检查方法

专利名称：检查方法
技术领域：
本发明的示例性实施例涉及一种检查方法(inspection method)。更具体地讲，本 发明的示例性实施例涉及一种用于形状测量设备(shape measurementapparatus)中的测 量目标(measurement target)的检查方法。
背景技术：
通常，在电子装置中采用至少一个印刷电路板(PCB)，诸如电路图案、连接焊盘部 件、电连接到连接焊盘部件的驱动器芯片等的各种电路元件安装在印刷电路板上。形状测量设备通常用于检查各种电路元件是否良好地形成或构造在印刷电路板 上。在传统的形状测量设备中，设置预定的检查区域以检查电路元件是否良好地形成 在检查区域中。在设置检查区域的传统方法中，简单地将电路元件在理论上所处的区域设 置为检查区域。当将检查区域设置在正确位置处时，良好地执行对期望的电路元件的测量。然而， 在诸如印刷电路板的测量目标中，会产生基础板的诸如翘曲(warp)、扭曲(twist)等的变 形(distortion)。因此，在设置检查区域的传统方法中，没有将检查区域正确地设置在期望 的位置处，与拍摄部分的相机中获得的图像对应的位置与电路元件实际存在的位置有一定 的不同。因此，需要设置检查区域以补偿测量目标的变形。

发明内容
本发明的示例性实施例提供了一种可以设置补偿了测量目标的变形的检查区域 的检查方法。本发明的示例性实施例还提供了一种设置检查区域的检查方法，其中，补偿了测 量目标的变形，并在相似的图案在板上相邻时通过设置并校验包括多个形状图案的特征来 正确地设置了检查区域。本发明的其他的特征将在下面的描述中阐述，且在部分上从描述中是明显的，或 者可以从本发明的实施中获知。本发明的示例性实施例公开了一种检查方法。所述包括如下步骤将测量目标设 置到载物台上；调用测量目标的参考数据；获得测量目标的测量数据；选择测量目标的测 量数据和参考数据中的至少一个特征对象；提取从参考数据和测量数据中的每个选择的特 征对象的至少一个特征变量；通过利用特征变量和量化的转换式来产生测量目标的改变 量；补偿产生的改变量，以设置检查区域。测量目标可以包括印刷电路板，特征对象可以包括形成在印刷电路板上的角点和 电路元件的形状、图案和孔中的至少一个，特征变量可以包括点的坐标、线的斜率、线的尺 寸、两个点的坐标之间的差异中的至少一个。
例如，测量目标的改变量可以包括垂直斜率的改变量和高度的改变量中的至少一 个。利用通过比较在参考数据中选择的特征对象的平面形状和与在获得的测量数据中的选 择的特征对象对应的特征目标的平面形状而产生的几何变形来获得垂直斜率的改变量。在一个示例性实施例中，在通过利用特征变量和量化的转换式来产生测量目标的 改变量的步骤之前，所述方法还可以包括如下步骤通过利用参考数据的特征变量和测量 数据的特征变量之间的位置改变、斜率改变、尺寸改变、变换度中的至少一个来设置转换等 式。设置转换式的步骤可以包括将与参考数据的特征对象对应的坐标空间设置为第一 坐标空间；将与测量数据的特征对象对应的坐标空间设置为第二坐标空间；将包括位置改 变、斜率改变、尺寸改变、变换度中的至少一个的第一坐标空间转换至第二坐标空间的坐标 转换关系式表示为包括至少一个未知量转换等式。设置检查空间的步骤可以包括将参考 数据的特征变量和测量数据的特征变量表示为转换等式；获得包括在转换等式中的未知 量，以最终确定转换式；通过利用最终确定的转换式来设置补偿了从改变量得出的变形的 检查区域。本发明的另一示例性实施例公开了一种检查方法。所述方法包括如下步骤将测 量目标设置到载物台上；调用包括测量目标的第一特征对象的参考数据；获得测量目标的 测量数据；从测量数据提取与第一特征对象对应的第二特征对象；比较第一特征对象的平 面形状和第二特征对象的平面形状，以检查并量化几何变形，从而产生沿测量目标的垂直 方向的改变量；基于改变量来设置检查区域。例如，第一特征对象可以具有多边形形状。本发明的示例性实施例公开了一种检查方法。所述检查方法包括如下步骤在板 上设置测量区域；调用测量区域的参考数据；获得测量区域的测量数据；按块在测量区域 中设置至少一个特征块；比较参考数据中的特征块的第一形状信息和测量数据中的特征块 的第二形状信息，以获得参考数据和测量数据之间的转换关系；通过利用转换关系来补偿 变形，以设置用于检查测量目标的检查区域。多个形状可以在与特征块对应的形状信息中。形状信息中的形状中的至少两个形 状可以基本相同。形状信息可以具有二维标识符。特征块可以为多个。在示例性实施例中， 比较参考数据中的与特征块对应的形状信息和测量数据中的与特征块对应的形状信息，以 获得参考数据和测量数据之间的转换关系的步骤可以包括从多个特征块选择至少两个特 征块；通过利用选择的至少两个特征块来获得参考数据和测量数据之间的量化的转换式。在示例性实施例中，按块在测量区域中设置预定的形状信息的至少一个特征块的 步骤可以包括设置比较特征块，以比较形状信息；设置校验特征块，以校验测量目标的设 置的检查区域的有效性。所述方法还可以包括通过利用校验特征块来判断测量目标的设置 的检查区域是否有效的步骤。校验检查目标的设置的检查区域是否有效的步骤可以包括 通过利用转换关系对校验特征块进行转换；测量校验特征块；比较经转换的特征块和测量 的校验特征块，以判断经转换的特征块和测量的校验特征块之间的位置差异是否在公差 内；当位置差异在公差外时，重新设置转换关系。在一个示例性实施例中，所述方法还可以包括叠置参考数据和测量数据的步骤。 另外，所述方法还可以包括通过利用叠置来去除特征块中的噪声图案。如上所述，考虑从测量目标的几何变形得出的测量目标的改变量，以补偿测量目标的改变量。因此，可以正确地设置测量目标的检查区域。另外，按块将在板上设置的测量区域中的预定的形状信息设置为特征块，比较与 参考数据和测量数据的特征块对应的形状信息，以获得参考数据和测量数据之间的转换关 系，从而正确地设置检查区域。另外，即使相似的图案在板上相邻，也可以在没有混淆的情况下指定特征块。此 外，可以通过设置并校验包括多个形状图案的特征块来正确地设置检查区域。另外，在与特征块对应的形状信息具有多个形状时，可以更为正确的获得转换关 系。在形状信息中的至少两个形状基本相同的情况下，按一块来比较形状信息，以减少错误 (mistakability)0另外，当在特征块中的形状信息具有二维标识符时，可以在比较形状信息的过程 中减少错误(mistakability)。另外，可以基于设置的检查区域来执行诸如部件的检查的工作，因此更为正确地 判断板是否良好。应该理解的是，前面的描述和后面的描述是示意性和说明性的，且意在为要求保 护的本发明提供进一步说明。


