yīng)的端子1112末端位置，需要提高對(duì)比度，而為了提高對(duì)比度，優(yōu)選地，將 光的角度設(shè)計(jì)為相對(duì)檢查對(duì)象1110接近垂直。但是，僅靠按相對(duì)檢查對(duì)象1110接近垂直 的角度照射光的第一照明部1140，難以獲得期望的對(duì)比度，由于相機(jī)的視野范圍(Field of View =FOV)的全部亮度均勻度降低，所以不適于用于區(qū)分端子1112的末端的光。因此，在 圖像拍攝部1130和投影部1150之間附加地設(shè)置用于提高對(duì)比度的第二照明部1160。第二 照明部1160以垂直于檢查對(duì)象1110的平面的法線β為基準(zhǔn)，以小于投影部1150的角度 照射光。S卩，第二照明部1160以垂直于檢查對(duì)象1110的平面的法線β為基準(zhǔn)，以小于作 為投影部1150的照射角度的第一角度al的第二角度a2照射光。第二照明部1160的照射 角度越接近垂直越好，但是，需考慮檢查裝置的結(jié)構(gòu)特征和對(duì)比度提高來(lái)進(jìn)行確定。通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)的結(jié)果，當(dāng)?shù)诙彰鞑?160以大約17°至20°的角度照射光時(shí)，不影響亮度均勻度 而提高對(duì)比度。第二照明部1160形成為環(huán)繞圖像拍攝部1130的環(huán)狀。例如，第二照明部 1160形成為多個(gè)發(fā)光二極管以環(huán)狀排列的結(jié)構(gòu)。如上所述，在圖像拍攝部1130和投影部1150之間增設(shè)第一照明部1140之外額外 的環(huán)狀的第二照明部1160，并通過(guò)第二照明部1160以相比于投影部1150的照射角度更加 接近直角的照射角度向檢查對(duì)象1110提供照明，由此能夠提升對(duì)比度及亮度均勻度，并由 此可明確檢查出貼裝于檢查對(duì)象1110的端子1112區(qū)域與焊料1114區(qū)域的區(qū)分。另外，貼裝電路板檢查裝置1100還可包含鄰近設(shè)置于檢查對(duì)象1110的第三照明 部1170。第三照明部1170用于設(shè)定檢查對(duì)象1110的檢查區(qū)域或用于局部基準(zhǔn)點(diǎn)(local fiducial)的照明，其產(chǎn)生彩色照明而照射到檢查對(duì)象1110。第三照明部1170可包含用于 產(chǎn)生相互不同的顏色的光的第一彩色照明部1172、第二彩色照明部1174以及第三彩色照 明部1176。例如，所述第一彩色照明部1172產(chǎn)生紅色光，第二彩色照明部1174產(chǎn)生綠色 光，第三彩色照明部1176產(chǎn)生藍(lán)色光。另外，第一照明部1172、第二照明部1174、第三照明 部1176可產(chǎn)生各種顏色的光。第一顏色照明部1172、第二顏色照明部1174、第三顏色照明部1176都形成為環(huán)狀 結(jié)構(gòu)，并且形成為從第一彩色照明部依次到第二彩色照明部以及第三彩色照明部直徑越來(lái) 越大的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由此，第二彩色照明部1174相比于第一彩色照明部1172以更大的照射 角度照射彩色光，第三彩色照明部1176相比于第二彩色照明部1174以更大的照射角度照 射彩色光?？刂撇?180整體上控制上面提及的組成部件的動(dòng)作。具體為，控制部1180為了將 檢查對(duì)象1110布置于檢查位置而控制工作臺(tái)1120的移動(dòng)?？刂撇?180依次啟動(dòng)多個(gè)投影 部1150，并移動(dòng)各投影部1150的格柵元件1154的同時(shí)控制投影部1150，以在每次移動(dòng)時(shí) 向檢查對(duì)象1110照射格紋光。控制部1180控制提供用于檢查對(duì)象1110的對(duì)齊或區(qū)域設(shè) 定的照明的第一照明部1140、第二照明部1160以及用于照射彩色光的第三照明部1170的 照射動(dòng)作。在第一照明部1140、第二照明部1160、投影部1150以及第三照明部1170等進(jìn) 行照射時(shí)，控制部1180控制圖像拍攝部1130，以拍攝檢查對(duì)象1110的圖像。控制部1180 利用通過(guò)第二照明部1160的光照射而拍攝的檢查對(duì)象1110的第一圖像和通過(guò)投影部1150 的格紋光照射而拍攝到的檢查對(duì)象1110的第二圖像來(lái)區(qū)分檢查對(duì)象1110的端子1112區(qū) 域和焊料1114區(qū)域。