基板检查装置及控制方法_3

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112投影出图案光(步骤S503),使用摄像头110来拍摄(步骤S504)。在使用移相法的情况下,在改变图案光的相位的同时多次执行步骤S503及S504的处理。获得的多张图像数据(图6的第二图像63)通过图像获取部20输入至信息处理装置13。并且在本实施方式中,虽然先执行了在照明装置111的拍摄,但是也可以先执行在投影装置112的拍摄。另外,在摄像头110的视场外存在其他检查对象的情况下,也可以反复执行步骤S500至S504的处理。
[0083]此后,在信息处理装置13中进行处理。焊锡形状测量部21从在步骤S502中获得的第一图像62中提取呈现出R、G、B的颜色特征的区域(S卩,焊锡的区域),基于提取的区域的颜色特征来复原焊锡61的三维形状(步骤S505)。复原后的三维形状的数据,例如焊锡区域内的各像素的高度(Z位置)是以通过像素值来体现的图像数据(称为高度图)的形式来保存的。图6的第一高度图64表示焊锡61的三维形状(焊锡表面的高度信息),对从基板开始的高度越高的点,用越明亮的颜色(接近白色的颜色)来表示。另一方面,零件形状测量部22从在步骤S504中获得的第二图像63中,通过移相法来复原零件60 (零件主体及电极)的三维形状(步骤S506)。零件60的三维形状数据也以高度图的形式来保存(图6的第二高度图65)。如图6所示,通过合成第一高度图64和第二高度图65能够获得高度图66,所述高度图66表示作为镜面物体的焊锡61和作为漫反射物体的零件60双方的高度信息。
[0084]接下来检查部23使用第一高度图64和第二高度图65,来对零件60与焊锡61的接合状态实施检查(步骤S507)。此时,因为基于高度图64、高度图65能够立体地且正确地获取零件60和焊锡61各自的形状或零件60和焊锡61的接合部的形状等,所以和以往相比,能够以更高的精度来检查。
[0085]接下来,作为一个例子来说明零件浮起的检查处理。零件浮起是由于零件倾斜、电极从焊盘浮起而产生的接合不良。因为电极和焊锡在高度方向发生偏移,所以在以往的检查中难以判断电极和焊锡有无接合或接合状态是否合格,导致发生过度检查(将合格品误判断成不合格品)或漏判(将不合格品误判断成合格品)。因此在本实施方式中,活用能够获得零件电极与焊锡的双方的正确的三维形状(高度图)的优点,采用这样的逻辑:通过比较零件电极的高度和焊锡的高度,来判断有无接合。
[0086]在图7中示意性地示出通过本实施方式的零件浮起检查来评价的检查项目(指标)。在这里,将通过零件电极70的前端并且与Z轴平行的面称为“接合分界面”,将位于接合分界面的零件电极70和焊锡71有重叠的区域称为“接合部”。并且,例如能够通过从第一图像62检测出零件电极70和焊锡71的边界来求出接合分界面的XY位置。
[0087]检查部23首先测量位于接合分界面的“焊脚高度”。“焊脚高度”是位于接合分界面的焊锡71的高度,即表示与零件电极70的前端面对应的焊脚的润湿高度的指标。在本实施方式中将位于接合分界面的焊锡71的高度(Z坐标)的最大值,即位于接合分界面的焊脚的顶点的高度设为“焊脚高度”。焊脚高度的值能够根据第一高度图64计算出来。并且,虽然在本实施方式中将位于接合分界面的焊锡71的高度的最大值(顶点的高度)设为焊脚高度,但是也可以使用其他的计算方法。例如,也能够将位于接合分界面的焊锡71的高度的代表值(平均值、众数、中间值、接合部的宽度是规定值时的高度等)设为焊脚高度。
[0088]接着,检查部23测量“电极高度”,所述“电极高度”是表示位于接合分界面的零件电极70的下端的高度(Z坐标)的指标。该值能够根据位于接合分界面的零件电极70的上端的高度和零件电极70的厚度(设计值)计算出来,所述零件电极70的上端的高度通过第二高度图65获得,所述零件电极70的厚度通过检查程序获得。
[0089]并且,检查部23从“焊脚高度”中减去“电极高度”,来求出“焊脚连接高度”。焊脚连接高度是表示零件电极70和焊锡71的接合部的Z方向的长度的指标,能够根据值是否比0大来评价零件电极70和焊锡71有无接合。另外,能够根据焊脚连接高度的值是否在合理范围内(例如,在零件电极70的厚度的30%至80%之间等)来评价接合状态是否合格。并且,在本实施方式中虽然根据焊脚连接高度的值是否比0大来判断有无接合,但是也可以比较焊脚高度的值和电极高度的值,根据它们的大小关系来判断有无接合(例如,在“焊脚高度大于电极高度”的情况下能够判断出“有”接合,在除此之外的情况下能够判断出“无”接合)。