包括附图以提供对本发明的进一步理解，且将附图包括在本说明书中并构成本说 明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与描述一起用于说明本发明的原理。图1是示出根据本发明示例性实施例的利用检查方法的三维形状测量设备的示 意图。图2是示出根据本发明示例性实施例的检查方法的流程图。图3是示出在图2中示出的检查方法中获得测量目标的测量数据的详细方法的示 例性实施例的流程图。图4是示出在图2中示出的检查方法中获得测量目标的测量数据的详细方法的另 一示例性实施例的流程图。图5是示出在图2中示出的检查方法中的特征对象(feature object)的平面图。图6至图12是示出根据测量目标的几何变形的测量目标的改变量的示意图。图13是示出根据本发明示例性实施例的检查方法的流程图。图14是示出图13中示出的检查方法中的参考数据的示例的平面图。图15是示出图13中示出的检查方法中的测量数据的示例的平面图。图16是示出获得参考数据和测量数据之间的转换关系(conversionrelation)的 方法的示例性实施例的流程图。图17是示出校验设置的检查区域是否有效的方法的示例性实施例的流程图。
具体实施例方式在下文中参照示出了本发明的示例实施例的附图来更充分地描述本发明。然而， 本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该被理解为局限于在此提出的实施例。相反， 提供这些示例实施例使本公开将是彻底的和完全的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清晰起见，可以夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应该理解，当元件或层被称作“在”另一元件或另一层“上”、“连接到”另一元件或 另一层或者“结合到”另一元件或另一层时，该元件或层可以直接在另一元件或另一层上、 直接连接到另一元件或另一层或者直接结合到另一元件或另一层，或者可以存在中间元件 或中间层。相反，当元件被称作“直接在”另一元件或另一层“上”、“直接连接到”另一元件 或另一层或者“直接结合到”另一元件或另一层时，不存在中间元件或中间层。相同的标号 始终表示相同的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的 任意组合和所有组合。应该理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件、组 件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分并不应受这些术语的限 制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开 来。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可 被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。为了方便描述，在这里可使用如“在......之下”、“在......下方”、“下面的”、
“在......上方”、“上面的”等的空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与其它
元件或特征的关系。应该理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外 的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附图中装置被翻转，则描述为“在”其它 元件或特征“之下”或“下方”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，
示例性术语“在......下方”可包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。所
述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，并相应地解释这里使用的空间相对描 述符。这里使用的术语仅为了描述特定示例实施例的目的，而不意图限制本发明。如这 里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的 是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操 作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组 件和/或其组合。在此参照作为本发明的理想实施例(或中间结构)的示意性示出的剖视图来描述 本发明的实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的示出的形状变化。 