三維測定裝置、三維測定方法以及基板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三維測定裝置、三維測定方法以及基板的制造方法，該三維測定裝置能夠提高利用照度差立體法進(jìn)行的測定的精度。三維測定裝置具有高度測定部、三維形狀測定部以及校正部。所述高度測定部構(gòu)成為，對測定對象物的規(guī)定位置的高度或者高度位移進(jìn)行測定。所述三維形狀測定部構(gòu)成為，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定。所述校正部構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
【專利說明】三維測定裝置、三維測定方法以及基板的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及對測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定的三維測定裝置等的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，存在利用照度差立體法的三維形狀測定方法。在照度差立體法中，首先，利用光照射方向不同的大于或等于3個照明設(shè)備對測定對象物順序地照射光，在每次切換照明設(shè)備時利用拍攝部對測定對象物進(jìn)行拍攝。然后，基于利用拍攝部得到的大于或等于3個圖像，將測定對象物表面各點(diǎn)處的法線方向作為法線圖而取得。
[0003]由此，能夠三維地對測定對象物進(jìn)行測定。此外，如果將照射方向不同的光向測定對象物照射而拍攝到的大于或等于3個的圖像存在，則能夠利用照度差立體法對測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定。
[0004]在專利文獻(xiàn)I中，公開了一種外觀檢查裝置，其利用照度差立體法對印刷有焊料的基板或搭載有電子部件的基板的外觀進(jìn)行檢查。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 237034號公報
[0006]通常，在應(yīng)用照度差立體法時以下兩點(diǎn)成為條件，S卩，測定對象物的測定面進(jìn)行漫反射(朗伯反射)、以及形狀變化為線型。測定面的形態(tài)越偏離該條件，利用照度差立體法得到的測定數(shù)據(jù)的誤差越大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本技術(shù)的目的在于，提供一種能夠提高利用照度差立體法的測定精度的三維測定
目.-rf* ο
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)所涉及的三維測定裝置具有高度測定部、三維形狀測定部以及校正部。
[0009]所述高度測定部構(gòu)成為，對測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定。
[0010]所述三維形狀測定部構(gòu)成為，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定。
[0011]所述校正部構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0012]該三維測定裝置基于由所述高度測定部得到的高精度的數(shù)據(jù)，對利用照度差立體法測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，因此，能夠提高利用照度差立體法的測定精度。
[0013]所述三維形狀測定部也可以包含照度差立體圖像取得部，該照度差立體圖像取得部構(gòu)成為，通過利用拍攝設(shè)備對包含測定對象物在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行拍攝，從而取得大于或等于3個圖像，所述測定對象物被大于或等于3個光源分別單獨(dú)地照射光。由此，能夠利用照度差立體法測定三維形狀。
[0014]所述三維測定裝置也可以還具有圖像處理部。
[0015]所述圖像取得部也可以構(gòu)成為，通過利用所述拍攝設(shè)備對所述測定對象物進(jìn)行拍攝，從而取得包含所述測定對象物的圖像，所述測定對象物被包含有所述大于或等于3個光源的照射方向的光照射。
[0016]所述圖像處理部也可以構(gòu)成為，對由所述圖像取得部得到的包含所述測定對象物的圖像內(nèi)的多個區(qū)域進(jìn)行提取。圖像處理部通過將包含測定對象物的圖像區(qū)分為多個區(qū)域，從而能夠基于這些區(qū)域利用高度測定部和/或三維形狀測定部進(jìn)行測定，能夠提高測定精度。
[0017]所述高度測定部也可以沿橫穿由所述圖像處理部得到的所述多個區(qū)域的線，對所述測定對象物的高度進(jìn)行測定。此外，如果存在作為測定點(diǎn)的大于或等于2個點(diǎn)，則能夠構(gòu)成線段，如果存在作為測定點(diǎn)的大于或等于3個點(diǎn)，則能夠構(gòu)成面，因此能夠進(jìn)一步提高精度。