[0090]最后,结果输出部25将在检查部23获得的测量值及检查结果与表示零件或焊锡的三维形状的图像一起以画面形式输出(步骤S508)。
[0091]图8是结果输出部25输出的画面的一个例子。结果输出画面是由检查结果显示窗口 80和三维形状数据显示窗口 81构成的。
[0092]在检查结果显示窗口 80中显示有对各检查项目的判断基准、测量值及判断结果。并且在本例中因为仅使用“焊脚连接高度”来判断是否合格,所以虽然仅针对“焊脚连接高度”的项目显示了判断基准和判断结果,但是也能够对“焊脚高度”和“电极高度”设定判断基准(合理的值域)。
[0093]在三维形状数据显示窗口 81上显示有作为检查对象的零件及焊锡的图像810、XZ剖面信息820、YZ剖面信息830。作为图像810,可以使用通过彩色高亮方式拍摄的第一图像61、或通过白色光拍摄的图像等。在图像810上重叠显示有表示焊盘的外形的图形811,表示零件及电极的外形图形812,表示XZ剖面的位置的X线813,表示YZ剖面的位置Y线814等。基于在检查程序中设定的焊盘或零件的信息能够生成图形811、812的位置及尺寸。
[0094]XZ剖面信息820表示X线813上的XZ剖面的三维形状的信息,YZ剖面信息830表示Y线814上的YZ剖面的三维形状的信息。并且,能够使用鼠标等的操作设备来变更X线813及Y线814的位置,从而能够确认任意的剖面。接下来,以XZ剖面信息820为例详细地说明显示的信息。
[0095]在XZ剖面信息820中,将线轮廓821和刻度822 —起表示,所述线轮廓821是表示零件及焊锡的剖面的三维形状的图像,所述刻度822表示从基板表面开始的高度(Z坐标)。通过查看这样的线轮廓821,用户能够直观且正确地理解零件的倾斜或焊锡角的形状等。并且,通过从前述的高度图66提取X线813的部分的高度信息,能够容易地生成线轮廓 821。
[0096]另外,在线轮廓821上重叠显示有⑶I (Graphical User Interface:图形用户界面)(823至825),所述⑶I示出零件浮起的检查项目即“焊脚高度”、“电极高度”、“焊脚连接高度”的测量值。在本例中图标823表示焊脚高度,图标824表示电极高度,连接图标823与824的线条825表示焊脚连接高度。通过这样的⑶I,用户能够直观且容易地确认零件电极与焊锡的位置关系、焊锡形状是否合格、检查结果的有效性、故障部位等。
[0097](本实施方式的优点)
[0098]根据上述的本实施方式的基板检查装置,因为分别以合适的方式复原作为镜面物体的焊锡的三维形状和作为漫反射物体的零件电极的三维形状,所以能够获得针对焊锡和零件电极双方的高精度的三维形状数据。然后,因为使用这样的三维形状数据,能够高精度计算(测量)焊锡和零件电极各自的形状相关的指标值,特别是位于焊锡和零件电极之间的接合分界面的各种指标值,所以能够以高可靠性来检查焊锡与零件电极有无接合或其接合强度。
[0099]另外,在本实施方式中,因为将位于零件电极与焊锡之间的接合分界面的“焊脚高度”和“电极高度”用于检查,所以能够以高精度来检查零件电极与焊锡有无接合及接合状态。由此,例如即使是仅在零件电极的下端部接合有焊锡的状态的合格品(参照图13B),也能够获得正确的检查结果,能够抑制所谓“过度检查”的发生。
[0100](第二实施方式)
[0101]在第二实施方式中说明在图9中表示的测量“焊脚连接宽度”、“焊脚长度”、“连接润湿角度”这3个检查项目的方法。并且,因为装置结构及检查处理的流程和第一实施方式的大致相同,下面仅说明不同的部分。
[0102]“焊脚连接宽度”是表示位于接合分界面的焊锡91的宽度(或者位于接合分界面的接合部的宽度)的指标,在本实施方式中将位于接合分界面的高度(Z坐标)超过阈值的部分的焊锡91的宽度(与Z轴垂直的方向的长度)设为“焊脚连接宽度”。通过确认该值是否在合理范围(例如,处于零件电极90的宽度的50%至100%之间等)内,能够评价接合状态是否合格。并且,阈值既可以是固定值,也可以根据零件电极90的电极高度来变更。焊脚连接宽度能够根据第一实施方式中所述的第一高度图64与第二高度图65来计算。
[0103]“焊脚长度”是表示焊脚相对于焊盘的扩散范围(接合面积)的指标,在本实施方式中将从接合分界面到焊锡91的前端为止的长度(和基板平行的方向的距离)设为“焊脚长度”。通过确认焊脚长度的值是否在合理范围(例如,处于焊盘的长度的30%至100%之间等)内,能够评价接合状态是否合格。焊脚长度能够根据第一高度图64来计算。
[0104]“连接润湿角度”是表示焊脚相对于零件电极90前端面的润湿的指标,
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