圖8為用于說(shuō)明檢查對(duì)象的端子區(qū)域和焊料區(qū)域的過(guò)程的示意圖。圖8中，(a)為 半導(dǎo)體元件的端子1112通過(guò)焊料1114貼裝于電路板焊盤1116上的狀態(tài)的對(duì)比度映射圖， (b)表示(a)中示出的對(duì)比度映射圖沿1-1’線投影而得出的對(duì)比度信息，(c)表示對(duì)(b) 示出的對(duì)比度信息進(jìn)行微分而得出的微分信息。參照?qǐng)D5及圖8可知，控制部1180從通過(guò)第二照明部1160的光照射而拍攝的第 一圖像獲取圖像數(shù)據(jù)。而且，控制部1180從通過(guò)投影部1150的格紋光照射而拍攝到的第 二圖像獲取可見度(visibility)數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)等三維數(shù)據(jù)。例如，所述高度數(shù)據(jù)可通過(guò) 利用桶算法(bucket algorithm)轉(zhuǎn)換所述第二圖像而得出，所述可見度數(shù)據(jù)可通過(guò)利用可 見度算法轉(zhuǎn)換所述第二圖像而得出?？刂撇?180將從所述第二圖像所獲得的所述可見度數(shù)據(jù)及所述高度數(shù)據(jù)中的至
14少一個(gè)與從所述第一圖像所獲得的所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行組合而生成如圖8的(a)所示的新的 對(duì)比度映射圖(contrast map)。例如，所述對(duì)比度映射圖可通過(guò)將每個(gè)像素的所述圖像數(shù) 據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)相乘或?qū)⒚總€(gè)像素的所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)相 乘而生成。當(dāng)使用多個(gè)投影部1150時(shí)，按各像素所獲得的所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù) 可以是沿多個(gè)方向測(cè)量的多個(gè)數(shù)據(jù)。因此，可通過(guò)恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用所述多個(gè)數(shù)據(jù)而生成有效的 所述對(duì)比度映射圖。例如，在生成所述對(duì)比度映射圖時(shí)，從按各像素在多個(gè)方向所獲得的高 度數(shù)據(jù)中選擇高度數(shù)據(jù)最大值，從按各像素在多個(gè)方向所獲得的可見度數(shù)據(jù)中選擇可見度 數(shù)據(jù)最大值。然后，將按各像素選擇的所述高度數(shù)據(jù)最大值及所述可見度數(shù)據(jù)最大值中的 至少一個(gè)與各像素的所述圖像數(shù)據(jù)相乘而生成所述對(duì)比度映射圖。此時(shí)，為了消除光噪聲， 所述高度數(shù)據(jù)最大值與所述可見度數(shù)據(jù)最大值分別在去除超過(guò)規(guī)定的基準(zhǔn)值的值后進(jìn)行 選擇。如上所述，當(dāng)利用各數(shù)據(jù)的最大值時(shí)，由于端子1112區(qū)域的所述圖像數(shù)據(jù)、所述 高度數(shù)據(jù)以及所述可見度數(shù)據(jù)相比于焊料1114區(qū)域可能具有更大的值，因此所述因子的 相乘導(dǎo)致在對(duì)比度映射圖上的差異進(jìn)一步增大。另外，在生成對(duì)比度映射圖時(shí)，還能夠以平 均值代替各數(shù)據(jù)最大值。所述對(duì)比度映射圖根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)以及所述可見度數(shù)據(jù)而決 定，由于端子區(qū)域1112的所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)以及所述可見度數(shù)據(jù)相比于焊料區(qū) 域1114大致上具有更大的值，因此所述因子相乘導(dǎo)致區(qū)域差距進(jìn)一步增大。尤其是，一般 對(duì)于反射率大于周邊的元件，其可見度遠(yuǎn)大于周邊的值，因此端子1112區(qū)域相比于焊料 1114區(qū)域具有更大的值，進(jìn)而能夠進(jìn)一步突出端子1112區(qū)域。然后，控制部1180通過(guò)對(duì)生成的對(duì)比度映射圖進(jìn)行分析而區(qū)分貼裝于檢查對(duì)象 1110的端子1112和焊料1114的區(qū)域。