專利名稱：精密阻焊劑配準(zhǔn)檢查方法
法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，尤其涉及檢查位于熒光材料內(nèi)的工件特征的方法。
背景技術(shù)：
精確機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)(或簡稱“視覺系統(tǒng)”)可以用于獲得檢查對(duì)象的精確尺寸測量并且檢查各種其它對(duì)象的特性。這樣的系統(tǒng)可以包括計(jì)算機(jī)、照相機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)，以及精確臺(tái)架(stage)，該精確臺(tái)架是在多個(gè)方向上可移動(dòng)的，以允許照相機(jī)掃描正在檢查的工件的特征。市場上有售的一個(gè)示例性現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)是來自位于Aurora，IL的Mitutoyo America公司(MAC)的基于PC的視覺系統(tǒng)和QVPAK 軟件的QUICK VISION 系列?？偟孛枋鲆曈X系統(tǒng)和QVPAK 軟件的QUICK VKION 系列的特征和操作，例如，在2003年 1 月公開的 QVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine User' s Guide,以及 1996 年 9 月公開的 Q VPAK 3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guide，其每一個(gè)以參考的方式全部結(jié)合于此。如QV-302Pro型號(hào)所例示的該產(chǎn)品例如能夠使用顯微鏡型光學(xué)系統(tǒng)來以各種放大倍率提供工件圖像，并且按照需要移動(dòng)臺(tái)架以橫跨(traverse)超出任何單個(gè)視頻圖像的限制的工件表面。在這樣的系統(tǒng)的給定的期望放大倍率、測量分辨率，以及物理大小限制的情況下，單個(gè)視頻圖像典型地僅僅涵蓋正在觀察或者檢查的工件的一部分。
機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)一般利用自動(dòng)視覺檢查。美國專利第6，M2，180(' 80專利) 教導(dǎo)這樣的自動(dòng)視頻檢查的各個(gè)方面并且以參考的方式全部結(jié)合于此。如在'180專利中所教導(dǎo)的，自動(dòng)視頻檢查計(jì)量儀器一般具有允許用戶為每個(gè)特定工件配置定義自動(dòng)檢查事件序列的編程能力。這一點(diǎn)可以由以下實(shí)現(xiàn)例如基于文本的編程；或通過記錄模式，或者通過兩種方法的組合，所述記錄模式存儲(chǔ)與用戶在圖形用戶界面的幫助下執(zhí)行檢查操作序列對(duì)應(yīng)的機(jī)器控制指令序列來逐步“學(xué)習(xí)”檢查事件序列。這樣的記錄模式通常稱作“學(xué)習(xí)模式”或“訓(xùn)練模式”。一旦以“學(xué)習(xí)模式”定義檢查事件序列，則然后可以將這樣的序列用于在“運(yùn)行模式”期間自動(dòng)獲取(以及附加地分析或者檢查)工件的圖像。
一般將包括特定檢查事件序列的機(jī)器控制指令(即，如何獲取每個(gè)圖像以及如何分析/檢查每個(gè)獲取的圖像)存儲(chǔ)為對(duì)于具體工件配置特定的“部件加工程序(part program)”或“工件程序(workpiece program)”。例如，部件加工程序定義如何獲取每個(gè)圖像，諸如如何在什么照明等級(jí)、在什么放大倍率等級(jí)相對(duì)工件定位照相機(jī)，等等。另外，例如，通過使用諸如邊緣/邊界檢測視頻工具之類的一個(gè)或多個(gè)視頻工具，部件加工程序定義如何分析/檢查獲取的圖像。
視頻工具(或簡稱“工具”)以及其它圖形用戶界面特征可以手動(dòng)地用于完成手動(dòng)檢查和/或機(jī)器控制操作(以“手動(dòng)模式”)。還可以在學(xué)習(xí)模式期間記錄它們的設(shè)置參數(shù)和操作，從而創(chuàng)建自動(dòng)檢查程序或“部件加工程序”。視頻工具可以包括例如邊緣/邊界檢測工具、自動(dòng)聚焦工具、形狀或者圖案匹配工具、尺寸測量工具等等。
機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的一種應(yīng)用是對(duì)印刷電路板(PCB)進(jìn)行檢查，其中，可以期望5測量阻焊層中的圖案(pattern)和意圖暴露和/或由阻焊層絕緣(isolate)的導(dǎo)電特征之間的配準(zhǔn)(registration)關(guān)系。用于測量阻焊劑配準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)方法既不夠快、不夠精確，也不夠魯棒，以可靠地滿足對(duì)當(dāng)前或未來一代PCB技術(shù)中出現(xiàn)的日益增加的小的特征的檢查需求。一些阻焊劑包括熒光材料。一些已知機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)能夠用不引起熒光工件特征發(fā)熒光的光和引起熒光工件特征發(fā)熒光的光來進(jìn)行成像。例如，U. S.專利第 5,039,868(' 868專利)公開了這樣的檢查系統(tǒng)。然而，'868專利一般涉及印刷電路板上特征的圖案識(shí)別，并且沒有解決以下問題聚焦操作和用于對(duì)由阻焊層和/或有關(guān)邊緣間隔等遮蔽(obscure)的工件特征邊緣位置生成高分辨率和高可重復(fù)測量的手段，這可能需要用10微米級(jí)或者更小的精度來測量。將期望改進(jìn)與用于定位意圖被暴露和/或被熒光材料層(諸如阻焊層之類)絕緣的特征有關(guān)的檢查方法。發(fā)明內(nèi)容
提供該發(fā)明內(nèi)容，從而以簡化形式引入在下面的具體實(shí)施例中進(jìn)一步詳細(xì)描述的構(gòu)思的選擇。該發(fā)明內(nèi)容不意圖標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征，也不意圖用作幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。
提供一種用于操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的方法，以確定諸如可以用于獲取熒光圖像的可靠和可重復(fù)的熒光成像高度，所述熒光圖像用于準(zhǔn)確地并且可重復(fù)地確定要在熒光材料(例如，熒光材料層)內(nèi)檢查的工件邊緣的位置。在一個(gè)應(yīng)用中，方法可以用作用于測量相對(duì)于覆蓋印刷電路板的導(dǎo)電元件的阻焊層的配準(zhǔn)或重疊尺寸的處理的一部分。
在各種實(shí)施例中，該方法可以包括步驟(a)定位工件表面的暴露部分，使得可以通過機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)確定其高度，其中，暴露部分沒有被熒光材料層覆蓋并且相對(duì)于熒光材料層內(nèi)的高度具有沿著聚焦軸的特性表面高度；(b)配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以確定暴露部分的高度；(c)確定暴露部分的高度；(d)確定要用于位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的熒光成像的熒光成像高度，其中，關(guān)于暴露部分的確定高度確定熒光成像高度；以及執(zhí)行(e)和(f)中的至少一個(gè)，其中(e)包括與部件加工程序相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)確定的熒光成像高度，用于以后當(dāng)獲取用于檢查位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的熒光圖像時(shí)使用 (例如，工件特征邊緣代表位于使用部件加工程序檢查的對(duì)應(yīng)工件上的對(duì)應(yīng)的熒光材料層內(nèi)的對(duì)應(yīng)工件特征邊緣)，以及(f)包括當(dāng)獲取用于檢查位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的熒光圖像時(shí)，在執(zhí)行部件加工程序期間使用關(guān)于暴露部分的確定高度而確定的熒光成像高度。
在一些實(shí)施例中，工件是代表性工件并且與機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式操作相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行該方法，其用于創(chuàng)建要用于檢查與代表性工件類似的工件的部件加工程序，并且方法包括執(zhí)行步驟(a)、(b)、(C)、(d)和(e)。在一些實(shí)施例中，以學(xué)習(xí)模式執(zhí)行的方法還可以包括步驟(g)在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場內(nèi)定位位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣；(h)在確定的熒光成像高度定位機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)；(i)使用引起熒光材料發(fā)熒光并且輸出熒光成像光的激發(fā)波長分布來照射視場；(j)在使用激發(fā)波長分布照射視場的同時(shí)， 使用熒光成像高度來獲取視場的熒光圖像；以及(k)基于熒光圖像中的對(duì)應(yīng)強(qiáng)度改變的位置，確定位于熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣的位置。在一些實(shí)施例中，步驟(g)、(h)、(i)和 (j)可以作為步驟(d)的一部分執(zhí)行，以評(píng)估結(jié)果并且細(xì)化對(duì)確定的熒光成像高度的初步CN 102538669 A估計(jì)。在一些實(shí)施例中，步驟(k)還可以作為步驟(d)的一部分執(zhí)行，以評(píng)估邊緣檢測結(jié)果并且在步驟(d)中可以確定更有效的熒光成像高度。在其它應(yīng)用中，步驟(g)、(h)、(i)和 (j)，以及在一些情形下(k)可以被簡單地執(zhí)行以評(píng)估并且確認(rèn)對(duì)在步驟(d)中確定的熒光成像高度的有效性。在一些學(xué)習(xí)模式實(shí)施例中，步驟(k)包括配置邊緣檢測視頻工具的參數(shù)，以及使用該視頻工具從而確定代表性工件上的工件特征邊緣的位置，并且該方法還包括步驟(1)，其包括與部件加工程序相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)邊緣檢測視頻工具的配置參數(shù)，以稍后用于確定與代表性工件類似的工件的熒光圖像的工件特征邊緣的位置。
