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JP2000193432A - Measuring method with image recognition and device - Google Patents

Measuring method with image recognition and device

Info

Publication number
JP2000193432A
JP2000193432A JP10368399A JP36839998A JP2000193432A JP 2000193432 A JP2000193432 A JP 2000193432A JP 10368399 A JP10368399 A JP 10368399A JP 36839998 A JP36839998 A JP 36839998A JP 2000193432 A JP2000193432 A JP 2000193432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
imaging
reflected light
laser
mirror surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10368399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Rikinosuke Oba
力之典 大庭
Hiromi Yomo
博実 四方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tani Denkikogyo Co Ltd
Original Assignee
Tani Denkikogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tani Denkikogyo Co Ltd filed Critical Tani Denkikogyo Co Ltd
Priority to JP10368399A priority Critical patent/JP2000193432A/en
Publication of JP2000193432A publication Critical patent/JP2000193432A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring device with image recognition which allows simultaneous measurement in 2-dimension-3-dimension of a silicon wafer bump with a simple equipment configuration at low cost and high speed. SOLUTION: A laser beam is projected from a projection device 2 such as a laser projector, and a camera of an imaging device 3 is so set that a wafer mirror-surface reflection light and the optical axis of camera of the imaging device 2 are parallel, allowing imaging of a wafer projection beam and solder projection beam. An offset (a) of a older projection beam from a wafer projection beam (reference beam) imaged with the camera of imaging device 3 is acquired, and a solder height is acquired from h=a*sinθ/cos(90 deg.-2θ). Here, if it is difficult to image the solder projection beam and wafer projection beam under the same imaging condition at the same time for thinner lines, imaging conditions are changed for time-difference imaging. By changing lighting condition of a lighting device 1 and brightness condition of the projecting device 2 and imaging device 3, etc., a very thin line of the solder projection beam and wafer projection beam is individually acquired for higher precision.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、安価でシンプルな
レーザプロジェクタ等を用いて、CCDカメラ等の撮像
により、比較的短時間で、高精度に計測対象物、特にシ
リコンウェハバンプ等の2次元/3次元計測を可能とす
る計測装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensional object such as a bump of a silicon wafer, etc., in a relatively short time and with high accuracy by using an inexpensive and simple laser projector or the like and picking up an image with a CCD camera or the like. The present invention relates to a measurement device capable of performing three-dimensional measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、クリームはんだ印刷の検査は、は
んだ面積を計測し、そのはんだ面積からはんだ印刷の良
否(ずれ、だれ・にじみ、かすれ、はんだ無し、ブリッ
ジ)を判定する2次元検査が主流であった。しかし、基
板実装の高密度化、ファインピッチ化に伴い、はんだ不
足/過多の印刷不良が、リフロー後の後工程で、未はん
だ(オープン)/ブリッジ(ショート)の不良に容易に
繋がるようになり、はんだ高さからはんだ不足/過多を
検査する3次元検査の必要性が高まってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, cream solder printing is mainly inspected by two-dimensional inspection in which solder area is measured and the quality of solder printing (displacement, dripping, blurring, blurring, no solder, bridge) is determined from the solder area. Met. However, with the increase in the density and fine pitch of board mounting, insufficient soldering / excessive printing defects can easily lead to unsoldering (open) / bridge (short) defects in the post-process after reflow. Therefore, the need for a three-dimensional inspection for inspecting a solder shortage / excess based on a solder height has increased.

【0003】例えば、クリームはんだの高さは、マスク
スクリーンの板厚で決まり、100μmオーダである。
これに対応できる高精度の高さ計測の代表的な装置とし
ては、レーザ変位計(三角測量、共焦点法)がある。レ
ーザ変位計は、分解能0.1μm、繰り返し精度1μm
のオーダーの精度であり、微細なはんだ高さの計測に適
している。
For example, the height of the cream solder is determined by the thickness of the mask screen and is on the order of 100 μm.
A typical device for high-precision height measurement that can cope with this is a laser displacement meter (triangulation, confocal method). The laser displacement meter has a resolution of 0.1 μm and a repetition accuracy of 1 μm
Of the order of magnitude and is suitable for fine solder height measurement.