即，控制部1180依照?qǐng)D8的(a)所示出的對(duì)比度 映射圖的1-1’線進(jìn)行投影而生成圖8的(b)所示出的對(duì)比度信息。然后，控制部對(duì)圖8的 (b)所示出的對(duì)比度信息進(jìn)行微分而生成圖8的(c)示出的微分信息。由于從端子1112區(qū) 域向焊料1114區(qū)域過(guò)渡時(shí)，對(duì)比度大幅度減小，因此控制部1180從所生成的微分信息中推 測(cè)具有最大負(fù)值的位置A，并將此位置判斷為端子1112區(qū)域與焊料1114區(qū)域交接的位置， 以此來(lái)區(qū)分端子1112區(qū)域和焊料1114區(qū)域。如上所述，利用將通過(guò)第二照明部1160提升對(duì)比度的所述圖像數(shù)據(jù)與所述高度 數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)組合而生成的所述對(duì)比度映射圖，可明確區(qū)分端子區(qū) 域和焊料區(qū)域。圖9為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的貼裝電路板檢查方法的流程圖。參照?qǐng)D5及圖9可知，為了對(duì)檢查對(duì)象1110實(shí)施檢查，控制部1180移動(dòng)工作臺(tái) 1120，以將檢查對(duì)象1110傳送到測(cè)量位置(SlO)。將檢查對(duì)象1110置于檢查位置之后，通過(guò)鄰近設(shè)置于圖像拍攝部1130的第一照 明部1140向檢查對(duì)象1110照射光線而對(duì)齊檢查對(duì)象1110(S20)。即，利用第一照明部1140 所照射的光由圖像拍攝部1130拍攝檢查對(duì)象1110的圖像，并確認(rèn)包括對(duì)齊標(biāo)志等的所述 圖像之后，通過(guò)工作臺(tái)1120的精密傳送而準(zhǔn)確地對(duì)齊檢查對(duì)象1110的檢查位置。檢查對(duì)象1110完成對(duì)齊之后，利用第二照明部1160拍攝檢查對(duì)象1110的第一圖像(S30)。具體為，啟動(dòng)設(shè)置于圖像拍攝部1130與投影部1150之間的第二照明部1160，對(duì) 于檢查對(duì)象1110以小于投影部1150的照射角度，即以17° 20°的角度照射光。利用第 二照明部1160向檢查對(duì)象1110照射光線后，由圖像拍攝部1130拍攝檢查對(duì)象1110的第
一圖像。有區(qū)別于所述第一圖像的拍攝，利用投影部1150拍攝檢查對(duì)象1110的第二圖像 (S40)。具體為，依次啟動(dòng)以圖像拍攝部1130為中心沿著圓周方向隔離布置的多個(gè)投影部 1150，對(duì)檢查對(duì)象1110以約30°的角度依次照射格紋光。此時(shí)，各投影部1150傳送格柵元 件1154，并在每次傳送中向檢查對(duì)象1110照射格紋光。將格紋光照射到檢查對(duì)象1110之 后，由圖像拍攝部1130拍攝檢查對(duì)象1110的第二圖像。然后，利用圖像拍攝部1130所拍攝的所述第一圖像及第二圖像區(qū)分檢查對(duì)象 1110的端子1112區(qū)域和焊料1114區(qū)域(S50)。具體為，所述控制部1180組合從所述第二 圖像中獲取的可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)與從所述第一圖像獲取的圖像數(shù)據(jù)而 生成對(duì)比度映射圖(contrast map)。然后，控制部1180通過(guò)分析所生成的對(duì)比度映射圖， 區(qū)分貼裝于檢查對(duì)象1110的端子1112和焊料1114的區(qū)域。S卩，控制部1180沿一個(gè)方向 對(duì)對(duì)比圖映射圖進(jìn)行投影，由此生成表示根據(jù)位置的對(duì)比度變化的對(duì)比度信息之后，對(duì)所 述對(duì)比度信息進(jìn)行微分，以生成用于顯示對(duì)比度急劇變化的位置的微分信息。然后，控制部 1180從所述微分信息中推測(cè)具有最大負(fù)值的位置，并將此位置判斷為端子1112區(qū)域與焊 料1114區(qū)域交接的位置而區(qū)分端子1112區(qū)域和焊料1114區(qū)域。另外，有區(qū)別于利用投影部1150的第二圖像的拍攝與利用第二照明部1160的第 一圖像的拍攝，還可以利用第三照明部1170拍攝另外的圖像。具體為，啟動(dòng)鄰近工作臺(tái) 1120設(shè)置的第三照明部1170向檢查對(duì)象1110照射彩色光。