因此，本发明的示例实施例不应该被解释为限制于在此示出的区域的具体形状，而应该包 括例如由制造导致的形状变形。例如，示出为矩形的注入区域通常在其边缘通常具有倒圆 或曲线的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样 地，通过注入形成的掩埋区域可导致在掩埋区域和通过其发生注入的表面之间的区域中出 现一定程度的注入。因此，在图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出 装置的区域的实际形状，也不意图限制本发明的范围。除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本 发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。将进一步理解，除非这里明 确定义，否则术语例如在通用的字典中定义的术语应该被解释为具有与相关领域的上下文 中它们的意思相一致的意思，而不是理想地或者过于正式地解释它们的意思。在下文中，将参照附图来描述根据本发明示例性实施例的检查方法。
图1是示出根据本发明示例性实施例的利用检查方法的三维形状测量设备的示 意图。参照图1，根据本发明示例性实施例的利用检查方法的三维形状测量设备可以包 括测量载物台部分100、图像拍摄部分200、第一照明部分300、第二照明部分400、图像获得 部分500、模块控制部分600、中央控制部分700。测量载物台部分100可以包括支撑测量目标10的载物台110和传送载物台110 的载物台传送单元120。在示例性实施例中，随着测量目标10因载物台110而相对于图像 拍摄部分200、第一照明部分300、第二照明部分400运动，可以在测量目标10中改变测量位置。图像拍摄部分200设置在载物台110上方，以接收测量目标10反射的光并测量测 量目标10的图像。即，图像拍摄部分200接收第一照明部分300和第二照明部分400出射 的并被测量目标10反射的光，并拍摄测量目标10的平面图像。图像拍摄部分200可以包括相机210、成像透镜220、滤波器230、灯240。相机210 接收测量目标10反射的光，并拍摄测量目标10的平面图像。相机210可以包括例如CCD 相机和CMOS相机中的一种。成像透镜220设置在相机210下方，以使测量目标10反射的 光在相机210上成像。滤波器230设置在成像透镜220下方，以对测量目标10反射的光进 行滤波，并将经滤波的光提供到成像透镜220。滤波器230可以包括例如频率滤波器、色彩 滤波器、光强度控制滤波器中的一种。灯240可以以圆形形状设置在滤波器230下方，以将 光提供到测量目标10，从而拍摄诸如测量目标10的二维形状的特定的图像。第一照明部分300可以设置例如在图像拍摄部分200的右侧处，以相对于支撑测 量目标10的载物台110倾斜。第一照明部分300可以包括第一照明单元310、第一光栅单 元320、第一光栅传送单元330、第一会聚透镜340。第一照明单元310可以包括光源和至少 一个透镜，以产生光，第一光栅单元320设置在第一照明单元310下方，以将第一照明单元 310产生的光改变为具有光栅图案的第一光栅图案光。第一光栅传送单元330连接到第一 光栅单元320，以传送第一光栅单元320，并可以包括例如压电传送单元和精细线性传送单 元(fine linear transfer unit)中的一种。第一会聚透镜340设置在第一光栅单元320 下方，以将第一光栅单元320出射的第一光栅图案光会聚在测量目标10上。例如，第二照明部分400可以设置在图像拍摄部分200的左侧处，以相对于支撑测 量目标10的载物台110倾斜。第二照明部分400可以包括第二照明单元410、第二光栅单 元420、第二光栅传送单元430、第二会聚透镜440。第二照明部分400与上面描述的第一照 明部分300基本相同，因此将省略任何进一步的描述。当在第一照明部分300中第一光栅传送单元330顺序移动第一光栅单元320达N 次，且N次第一光栅图案光照射到测量目标10上时，图像拍摄部分200可以顺序接收测量 目标10反射的N次第一光栅图案光，并拍摄N个第一图案图像。另外，当在第二照明部分 400中第二光栅传送单元430顺序移动第二光栅单元420达N次，且N次第二光栅图案光照 射到测量目标10上时，图像拍摄部分200可以顺序接收测量目标10反射的N次第二光栅 图案光，并拍摄N个第二图案图像。N是自然数，例如，可以为4。在示例性实施例中，第一照明部分300和第二照明部分400被描述为产生第一光 栅图案光和第二光栅图案光的照明设备。可选择地，照明部分的数量可以大于等于三个。换句话说，可以沿各种方向将光栅图案光照射到测量目标10上，且可以拍摄各种图案图像。 例如，当按等边三角形设置三个照明部分，且图像拍摄部分200位于等边三角形的中心时， 可以沿不同的方向将三道光栅图案光照射到测量目标10上。例如，当按方形设置四个照明 部分，且图像拍摄部分200位于方形的中心时，可以沿不同的方向将四道光栅图案光照射 到测量目标10上。图像获得部分500电连接到图像拍摄部分200的相机210，以从相机210获得图案 图像，并存储获得的图案图像。例如，图像获得部分500可以包括接收相机210中拍摄的N 个第一图案图像和N个第二图案图像并存储这些图像的图像系统。模块控制部分600电连接到测量载物台部分100、图像拍摄部分200、第一照明部 分300、第二照明部分400，以控制测量载物台部分100、图像拍摄部分200、第一照明部分 300、第二照明部分400。模块控制部分600可以包括例如照明控制器、光栅控制器、载物台 控制器。照明控制器控制第一照明单元310和第二照明单元410来产生光，光栅控制器控 制第一光栅传送单元330和第二光栅传送单元430来移动第一光栅单元320和第二光栅单 元420。