在一些實(shí)施例中，通過執(zhí)行部件加工程序來與機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的操作運(yùn)行模式相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行方法，所述部件加工程序包括檢查位于與用于創(chuàng)建部件加工程序的代表性工件類似的工件上的熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣，并且所述方法包括執(zhí)行步驟(a)、(b)、(c)、 (d)和(f)。在這樣的實(shí)施例中，在步驟(d)，確定用于工件特征邊緣的熒光成像的熒光成像高度可以包括調(diào)用與該工件特征邊緣相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在部件加工程序中的熒光成像高度信息，以及基于該信息確定熒光成像高度。例如，在各種實(shí)施例中，在學(xué)習(xí)模式期間，熒光成像高度可以被確定并且在部件加工程序中被存儲(chǔ)為與暴露部分的確定高度相關(guān)的偏移尺寸。 然后，在運(yùn)行模式期間，偏移尺寸可以被調(diào)用并且被添加到運(yùn)行模式期間確定的暴露部分的確定高度，從而確定運(yùn)行模式期間使用的熒光成像高度。在一些實(shí)施例中，可以將熒光成像高度確定為與暴露部分的確定高度相同(例如，缺少偏移尺寸或者是零)。
在各種實(shí)施例中，以運(yùn)行模式執(zhí)行的方法還可以包括步驟(g)在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場內(nèi)定位位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣；(h)在確定的熒光成像高度定位機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)；(i)使用引起熒光材料發(fā)熒光并且輸出熒光成像光的激發(fā)波長分布來照射視場；(j)在使用激發(fā)波長分布照射視場的同時(shí)使用熒光成像高度來獲取視場的熒光圖像；以及(k)基于熒光圖像中的對(duì)應(yīng)強(qiáng)度改變的位置，確定位于熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣的位置。在一些運(yùn)行模式實(shí)施例中，步驟(k)包括根據(jù)存儲(chǔ)在該部件加工程序中的相關(guān)聯(lián)的參數(shù)來配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的邊緣檢測視頻工具，并且使用邊緣檢測視頻工具從而在熒光圖像中確定工件特征邊緣的位置。
在包括執(zhí)行步驟(k)的一些實(shí)施例中，該方法還包括步驟(m)確定熒光材料層的邊緣的位置；以及(η)確定熒光材料層的層邊緣的位置和在熒光材料層下面被遮掩的工件特征邊緣的位置之間的尺寸關(guān)系測量。在這樣的實(shí)施例中，熒光材料層的邊緣可以有利地是鄰近暴露部分的邊緣，并且可以使用在步驟(b)建立的機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的第一配置提供該邊緣的圖像，并且可以在該圖像中確定熒光材料層的邊緣。在其它這樣的實(shí)施例中，可以有利地將熒光材料層的邊緣包括在步驟(j)獲取的視場的熒光圖像中，并且可以在該圖像中確定熒光材料層的邊緣。
在一些實(shí)施例中(例如，當(dāng)機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的照相機(jī)對(duì)于激發(fā)波長分布的波長是敏感的時(shí))，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)可以包括熒光成像濾波器，該熒光成像濾波器在獲取熒光圖像時(shí)阻擋用作照射的激發(fā)波長分布的至少一個(gè)波長，并且使熒光材料發(fā)射的至少一個(gè)波長的熒光成像光通過，并且在步驟(j)，獲取熒光圖像包括使用該熒光成像濾波器來濾波用于形成熒光圖像的圖像光(例如，通過將熒光成像濾波器插入成像路徑)。通過阻擋從各種表面反射的激發(fā)光，在作為結(jié)果圖像中更清楚地看見熒光材料內(nèi)被熒光照射的特征。
對(duì)于某些應(yīng)用的最佳精度和可靠性，可以有利地使用該方法的實(shí)施例，其中，確定熒光成像高度，使得其落入熒光材料層內(nèi)，和/或其中工件表面的暴露部分具有落入熒光材料層的高度尺寸內(nèi)的表面高度，和/或選擇工件表面的暴露部分，使得其近似 (nominally)位于與具有在熒光材料下面被遮蔽的工件特征邊緣的材料層的表面相同的表面高度，雖然在所有的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)這些特征可能不是可行的。
在一些實(shí)施例中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括表面高度傳感器，該表面高度傳感器包括觸摸探頭型傳感器、光學(xué)三角測量型傳感器以及聚焦信號(hào)傳感器中的一個(gè)，并且步驟(a) 可以包括在表面高度傳感器的工作范圍內(nèi)定位暴露部分，步驟(b)可以包括配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以使用表面高度傳感起來確定暴露部分的高度；以及步驟(c)可以包括使用表面高度傳感器來確定暴露部分的高度。
在一些實(shí)施例中(例如，當(dāng)高度傳感器不用于確定暴露部分的高度時(shí))，步驟(a) 可以包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場中定位暴露部分，步驟(b)可以包括以第一配置來配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以提供至少暴露部分的圖像，以及步驟(c)可以包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)處于第一配置中的同時(shí)、基于在不同高度獲取的暴露部分的圖像來確定暴露部分的聚焦高度，并且使用該聚焦高度作為暴露部分的確定高度。
在一些實(shí)施例中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括可控制的照明，該可控制的照明不僅輸出用于熒光成像的激發(fā)波長分布，而且輸出照射工件的非激發(fā)波長分布，使得工件提供主要的反射圖像光以及少量熒光的光量。在一些實(shí)施例中，非激發(fā)波長分布在第一配置中使用，用于對(duì)暴露部分進(jìn)行成像。然而，由于暴露部分不位于熒光材料內(nèi)所以不發(fā)熒光，在其它實(shí)施例中，激發(fā)波長分布可以在第一配置中使用，以提供暴露部分的表面的可用圖像。
在此公開的各種實(shí)施例中，將用于基于其熒光對(duì)熒光材料內(nèi)的特征進(jìn)行成像的熒光成像高度與基于反射照射被成像的表面的非熒光暴露部分的確定高度相關(guān)地確定。換言之，不用熒光材料覆蓋表面的“暴露”部分。當(dāng)成像并且檢查位于熒光材料層內(nèi)的工件特征時(shí)，這樣的實(shí)施例允許提高可靠性、可重復(fù)性和/或精度，諸如對(duì)于日益具有微米級(jí)容差的阻焊劑配準(zhǔn)測量，或者包括熒光材料內(nèi)的基于視覺的檢查的其它應(yīng)用，這可能是期望或者需要的。


本發(fā)明的前述方面和很多伴隨優(yōu)點(diǎn)將變得更加容易認(rèn)識(shí)，因?yàn)楫?dāng)結(jié)合附圖時(shí)通過參考下面的詳細(xì)描述它們變得更好理解，在附圖中
圖1是示出通用精確機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的各種典型組件的圖2是圖1的機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的控制系統(tǒng)部分和視覺組件部分的框圖3是示出圖2的機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視覺組件部分的部分的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的圖4示出通過特征的非熒光圖像特征和特征的熒光圖像、沿著掃描線與信號(hào)強(qiáng)度分布(profile)對(duì)齊的代表性工件上的特征的俯視圖和橫截面圖；以及