第三照明部1170形成為多重階 梯狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)，可包含產(chǎn)生不同顏色的光的第一彩色照明部1172、第二彩色照明部1174 以及第三彩色照明部1176，而且第一彩色照明部1172、第二彩色照明部1174以及第三彩色 照明部1176可同時(shí)或依次照射彩色光。利用第三照明部1170向檢查對(duì)象1110照射彩色 光之后，由圖像拍攝部1130拍攝檢查對(duì)象1110的彩色圖像。控制部1180將由所述圖像拍 攝部1130所拍攝的所述彩色圖像利用為設(shè)定檢查對(duì)象1110的檢查區(qū)域或用于局部基準(zhǔn)點(diǎn) (local fiducial)的信息，并通過(guò)與所述第二圖像的組合，將組合之后的信息應(yīng)用為能夠 更加精確地對(duì)檢查對(duì)象1110的三維形象進(jìn)行檢查的信息。如上所示，根據(jù)本發(fā)明的貼裝電路板檢查裝置1100在圖像拍攝部1130與投影部 1150之間設(shè)置有別于鄰近圖像拍攝部1130設(shè)置的第一照明部1140的環(huán)狀的第二照明部 1160，而且第二照明部1160以小于投影部1150的照射角度的約17° 20°的角度向檢查 對(duì)象1110照射光。由此，通過(guò)將第二照明部1160設(shè)置為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，提高視野范圍內(nèi)的亮 度均勻度，并將第二照明部1160的照射角度設(shè)定為相比于投影部1150的照射角度更接近 垂直，據(jù)此可以提升拍攝的圖像的對(duì)比度，并由此可明確區(qū)分貼裝于檢查對(duì)象1110的端子 1112區(qū)域和焊料1114區(qū)域，進(jìn)而提高檢查的可靠性。在以上的對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的說(shuō)明中，參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明， 但本領(lǐng)域的具有熟練技藝的技術(shù)人員或具有一般知識(shí)的技術(shù)人員應(yīng)知，在不脫離本發(fā)明的 權(quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的思想及技術(shù)領(lǐng)域的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改及變 更。因此，上述說(shuō)明及附圖并不能理解成是對(duì)本發(fā)明的限定，而是要理解成本發(fā)明的示例。
權(quán)利要求
一種檢查方法，包括如下步驟拍攝測(cè)量對(duì)象，獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)；獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的高度數(shù)據(jù)；獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的可見度數(shù)據(jù)；對(duì)所述每個(gè)像素，分別將所獲取的所述圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)相乘而算出每個(gè)像素的結(jié)果值；以及利用所算出的結(jié)果值設(shè)定端子區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查方法，其特征在于所述結(jié)果值是通過(guò)將所述每個(gè)像素的 所述圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)和所述可見度數(shù)據(jù)相乘而算出的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢查方法，其特征在于所述可見度數(shù)據(jù)定義為所述每個(gè)像素 的所拍攝圖像亮度的振幅相對(duì)平均值的比值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查方法，其特征在于獲取所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的所述 高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)的步驟包括如下步驟將光柵圖案光向所述測(cè)量對(duì)象照射N次；獲得N個(gè)照射到所述測(cè)量對(duì)象的所述光柵圖案光引起的反射圖像數(shù)據(jù)； 