[0018]所述三維形狀測定部也可以針對每個由所述圖像處理部提取出的區(qū)域，測定所述三維形狀。
[0019]所述校正部也可以基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)和由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)的差，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。由此，校正部能夠求出由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)和由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)之間的誤差，并基于該誤差進(jìn)行校正。
[0020]所述校正部也可以從由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)中去除所述差的量。
[0021]所述高度測定部也可以具有位移計。通過使用位移計而提高高度測定部的測定精度。
[0022]本技術(shù)的其他方式所涉及的三維測定裝置具有大于或等于3個光源、拍攝設(shè)備、高度測定部、三維形狀測定部以及校正部。
[0023]并且，所述拍攝設(shè)備能夠?qū)y定對象物進(jìn)行拍攝。
[0024]并且，所述高度測定部構(gòu)成為，對所述測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定。
[0025]并且，所述三維形狀測定部構(gòu)成為，使用所述大于或等于3個光源以及所述拍攝設(shè)備，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定。
[0026]并且，所述校正部構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0027]所述三維測定裝置也可以還具有:保持部，其對作為所述測定對象物的基板進(jìn)行保持；支撐部，其配置在所述保持部上，一體地支撐所述拍攝設(shè)備以及所述大于或等于3個光源；以及移動機(jī)構(gòu)，其使所述保持部和所述支撐部相對地移動。
[0028]在本技術(shù)所涉及的三維測定方法中，包含對測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定的步驟。
[0029]并且，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定。
[0030]并且，基于通過所述高度或高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0031]本技術(shù)所涉及的用于三維測定的程序使三維測定裝置執(zhí)行以下各步驟。這些步驟是，對測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定的步驟、利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定的步驟、基于通過所述高度或者高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀的測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的步驟。
[0032]本技術(shù)所涉及的基板的制造方法包含在基板上安裝部件或者形成焊料的步驟。對所述基板上的所述部件或者所述焊料的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定。
[0033]并且，利用照度差立體法對所述部件或者所述焊料的三維形狀進(jìn)行測定。
[0034]并且，基于通過所述高度或者高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0035]發(fā)明的效果
[0036]以上，根據(jù)本技術(shù)，能夠提高使用照度差立體法的測定精度。
[0037]此外，這里記載的效果并不被限定，也可以是本發(fā)明中公開記載的任意一個效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是表示使用本技術(shù)所涉及的三維測定裝置的檢查裝置的斜視圖。
[0039]圖2是從安裝基板的輸送方向觀察圖1所示的檢查裝置的圖。
[0040]圖3是從Z方向觀察的拍攝單元的概略圖。
[0041]圖4是按照功能表示檢查裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
[0042]圖5是表示檢查裝置的動作的流程圖。
[0043]圖6示出拍攝設(shè)備的拍攝區(qū)域的例子。