圖5A和5B示出概括用于操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)來確定可靠并且可重復(fù)的熒光成像高度的方法和例程的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1是根據(jù)在此描述的方法可用的一個(gè)示例性機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10的框圖。機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10包括可操作地連接、以與控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14交換數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)的視覺測量機(jī)器12。還可以可操作地連接控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14以與監(jiān)視器或顯示器16、打印機(jī)18、控制桿22、鍵盤24、以及鼠標(biāo)沈交換數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。監(jiān)視器或顯示器16可以顯示適合控制和/或編程機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10的操作的用戶界面。
視覺測量機(jī)器12包括可移動(dòng)工件臺(tái)架以及可以包括變焦透鏡或可互換透鏡的光學(xué)成像系統(tǒng)34。變焦透鏡或可互換透鏡一般為光學(xué)成像系統(tǒng)34提供的圖像提供各種放大倍率。機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10 —般相當(dāng)于上面討論的視覺系統(tǒng)和QVPAK 軟件的 QUICK VISION 系列、以及類似的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的市場上有售的精確機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)。 機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10還在共同轉(zhuǎn)讓U. S.專利7，454，053、7，324，682，2008年12月23日提交的U. S.專利申請(qǐng)序列號(hào)12/；343，383，以及2009年10月四日提交的12/608，943，其每一個(gè)通過引用的方式整體結(jié)合于此。
機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10可以配置用于成像和測量在適當(dāng)激發(fā)光下發(fā)熒光的工件特征，以及用于成像和測量如在下面詳細(xì)概括的不發(fā)熒光的工件表面特征和發(fā)熒光工件表面特征的組合。
圖2是機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100的控制系統(tǒng)部分120和視覺組件部分200的框圖。 如將在下面更詳細(xì)描述的，利用控制系統(tǒng)部分120來控制視覺組件部分200。視覺組件部分200包括光學(xué)組件部分205、光源220、230、230’和M0，以及具有中心透明部分212的工件臺(tái)架210。工件臺(tái)架210沿著X和Y軸是可控制地移動(dòng)，該X和Y軸位于一般平行于工件20可能被定位的臺(tái)架的表面的平面。光學(xué)組件部分205包括照相機(jī)系統(tǒng)260和可互換物鏡250，并且可以包括具有透鏡286和觀8的透鏡旋轉(zhuǎn)盤(turret lens)組件觀0?？商娲哥R旋轉(zhuǎn)盤組件，可以包括固定或者手動(dòng)可互換的放大倍率改變透鏡或者變焦透鏡配置等等。如下面進(jìn)一步描述，通過使用可控制馬達(dá)四4，光學(xué)組件部分205沿著一般垂直于X 和Y軸的Z軸可控制地移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可選的表面高度傳感器298可以被包括在或者附在光學(xué)組件部分205。在一些實(shí)施例中，表面高度傳感器298可以與光學(xué)組件部分 205傳感器的其它組件區(qū)分。在其它實(shí)施例中，可以與其它系統(tǒng)共享某些組件。例如，在一些實(shí)施例中，可以通過物鏡250投影和/或接收光。在任何情形中，表面高度傳感器298可以被配置為使用其示意圖示的高度傳感部件四8’來確定工件20沿著Z軸或聚焦方向的表面部分的高度。在一些情形中，表面高度傳感器298與Z軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組合工作，以確定表面部分的高度。下面將參考圖3更詳細(xì)描述可選的表面高度傳感器。
將要使用機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100成像的工件20或者容納多個(gè)工件20的托盤或者夾具(fixture)放置在工件臺(tái)架210上?？梢钥刂乒ぜ_(tái)架210以相對(duì)光學(xué)組件部分205 移動(dòng)，使得可互換物鏡250在工件20上的位置之間和/或在多個(gè)工件20中移動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)臺(tái)架燈220、第一共軸燈230、第二共軸230'，以及表面燈MO (例如，環(huán)形燈)可以分別發(fā)射源光222、232、232'和/或M2，來照射工件或多個(gè)工件20。光源230和230‘可以沿著包括鏡四0的路徑發(fā)射光232和232'，如參考圖3更詳細(xì)描述的。第二共軸燈230’ 可以發(fā)射源光232’，該源光232’具有引起某些工件材料(例如，阻焊劑)發(fā)熒光的波長分布，如將在下面詳細(xì)描述的。該源光作為工件光255被反射或者透射，或者發(fā)射熒光工件光 255’，并且用于成像的工件光通過可互換物鏡250以及透鏡旋轉(zhuǎn)盤組件280并且被照相機(jī)系統(tǒng)260收集。照相機(jī)系統(tǒng)260捕捉的(多個(gè))工件20的圖像在信號(hào)線262上輸出給控制系統(tǒng)部分120。光源220、230、230，以及240可以分別通過信號(hào)線或總線221,231和241 連接到控制系統(tǒng)部分120。為了改變圖像放大倍率，控制系統(tǒng)部分120可以通過信號(hào)線或總線281沿著軸284旋轉(zhuǎn)透鏡旋轉(zhuǎn)盤組件觀0，以選擇透鏡旋轉(zhuǎn)盤。
在各種示例性實(shí)施例中，使用驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的可控制馬達(dá)四4、連接線纜等等，光學(xué)組件部分205在垂直Z軸方向相對(duì)工件臺(tái)架210可移動(dòng)，以沿著Z軸移動(dòng)光學(xué)組件部分205， 從而改變照相機(jī)系統(tǒng)260捕捉的工件20的圖像的聚焦。在此使用的術(shù)語Z軸指代意圖用于聚焦光學(xué)組件部分205獲得的圖像的軸?？煽刂岂R達(dá)294在使用時(shí)經(jīng)由信號(hào)線296連接至輸入/輸出接口 130。
如圖2所示，在各種示例性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)部分120包括控制器125、輸入/輸出接口 130、存儲(chǔ)器140、工件程序生成器和執(zhí)行器170，以及電源部分190。這些組件中的每一個(gè)以及下面描述的附加組件可以通過一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)/控制總線和/或應(yīng)用編程接口， 或通過各種元件之間的直接連接而互相連接。
輸入/輸出接口 130包括成像控制接口 131、運(yùn)動(dòng)控制接口 132、照明控制接口 133、透鏡控制接口 134，以及在包括表面高度傳感器四8的實(shí)施例中的高度傳感器接口 139。運(yùn)動(dòng)控制接口 132可以包括位置控制元件13 以及速度/加速度控制元件13沘。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)在各種示例性實(shí)施例中，這樣的元件可以被合并和/或是可區(qū)分的。照明控制接口 133包括照明控制元件133a-133n以及133fl，如果適用，其控制機(jī)器視覺檢查系統(tǒng) 100的各種對(duì)應(yīng)光源的例如選擇、功率、開/關(guān)切換以及選通脈沖定時(shí)。如果適用，照明控制元件133fl可以控制可能激發(fā)熒光工件材料發(fā)射熒光圖像光的第二同軸光230’的選擇、功率、開/關(guān)切換以及選通脈沖定時(shí)。高度傳感器139接口可以通過控制和信號(hào)總線(未具體示出)與表面高度傳感器298和/或其它元件交換控制和/或測量信號(hào)。
存儲(chǔ)器140包括圖像文件存儲(chǔ)器部分141、可以包括一個(gè)或多個(gè)部件加工程序等的工件程序存儲(chǔ)器部分142，以及視頻工具部分143。視頻工具部分143包括工具部分143a 以及其它類似工具部分(例如，143η)，在對(duì)于每個(gè)對(duì)應(yīng)工具確定⑶I、圖像處理操作等的一些實(shí)施例中，其可以包括熒光圖像邊緣檢測工具143fl。視頻工具部分143還包括感興趣區(qū)域生成器143x，其支持用于定義在視頻工具部分143中包括的各種視頻工具中可操作的各種ROI的自動(dòng)、半自動(dòng)和/或手動(dòng)操作。
一般地，存儲(chǔ)器部分140存儲(chǔ)可用于操作視頻系統(tǒng)組件部分200的數(shù)據(jù)，以捕捉或者獲取工件20的圖像，使得獲取的工件20的圖像具有期望的圖像特性。存儲(chǔ)器部分140 還可以存儲(chǔ)檢查結(jié)果數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步存儲(chǔ)可用于操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)以手動(dòng)地或者自動(dòng)地執(zhí)行對(duì)獲取的圖像的各種檢查以及測量操作(例如，作為視頻工具部分地實(shí)現(xiàn)的)，并且通過輸入/輸出接口 130輸出結(jié)果。存儲(chǔ)器部分140還可以包含定義通過輸入/輸出接口 130可操作的圖形用戶界面的數(shù)據(jù)。