利用所獲取的N個(gè)反射圖像數(shù)據(jù)獲取所述高度數(shù)據(jù)； 利用所述反射圖像數(shù)據(jù)獲取所述可見度數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢查方法，其特征在于在獲得N個(gè)照射到所述測(cè)量對(duì)象的所 述光柵圖案光的反射圖像數(shù)據(jù)的步驟之后，包括對(duì)所述N個(gè)反射圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均而獲取 所述圖像數(shù)據(jù)的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢查方法，其特征在于從多個(gè)方向拍攝所述測(cè)量對(duì)象，沿每 個(gè)方向分別獲取所述測(cè)量對(duì)象的所述每個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)、所述每個(gè)像素的高度數(shù)據(jù)及所 述每個(gè)像素的可見度數(shù)據(jù)，而且對(duì)所述每個(gè)像素，分別將所獲取的所述圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù) 據(jù)中的至少一個(gè)相乘而算出每個(gè)像素的所述結(jié)果值的步驟包括如下步驟 對(duì)所述每個(gè)像素，從所述多個(gè)方向的圖像數(shù)據(jù)中選擇圖像數(shù)據(jù)最大值； 對(duì)所述每個(gè)像素，從所述多個(gè)方向的高度數(shù)據(jù)中選擇高度數(shù)據(jù)最大值； 對(duì)所述每個(gè)像素，從所述多個(gè)方向的可見度數(shù)據(jù)中選擇可見度數(shù)據(jù)最大值； 將針對(duì)每個(gè)像素所選擇的所述圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值及所述可見度數(shù) 據(jù)最大值相乘而算出所述結(jié)果值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢查方法，其特征在于對(duì)所述每個(gè)像素分別將所獲取的所述 圖像數(shù)據(jù)、所述高度數(shù)據(jù)及所述可見度數(shù)據(jù)相乘而算出每個(gè)像素的所述結(jié)果值的步驟還包 括分別確認(rèn)所述圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值及所述可見度數(shù)據(jù)最大值是否超出 預(yù)定的基準(zhǔn)值的步驟。
8.一種檢查方法，包括如下步驟將光柵圖案光沿M個(gè)方向分別向測(cè)量對(duì)象照射N次，針對(duì)所述測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素分 別獲取MXN個(gè)圖像數(shù)據(jù)、M個(gè)高度數(shù)據(jù)及M個(gè)可見度數(shù)據(jù)，其中N和M是大于等于2的自 然數(shù)；對(duì)所述MXN個(gè)圖像數(shù)據(jù)，沿每個(gè)方向分別平均N個(gè)圖像數(shù)據(jù)，以針對(duì)所述每個(gè)像素算出對(duì)應(yīng)所述M個(gè)方向的M個(gè)平均圖像數(shù)據(jù)；對(duì)所述每個(gè)像素，從所述M個(gè)平均圖像數(shù)據(jù)中選擇平均圖像數(shù)據(jù)最大值； 對(duì)所述每個(gè)像素，從所述M個(gè)高度數(shù)據(jù)中選擇高度數(shù)據(jù)最大值； 對(duì)所述每個(gè)像素，從所述M個(gè)可見度數(shù)據(jù)中選擇可見度數(shù)據(jù)最大值； 將針對(duì)每個(gè)像素所選擇的所述平均圖像數(shù)據(jù)最大值、所述高度數(shù)據(jù)最大值及所述可見 度數(shù)據(jù)最大值按所述每個(gè)像素相乘而算出結(jié)果值；以及 利用所算出的結(jié)果值區(qū)分端子區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢查方法，其特征在于所述利用所算出的結(jié)果值區(qū)分所述端 子區(qū)域的步驟包括如下步驟將針對(duì)所述每個(gè)像素所算出的結(jié)果值分類為至少兩組，其中使得屬于同一組的像素均 連續(xù)分布；利用所述分類的組，區(qū)分所述端子區(qū)域和焊料區(qū)域。