【0004】また、3次元のレーザ計測方式として、レ
ーザ変位計の他に、レーザプロジェクタがある。図9に
その計測原理を、図10に撮像画像の例を示す。レーザ
プロジェクタは、レジスト等の物体面上の3次元の計測
対象物に対してレーザスリット光を斜め(角度θ)から
投影し、直上のCCDカメラではんだの光切断線(はん
だ投影線)を撮像して物体面(レジスト)からの反射光
(レーザ基準線)とのオフセットaを求め、オフセット
aから高さ換算(h=a*tanθ)する方式である。
分解能は20μm程度であり、レーザ変位計と比べると
精度が落ちるが、次のような長所がある。
As a three-dimensional laser measurement method, there is a laser projector in addition to a laser displacement meter. FIG. 9 shows the measurement principle, and FIG. 10 shows an example of a captured image. The laser projector projects a laser slit beam from a slant (angle θ) onto a three-dimensional measurement object on the object surface such as a resist, and captures a solder cutting line (solder projection line) with a CCD camera directly above. Then, an offset a with respect to the reflected light (laser reference line) from the object surface (resist) is obtained, and the height is converted (h = a * tan θ) from the offset a.
The resolution is about 20 μm, and the accuracy is lower than that of the laser displacement meter, but has the following advantages.

【0005】・計測時間は、CCDカメラでレーザスリ
ット光を撮像するので比較的短時間である。
The measurement time is relatively short because the laser slit light is imaged by the CCD camera.

【0006】・CCDカメラは、直上に配置されるの
で、2次元検査と3次元検査に併用できる。
[0006] Since the CCD camera is arranged directly above, it can be used for both two-dimensional inspection and three-dimensional inspection.

【0007】・比較的低コストである。[0007] Relatively low cost.

【0008】このようにレーザプロジェクタは、機器構
成がシンプルでかつ安価であることから、プリント基板
のクリームはんだ印刷、部品実装、リフロー後のはんだ
フィレット等の3次元検査に用いられるようになってき
た。
As described above, since the laser projector has a simple and inexpensive device configuration, it has come to be used for three-dimensional inspection of cream solder printing on printed circuit boards, component mounting, and solder fillets after reflow. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ーザ変位計には、レーザスキャンに時間がかかり計測時
間が長くなる、比較的高コストである、3次元検査専用
の機器構成であり、2次元検査との併用は難しくトータ
ル的にも検査設備とコストが増える、鏡面反射タイプ/
拡散反射タイプの使い分けが必要である、というような
問題があるので、インライン検査には必ずしも向いてい
るとはいえない。
However, the above laser displacement meter has a relatively high-cost equipment configuration dedicated to three-dimensional inspection, which requires a long time for laser scanning and a long measurement time. Specular reflection type /
Since there is a problem that it is necessary to use the diffuse reflection type properly, it cannot be said that it is always suitable for in-line inspection.

【0010】他方、レーザプロジェクタでは、図10に
示すように、はんだ投影線は、高輝度の拡散反射光であ
り、投影線の分散が生じ、線幅が広がる。これは分解能
・測定精度の低下に繋がるので、各種撮像条件の最適化
により、はんだ投影線の細線化をはからねばならない。
しかし、はんだ投影線に最適な撮像条件は、レーザ基準
線にとっては不利な撮像条件となりうる。従って、次の
ような課題を解決する必要があった。
On the other hand, in a laser projector, as shown in FIG. 10, the solder projection line is diffuse reflection light of high luminance, and the projection line is dispersed and the line width is widened. This leads to a reduction in resolution and measurement accuracy. Therefore, it is necessary to reduce the thickness of the solder projection line by optimizing various imaging conditions.
However, the optimal imaging condition for the solder projection line can be a disadvantageous imaging condition for the laser reference line. Therefore, it was necessary to solve the following problems.

【0011】(課題1)各種撮像条件の最適化により、
高分解能のレーザ基準線とともに、高輝度の分散光であ
るはんだ投影線を細線化し、高分解能の投影線を得て、
測定精度を向上させる。撮像条件とは、照明条件、レー
ザ光出力、カメラ受光条件等である。
(Problem 1) By optimizing various imaging conditions,
Along with the high-resolution laser reference line, the solder projection line, which is a high-brightness scattered light, is thinned to obtain a high-resolution projection line.
Improve measurement accuracy. The imaging conditions include lighting conditions, laser light output, camera light receiving conditions, and the like.