臺(tái)架燈220、同軸燈230和230，以及表面燈MO的信號(hào)線或總線221、231和Ml、 分別全部連接到輸入/輸出接口 130。將來自照相機(jī)系統(tǒng)沈0的信號(hào)線262和來自可控制馬達(dá)四4的信號(hào)線296連接到輸入/輸出接口 130。除了攜帶圖像數(shù)據(jù)之外，信號(hào)線262可以攜帶來自初始化圖像獲取的控制器125的信號(hào)。
一個(gè)或多個(gè)顯示裝置136(例如，圖1的顯示器16)以及一個(gè)或多個(gè)輸入裝置 138(例如，圖1的控制桿22、鍵盤M和鼠標(biāo)26)也可以連接到輸入/輸出接口 130。顯示裝置136和輸入裝置138可以用于顯示用戶界面，該用戶界面可以包括可用于執(zhí)行檢查操作和/或創(chuàng)建和/或修改部件加工程序的各種用戶界面(GUI)特征，以查看照相機(jī)系統(tǒng)沈0 捕捉的圖像和/或直接控制視覺系統(tǒng)組件部分200。
在各種示例性實(shí)施例中，當(dāng)用戶利用機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100來創(chuàng)建工件20的部件加工程序時(shí)，用戶通過使用工件編程語言明確地自動(dòng)地、半自動(dòng)地或者手動(dòng)地編碼指令， 和/或通過以學(xué)習(xí)模式操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100生成指令以提供期望的圖像獲取訓(xùn)練序列來生成部件加工程序指令。例如，訓(xùn)練序列可以包括在視場(FOV)中定位代表性工件的工件特征、設(shè)置燈等級(jí)、聚焦或自動(dòng)聚焦、獲取圖像，以及提供應(yīng)用于圖像的檢查訓(xùn)練序列 (例如，使用視頻工具)。操作學(xué)習(xí)模式，使得(多個(gè))序列被捕捉或記錄并且轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的部件加工程序指令。當(dāng)執(zhí)行部件加工程序時(shí)，這些指令將引起機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)再現(xiàn)訓(xùn)練圖像獲取和檢查操作，以自動(dòng)地檢查與在創(chuàng)建部件加工程序時(shí)使用的代表性工件匹配的一個(gè)工件或多個(gè)工件。
用于檢查工件圖像中的特征的這些分析和檢查方法可以典型地實(shí)施在存儲(chǔ)器140 的視頻工具部分143中包括的各種視頻工具中。很多已知的視頻工具或者簡稱“工具”被包括在市場上有售的機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，諸如上面討論的視頻系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)的QVPAK 軟件的QUICK VMION 系列。
通用機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的特別問題是提供方法和工具，其允許相對(duì)不熟練的用戶來編程這種可靠地提供準(zhǔn)確測量的、具有魯棒性的檢查操作的系統(tǒng)。這一點(diǎn)尤其針對(duì)檢查熒光涂層(例如，阻焊層)下遮蔽的特征適用。例如，這樣的涂層可以是半透明的，和/或可以包括特定填充材料，使得當(dāng)使用常規(guī)照射和聚焦方法時(shí)現(xiàn)有技術(shù)精確自動(dòng)聚焦操作不能可靠地提供期望的聚焦圖像(特別對(duì)于熒光材料下面或者內(nèi)部的特征)。此外，當(dāng)使用熒光成像技術(shù)時(shí)，熒光材料通過其體積(volume)發(fā)射光，使得對(duì)于從這樣的發(fā)射光中產(chǎn)生的圖像沒有精確定義的聚焦高度。由此，現(xiàn)有技術(shù)方法還不支持用于檢查圖像獲取的精確并且可靠的聚焦以用于檢查熒光涂層下遮蔽的特征，特別是當(dāng)期望對(duì)于一個(gè)代表性工件的方法進(jìn)行編程(例如，學(xué)習(xí)模式操作期間)并且然后獲得經(jīng)歷顯著熒光材料產(chǎn)生變化的類似工件的可靠的檢查結(jié)果。這個(gè)問題被進(jìn)一步加重，因?yàn)閷?duì)于阻焊劑配準(zhǔn)誤差等的容差被繼續(xù)縮小，使得在一些應(yīng)用中，對(duì)于位于熒光材料內(nèi)的特征的有關(guān)檢查可重復(fù)性和精度期望在10微米級(jí)或更少。在這些精度級(jí)，聚焦、圖像獲取和圖像分析的現(xiàn)有技術(shù)方法還沒有提供可靠和魯棒的檢查解決方案。在此公開的各種系統(tǒng)特征和/或方法可靠地解決這樣類型的測量問題。特別地，提供自動(dòng)聚焦準(zhǔn)則和方法，其以良好的重復(fù)性和精度指示下層邊緣特征位置(例如，位于熒光材料內(nèi)的非熒光材料的)的熒光圖像。
在一些實(shí)施例中，可以通過使用已知組件和/或視頻工具(例如，自動(dòng)聚焦工具和邊緣檢測工具)的操作實(shí)現(xiàn)在此描述的方法。然而，在其它實(shí)施例中，通過包括專門的熒光圖像邊緣檢測工具(諸如，熒光圖像邊緣檢測工具143fl)可以實(shí)現(xiàn)在此公開的方法。例如，可以配置熒光圖像邊緣檢測工具143fl，以實(shí)現(xiàn)在此公開的熒光圖像聚焦用戶界面特征和/或準(zhǔn)則和方法，從而允許相對(duì)不老練的用戶操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100可靠地并且可重復(fù)地測量位于熒光材料內(nèi)的工件特征的邊緣。在一些應(yīng)用中，這可以使得確定這樣的邊緣和熒光材料的鄰近邊緣之間的精確尺寸關(guān)系(例如，用于測量相對(duì)下層特征的、諸如阻焊層之類的圖案化的熒光材料的配準(zhǔn))。熒光圖像邊緣檢測工具143fl可能特別地適合于PCB的檢查(例如，測量相對(duì)于PCB的下層特征的有關(guān)阻焊劑配準(zhǔn))。下面將詳細(xì)討論單獨(dú)可使用的或者與熒光圖像邊緣檢測工具143fl相關(guān)聯(lián)使用的自動(dòng)熒光圖像聚焦特征、準(zhǔn)則和操作。
圖3是示出視覺組件部分200的可控制照明元件的一個(gè)實(shí)施例以及表面高度傳感器四8的一個(gè)實(shí)施例的示意圖300。除了在圖2中示出的元件之外，圖300示出可選的激發(fā)照射濾波器231’以及可以被包括以增強(qiáng)在此公開的各種方法中可使用的可控制照明的可選的熒光成像濾波器261’。此外，示出工件20，以包括熒光材料20f以及未被熒光材料 20f覆蓋的暴露部分20ex。如前面概括的，同軸燈230’可以發(fā)射具有引起熒光材料20f發(fā)熒光的“激發(fā)波長分布”的源光232’。從熒光材料20f發(fā)射的熒光工件光255’可以由照相機(jī)系統(tǒng)260接收，以提供熒光圖像。同軸燈230可以發(fā)射源光232，和/或環(huán)形燈240可以發(fā)射源光M2，其在多數(shù)多種多樣的實(shí)施例中可以每一個(gè)具有不引起熒光材料20f顯著地發(fā)熒光的“非激發(fā)波長分布”，雖然這一點(diǎn)不是在所有實(shí)施例中是必需的。在任何情形中，由于暴露部分20ex不包括熒光材料，所以在各種配置中，可以通過照相機(jī)系統(tǒng)260接收從暴露部分20ex反射的任何源光(例如，源光232、242和/或232’ )，以提供至少暴露部分的非熒光圖像，即使源光包括激發(fā)波長。
在很多應(yīng)用中，反射光可以比發(fā)射的熒光的光強(qiáng)得多。因此在一些實(shí)施例中，熒光圖像可以通過使用可選的激發(fā)照射濾波器231’來增強(qiáng)，以濾波源230’提供的激發(fā)波長，并且進(jìn)一步使得光232’中的激發(fā)波長分布的頻帶變窄到最有效激勵(lì)熒光的頻帶。此外，在一些實(shí)施例中，半鍍銀鏡(half-silvered mirror) 290可以包括可選的雙色濾波器四0’(例如，薄膜濾波器)，其被設(shè)計(jì)為反射盡可能多的變窄的激發(fā)波長分布，并且使其它波長通過。 由此，當(dāng)期望熒光圖像時(shí)，從工件20反射的任何激發(fā)波長基本上被阻擋到達(dá)照相機(jī)系統(tǒng) 2600可選的激發(fā)照射濾波器231’可以是可移動(dòng)的，并且被定位使得當(dāng)源光232用于提供非熒光圖像時(shí)，其不濾波來自源230的源光232的內(nèi)容。
可替代或者除了前述熒光成像手段之外，可選的熒光成像濾波器沈1’可以用于防止除了發(fā)射的熒光成像波長之外的所有波長對(duì)照相機(jī)系統(tǒng)沈0中的圖像有貢獻(xiàn)。理論上， 熒光成像濾波器261’可以提供可使用的熒光圖像，即使從工件20反射大量源光。然而，將阻擋非熒光圖像光。因此，可選的激發(fā)照射濾波器231’是可移動(dòng)的，并且被定位使得當(dāng)系統(tǒng)用于提供非熒光圖像時(shí)，不濾波反射光。
基于前述，將理解當(dāng)僅僅輸出激發(fā)波長分布以對(duì)工件進(jìn)行成像時(shí)(例如，從源光 232’)，將最容易提供最清楚的熒光圖像。相反地，當(dāng)僅僅輸出非激發(fā)波長分布以對(duì)工件進(jìn)行成像(例如，從源光232或?qū)脮r(shí)，將最容易提供最清楚的非熒光圖像。
將理解，對(duì)于提供用于熒光和非熒光成像的源光的光學(xué)路徑的、上面概括的特定特征和元件僅僅是示例性并且是非限制的。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，以在此公開的方法兼容的方式照射和/或成像的很多替代是明顯的。