载物台控制器控制载物台传输单元120以上下运动和左右运动的方式移动载物台 110。中央控制部分700电连接到图像获得部分500和模块控制部分600，以控制图像获 得部分500和模块控制部分600。具体地讲，中央控制部分700接收来自图像获得部分500 的图像系统的N个第一图案图像和N个第二图案图像，以处理这些图像，从而可以测量测量 目标的三维形状。另外，中央控制部分700可以控制模块控制部分600的照明控制器、光栅 控制器、载物台控制器。因此，中央控制部分可以包括图像处理板、控制板、接口板。为了通过利用上述三维形状测量设备来测量测量目标10中采用的印刷电路板的 形状，首先，设置用于测量的检查区域。当设置检查区域时，三维形状测量设备基于检查区 域来测量检查区域中的一部分。下文中，将参照附图详细描述检查方法。图2是示出根据本发明示例性实施例的检查方法的流程图。参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例，为了设置检查区域，首先，在步骤 S110中，将测量目标10设置在载物台110上。测量目标10可以包括例如印刷电路板或形成在印刷电路板上的部件、图案等。然后，在步骤S120中，调用测量目标10的参考数据。参考数据可以包括与测量目标10的设计参考对应的理论信息。参考数据可以包 括形成或设置在测量目标10上的各种电路元件的参考位置、参考形状等。即，参考数据可 以包括设置在测量目标10上的电路元件在理论上拥有的位置、形状等。在示例性实施例中，可以从记录有测量目标10的形状的格伯信息 (gerberinformation)或CAD信息得到参考数据。CAD信息或格伯信息可以包括测量目标 10的设计信息。在另一示例性实施例中，可以从学习模式下得到的学习信息获得参考数据。学习 模式可以顺序包括例如在数据库中搜索板信息、在数据库中没有板信息的情况下学习裸板 (bare board)，在通过学习裸板产生板信息之后在数据库中存储板信息。S卩，在学习模式下，学习印刷电路板的裸板，并获得印刷电路板的设计参考信息，可以由通过学习模式得到学习信息来获得参考数据。此后，在步骤S130中，获得测量目标的测量数据。测量数据表示通过测量测量目标10而获得的数据，例如，测量目标10的拍摄的图 像的数据。拍摄的图像可以为二维图像。测量数据可以包括实际形成或设置在测量目标10 上的各种电路元件的形成位置、形成形状等。即，测量数据可以包括实际形成在测量目标10 上的电路元件的位置、形状等。图3是示出在图2中示出的检查方法中获得测量目标的测量数据的详细方法的示 例性实施例的流程图。参照图1至图3，为了获得测量目标10的测量数据，首先，在步骤S132a中，将用于 测量二维图像的光照射到测量目标上。在一个实施例中，用于测量二维图像的光源可以包括图1中示出的灯240。可选择 地，图1中示出的三维形状测量设备可以包括可以在用于测量二维图像的光源中采用的用 于各种目的的二维图像测量光源。然后，在步骤S132b中，拍摄照射的光的反射图像，以获得二维测量数据。具体地讲，将用于测量二维图像的光源产生的光照射到测量目标10上。当测量目 标10反射照射的光时，图1中示出的图像拍摄部分200拍摄反射的图像，以获得二维测量 数据。图4是示出在图2中示出的检查方法中获得测量目标的测量数据的详细方法的另 一示例性实施例的流程图。参照图1、图2、图4，为了获得测量目标10的测量数据，在步骤S134a中，将用于测 量基于高度的三维图像(height-based three-dimensional image)的光源照射到测量目 标10上。在一个示例性实施例中，用于测量基于高度的三维图像的光源可以包括图1中示 出的第一照明部分300和第二照明部分400。可选择地，用于测量基于高度的三维图像的光 源可以包括的三个或更多个如在图1中描述的照明部分。然后，在步骤S134b中，拍摄照射的光的反射图像，以获得基于高度的三维测量数 据。具体地讲，将用于测量基于高度的三维图像的光源产生的图案光照射到测量目标 10上。当测量目标10反射照射的图案光时，图1中示出的图像拍摄部分200拍摄反射的图 像，以获得图案图像。如图1中所述，将图像拍摄部分200获得的图案图像存储在图像获得 部分500中，并在中央控制部分700中处理图案图像，以获得基于高度的三维测量数据。此后，在步骤S134c中，对基于高度的三维测量数据取平均，以获得二维测量数 据。即使基于高度的三维测量数据不直接包括二维测量数据，但是可以对基于高度的 三维测量数据取平均，以容易地获得二维测量数据。例如，通过对基于高度的三维测量数据取平均来获取二维测量数据的详细过程如 下。in = a + b cos ( + Ar) )[where As = 0,π/2，π,3π/2]
= a+bcosi2 = a+bcos 0 +/2)i3 = a+bcos (4) +)i4 = a+bcos +3 n /2)= a+bcosi2 = a-bsin4)i3 = a-bcosi4 = a+bsin4)
十“ + i-, + i, 人 a = -i--~~~-1