[0044]圖7是用于說明通過步驟106提取出的圖像內(nèi)的區(qū)域分類的圖。
[0045]圖8示出測定對象物的測定面和空間坐標(biāo)系的關(guān)系。
[0046]圖9示出基于通過照度差立體法計算出的斜度場數(shù)據(jù)的曲線。
[0047]圖10示出基于校正后的斜度場數(shù)據(jù)的曲線。
[0048]標(biāo)號的說明
[0049]PA…拍攝區(qū)域
[0050]P2…電子部件
[0051]I…基板
[0052]10…輸送部
[0053]15…控制部
[0054]16…圖像處理部
[0055]I7…圖像存儲部
[0056]20…支撐部
[0057]30…拍攝單元
[0058]31…拍攝設(shè)備
[0059]32…照明部
[0060]3?…圓頂部件
[0061]32b…照明設(shè)備
[0062]33…激光位移計
[0063]40…移動機(jī)構(gòu)
[0064]100…檢查裝置

【具體實施方式】
[0065]下面，參照附圖，對本技術(shù)的實施方式進(jìn)行說明。
[0066]1.使用三維測定裝置的檢查裝置的結(jié)構(gòu)
[0067]I)檢查裝置的結(jié)構(gòu)
[0068]圖1是表示使用本技術(shù)所涉及的三維測定裝置的檢查裝置的斜視圖。圖2是從安裝基板的輸送方向觀察圖1所示的檢查裝置100的圖。
[0069]該檢查裝置100是，在利用例如安裝機(jī)向安裝基板等基板上安裝電子部件后，對基板上的電子部件的安裝狀態(tài)進(jìn)行檢查的裝置。
[0070]檢查裝置100具有輸送部10,該輸送部10沿輸送方向(X方向)輸送基板I,并使正輸送的基板I在規(guī)定位置停止。檢查裝置100具在支撐部20，該支撐部20從下方支撐已停止于停止目標(biāo)位置的基板I。
[0071]檢查裝置100具有拍攝單元30和移動機(jī)構(gòu)40，該拍攝單元30具有:照明部32，其向由支撐部20支撐的基板I照射光；以及拍攝設(shè)備31，其對被照射光的基板I進(jìn)行拍攝，該移動機(jī)構(gòu)40使拍攝單元30在X及Y方向上移動。
[0072]作為檢查裝置100的檢查對象的基板1，例如在俯視觀察時具有矩形形狀。在基板I上設(shè)置有多個對準(zhǔn)標(biāo)記3 (參照圖1)。在圖1中，示出了在基板I的對角線上的角部附近設(shè)置對準(zhǔn)標(biāo)記3的情況的一個例子。
[0073]輸送部10具有2個引導(dǎo)部11，這2個引導(dǎo)部11從兩側(cè)夾持基板I，沿輸送方向?qū)錓進(jìn)行引導(dǎo)。各引導(dǎo)部11是具有在基板I的輸送方向上較長的形狀的板狀部件。在各引導(dǎo)部11的下側(cè)，分別設(shè)置有多個從下方支撐引導(dǎo)部11的腳部12。各引導(dǎo)部11經(jīng)由該腳部12安裝在檢查裝置100的基座(未圖示)上。
[0074]支撐部20具有:支撐板21，其構(gòu)成為能夠升降；以及多個支撐銷22，其直立設(shè)置在該支撐板21上。
[0075]在各引導(dǎo)部11內(nèi)側(cè)的側(cè)面，分別設(shè)置有能夠正反轉(zhuǎn)動的輸送帶13。輸送部10能夠通過該輸送帶13的驅(qū)動將基板I輸送至進(jìn)行檢查處理的規(guī)定位置(配置支撐部20的位置)，并將檢查結(jié)束后的基板I搬出。
[0076]各引導(dǎo)部11形成為上端部向內(nèi)側(cè)彎曲。在利用支撐部20使基板I向上方移動時，通過使引導(dǎo)部11的上端部與基板I的上側(cè)抵接，從而能夠利用該上端部以及支撐部20對基板I的兩側(cè)進(jìn)行夾持。這樣，對基板I進(jìn)行保持，在被保持的狀態(tài)下利用拍攝單元30進(jìn)行檢查處理。在這種情況下，輸送部10或者支撐部20作為保持基板的“保持部”起作用。
[0077]圖3是從Z方向觀察的拍攝單元30的概略圖。拍攝單元30的照明部32具有:圓頂形狀的圓頂部件32a，在其頂部形成開口 ；以及大于或等于3個照明設(shè)備(光源)32b，其配置在圓頂部件32a的內(nèi)側(cè)。I個照明設(shè)備32b例如由I個或者多個LED(Light EmittingD1de)構(gòu)成。照明設(shè)備32b例如設(shè)置有8個，配置在以拍攝單元30的主光軸(Z方向)為中心的圓周上。這些照明設(shè)備32b例如以相等角度間隔配置。
[0078]圓頂部件32a作為一體地支撐拍攝設(shè)備31以及多個照明設(shè)備32b的“支撐部”起作用。
[0079]拍攝設(shè)備31固定在照明部32的圓頂部件32a的上側(cè)、且圓頂部件32a上設(shè)置的開口位置處，其主光軸配置為與基板I的檢查面垂直。拍攝設(shè)備31具有CCD傳感器(CCD:Charge Coupled Device)、或者 CMOS 傳感器(CMOS:Complementary Metal OxideSemiconductor)等拍攝元件和成像透鏡等光學(xué)系統(tǒng)。