如在下面更詳細(xì)描述的，為了確定位于熒光材料內(nèi)的工件特征的熒光圖像的可重復(fù)和可靠的聚焦高度，諸如暴露部分420ex之類的工件的暴露部分的高度(即，未被熒光材料覆蓋的部分)可以被確定，并且參考所確定的暴露部分的高度可以確定熒光成像聚焦高度。這例如可以比基于熒光圖像的聚焦更加可靠。在一些實(shí)施例中，暴露部分的高度可以基于對(duì)應(yīng)于沿著Z軸方向分布的一組自動(dòng)聚焦圖像的最佳對(duì)比度的高度來確定。然而，在其它實(shí)施例中，如圖3所示，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)可以包括可選的表面高度傳感器四8，并且可以用定位在表面高度傳感器四8的工作范圍內(nèi)的暴露部分420ex配置系統(tǒng)，可以操作該表面高度傳感器298來使用其示意圖示的高度傳感部件四8’以確定沿著Z軸或聚焦方向的表面部分暴露部分420ex的高度。在一些實(shí)施例中，表面高度傳感器298可以包括觸摸探頭傳感器，并且高度傳感部件四8’可以包括其的觸摸探頭觸針。在其它實(shí)施例中。表面高度傳感器298可以包括光學(xué)三角測量型傳感器，例如，其中相對(duì)表面的高度關(guān)系確定反射光束(其可以提供傳感部件四8’ )在傳感器的光敏檢測器上的位置的三角測量傳感器。 在其它實(shí)施例中，表面高度傳感器298可以包括聚焦信號(hào)傳感器，例如，以下的聚焦信號(hào)傳感器，其中相對(duì)表面的高度關(guān)系確定通過透鏡的反射光束(其可以提供傳感部件四8’ )的路徑并且對(duì)傳感器的光敏檢測器的位置。在任何情形中，根據(jù)已知的技術(shù)，在在此公開的方法的各種實(shí)施例中、這樣的傳感器可以用于提供暴露部分20ex的確定高度。
圖4示出機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場的俯視圖400(其示出代表性工件部分420的特征)和沿著代表性工件部分420上的特征的橫截面a_a(在視圖400中示出a_a)的橫截面視圖450。為了圖示的清楚，在圖4中放大一些尺寸。上坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)俯視圖400以及下坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)橫截面視圖450。下面對(duì)齊的圖400和450對(duì)應(yīng)于信號(hào)強(qiáng)度分布450和460。信號(hào)強(qiáng)度分布450和460的每個(gè)分別代表通過非熒光圖像的特征的圖像(例如，用第一“非激發(fā)”波長分布照射的圖像)和特征的第二熒光圖像(例如，用“熒光激發(fā)”波長分布照射的圖像)、沿著掃描線的強(qiáng)度變化。由此，信號(hào)強(qiáng)度分布450是對(duì)于常規(guī)圖像，而信號(hào)強(qiáng)度分布460是對(duì)于熒光圖像。在該示例中，掃描線位于每個(gè)圖像，以對(duì)應(yīng)于截面a-a的位置。如參考圖3所概括的，第一波長分布可以通過源光232和/或242中的一個(gè)或者二者的(和 /或在一些實(shí)施例中，從源光232’產(chǎn)生的反射光)提供，并且可以通過源光232’提供激發(fā)波長分布。在一些例子中，代表性工件部分420可以作為用于以學(xué)習(xí)模式創(chuàng)建部件加工程序的代表性工件的一部分，或者在其它例子中作為以運(yùn)行模式經(jīng)歷檢查操作的工件。
如在視圖400和450中示出的特征包括基底、在X軸位置ef 1和ef2處具有邊緣的阻焊層420f(也稱作熒光材料420f(用點(diǎn)填充示出))、在X軸位置印1和印2處具有邊緣的導(dǎo)電墊(pad) 423 (用平行線填充示出)、在X軸位置esl和es2處具有邊緣的暴露部分420ex (例如，墊423的暴露電鍍(plated)或焊接部分，用交叉陰影填充示出)，以及在X 軸位置etl和et2處具有邊緣的導(dǎo)電軌跡424(用平行線填充示出)。當(dāng)在檢查時(shí)印刷電路板的導(dǎo)電軌跡沒有被電鍍或焊接時(shí)，暴露部分420ex可以簡單地作為導(dǎo)電墊423的暴露部分。視圖400還示出在下面詳細(xì)描述的邊緣檢測視頻工具(簡稱邊緣工具)R0I-flep2 感興趣的區(qū)域以及相關(guān)聯(lián)的自動(dòng)聚焦視頻工具(簡稱自動(dòng)聚焦工具)R0I-fl AF感興趣的區(qū)域、以及邊緣工具ROI-fl etl感興趣的區(qū)域和相關(guān)聯(lián)的自動(dòng)聚焦視頻工具(簡稱自動(dòng)聚焦)ROI-fl AF’感興趣的區(qū)域。如在本領(lǐng)域一般所知，這樣的感興趣的區(qū)域(ROI)可以被定尺寸并且位于圖像上，以定義要使用作為相關(guān)聯(lián)的視頻工具的一部分的圖像處理操作來分析的圖像的范圍(extent)。根據(jù)常規(guī)，視頻工具的ROI (例如，ROI-fl ep2)還可以稱作所有相關(guān)聯(lián)的視頻工具的操作，不僅僅是其感興趣的區(qū)域，并且基于這樣的參考的上下文該意思將是清楚的。
圖4是相對(duì)“理想”制造的示例。阻焊層420f的邊緣與暴露部分420ex的邊緣重合，如可以是以下情形如果暴露部分未被電鍍或者如果通過之前存在的阻焊層420f應(yīng)用電鍍或者焊劑。阻焊層420f在其外圍周圍重疊并且絕緣導(dǎo)電墊423，并且還全部絕緣導(dǎo)電軌跡424。在邊緣ef2和印2中示出相對(duì)于相鄰導(dǎo)電元件的邊緣對(duì)于阻焊層420f的最小期望絕緣“重疊”寬度dmin (典型)的代表性示例。更一般地，全部沿著每個(gè)導(dǎo)電元件邊緣期望重疊dmin，以防止導(dǎo)電元件之間不希望的電短路。在一些應(yīng)用中，dmin可以是10微米級(jí)，或甚至更少。阻焊層420f具有厚度尺寸T。在一些應(yīng)用中，厚度T可以在25-150微米級(jí)或更多，這可以引起阻焊層420f顯著地遮蔽成像的邊緣印2。
可以期望在若干代表性位置檢查dmin，從而確保阻焊層420f的圖案相對(duì)導(dǎo)電元件的圖案適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)。這可能要求通過相對(duì)厚的半透明熒光材料層、利用小于10微米的精度可靠地自動(dòng)成像和/或定位導(dǎo)電元件的邊緣，這是一個(gè)難題。參考分布450和460討論相關(guān)問題。
如前面指示，信號(hào)強(qiáng)度分布450和460分別表示沿著常規(guī)圖像和熒光圖像的位置 a-a的掃描線的強(qiáng)度變化。例如，依據(jù)從熒光材料420f和暴露部分420ex的表面反射的圖像光而產(chǎn)生信號(hào)強(qiáng)度分布450。信號(hào)強(qiáng)度分布450示出在邊緣esl和/或efl、以及邊緣 es2和/或ef2的位置的強(qiáng)度改變。如果提供信號(hào)強(qiáng)度分布450的圖像是基于位于暴露部分420ex的自動(dòng)聚焦工具ROI-AF自動(dòng)聚焦的，那么對(duì)于圖像的聚焦平面將近似是所確定的高度平面DHP1，并且邊緣esl和es2可以主要確定強(qiáng)度改變的位置。如果基于位于熒光材料420f的表面的自動(dòng)聚焦工具ROI (未示出)來自動(dòng)聚焦提供信號(hào)強(qiáng)度分布450的圖像， 那么對(duì)于圖像的聚焦平面將靠近平面P0，并且邊緣efl和ef2可以主要確定強(qiáng)度改變位置。 然而，如果熒光材料420f是半透明的，在一些情形中，可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確和/或不可靠的自動(dòng)聚焦結(jié)果。然而，在任一情況中，相關(guān)聯(lián)的邊緣位置可以根據(jù)已知方法基于強(qiáng)度改變(例如，在最大強(qiáng)度改變率位置)來確定。然而，位于熒光材料420f內(nèi)的特征(例如，邊緣)可以在用于信號(hào)強(qiáng)度分布450的常規(guī)反射光圖像中產(chǎn)生很少的信號(hào)或不產(chǎn)生信號(hào)。相反，熒光圖像可以指示這樣的遮蔽特征，如信號(hào)強(qiáng)度分布460中所示。
可用于獲取熒光圖像的元件和操作之前已經(jīng)參考圖3概括(例如，當(dāng)由源光232’ 激發(fā)時(shí)熒光材料420f發(fā)熒光以提供熒光圖像光)。為了討論的目的，信號(hào)強(qiáng)度分布460包括指示從聚焦在確定高度DHPl的熒光圖像推導(dǎo)出的強(qiáng)度信號(hào)的實(shí)信號(hào)線，以及示出在聚焦高度FP2或FP3中的一個(gè)處聚焦的不同熒光圖像中觀察的強(qiáng)度信號(hào)變化的虛信號(hào)線。這圖示了與確定熒光圖像中位于熒光材料內(nèi)的特征的位置相關(guān)聯(lián)的重要問題。
具體地，熒光圖像信號(hào)強(qiáng)度在各種位置受以下因素潛在地影響所述因素包括 在特定位置遍及熒光材料420f的厚度發(fā)射的散射熒光的光量，以及位于鄰近該位置的熒光材料內(nèi)的工件特征反射的熒光的光，以及由圖像聚焦高度和其與熒光材料420f的Z高度范圍和鄰近熒光材料內(nèi)的特征的(多個(gè))表面的Z高度(例如，導(dǎo)電墊423的Z高度)的關(guān)系。由此，在信號(hào)強(qiáng)度分布460中，在設(shè)置在DHPl (實(shí)線)的聚焦高度提供的強(qiáng)度信號(hào)的示例中，存在熒光材料420f是最厚的最大信號(hào)以及不存在熒光材料420f的最小信號(hào)。在設(shè)置在DHPl (實(shí)線)的聚焦高度處，在邊緣印1、印2、etl以及et2從信號(hào)的最大值有一些下降。然而，因?yàn)榇_定的高度平面DHPl的圖像遠(yuǎn)離導(dǎo)電墊423的表面和導(dǎo)電軌跡424，所以與它們相關(guān)聯(lián)的效果被遮蔽并且信號(hào)下降不大。基于相關(guān)聯(lián)的信號(hào)改變的邊緣檢測可能更不可靠并且更不精確或者甚至不可能。例如，信號(hào)強(qiáng)度分布460中的限制ROIl和ROIr指示ROI-fl印1中的左側(cè)和右側(cè)邊緣，并且在邊緣印2上的實(shí)線指示的強(qiáng)度改變不大。如果訓(xùn)練邊緣工具ROI-fl epl,以在對(duì)于該邊緣特征未被最優(yōu)化聚焦的熒光圖像中找到該薄弱邊緣(即，如果基于該代表性信號(hào)來確定視頻工具邊緣檢測參數(shù)，并且存儲(chǔ)在部件加工程序中，用于根據(jù)已知視頻工具方法來對(duì)類似部分檢查邊緣)，作為結(jié)果的部件加工程序可能不可靠地操作。將認(rèn)識(shí)如果聚焦平面在熒光材料420f中較高或者在其表面上(例如，平面 P0)，則該結(jié)果可能更糟。相反，在分布460，在設(shè)置在FP2或FP3的聚焦高度處提供強(qiáng)度信號(hào)的示例中(包括由虛信號(hào)線指示的信號(hào)偏差)，在邊緣epl、ep2以及etl處在信號(hào)中存在更明顯的下降，因?yàn)閳D像聚焦平面位于相對(duì)于導(dǎo)電墊423的表面以及導(dǎo)電軌跡424，使得與它們相關(guān)聯(lián)的效果或者是對(duì)于強(qiáng)度信號(hào)更有效或者在熒光圖像中更遮蔽，或者二者?；谠摯硇孕盘?hào)確定視頻工具邊緣檢測參數(shù)并且將其存儲(chǔ)在部件加工程序中(例如，從最優(yōu)化聚焦熒光圖像中推導(dǎo)出)，可能相對(duì)更加可靠并且更加準(zhǔn)確。在多數(shù)應(yīng)用中可期望確定熒光成像高度使得在作為結(jié)果熒光圖像中最大地增強(qiáng)對(duì)位于熒光材料內(nèi)的期望特征的檢測。 在一些實(shí)施例中，機(jī)器視覺檢查的圖形用戶界面中的窗口可以顯示類似分布460的強(qiáng)度信號(hào)分布，使得最佳熒光成像高度可以更加容易地由用戶判斷。可替代地，這樣的信號(hào)分布可以自動(dòng)地被評(píng)估為高度的函數(shù)，以確定用于提供期望邊緣周圍的最大強(qiáng)度信號(hào)斜率的熒光圖像聚焦高度。