4在前述中，i是在获得基于高度的三维测量数据期间图像拍摄部分200获得的光 强度，a和b分别是平均值和幅值。例如，当利用四道光栅图案光来获得基于高度的三维测 量数据时，如上面所表示地得到可以用作二维测量数据的a。再次参照图1和图2，在步骤S 140中，比较测量目标10的测量数据和测量目标 10的参考数据，以选择至少一个特征对象。图5是示出在图2中示出的检查方法中的特征对象的平面图。参照图1、图2、图5，特征对象20是测量了将在下面进行描述的测量数据和参考 数据之间的改变量的目标。特征对象20存在于测量目标10中。在原理上，特征对象20可 以是存在于测量目标10中的任何对象。例如，特征对象20可以包括点22、线24、诸如四边 形26的包括点和线的图形中的至少一种。所述线可以包括直线和曲线，除了诸如圆形、多 边形等在数学上有定义的图形之外，所述图形还可以包括在数学上未进行定义的图形。在选择特征对象20的过程中，可以将测量目标10上的改变量容易测量且频繁发 现的对象选择为特征对象20。例如，当测量目标10是印刷电路板时，可以将形成在印刷电 路板上的图案和孔、各种电路元件的形状、图案的角点(comer point)中的至少一个选择为 特征对象20。在比较测量目标10的测量数据和测量目标10的参考数据之后，可以将存在于测 量数据和参考数据中的对象选择为特征对象20。此后，在步骤S150中，从参考数据和测量数据提取选择的特征对象20的至少一个 特征变量的值。例如，特征变量可以包括点的坐标、线的斜率、线的尺寸、两个点的坐标之间的差 异中的至少一个。当特征对象20是点22时，特征变量可以是点22的坐标、点22的半径等。 当特征对象20是线24时，特征变量可以是线24的两个端点的坐标、线24的中点的坐标、 线24的斜率、线24的长度、线24的宽度等。当特征对象20是例如四边形26的图形时，特 征变量可以为四边形26的每个角点的坐标、四边形26的每条边的斜率、四边形26的每条 边的长度、四边形26的角点的坐标之间的差异等。然后，在步骤S160中，通过利用特征变量的值和量化的转换式 (quantifiedconversion formula)来产生测量目标10的改变量。转换式是将参考数据数学地转换为测量数据的数学式。例如，转换式可以包括 根据仿身寸转换(affine conversion)或透视转换(perspective conversion)的坐标转换式，其中，点至点关系(point-to-point relation)被表示为n维空间中的第一阶形式 (first-order form)0测量目标10的改变量与测量目标10的因翘曲、扭曲等引起的变形度对应。可以 从在测量测量目标10的过程中产生的测量几何变形得到测量目标10的改变量。例如，可 以由因测量目标10的翘曲、扭曲等产生的几何变形而产生测量目标10的改变量。图6至图12是示出根据测量目标的几何变形的测量目标的改变量的示意图。参照图6至图12，测量目标10的改变量可以包括垂直斜率的改变量AV、高度的改 变量H、水平斜率的改变量AH、位置(x，y)的改变量(xl-xO，yl-y0)中的至少一个。图6是示出存在于测量目标10中的各种几何变形的状态的侧视图。图7是示出 从各种几何变形去除垂直斜率的改变量AV的状态的侧视图。图8是示出从图7中的几何 变形去除高度的改变量H的状态的侧视图。标号50指示理想平面，并与参考数据对应。图 9是图8的平面图。图10是示出从图9中的几何变形去除水平斜率的改变量AH的状态的 平面图。图11是示出从图10中的几何变形去除位置(x，y)的改变量(xl-x0，yl-y0)的状 态的平面图。图11是从各种几何变形去除垂直斜率的改变量AV、高度的改变量H、水平斜 率的改变量AH、位置(x，y)的改变量(xl-xO，yl-y0)的状态的平面图。图12是图6中示 出的测量目标10投影的平面图。因此，图11示出参考数据的示例，与图6对应的图12示 出测量数据的示例。在图12中，因为与测量目标10中的右部相比，左部与图像拍摄部分200 (参照图 1)更近，所以与左部的测量数据对应的测量图像拍摄得大。另外，因为与理想平面50相比， 左部和右部均与图像拍摄部分200更近，所以与测量数据对应的测量图像被拍摄得大于实 际尺寸。换句话说，在如上所述的在图像拍摄部分200中因测量目标10的几何变形而将左 部拍摄得大于右部，从而按与梯形相似的形状测量测量目标10的情况下，将上面描述的测 量目标10的基于高度的三维参考数据和测量目标10的测量的三维测量数据进行比较，以 根据透视转换(即，与测量目标10的垂直斜率的改变量对应的转换)检查并补偿测量目标 10的几何变形。在示例性实施例中，可以通过利用参考数据的特征变量的值和测量数据的特征变 量的值之间的位置改变、斜率改变、尺寸改变、变换度(transformationdegree)中的至少 一个来确定转换式。即，如上所述，如图11中的示例所述的参考数据和如图12中的示例所 述的测量数据中产生位置改变、斜率改变、尺寸改变、变换度等。变换度与距离变换或投影 变换产生的改变对应。可以预先将改变设置为转换式。即，将与图11中的参考数据的特征对象对应的坐 标空间设置为第一坐标空间，例如，(X，Y)空间，将与图12中的测量数据的特征对象对应的 坐标空间设置为第二坐标空间，例如，(U，V)空间。然后，将位置改变、斜率改变、尺寸改变、 变换度中的至少一个从第一坐标空间至第二坐标空间的坐标转换关系式表示为线性转换 等式(conversionequation)。通常，根据测量测量目标10时的时间和测量目标10存在的 位置，改变的种类和程度发生变化。另外，当测量目标10改变时，改变的种类和程度也出现 变化。因此，组成线性转换等式的转换系数是未知量。然而，可以预先设置转换式。再次参照图1和图2，此后，在步骤S170中，补偿产生的改变量，以设置检查区域。因为由在测量测量目标10的过程中的几何变形而产生测量目标10的改变量，所以在补偿 改变量时可以校正错误的检查区域。例如，在前面的步骤S120中的调用参考数据和步骤130中的获得测量数据的过程 之后，将参考数据的特征对象的特征变量的值和测量数据的特征对象的特征变量的值表示 为线性转换等式。然后，获得包括在线性转换等式中的未知量，以最终确定转换式。在最终 确定了转换式之后，可以通过利用转换式来设置补偿了因改变量导致的变形的检查区域。根据本发明的检查方法，考虑从测量目标10的几何变形得到的测量目标10的改 变量，以补偿测量目标10的改变量。因此，可以正确地设置测量目标10的检查区域。