[0080]拍攝設(shè)備31與后述的控制部15的控制相對應(yīng)，對基板I上的對準(zhǔn)標(biāo)記3進(jìn)行拍攝，并對基板I的檢查面進(jìn)行拍攝。拍攝設(shè)備31的拍攝區(qū)域例如設(shè)為35mmX35mm的程度。在利用拍攝設(shè)備31對基板I的檢查面進(jìn)行拍攝時，拍攝設(shè)備31通過移動機(jī)構(gòu)40在X及Y軸方向上移動，分多次對需要檢查的基板I上的區(qū)域進(jìn)行拍攝。另外，拍攝設(shè)備31如后述所示在后述的測定對象物的三維測定時使用。
[0081]在圖所示的例子中，示出了拍攝單元30的數(shù)量為I個的情況，但拍攝單元30的數(shù)量也可以大于或等于2個。
[0082]檢查裝置100具有激光位移計33，該激光位移計33設(shè)置為能夠與拍攝單元30 —體地移動。例如激光位移計33安裝在拍攝設(shè)備31的側(cè)部。激光位移計33對基板I上的測定對象物即電子部件的規(guī)定位置的高度或者高度位移進(jìn)行測定。
[0083]2)檢查裝置的電氣結(jié)構(gòu)
[0084]圖4是按照功能表示檢查裝置100的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
[0085]檢查裝置100具有控制部15、圖像處理部16以及圖像存儲部17。另外，檢查裝置100具有上述的移動機(jī)構(gòu)40、激光位移計33、拍攝設(shè)備31以及照明部32。
[0086]圖像處理部16根據(jù)控制部15的控制，對由拍攝設(shè)備31得到的基板I上的圖像進(jìn)行處理。圖像存儲部17存儲由圖像處理部16處理后的圖像數(shù)據(jù)。
[0087]控制部15 至少具有例如 CPU (Central Processing Unit)以及RAM(Random AccessMemory)、ROM (Read Only Memory)等在計算機(jī)中使用的硬件要素。控制部15也可以通過FPGA (Field Programmable Gate Array)等的 PLD (Programmable Logic Device)、其他的ASIC (Applicat1n Specific Integrated Circuit)等設(shè)備而實現(xiàn)。
[0088]控制部15能夠?qū)Χ鄠€照明設(shè)備32b分別進(jìn)行接通及斷開?？刂撇?5例如能夠使至少一個照明設(shè)備32b點(diǎn)燈，并且能夠使全部8個照明設(shè)備32b同時點(diǎn)燈。
[0089]2.檢查裝置的動作
[0090]圖5是表示基板的制造方法的一部分即利用檢查裝置100進(jìn)行的動作的流程圖。
[0091]控制部15使拍攝單元30移動至由輸送部10搬入的基板I的上方，利用拍攝設(shè)備31拍攝基板I上的對準(zhǔn)標(biāo)記。由此，對基板I和拍攝單元30相對地進(jìn)行定位(步驟101)。另外，由此確定檢查裝置100的系統(tǒng)內(nèi)統(tǒng)一的坐標(biāo)系。
[0092]控制部15使照明設(shè)備32b逐一地分別點(diǎn)燈，利用位于一定位置處的拍攝設(shè)備31，對應(yīng)于每次點(diǎn)燈切換而對基板I上的規(guī)定區(qū)域進(jìn)行拍攝(步驟102)。
[0093]規(guī)定區(qū)域(拍攝區(qū)域PA)如圖6所示，是包含安裝在基板I的安裝面Pl上的、成為測定對象的例如大于或等于I個電子部件P2在內(nèi)的區(qū)域。
[0094]在存在多個成為測定對象的電子部件的情況下，有時拍攝區(qū)域PA與這些電子部件相對應(yīng)而成為多個?；蛘?，拍攝設(shè)備31也可以將包含多個電子部件P2在內(nèi)的I個區(qū)域作為I個拍攝區(qū)域PA而進(jìn)行拍攝，還可以將基板I整體作為I個拍攝區(qū)域而進(jìn)行拍攝。即，能夠根據(jù)成為測定對象的電子部件的數(shù)量、大小、配置以及拍攝設(shè)備31所具有的視角及分辨率，而適當(dāng)設(shè)定拍攝區(qū)域PA。
[0095]通過步驟102，控制部15取得利用8個不同方向的光照射的測定對象物的8個拍攝區(qū)域PA的圖像(步驟103)。為了便于說明，以下將這些多個圖像稱為“圖像A”。上述多個(8個)圖像在用于利用照度差立體法進(jìn)行的三維形狀測定的計算中被使用。在這種情況下，控制部15作為“照度差立體圖像取得部”起作用。
[0096]控制部15將拍攝到的圖像A經(jīng)由圖像處理部16向圖像存儲部17中存儲。圖像A可以是彩色圖像，也可以是黑白圖像。
[0097]另外，控制部15在使全部照明設(shè)備32b點(diǎn)燈的狀態(tài)下，即，將包含8個照明設(shè)備32b的照射方向的光向測定對象物照射的狀態(tài)下，利用拍攝設(shè)備31對測定對象物進(jìn)行拍攝(步驟104)。由此，控制部15取得包含測定對象物在內(nèi)的拍攝區(qū)域PA的I個圖像(步驟105)。在這種情況下，控制部15作為“圖像取得部”起作用。為了便于說明，以下將該I個圖像稱為“圖像B”。