應(yīng)認(rèn)識(shí)，雖然在該示例中示出在導(dǎo)電墊423和導(dǎo)電軌跡似4之上信號(hào)下降，但是對(duì)于基底中不同色彩或者反射率或者可能的熒光，或者對(duì)于不同于這些導(dǎo)電元件的材料的邊緣特征，信號(hào)在邊緣特征的邊緣處可能增加。然而，仍然可以觀察到類似的依賴于聚焦的邊緣指示信號(hào)的改變量。
如上面概括，熒光圖像的聚焦平面在提供熒光材料層下的遮蔽特征的位置的可重復(fù)和準(zhǔn)確檢測時(shí)可能是重要因素。對(duì)于嚴(yán)格的特征容差(例如，10微米)，該因素可能變得關(guān)鍵。然而，使用熒光圖像的自動(dòng)聚焦是不可靠的，因?yàn)榛趫D像對(duì)比度的度量通常完成自動(dòng)聚焦并且對(duì)于熒光圖像的最高對(duì)比度的圖像高度可能由于熒光材料層中的平坦度、厚度、氣泡含量、特定內(nèi)容和特定遮蔽特征是不可靠的。當(dāng)使用代表性工件學(xué)習(xí)機(jī)器視覺檢查操作和工具參數(shù)(例如，以學(xué)習(xí)模式)并且然后試圖使用相同的操作來檢查類似工件時(shí)，這一點(diǎn)是特別有問題的，因?yàn)榕c熒光涂層有關(guān)的容差和制造控制相較于在小型精密設(shè)備中使用的很多其它材料和制造工藝是相對(duì)差的。因此，期望根據(jù)在此公開的更可重復(fù)的方法提供熒光圖像的聚焦高度。
例如，在提供對(duì)于熒光圖像可靠的聚焦高度的方法的各種實(shí)施例中，可以確定諸如暴露部分420之類的工件的暴露部分(S卩，未用熒光材料覆蓋的部分)的高度，以提供可靠的參考高度。該參考高度然后可以用作用于聚焦熒光圖像的基礎(chǔ)。在一些實(shí)施例中，諸如表面高度傳感器298之類的高度傳感器可以用于確定如之前概括的暴露部分高度。然而， 在其它實(shí)施例中，表面高度傳感器298可以被省略和/或可以通過使用參考圖3概括的照射和成像方法和/或以下的進(jìn)一步執(zhí)行對(duì)暴露部分的自動(dòng)聚焦操作來確定暴露部分高度部分的高度。當(dāng)確定的暴露部分420ex的高度由自動(dòng)聚焦操作確定時(shí)，自動(dòng)聚焦高度可能是基于一組非熒光自動(dòng)聚焦圖像(例如，至少在暴露部分的位置的“非熒光”)指示的暴露部分420ex的最佳圖像對(duì)比度的高度，然后基于暴露部分確定的聚焦高度(例如，其“最佳” 高度或至少聚焦良好的高度)可以被確定的用作熒光成像聚焦高度的基礎(chǔ)的高度。
在一個(gè)實(shí)施例中，基于暴露部分的確定高度(例如其聚焦高度)可以用作熒光成像聚焦高度或平面，特別是如果暴露部分的高度接近鄰近位于熒光圖像中的邊緣特征的表面的高度。在其它應(yīng)用中，可以期望使用基于暴露部分的確定高度作為參考高度(即，產(chǎn)生 (bear)對(duì)于熒光材料的高度或者對(duì)于具有位于熒光材料內(nèi)的邊緣特征的表面的相對(duì)可預(yù)測的高度關(guān)系的高度)以及使用通過距該參考高度限定距離偏移的熒光成像聚焦高度或聚焦平面。
例如，圖4示出聚焦平面FP2與確定高度平面DHPl的Z高度偏移定義的Z偏移 0ffl2o聚焦平面FP2可能更適合用于獲取要用于檢測位于邊緣工具ROI-fl印2內(nèi)的邊緣 ep2的熒光圖像。如果期望，Z偏移0ffl3可以類似地在DHPl和FP3之間建立。聚焦平面 FP3可能更適合獲取要用于檢測位于邊緣工具ROI-fl etl內(nèi)的邊緣etl的熒光圖像。然而，用于任何特定邊緣檢測的最佳偏移可能更加一般地在對(duì)代表性工件的學(xué)習(xí)模式期間由用戶確定或者確認(rèn)，并且被存儲(chǔ)在部件加工程序中作為與在運(yùn)行模式期間獲取邊緣檢測的相關(guān)聯(lián)的熒光圖像相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。
例如，可以手動(dòng)或者自動(dòng)確定其中通過熒光圖像中的強(qiáng)度改變來良好地定義熒光材料內(nèi)的期望特征(例如，邊緣)的Z高度，以及可以確定對(duì)應(yīng)于暴露部分的確定Z高度 (例如，由高度傳感器或者自動(dòng)聚焦操作確定)，以及可以在學(xué)習(xí)模式期間確定那些高度之間的Z偏移并且將其存儲(chǔ)在部件加工程序中。然后，在運(yùn)行模式期間，用于對(duì)應(yīng)邊緣特征的熒光成像高度可以基土對(duì)應(yīng)的暴露部分的高度來確定(例如，由高度傳感器或自動(dòng)聚焦操作來確定)，移動(dòng)存儲(chǔ)的Z偏移來建立與暴露部分的確定高度相關(guān)的熒光成像高度，并且在該熒光成像高度處獲得熒光圖像，以用于確定熒光材料內(nèi)的邊緣的位置。在各種實(shí)施例中， 有利地確定該偏移，使得熒光成像高度落入熒光材料層內(nèi)。
在一些應(yīng)用中，更有利地確定暴露部分的高度，選擇其具有落入熒光材料的高度尺寸內(nèi)的表面高度，所述熒光材料覆蓋要在熒光成像高度成像的特征。在一些實(shí)施例中，更有利地確定暴露部分的高度，選擇其具有與材料層的表面相同的表面高度，該材料層的表面具有要在熒光成像高度成像的熒光材料內(nèi)的邊緣特征。在一些這樣的實(shí)施例中，如果簡單設(shè)置熒光成像高度與暴露部分的確定高度相同則是足夠的。然而，將認(rèn)識(shí)，對(duì)于暴露部分熒光成像高度的這樣的特定選擇不是受限的，并且可能對(duì)于所有工件或應(yīng)用不是可行或者最優(yōu)的。
對(duì)于一些工件，熒光材料層的厚度和/或成分可能是在很大程度上是可變的。由此，在一些實(shí)施例中，除了基于上面概括的暴露部分建立的參考高度，可以期望基于關(guān)于這樣的變化的更多信息確定熒光圖像高度。例如，可以建立熒光材料420f的表面的高度和/ 或其厚度(例如，基于表面高度傳感器測量或使用非熒光成像的自動(dòng)聚焦操作，或其它已知方法)。然后上面概括的Z偏移可能至少部分地基于該附加信息來確定(例如，與暴露部分的確定高度相關(guān)的厚度成比例或其它期望關(guān)系)。
在一些應(yīng)用中，熒光材料內(nèi)的特征的位置是期望的檢查信息并且可以基于熒光圖像確定(例如，通過使用邊緣工具ROI-fl印2來識(shí)別邊緣印2的位置)。在其它應(yīng)用中，尺寸dmin是期望的檢查信息并且可以基于在熒光圖像中識(shí)別邊緣印2的位置以及在熒光圖像或者非熒光圖像中確定邊緣ef2的位置(例如，使用另一邊緣工具)以及確定它們位置之間的差異來確定。
在一些實(shí)施例中，圖4中示出的視頻工具可以是已知類型的邊緣檢測工具以及自動(dòng)聚焦工具，根據(jù)在此公開的方法執(zhí)行操作的序列中，其與已知運(yùn)動(dòng)操作以及編程語句等一起實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)施例中，圖4中示出的視頻工具可以是對(duì)于熒光圖像邊緣檢測特定的新類型的視頻工具。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可以從用戶界面的工具欄中選擇視頻工具 ROI-fl印2，這可能引起ROI-fl印2的用戶可調(diào)節(jié)ROI與ROI-fl AF的“鏈接的”自動(dòng)聚焦ROI —起出現(xiàn)在實(shí)時(shí)視頻圖像(例如，出現(xiàn)為420)。可以配置視頻工具使得用戶可以在期望暴露部分上拖動(dòng)ROI-fl etl的ROI并且對(duì)其定尺寸(size)并且使用反射光執(zhí)行它自動(dòng)聚焦(例如，如之前概括的)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以配置視頻工具以隨后實(shí)現(xiàn)熒光成像配置并且在當(dāng)前聚焦高度顯示熒光圖像。用戶可以然后在期望邊緣上拖動(dòng)ROI-fl印2的 ROI并且對(duì)其定尺寸，并且如果當(dāng)前聚焦高度沒有產(chǎn)生期望邊緣圖像則還可以改變聚焦高度。然后可以使用最佳熒光圖像訓(xùn)練邊緣工具參數(shù)，并且訓(xùn)練的參數(shù)以及相對(duì)于相關(guān)聯(lián)的暴露部分的確定高度的當(dāng)前Z偏移可以存儲(chǔ)在部件加工程序中，以用于以后檢查類似的工件。(多個(gè))視頻工具R0I-fl etl和R0I-fl AF’可以被類似地相關(guān)聯(lián)并且被訓(xùn)練，或者在一個(gè)實(shí)施例中，如果其位于相同的視場內(nèi)，則可以配置視頻工具R0I-fl etl，從而使用之前確定的與R0I-fl AF相關(guān)聯(lián)的“暴露部分”參數(shù)，并且可以省略視頻工具部分R0I-fl AF，。 其它視頻工具實(shí)施例以及相關(guān)聯(lián)的圖形用戶界面特征對(duì)于具有在此公開的一般教導(dǎo)的益處的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是明顯。