图13是示出根据本发明示例性实施例的检查方法的流程图。图14是示出在图13 中示出的检查方法中的参考数据的示例的平面图。图15是示出在图13中示出的检查方法 中的测量数据的示例的平面图。参照图13至图15，根据本发明的示例性实施例，为了设置经变形补偿的检查区 域，首先，在步骤S210中，在板上设置测量区域F0V。测量区域F0V指例如在板上设置的检查板是否良好的预定区域。可以基于在诸如 图1中示出的三维形状测量设备的检查设备中采用的相机210的拍摄范围或视野来设置测 量区域F0V。然后，在步骤S220中，调用包括测量区域F0V的板的参考数据RI。参考数据RI可 以为例如图14中所示的板的理论平面图像。在示例性实施例中，可以从记录有板的形状的格伯信息或CAD信息得到参考数据 RI。CAD信息或格伯信息可以包括板的设计信息，并通常包括焊盘60、电路图案80、孔图案 90等的构造信息。在另一示例性实施例中，可以从学习模式下得到的学习信息获得参考数据RI。学 习模式可以通过这样的过程来实现，例如，诸如在数据库中搜索板信息、在数据库中没有板 信息的情况下学习裸板、在通过学习裸板产生板信息之后在数据库中存储板信息。即，在学 习模式下，学习印刷电路板的裸板，并获得印刷电路板的设计参考信息，可以由通过学习模 式得到学习信息来获得参考数据RI。此后，在步骤S230中，获得测量区域F0V的测量数据PI。测量数据PI可以为例如如图15中所示的印刷电路板的实际拍摄图像，其中，示出 了安装在板上的部件70、端子72、在部件处形成的极性标识(p0larindicati0n)74、电路图 案80、孔92等。除了诸如部件70的额外元件之外，测量数据PI的如图15中所示的图像与 参考数据RI的图像相同。然而，与参考数据RI相比，测量数据PI因板的翘曲、扭曲等而变 形。在示例性实施例中，可以这样获得测量数据PI，即，利用检查设备的照明部分将光 照射到测量区域F0V上，并通过安装在检查设备中的相机拍摄反射照射的光所得的图像。 可选择地，可以这样获得测量数据PI，即，利用检查设备的光栅图案照明部分将光栅图案光 照射到测量区域F0V上，拍摄反射照射的光栅图案光所得的图像以得到三维形状的数据， 并对三维形状的数据取平均。然后，在步骤S240中，在测量区域F0V中为预定的形状信息按块设置至少一个特 征块(feature block)。
预定的形状信息可以与图1至图12中描述的特征对象对应。按块设置与特征对 象对应的预定的形状信息，这与基于诸如角点、圆形、孔的坐标来比较参考数据RI和测量 数据PI的方法相比可以更为正确。因为在板上存在许多角点、圆形等，在角点80a、80b设置得相邻或者圆形90a、90b 设置得相邻的情况下，如图14和图15中所示，当在参考数据R1和测量数据PI之间比较角 点80a、80b和圆形90a、90b时会出现混淆。例如，会出现会将设置在参考数据RI的上部处 的角点80a与设置在测量数据PI的下部处的角点80b进行比较的误差(error)，或者会出 现会将设置在参考数据RI的下部处的圆形90b与设置在测量数据PI的上部处的圆形90a 进行比较的误差(error)。另外，当比较图14和图15中示出的圆形90和孔92时，可因钻 孔的精确性(即，孔92可移位，如图15中所示)而导致没有进行正确的比较。相反，在特征块中存在许多不同的形状。因此，根据本发明的示例性实施例，比较 参考数据RI的成块的图形信息和测量数据PI的成块的形状信息可防止在指定用于比较的 目标对象方面出现误差(error)。当在设置特征块的过程中重复性地存在基本相同的形状时，在比较参考数据RI 中的特征块内的形状信息和测量数据PI中的特征块内的形状信息的过程中，可出现在指 定用于比较的目标对象方面的误差(error)。因此，可以设置特征块以去除将特征块中的图 形信息作为相邻的图形信息的错误(mistakability)的可能性。另外，为了去除错误(mistakability)，可以将特征块设置为具有二维标识符。具 体地讲，因为将特征块设置在参考数据RI的一部分和测量数据PI的一部分处，如图14和 图15中所示，为了比较参考数据RI的形状信息和测量数据PI的形状信息，特征块可以具 有限定二维平面的二维标识符，以使两个形状信息精确地匹配。例如，可以在特征块内多样 地包括弯曲的线、四边形、圆形和它们的组合。可以在检查区域中设置一个或多个特征块，例如，如图14和图15中所示，可以在 参考数据RI和测量数据PI中设置两个特征块第一特征块FBI和第二特征块TO2。例如，特征块中的形状信息可以具有多个形状，诸如特征块FB2，因此，可以正确 地获得转换关系。另外，在这样的情况下，形状信息中的形状中的至少两个形状可以基本 相同。即，即使至少两个形状基本相同，但是按一块来比较形状信息中的形状，以去除错误 (mistakability)0
在这样的情况下，在形状信息中的多个形状可以具有二维标识符。因此，在比较形 状信息的过程中可以减少错误(mistakability)。可以首先在参考数据RI中设置特征块，然后可以在测量数据PI中设置对应的特 征块。可选择地，可以首先在测量数据PI中设置特征块，然后可以在参考数据RI中设置对 应的特征块。换句话说，当在测量数据PI和参考数据RI中的一个中设置特征块时，可以在 测量数据PI和参考数据RI中的另一中设置对应的特征块。在设置特征块之前，可以将参考数据RI和测量数据PI叠置。在将参考数据RI和 测量数据PI叠置之后，可以设置特征块，以去除错误(mistakability)。叠置可以包括将 与参考数据RI对应的图像和与测量数据PI对应的图像物理地叠置的概念，以及将参考数 据RI和测量数据PI抽象地叠置的概念。在设置了检查区域(将在下面进行描述)之后， 也可以执行参考数据RI和测量数据PI的叠置，以校验设置的检查区域。