[0098]圖像B可以不一定是利用全部8個照明設(shè)備32b照射的圖像，也可以是利用8個照明設(shè)備32b中例如位于以光軸為中心的點(diǎn)對稱位置處的規(guī)定數(shù)量的照明設(shè)備32b照射的圖像。
[0099]控制部15將拍攝到的圖像B經(jīng)由圖像處理部16向圖像存儲部17中存儲。圖像B可以是彩色圖像，也可以是黑白圖像，優(yōu)選與圖像A的上述選擇相同。
[0100]控制部15利用圖像處理部16對圖像B進(jìn)行解析。圖6示出了如上述所示規(guī)定的區(qū)域PA的圖像(例如圖像B)的例子。在該例子中，電子部件P2是電阻等無源元件(passiveelement) 0圖像處理部16通過基于圖像B的像素值(亮度值)的邊緣處理等，從圖像B中提取出多個區(qū)域(步驟106)。該多個區(qū)域是根據(jù)位于拍攝區(qū)域PA內(nèi)的對象物的材質(zhì)不同而區(qū)分出的區(qū)域。即，其原因在于，由于材質(zhì)的不同，而使照明光的反射率以及反射方向等反射方式不同。
[0101]圖7是用于說明通過步驟106得到的區(qū)域的分類的圖。區(qū)域(I)是基板I的表面(安裝面)P1，區(qū)域⑵及⑷是電子部件P2的電極部，區(qū)域(3)是電子部件P2的樹脂封裝部。
[0102]然后，控制部15通過對移動機(jī)構(gòu)40的動作進(jìn)行控制，從而以橫穿上述提取出的多個區(qū)域(I)?(4)的方式，使支撐在拍攝單元30上的激光位移計33移動。
[0103]控制部15 —邊使激光位移計33如上述所示進(jìn)行掃描，一邊利用該激光位移計33，對電子部件P2的相距安裝面Pl的高度進(jìn)行測定(步驟107)。即，控制部15對該電子部件P2的高度(即高度位移)進(jìn)行測定。在這種情況下，激光位移計33以及控制部15作為“高度測定部”起作用。
[0104]圖8示出測定對象物的測定面R和空間坐標(biāo)系的關(guān)系。控制部15對應(yīng)于每個通過步驟106提取出的區(qū)域，利用照度差立體法，生成上述每個區(qū)域的斜度場C (p，q)(步驟
108)。P= δ ζ/ δ X，q = δ ζ/ δ y。在這種情況下，至少控制部15作為“三維形狀測定部”起作用。
[0105]具體地說，控制部15利用已知的各照明設(shè)備32b的相對位置以及已知的各照明設(shè)備32b的照射方向，基于提取出的各區(qū)域(I)?(4)內(nèi)的亮度值等，對應(yīng)于上述每個區(qū)域，計算P = δ ζ/ δ x>q = δ ζ/ δ yD對于測定點(diǎn),例如設(shè)在圖7所示的線段上,對應(yīng)于每個區(qū)域設(shè)置至少I個點(diǎn)(像素)。
[0106]通過步驟108得到的斜度場P、q的數(shù)據(jù)，表示包含安裝面Pl的電子部件P2的形狀。圖9示出基于該斜度場p、q的數(shù)據(jù)的曲線。該曲線形狀具有與各區(qū)域(I)?(4)對應(yīng)的形狀。
[0107]然后，控制部15基于由激光位移計33得到的數(shù)據(jù)，對斜度場P、q進(jìn)行校正(步驟
109)。在這種情況下，控制部15作為“校正部”起作用。取得對應(yīng)于每個區(qū)域而劃分的圖7所示線段上的、激光位移計33的測定數(shù)據(jù)(pm、qm)和與這些測定數(shù)據(jù)(pm、qm)對應(yīng)的斜度場(P、q)之間的差(誤差)，將這些差的集合分別作為(ep、eq)(參照下面的公式)。η是測定次數(shù)，即測定點(diǎn)的數(shù)量。
[0108][公式I]
[0109]epL n = p(xL.n, yL.n)-pm(X1..η, yL.η)
[0110]eq!..η = q (X1..η，yL.η) -qm (X1..η, yL.η)
[0111]將基于點(diǎn)列印^、eq,.n計算出的近似式分別作為e(X)、e(y)，控制部15利用以下的公式對斜度場C(p、q)進(jìn)行校正。將校正后的斜度場作為pf、qf。即，校正后的斜度場Pf、Qf表示從利用照度差立體法進(jìn)行的三維形狀測定的數(shù)據(jù)中去除了上述誤差后的值。
[0112][公式2]
[0113]pf (x, y) = p(x, y)-e(x)
[0114]qf(x, y) = q(x, y)-e(y)
[0115]用于求出上述近似式e(x)、e(y)的近似方法，不特別地限定，但例如可以使用平均法、雙線性法、或者η次近似(例如2次近似)等。
[0116]校正后的斜度場pf、qf例如如圖10所示，與圖9所示的曲線相比，示出對該高度信息進(jìn)行校正后的曲線。
[0117]3.總結(jié)
[0118]本實施方式所涉及的檢查裝置100基于由激光位移計33得到的高精度的數(shù)據(jù)，對通過使用照度差立體法的測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，因此能夠提高使用照度差立體法的測定的精度。