圖5A和5B示出概括用于操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)以確定可靠的和可重復(fù)的熒光成像高度的流程圖500A和500B，諸如可以用于獲取用以檢查位于熒光材料層內(nèi)的工件邊緣的位置的熒光圖像。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖5A和5B中示出的方法可以通過用戶選擇并且操作圖2中示出熒光圖像邊緣檢測工具143fl和/或參考圖4中示出的邊緣工具R0I-fl印2的一個(gè)實(shí)施例描述的來至少部分地實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)施例中，方法可以使用各種已知工具和/或編程操作來實(shí)現(xiàn)。
該方法開始并且在塊505，定位工件的暴露部分(即，熒光材料沒有覆蓋的部分)， 使得通過機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)確定其高度，其中，暴露部分相對(duì)在工件上包括的熒光材料層內(nèi)的高度、沿著聚焦軸方向(例如，Z軸方向)具有特性表面高度。在一些實(shí)施例中，其中， 機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括表面高度傳感器，這可以包括在表面高度傳感器的工作范圍內(nèi)定位暴露部分。在一些實(shí)施例中，這可以包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場中定位暴露部分(例如，用于自動(dòng)聚焦操作)。在各種應(yīng)用中，可以選擇暴露部分，以在熒光材料的高度范圍之上、之內(nèi)或之下具有表面高度。當(dāng)裸(bare)PCB是工件時(shí)，工件暴露部分可以包括諸如圖4 中示出的暴露部分420ex之類的暴露部分，其可以是電鍍的或焊接部分或者導(dǎo)電墊，諸如導(dǎo)電墊423，或者基底或者安裝組件的暴露部分等等。
在塊510，配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以確定至少暴露部分的高度。在一些實(shí)施例中， 其中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括表面高度傳感器，這可以包括配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以使用表面高度傳感器來確定暴露部分的高度。在一些實(shí)施例中，這可以包括以第一配置來配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以提供至少暴露部分的圖像(例如，對(duì)于自動(dòng)聚焦操作配置照射等)。 在這樣的實(shí)施例中，在使用第一配置獲取的圖像中，至少暴露部分產(chǎn)生非熒光圖像，如上面參考圖3所概括的。在一些實(shí)施例中，在第一配置中，可以使用不引起熒光材料中的顯著熒光的第一“非激發(fā)”波長分布來照射視場。之前已經(jīng)概括與配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)來確定暴露部分的高度有關(guān)的各種替換實(shí)施例和考慮(例如，參考圖3)。
在塊515，確定暴露部分的高度。在一些實(shí)施例中，其中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括表面高度傳感器，這可以包括使用表面高度傳感器來確定暴露部分的高度。在一些實(shí)施例中， 這可以包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)處于在上面概括的第一配置中的同時(shí)、基于在不同高度獲取的暴露部分的圖像來確定暴露部分的聚焦高度，并且使用該聚焦高度作為暴露部分的確定高度?？梢酝ㄟ^已知方法(例如，通過分析作為Z高度的函數(shù)的圖像對(duì)比度)來確定被良好聚焦的暴露部分的這樣的聚焦高度。之前已經(jīng)概括(例如，參考圖4)與選擇要在塊515 使用的暴露部分有關(guān)的各種考慮。流程圖500A通過圖5A和5B示出的塊A繼續(xù)。
圖5B示出確定要用于位于熒光材料內(nèi)的工件特征的熒光成像的期望熒光成像高度的操作，其中與暴露部分的確定高度相關(guān)地確定熒光成像高度(例如，如上面確定)。判定塊520指示熒光成像高度是否正在被確定并且第一次被存儲(chǔ)(例如，在學(xué)習(xí)模式期間) 或者是否基于之前存儲(chǔ)的信息正在以運(yùn)行模式確定熒光成像高度。具體地，在判定塊520， 如果正在執(zhí)行操作以在學(xué)習(xí)模式中創(chuàng)建部件加工程序，那么例程繼續(xù)至塊525，否則(例如，在運(yùn)行模式期間)，例程繼續(xù)至塊530，如下面進(jìn)一步描述。在塊525，要用于位于熒光材料內(nèi)的工件特征的熒光成像的熒光成像高度被確定-與針對(duì)之前描述的原因暴露部分的確定高度相關(guān)地，并且與部件加工程序相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)熒光成像高度用于以后使用(例如， 當(dāng)獲取用于檢查對(duì)應(yīng)工件上的對(duì)應(yīng)工件特征的熒光圖像)。在在塊525的操作的一些實(shí)施例中，相對(duì)之前確定的暴露部分的高度可以以偏移尺寸形式存儲(chǔ)熒光成像高度，或者另外地在此概括的方式。
在塊530 (例如，如果當(dāng)前正在以運(yùn)行模式執(zhí)行部件加工程序)，與當(dāng)前工件的暴露部分的確定高度(之前在運(yùn)行模式期間建立的)相關(guān)地確定位于當(dāng)前工件的熒光材料內(nèi)的相關(guān)聯(lián)的特征的熒光成像高度，并且在熒光成像高度聚焦機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)。由此，在塊530，確定熒光成像高度可以包括調(diào)用與要在部件加工程序中檢查的當(dāng)前特征相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)的熒光成像高度信息，并且基于該信息確定與暴露部分的確定高度相關(guān)的熒光成像高度。之前已經(jīng)概括與熒光成像高度有關(guān)的各種考慮和替代實(shí)施例(例如，參考圖3和4)。
例程在塊535繼續(xù)，其中在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場內(nèi)定位位于熒光材料層內(nèi)并且與當(dāng)前熒光成像高度相關(guān)聯(lián)的工件特征(例如，邊緣特征)。然后，在塊M0，使用引起熒光材料發(fā)熒光的激發(fā)波長分布來照射視場，并且在塊M5，使用熒光成像高度和激發(fā)波長分布來獲取視場的熒光圖像。之前已經(jīng)概括與激發(fā)照射和熒光成像有關(guān)的各種考慮和替代實(shí)施例(例如，參考圖3和4)。
接下來，在塊550，基于確定在塊545獲取的熒光圖像的對(duì)應(yīng)強(qiáng)度改變的位置，來確定位于熒光材料層內(nèi)的工件特征的位置，并且例程結(jié)束。例如，參考圖4，可以基于沿著在邊緣工具ROI-fl印2的感興趣區(qū)域中的位置a-a的掃描線的強(qiáng)度改變來確定邊緣ep2，如分布460指示。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)已知方法可以將強(qiáng)度改變檢測為邊緣ep2的附近的最大強(qiáng)度斜率或者梯度的位置(例如，邊緣工具ROI-fl印2的參數(shù)可以指示該附近)。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)在此公開的方法提供了比之前實(shí)踐的方法更加可靠并且可重復(fù)的熒光成像高度，并且可以用于獲取用以精確地并且可重復(fù)地確定要在熒光材料內(nèi)檢查的工件邊緣的位置的熒光圖像。此外，該方法可以以比使用常規(guī)熒光顯微鏡(microscopy)聚焦技術(shù)時(shí)可用的速度更高的速度來提供精度以及可重復(fù)性。雖然已經(jīng)圖示并且描述本發(fā)明的各種優(yōu)選以及示例性實(shí)施例，但將認(rèn)識(shí)在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下在此可以做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)以確定用于獲取熒光圖像的熒光成像高度的方法，所述熒光圖像用于重復(fù)地確定位于工件上的熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的位置，該方法包括(a)定位工件表面的暴露部分，使得可以通過機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)確定其高度，其中，暴露部分沒有被熒光材料層覆蓋并且相對(duì)于熒光材料層內(nèi)的高度具有沿著聚焦軸的特性表面高度；(b)配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以確定暴露部分的高度；(c)確定暴露部分的高度；(d)確定要用于對(duì)位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣進(jìn)行熒光成像的熒光成像高度， 