在示例性实施例中，可以手动地设置特征块。具体地讲，可以由工作者基于参考 数据RI和测量数据PI中的至少一个或叠置的参考数据RI和测量数据PI来限定特征块。 例如，工作者可以在测量区域F0V中将彼此分开的并包括二维标识符的一些块设置为特征 块。工作者可以将在测量区域F0V中均勻分布的多个区域设置为特征块。可选择地，可以自动地设置特征块。具体地讲，可以通过图像分析 (imageanalysis)来设置特征块。可以将在测量区域F0V中均勻分布的区域设置为特征块。可以通过利用叠置来在特征块中去除噪声图案。例如，测量数据PI可以包括印刷 在裸板上的丝状图案(silk pattern)，这与参考数据RI不同。因此，为了正确地比较形状 信息，首先，从测量数据PI或叠置的参考数据RI和测量数据PI排除丝状图案。然后，可以 为排除了丝状图案的测量数据PI设置特征块。此后，在步骤S250中，将与特征块对应的参考数据中的形状信息和与特征块对应 的测量数据中的形状信息进行比较，以获得参考数据和测量数据之间的转换关系。图16是示出获得参考数据和测量数据之间的转换关系的方法的示例性实施例的 流程图。参照图16，首先，在步骤S252中，从多个特征块选择至少两个特征块。例如，选择 的特征块可以为图14和图15中的第一特征块FBI和第二特征块FB2。然后，在步骤S254中，通过利用选择的至少两个特征块FBI和FB2来获得参考数 据RI和测量数据PI之间的量化的转换式。与对应于理论参考信息的参考数据RI相比，因 板的翘曲、扭曲等使测量数据PI变形。转换式与将参考数据RI数学地转换为测量数据PI 以补偿变形度的数学式对应。可以利用位置改变、斜率改变、尺寸改变、变换度中的至少一 个来确定量化的转换式，通过比较与选择的至少两个特征块FB 1和FB2对应的参考数据RI 和测量数据PI而获得的位置改变、斜率改变、尺寸改变、变换度中的至少一个。例如，可以使用式1来获得转换式。式1PCADf(tm) = Preal在式1中，PCAD是CAD信息或格伯信息中的目标的坐标，即，参考数据RI中的坐标。 f (tm)与用作转换矩阵(conversion matrix)或转移矩阵(transfermatrix)的转换式对 应，Preal是通过相机获得的测量数据PI中的目标的坐标。当找到参考数据RI中的理论坐 标PeAD和测量数据PI中的实际坐标PMal时，可以获知转换矩阵。例如，转换矩阵可以包括根据仿射转换或透视转换的坐标转换矩阵，其中，点至点 关系被表示为n维空间中的第一阶形式。为了限定坐标转换矩阵，可以适当地设置特征块 的数量，例如，在仿射转换的情况下为大于等于三，在透视转换的情况下为大于等于四。再次参照图13至图15，然后，在步骤S260中，通过利用转换关系来补偿变形，以在 测量区域中设置用于检查测量目标的检查区域。例如，可以通过利用测量目标中的变形度的转换值以转换测量数据PI，来设置测 量区域中的用于检查测量目标的检查区域，其中，通过转换关系来获得测量目标中的变形 度的转换值，或者通过将与转换关系相关的式子应用于参考数据RI以进行转换来获得测 量目标中的变形度的转换值。因为转换关系通过比较测量数据PI和参考数据RI来补偿在测量数据PI中产生
15的变形，所以在设置的检查区域中的形状可以更接近于真实板的形状。可以与测量区域F0V 的整个区域相关地设置检查区域，并可以仅与期望检查的预定的检查区域相关地设置检查 区域。例如，在设置了期望检查的预定的检查区域，且通过利用转换关系在测量数据PI 中设置了检查区域之后，可以在检查区域中检查诸如部件的连接状态的各种状态。在这样 的检查中，可以使用先前在获得测量区域F0V的测量数据PI的步骤(步骤S230)中获得的 测量数据PI。此后，可选择地，在步骤S270中，可以校验设置的检查区域是否有效。在示例性实施例中，为了校验，除了在设置特征块的步骤(步骤S240)中设置的用 于比较形状信息的特征块(在下文中，称为比较特征块)之外，可以额外地设置用于校验设 置的检查区域的有效性的特征块(在下文中，称为校验特征块)。可以在设置特征块的步骤 (步骤S240)中同时设置比较特征块和校验特征块，或者可以之后设置校验特征块。因此，可以通过利用校验特征块来判断测量目标的设置的检查区域是否有效。图17是示出校验设置的检查区域是否有效的方法的示例性实施例的流程图。参照图17，首先，在步骤S272中，通过利用转换关系对校验特征块进行转换，且比 较经转换的特征块和实际测量的校验特征块。因为经转换的校验特征块中的形状信息存在于设置的检查区域中，其中，通过转 换关系对变形进行补偿，所以在原理上，经转换的校验特征块中的形状信息在位置上与实 际测量的校验特征块中的形状信息几乎相同，且可以判断设置的检查区域有效。然后，在步骤S273中，作为比较的结果，判断位置差异是否在公差(tolerance) 内。例如，在将经转换的校验特征块中的形状信息所处的位置设置为坐标，且将实际 测量的校验特征块中的形状信息所处的位置也设置为坐标之后，检查坐标之间的差异是 否在预定的公差内。可以通过板的尺寸、判断是否良好的板需求标准(board-requiring criterion)等来确定公差。然后，在步骤S274中，校验设置的检查区域。具体地讲，在设置的位置之间的差异在公差内的情况下，设置的检查区域被判断 为有效，在设置的位置之间的差异不在公差内的情况下，设置的检查区域被判断为无效。在 设置的检查区域被判断为无效的情况下，可以重复先前的过程，以重新设置转换关系。如上所述，将在板上设置的测量区域F0V中的预定的形状信息设置按块设置为特 征块FBI和FB2，比较与参考数据RI和测量数据PI的特征块FBI和FB2对应的形状信息， 以获得参考数据RI和测量数据PI之间的转换关系，从而正确地设置检查区域。另外，在与特征块FB 1和FB2对应的形状信息具有多个形状时，可以更准确地获 得转换关系。在形状信息中的至少两个形状基本相同的情况下，可以按一块来比较形状信 息中的形状，以减少错误(mistakability)。另外，当特征块FBI和FB2中的形状信息具有二维标识符时，可以在比较形状信息 的过程中减少错误(mistakability)。另外，可以基于设置的检查区域来执行诸如部件的检查的工作，从而更准确地判 断板是否良好。