[0119]特別地，對于包含多種不同材質(zhì)在內(nèi)的區(qū)域，由于具有分別不同的反射率，所以如果使用照度差立體法則無法得到高精度的三維形狀數(shù)據(jù)。但是，通過使用由激光位移計33得到的高精度的數(shù)據(jù)，從而即使測定對象物具有多種不同的材質(zhì)，也能夠提高利用照度差立體法的測定數(shù)據(jù)的精度。
[0120]例如，相比于使用一維激光位移計并通過使該一維激光位移計在二維區(qū)域整體內(nèi)進(jìn)行掃描，從而對三維形狀進(jìn)行測定的方法，根據(jù)本實施方式所涉及的三維測定，能夠高速地測定三維形狀。另外，由于不需要使用二維激光位移計等高價的測定器，因此能夠廉價地進(jìn)行三維形狀的測定。
[0121]通過將本技術(shù)的三維測定方法應(yīng)用于檢查裝置100，從而能夠在利用現(xiàn)有的檢查裝置100的檢查項目的基礎(chǔ)上，進(jìn)行利用該三維形狀測定的檢查。因此，能夠利用I臺檢查裝置100實現(xiàn)多種檢查處理，能夠提高產(chǎn)品的可靠性。
[0122]4.其他的實施方式
[0123]本技術(shù)并不限定于以上說明的實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)其他的各種實施方式。
[0124]上述實施方式所涉及的檢查裝置100特別地對安裝在基板I上的電子部件的狀態(tài)進(jìn)行檢查，但例如也可以對形成在基板I上的焊料的狀態(tài)進(jìn)行檢查。在該情況下，對焊料的狀態(tài)進(jìn)行檢查的檢查裝置也可以使用該三維形狀的測定數(shù)據(jù)而計算出焊料的體積。
[0125]作為測定對象物，也可以不是如上述所示的無源元件，能夠針對包含有源元件(active element)在內(nèi)的各種元件應(yīng)用本技術(shù)。
[0126]或者，也可以不將三維測定裝置應(yīng)用于檢查裝置100，而使三維測定裝置成為具有單獨(dú)的三維測定功能的裝置。例如，本技術(shù)也可以應(yīng)用于在醫(yī)療領(lǐng)域或其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中使用的三維測定裝置。
[0127]如圖7所示，使激光位移計33進(jìn)行掃描的方向是X方向，但也可以是包含X及Y這兩個方向成分的掃描方向。由此，能夠?qū)y定點(diǎn)的數(shù)量設(shè)得較多，能夠提高計算的準(zhǔn)確性?；蛘撸部梢栽贗個測定對象物內(nèi)沿多個方向的線進(jìn)行掃描。
[0128]在圖6所示的例子中，利用拍攝設(shè)備31拍攝的拍攝區(qū)域PA是包含I個電子部件P2的圖像在內(nèi)的區(qū)域。但是，例如在該拍攝區(qū)域包含多個電子部件的圖像的情況下，控制部15也可以具有與該多個電子部件的相對配置、姿態(tài)、方向等對應(yīng)的位移計掃描處理算法。由此，能夠提高檢查的時間效率。
[0129]在上述實施方式中使用了激光位移計，但也可以是利用光干涉的位移計、利用超聲波的位移計、接觸式的位移計等。并不限于位移計，只要存在能夠利用例如光切斷法等，例如對測定對象物照射至少一維狀的光并能夠檢測出該光的反射狀態(tài)的傳感器即可，可以是任何設(shè)備。
[0130]可以使圖5所示的步驟102(及103)和步驟104(及105)的順序相反。
[0131]或者，也可以分別改變照明光的波長而同時進(jìn)行上述步驟102以及步驟104。在這種情況下，例如用于取得圖像A的拍攝使用可見光，用于取得圖像B的拍攝使用紅外線，由此能夠同時對這些圖像進(jìn)行拍攝。在這種情況下，拍攝設(shè)備需要具有能夠分別檢測出這些不同波長的光的圖像傳感器。
[0132]或者，圖像處理部16也可以通過對在步驟102 (及103)中得到的圖像A進(jìn)行處理，而生成圖像B。在這種情況下，不需要步驟104及105。
[0133]在上述實施方式中，拍攝單元構(gòu)成為相對于由輸送部10保持的基板進(jìn)行移動，但是，也可以構(gòu)成為，拍攝單元是固定的，使保持基板的保持部相對于拍攝單元移動。
[0134]在上述實施方式中，成為光源的照明設(shè)備32b的數(shù)量是8個，但只要有至少3個即可，也可以是大于或等于9個。
[0135]在上述實施方式中，在拍攝單元30上一體地支撐激光位移計33，但檢查裝置也可以具有使它們分別進(jìn)行移動的機(jī)構(gòu)。
[0136]在上述實施方式中，作為激光位移計33的高度測定部橫穿電子部件的多個區(qū)域
(I)?(4)而對高度位移進(jìn)行測定。并不限于這種測定方法，高度測定部例如也可以對應(yīng)于上述每個區(qū)域，在至少一個測定點(diǎn)處對高度進(jìn)行測定。
[0137]在以上說明的各方式的特征部分中，能夠?qū)⒅辽?個特征部分進(jìn)行組合。