10.一種電路板檢查裝置，包括 運(yùn)送電路板的工作臺(tái)；將用于對(duì)準(zhǔn)所述電路板的光照射到檢查對(duì)象的第一照明部； 將用于獲取所述電路板高度數(shù)據(jù)的光柵圖案光照射到所述檢查對(duì)象的投影部； 將用于設(shè)定貼裝在所述電路板的元件的端子區(qū)域的光照射到所述檢查對(duì)象的第二照 明部；比所述第二照明部更靠近所述電路板的第三照明部；圖像拍攝部，通過(guò)所述第二照明部的光照射拍攝所述電路板的第一圖像，通過(guò)所述投 影部照射光柵圖案光而拍攝所述電路板的第二圖像；以及利用所述圖像拍攝部所拍攝的所述第一圖像及所述第二圖像區(qū)分所述端子區(qū)域的控 制部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路板檢查裝置，其特征在于所述第二照明部設(shè)置在所述 圖像拍攝部和所述投影部之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路板檢查裝置，其特征在于所述第二照明部以與垂直于 所述電路板平面的法線呈17° 20°的角度照射光。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路板檢查裝置，其特征在于所述控制部利用從所述第二 圖像獲取的可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)和從所述第一圖像獲取的圖像數(shù)據(jù)生成 對(duì)比度映射圖，通過(guò)分析所述對(duì)比度映射圖區(qū)分所述端子區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路板檢查裝置，其特征在于所述投影部向所述電路板照 射N次光柵圖案光，所述圖像拍攝部拍攝在所述電路板上照射N次的光柵圖案光，所述可見 度數(shù)據(jù)定義為由所述圖像拍攝部所拍攝圖像的亮度信號(hào)的振幅相對(duì)平均值的比值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路板檢查裝置，其特征在于所述投影部為向所述電路板 照射互不相同方向的光柵圖案光的多個(gè)投影部，所述控制部獲取對(duì)應(yīng)所述多個(gè)投影部的多 個(gè)高度數(shù)據(jù)及多個(gè)可見度數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路板檢查裝置，其特征在于所述控制部將所述多個(gè)高度 數(shù)據(jù)中的最大值、所述多個(gè)可見度數(shù)據(jù)中的最大值及所述圖像數(shù)據(jù)相乘生成所述對(duì)比度映 射圖。
17. 一種電路板檢查方法，包括如下步驟 通過(guò)工作臺(tái)的運(yùn)送動(dòng)作將電路板運(yùn)送到測(cè)量位置； 將第一光照射到所述電路板以對(duì)準(zhǔn)所述電路板；在圖像拍攝部和投影部之間將第二光照射到所述電路板而拍攝所述電路板的第一圖將所述投影部的光柵圖案光向所述電路板照射N次而拍攝所述電路板的第二圖像；從所述第二圖像獲取可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)；利用所述第一圖像、可見度數(shù)據(jù)及高度數(shù)據(jù)生成對(duì)比度映射圖；利用所述對(duì)比度映射圖區(qū)分貼裝在所述電路板的元件的端子區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電路板檢查裝置及檢查方法，其中，所述檢查方法包括如下步驟拍攝測(cè)量對(duì)象，獲取測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)；獲取測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的高度數(shù)據(jù)；獲取測(cè)量對(duì)象的每個(gè)像素的可見度數(shù)據(jù)；將按每個(gè)像素所獲取的圖像數(shù)據(jù)、高度數(shù)據(jù)及可見度數(shù)據(jù)按每個(gè)像素相乘而算出結(jié)果值；利用所算出的結(jié)果值區(qū)分端子區(qū)域和焊料區(qū)域。由此，可以更準(zhǔn)確地判斷端子區(qū)域。
文檔編號(hào)G01B11/25GK101943571SQ201010224618
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者李承埈, 李有振, 鄭仲基, 黃鳳夏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社高永科技