对于本领域技术人员来说应该是明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况 下，可以在本发明中进行各种修改和改变。因此，在本发明的修改和改变落入权利要求及其 等同物的范围内的情况下，本发明意图覆盖本发明的修改和变形。
权利要求
一种检查方法，包括如下步骤将测量目标设置到载物台上；调用测量目标的参考数据；获得测量目标的测量数据；选择测量目标的测量数据和参考数据中的至少一个特征对象；提取从参考数据和测量数据中的每个选择的特征对象的至少一个特征变量；通过利用特征变量和量化的转换式来产生测量目标的改变量；补偿产生的改变量，以设置检查区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中， 测量目标包括印刷电路板，特征对象包括形成在印刷电路板上的角点和电路元件的形状、图案和孔中的至少一个，特征变量包括点的坐标、线的斜率、线的尺寸、两个点的坐标之间的差异中的至少一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中，测量目标的改变量包括垂直斜率的改变量和高度 的改变量中的至少一个。
4.如权利要求3所述的方法，其中，利用通过将在参考数据中选择的特征对象的平面 形状与在获得的测量数据中的选择的特征对象对应的特征目标的平面形状进行比较而产 生的几何变形来获得垂直斜率的改变量。
5.如权利要求1所述的方法，在通过利用特征变量和量化的转换式来产生测量目标的 改变量的步骤之前，所述方法还包括如下步骤通过利用参考数据的特征变量和测量数据的特征变量之间的位置改变、斜率改变、尺 寸改变、变换度中的至少一个来设置转换等式。
6.如权利要求5所述的方法，其中， 设置转换式的步骤包括将与参考数据的特征对象对应的坐标空间设置为第一坐标空间； 将与测量数据的特征对象对应的坐标空间设置为第二坐标空间； 将包括位置改变、斜率改变、尺寸改变、变换度中的至少一个的第一坐标空间转换至第 二坐标空间的坐标转换关系式表示为包括至少一个未知量转换等式， 设置检查空间的步骤包括将参考数据的特征变量和测量数据的特征变量表示为转换等式；获得包括在转换等式中的未知量，以最终确定转换式；通过利用最终确定的转换式来设置补偿了从改变量得出的变形的检查区域。
7.一种检查方法，包括如下步骤 将测量目标设置到载物台上；调用包括测量目标的第一特征对象的参考数据； 获得测量目标的测量数据；从测量数据提取与第一特征对象对应的第二特征对象；比较第一特征对象的平面形状和第二特征对象的平面形状，以检查并量化几何变形，从而产生沿测量目标的垂直方向的改变量； 基于改变量来设置检查区域。
8.如权利要7所述的方法，其中，第一特征对象具有多边形形状。
9.一种检查方法，包括如下步骤 在板上设置测量区域；调用测量区域的参考数据； 获得测量区域的测量数据； 按块在测量区域中设置至少一个特征块；比较参考数据中的特征块的第一形状信息和测量数据中的特征块的第二形状信息，以 获得参考数据和测量数据之间的转换关系；通过利用转换关系来补偿变形，以设置用于检查测量目标的检查区域。
10.如权利要求9所述的方法，其中，多个形状在与特征块对应的形状信息中。
11.如权利要求10所述的方法，其中，形状信息中的形状中的至少两个形状基本相同。
12.如权利要求10所述的方法，其中，形状信息具有二维标识符。
13.如权利要求10所述的方法，其中，特征块为多个，比较参考数据中的与特征块对应的形状信息和测量数据中的与特征块对应的形状信 息，以获得参考数据和测量数据之间的转换关系的步骤包括 从多个特征块选择至少两个特征块；通过利用选择的至少两个特征块来获得参考数据和测量数据之间的量化的转换式。
14.如权利要求9所述的方法，其中，按块在测量区域中设置预定的形状信息的至少一个特征块的步骤包括 设置比较特征块，以比较形状信息；设置校验特征块，以校验测量目标的设置的检查区域的有效性， 所述方法还包括通过利用校验特征块来判断测量目标的设置的检查区域是否有效的 步骤，校验检查目标的设置的检查区域是否有效的步骤包括 通过利用转换关系对校验特征块进行转换； 测量校验特征块；比较经转换的特征块和测量的校验特征块，以判断经转换的特征块和测量的校验特征 块之间的位置差异是否在公差内；当位置差异在公差外时，重新设置转换关系。
15.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括叠置参考数据和测量数据的步骤。
16.如权利要求15所述的方法，所述方法还包括通过利用叠置来去除特征块中的噪声 图案。
全文摘要
本发明提供了一种检查方法。为了设置检查区域，将测量目标设置到载物台上，调用测量目标的参考数据，并获得测量目标的测量数据。然后，在测量目标的测量数据和参考数据中选择至少一个特征对象，并从参考数据和测量数据中的每个提取选择的特征对象的至少一个特征变量。此后，通过利用特征变量和量化的转换式来产生测量目标的改变量，并补偿产生的改变量，以设置检查区域。因此，补偿了测量目标的变形，以正确地设置检查区域。
文档编号G01N21/956GK101852745SQ20101015832
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者李承埈, 金熙泰, 高光一, 黄凤夏 申请人:株式会社高永科技