[0138]本技術(shù)能夠采用以下結(jié)構(gòu)。
[0139](I)
[0140]一種三維測定裝置，其具有:
[0141]高度測定部，其構(gòu)成為，對測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定;
[0142]三維形狀測定部，其構(gòu)成為，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定；以及
[0143]校正部，其構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0144](2)
[0145]根據(jù)(I)所述的三維測定裝置，
[0146]所述三維形狀測定部包含照度差立體圖像取得部，該照度差立體圖像取得部構(gòu)成為，通過利用拍攝設(shè)備對包含測定對象物在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行拍攝，從而取得大于或等于3個圖像，所述測定對象物被大于或等于3個光源分別單獨(dú)地照射光。
[0147](3)
[0148]根據(jù)(2)所述的三維測定裝置，其還具有，
[0149]圖像取得部，其構(gòu)成為，通過利用所述拍攝設(shè)備對所述測定對象物進(jìn)行拍攝，從而取得包含所述測定對象物的圖像，所述測定對象物被包含有所述大于或等于3個光源的照射方向的光照射；以及，
[0150]圖像處理部，其構(gòu)成為，對由所述圖像取得部得到的包含所述測定對象物的圖像內(nèi)的多個區(qū)域進(jìn)行提取。
[0151](4)
[0152]根據(jù)(3)所述的三維測定裝置，
[0153]所述高度測定部沿橫穿由所述圖像處理部得到的所述多個區(qū)域的線，對所述測定對象物的高度進(jìn)行測定。
[0154](5)
[0155]根據(jù)⑶或⑷所述的三維測定裝置，
[0156]所述三維形狀測定部針對每個由所述圖像處理部提取出的區(qū)域，測定所述三維形狀。
[0157](6)
[0158]根據(jù)(I)至(5)中任一項所述的三維測定裝置，
[0159]所述校正部基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)和由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)的差，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0160](7)
[0161]根據(jù)(6)所述的三維測定裝置，
[0162]所述校正部從由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)中去除所述差的量。
[0163](8)
[0164]根據(jù)(I)至(J)中任一項所述的三維測定裝置，
[0165]所述高度測定部具有位移計。
[0166](9)
[0167]一種三維測定裝置，其具有:
[0168]大于或等于3個光源；
[0169]拍攝設(shè)備，其能夠?qū)y定對象物進(jìn)行拍攝；
[0170]高度測定部，其構(gòu)成為，對所述測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定；
[0171]三維形狀測定部，其構(gòu)成為，使用所述大于或等于3個光源以及所述拍攝設(shè)備，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定；以及
[0172]校正部，其構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0173](10)
[0174]根據(jù)(9)所述的三維測定裝置，其還具有:
[0175]保持部，其對作為所述測定對象物的基板進(jìn)行保持；
[0176]支撐部，其配置在所述保持部上，一體地支撐所述拍攝設(shè)備以及所述大于或等于3個光源；以及
[0177]移動機(jī)構(gòu)，其使所述保持部和所述支撐部相對地移動。
[0178](11)
[0179]一種三維測定方法，在該方法中，
[0180]對測定對象物的規(guī)定位置的高度或者高度位移進(jìn)行測定，
[0181]利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定，
[0182]基于通過所述高度或高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0183](12)
[0184]一種基板的制造方法，在該方法中，
[0185]在基板上安裝部件或者形成焊料，
[0186]對所述基板上的所述部件或者所述焊料的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定，
[0187]利用照度差立體法對所述部件或者所述焊料的三維形狀進(jìn)行測定，
[0188]基于通過所述高度或者高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