其中，與確定的暴露部分的高度相關(guān)地確定熒光成像高度；以及執(zhí)行(e)和(f)中的至少一個(gè)，其中(e)包括(e)與部件加工程序相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)所確定的熒光成像高度，供稍后在獲取用于檢查位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的熒光圖像時(shí)使用，以及(f)包括(f)當(dāng)獲取用于檢查位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的熒光圖像時(shí)，在執(zhí)行部件加工程序期間使用與所確定的暴露部分的高度相關(guān)地確定的熒光成像高度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述工件是代表性工件并且與機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式操作相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行該方法，其用于創(chuàng)建要用于檢查與所述代表性工件類似的工件的部件加工程序，并且方法包括執(zhí)行步驟(a)、(b)、(c)、(d)和(e)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括(g)在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場內(nèi)定位位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣；(h)在確定的熒光成像高度處定位機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)；(i)使用引起熒光材料發(fā)熒光并且輸出熒光成像光的激發(fā)波長分布來照射視場；(j)在使用激發(fā)波長分布照射視場的同時(shí)，使用熒光成像高度來獲取視場的熒光圖像；以及(k)基于熒光圖像中對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度改變的位置確定位于熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟(k)包括配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的邊緣檢測視頻工具的參數(shù)，以及使用該邊緣檢測視頻工具以便確定代表性工件上的工件特征邊緣的位置，并且該方法還包括(1)與所述部件加工程序相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)所配置的邊緣檢測視頻工具的參數(shù)，供稍后用于確定與代表性工件類似的工件的熒光圖像中的工件特征邊緣的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過執(zhí)行部件加工程序來與機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的運(yùn)行模式操作相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行所述方法，所述部件加工程序包括檢查位于與用于創(chuàng)建部件加工程序的代表性工件類似的工件上的熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣，并且所述方法包括執(zhí)行步驟(a)、(b)、(c)、(d)和(f)，其中，在確定用于工件特征邊緣的熒光成像的熒光成像高度的步驟(d)中包括調(diào)用與該工件特征邊緣相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在所述部件加工程序中的熒光成像高度信息，以及基于該信息確定熒光成像高度。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，包括(g)在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場中定位位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣；(h)在所確定的熒光成像高度處定位機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)；(i)使用引起熒光材料發(fā)熒光并且輸出熒光成像光的激發(fā)波長分布來照射視場；(j)在使用激發(fā)波長分布照射視場的同時(shí)，使用熒光成像高度獲取視場的熒光圖像；以及(k)基于熒光圖像中對(duì)應(yīng)強(qiáng)度改變的位置確定位于熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，步驟(k)包括根據(jù)存儲(chǔ)在部件加工程序中的相關(guān)聯(lián)的參數(shù)來配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的邊緣檢測視頻工具，并且使用該邊緣檢測視頻工具以便在熒光圖像中確定工件特征邊緣的位置。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括 (1)確定熒光材料層的邊緣位置；以及(m)確定熒光材料層的層邊緣的位置和位于熒光材料層內(nèi)的工件特征邊緣的位置之間的尺寸關(guān)系的測量。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，熒光材料層的邊緣是在步驟(j)中獲取的視場的熒光圖像中包括的邊緣；以及在步驟(1)中，確定熒光材料層的邊緣位置包括在步驟(j)中獲取的熒光圖像中定位熒光材料層的邊緣。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括熒光成像濾波器，該熒光成像濾波器在獲取熒光圖像時(shí)阻擋用作照射的激發(fā)波長分布中的至少一個(gè)波長，并且使熒光材料發(fā)射的熒光成像光的至少一個(gè)波長通過，并且在步驟(j)中，獲取熒光圖像包括使用該熒光成像濾波器來濾波用于形成熒光圖像的圖像光。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，熒光成像高度被確定為與所確定的暴露部分的高度有關(guān)的偏移尺寸。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定熒光成像高度，使得其落入熒光材料層內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇暴露部分，使得其具有落入熒光材料層的高度尺寸內(nèi)的表面高度。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，選擇工件表面的暴露部分，使得其近似地位于與材料層的表面相同的表面高度，所述材料層的表面具有位于熒光材料內(nèi)的工件特征邊緣。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括表面高度傳感器，該表面高度傳感器包括觸摸探頭型傳感器、 光學(xué)三角測量型傳感器以及聚焦信號(hào)傳感器中的一個(gè)；步驟(a)包括在表面高度傳感器的工作范圍內(nèi)定位暴露部分； 步驟(b)包括配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以使用表面高度傳感器來確定暴露部分的高度；以及步驟(c)包括使用表面高度傳感器來確定暴露部分的高度。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(a)包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場中定位暴露部分；步驟(b)包括以第一配置來配置機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，以提供至少暴露部分的圖像；以及步驟(C)包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)處于第一配置的同時(shí)基于在不同高度獲取的暴露部分的圖像來確定暴露部分的聚焦高度，并且使用該聚焦高度作為所確定的暴露部分的高度。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)包括可控制的照明，該可控制的照明可進(jìn)行控制以輸出至少兩個(gè)波長分布，包括非激發(fā)波長分布，其照射工件使得工件響應(yīng)于非激發(fā)波長分布主要提供反射圖像光以及少量熒光的光，使得非激發(fā)波長分布可以用于獲取非熒光圖像，以及激發(fā)波長分布，其引起熒光材料層發(fā)熒光并且輸出大量熒光成像光，使得激發(fā)波長分布可以用于獲取熒光圖像；以及在步驟(b)，第一配置包括配置可控制的照明以輸出非激發(fā)波長分布并且不輸出激發(fā)波長分布。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，可控制的照明包括環(huán)形燈，并且第一配置包括從環(huán)形燈輸出非激發(fā)波長分布。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，獲取熒光圖像包括配置可控制的照明以輸出激發(fā)波長分布并且不輸出非激發(fā)波長分布。
全文摘要
公開精密阻焊劑配準(zhǔn)檢查方法，并且公開了一種操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)以確定用于獲取熒光圖像的熒光成像高度的方法，所述熒光圖像用于可重復(fù)地確定熒光材料內(nèi)的特征的位置。確定暴露在熒光材料之外的暴露工件部分的高度(例如，使用高度傳感器或者自動(dòng)聚焦操作)。確定的高度是可重復(fù)的。暴露部分相對(duì)熒光材料和/或位于其中的特征具有特性高度。相對(duì)暴露部分的確定高度來確定可能在熒光材料內(nèi)部的熒光成像高度。確定熒光成像高度，使得其在作為結(jié)果的熒光圖像中增強(qiáng)對(duì)位于熒光材料內(nèi)的期望特征的檢測。對(duì)于多種工件，該方法比之前的已知方法提供了更可靠地自動(dòng)獲取適當(dāng)聚焦的熒光圖像。
文檔編號(hào)G01N21/64GK102538669SQ20111030967
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者M.L.德蘭尼 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三豐