【0012】また、CSP(チップサイズパッケージ)
の普及に伴って、シリコンウェハのCSPバンプはんだ
に対する3次元検査のニ一ズが増大しているが、レーザ
プロジェクタをシリコンウェハのCSPバンプはんだ高
さ計測に適用する場合、図11に示すように、レーザ光
はシリコンウェハ上で鏡面反射(全反射)するので、直
上のカメラから全く観測できないという問題が発生す
る。シリコンウェハ上のはんだ高さを求めるには、図9
に示したように、はんだのレーザ光切断線(はんだ投影
線)のオフセットaを測定するための基準となる、シリ
コンウェハ基準面上のレーザ基準線(ウェハ投影線)を
決定することが不可欠である。従って、レーザプロジェ
クタをシリコンウェハのCSPバンプはんだ高さ計測に
適用する場合においては、次のような課題を解決する必
要があった。
Also, CSP (chip size package)
The need for three-dimensional inspection of CSP bump solder on silicon wafers has increased with the spread of silicon wafers. However, when a laser projector is applied to the measurement of CSP bump solder height on silicon wafers, as shown in FIG. However, since the laser beam is specularly reflected (total reflection) on the silicon wafer, there is a problem that the laser beam cannot be observed at all from the camera immediately above. To find the solder height on the silicon wafer, see FIG.
As shown in, it is essential to determine the laser reference line (wafer projection line) on the silicon wafer reference plane, which is the reference for measuring the offset a of the laser beam cutting line (solder projection line) of the solder. is there. Therefore, when the laser projector is applied to the measurement of the CSP bump solder height of a silicon wafer, the following problems have to be solved.

【0013】(課題2)シリコンウェハ上のウェハ投影
線とともに、鏡面反射光をカメラで撮像してレーザ基準
線を決定し、シリコンウェハ等の上のCSPバンプ等の
3次元計測を可能とする。
(Problem 2) A mirror reference light is captured by a camera together with a wafer projection line on a silicon wafer to determine a laser reference line, thereby enabling three-dimensional measurement of a CSP bump or the like on a silicon wafer or the like.

【0014】(課題3)課題1、あるいは課題2ととも
に課題1を解決する場合において、高分解能のレーザ基
準線とはんだ投影線とを比較的高速に抽出し、測定時間
が比較的短時間であるというレーザプロジェクタの特徴
を維持する。
(Problem 3) When solving the problem 1 together with the problem 1 or 2, the high-resolution laser reference line and the solder projection line are extracted at a relatively high speed, and the measurement time is relatively short. Laser projector.

【0015】要するに、本発明の課題は、レーザプロジ
ェクタ等を用いて、安価でシンプルな機器構成で、CC
Dカメラ等の撮像により比較的短時間で、高精度に、プ
リント回路基板やシリコンウェハ上のCSPバンプ等の
はんだ高さや面積等の2次元/3次元計測を行うことが
できる計測方法および装置を提供することにある。
In short, an object of the present invention is to provide a low-cost and simple device configuration using a laser projector or the like,
A measurement method and apparatus capable of performing two-dimensional / three-dimensional measurement of solder height and area of a CSP bump or the like on a printed circuit board or a silicon wafer in a relatively short time and with high accuracy by imaging with a D camera or the like. To provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下に列記す
る手段により上記の課題を解決する。
The present invention solves the above-mentioned problems by the means listed below.

【0017】その一手段は、収束パターン光であるレー
ザパターン光を、物体面と該物体面上の計測対象物に斜
めから投影するレーザ投影段階と、該投影されたレーザ
パターン光の該物体面からの反射光を直上から撮像する
撮像段階と、該撮像した物体面からの反射光と該計測対
象物からの反射光の画像認識により、該計測対象物の3
次元計測を行う計測方法において、該物体面からの反射
光の撮像に適した撮像条件で該レーザ投影段階と該撮像
段階と、該物体面上の計測対象物からの反射光の撮像に
適した撮像条件で該レーザ投影段階と該撮像段階とを、
前記の順序またはその逆の順序で実行し、次に、該計測
段階を実行することを特徴とする画像認識による計測方
法である。
One means is a laser projection step of obliquely projecting a laser pattern light, which is a convergent pattern light, onto an object surface and a measurement object on the object surface, and the object surface of the projected laser pattern light The imaging stage of imaging the reflected light from the object from immediately above, and image recognition of the reflected light from the imaged object surface and the reflected light from the measurement object, the 3
In a measurement method for performing dimension measurement, the laser projection step and the imaging step are performed under imaging conditions suitable for imaging reflected light from the object surface, and the imaging method is suitable for imaging reflected light from a measurement target on the object surface. In the imaging condition, the laser projection stage and the imaging stage,
A measurement method using image recognition, wherein the measurement is performed in the order described above or the reverse order, and then the measurement step is performed.