【權(quán)利要求】
1.一種三維測定裝置，其具有: 高度測定部，其構(gòu)成為，對測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定； 三維形狀測定部，其構(gòu)成為，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定；以及 校正部，其構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測定裝置， 所述三維形狀測定部包含照度差立體圖像取得部，該照度差立體圖像取得部構(gòu)成為，通過利用拍攝設(shè)備對包含測定對象物在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行拍攝，從而取得大于或等于3個圖像，所述測定對象物被大于或等于3個光源分別單獨(dú)地照射光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維測定裝置，其還具有: 圖像取得部，其構(gòu)成為，通過利用所述拍攝設(shè)備對所述測定對象物進(jìn)行拍攝，從而取得包含所述測定對象物的圖像，所述測定對象物被包含有所述大于或等于3個光源的照射方向的光照射；以及， 圖像處理部，其構(gòu)成為，對由所述圖像取得部得到的包含所述測定對象物的圖像內(nèi)的多個區(qū)域進(jìn)行提取。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維測定裝置， 所述高度測定部沿橫穿由所述圖像處理部得到的所述多個區(qū)域的線，對所述測定對象物的高度進(jìn)行測定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維測定裝置， 所述三維形狀測定部針對每個由所述圖像處理部提取出的區(qū)域，測定所述三維形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測定裝置， 所述校正部基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)和由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)的差，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維測定裝置， 所述校正部從由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)中去除所述差的量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測定裝置， 所述高度測定部具有位移計。
9.一種三維測定裝置，其具有: 大于或等于3個光源； 拍攝設(shè)備，其能夠?qū)y定對象物進(jìn)行拍攝； 高度測定部，其構(gòu)成為，對所述測定對象物的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定; 三維形狀測定部，其構(gòu)成為，使用所述大于或等于3個光源以及所述拍攝設(shè)備，利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定；以及 校正部，其構(gòu)成為，基于由所述高度測定部得到的數(shù)據(jù)，對由所述三維形狀測定部得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維測定裝置，其還具有: 保持部，其對作為所述測定對象物的基板進(jìn)行保持； 支撐部，其配置在所述保持部上，一體地支撐所述拍攝設(shè)備以及所述大于或等于3個光源；以及 移動機(jī)構(gòu)，其使所述保持部和所述支撐部相對地移動。
11.一種三維測定方法，在該方法中， 對測定對象物的規(guī)定位置的高度或者高度位移進(jìn)行測定， 利用照度差立體法對所述測定對象物的三維形狀進(jìn)行測定， 基于通過所述高度或高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
12.—種基板的制造方法，在該方法中， 在基板上安裝部件或者形成焊料， 對所述基板上的所述部件或者所述焊料的規(guī)定位置的高度、或者高度位移進(jìn)行測定， 利用照度差立體法對所述部件或者所述焊料的三維形狀進(jìn)行測定， 基于通過所述高度或者高度位移測定得到的數(shù)據(jù)，對通過所述三維形狀測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
【文檔編號】G01B11/24GK104515477SQ201410520476
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】杉浦崇正 申請人:重機(jī)自動化系統(tǒng)有限公司