【0018】あるいは、収束パターン光であるレーザパ
ターン光を、鏡面または鏡面に準ずる物体面と該鏡面上
または該物体面上の計測対象物に斜めから投影するレー
ザ投影段階と、該投影されたレーザパターン光の該鏡面
または該物体面からの反射光の光軸、或いは、その近傍
の光軸に沿って該鏡面または該物体面からの反射光と該
計測対象物からの反射光を斜めから撮像する撮像段階
と、該撮像した該鏡面または該物体面からの反射光と該
計測対象物からの反射光の画像認識により、該計測対象
物の3次元計測を行う計測段階とを、有することを特徴
とする画像認識による計測方法である。
Alternatively, a laser projection step of obliquely projecting a laser pattern light, which is a convergent pattern light, onto a mirror surface or an object surface similar to the mirror surface and an object to be measured on the mirror surface or on the object surface, Obliquely image the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the measurement object along the optical axis of the reflected light from the mirror surface or the object surface of the pattern light or the optical axis in the vicinity thereof. And a measurement step of performing three-dimensional measurement of the measurement target by image recognition of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the measurement target. This is a measurement method using image recognition as a feature.

【0019】あるいは、上記の画像認識による計測方法
において、鏡面または鏡面に準ずる物体面からの反射光
の撮像に適した撮像条件でレーザ投影段階と撮像段階
と、該鏡面または鏡面に準ずる物体面上の計測対象物の
撮像に適した撮像条件で該レーザ投影段階と該撮像段階
とを、前記の順序またはその逆の順序で実行し、次に、
計測段階を実行することを特徴とする画像認識による計
測方法である。
Alternatively, in the above-described measurement method using image recognition, a laser projection step and an imaging step are performed under imaging conditions suitable for imaging reflected light from a mirror surface or an object surface similar to a mirror surface. Performing the laser projection step and the imaging step under imaging conditions suitable for imaging the measurement target in the above order or the reverse order,
This is a measuring method based on image recognition, characterized by executing a measuring step.

【0020】あるいは、以上の画像認識による計測方法
の前段或いは後段において、計測対象物の輪郭形状の撮
像に適した撮像条件で該計測対象物の輪郭形状を撮影す
る段階と、該撮像した計測対象物の輪郭形状の画像認識
により、該計測対象物の2次元計測を行う計測段階と
を、有することを特徴とする画像認識による計測方法で
ある。
Alternatively, before or after the above-described measurement method using image recognition, a step of photographing the contour of the measurement object under imaging conditions suitable for capturing the contour of the measurement object; A measurement step of performing two-dimensional measurement of the measurement object by image recognition of the contour shape of the object.

【0021】あるいは、収束パターン光であるレーザパ
ターン光を、物体面と該鏡面上または該物体面上の計測
対象物に斜めから投影するレーザ光投影手段と、該投影
されたレーザパターン光の該物体面からの反射光と該計
測対象物からの反射光を直上から撮像する撮像手段と、
該撮像した該鏡面または該物体面からの反射光と該計測
対象物からの反射光の画像認識により、該計測対象物の
3次元計測を行う処理手段とを、具備する画像認識によ
る計測装置において、該撮像手段は、該物体面からの反
射光と該計測対象物からの反射光の画像を、それぞれに
適合した撮像条件で時差撮像するものであることを特徴
とする画像認識による計測装置である。
Alternatively, a laser beam projecting means for obliquely projecting the laser pattern beam, which is a convergent pattern beam, onto the object surface and the object to be measured on the mirror surface or on the object surface; Imaging means for imaging the reflected light from the object surface and the reflected light from the measurement object from directly above,
Processing means for performing three-dimensional measurement of the object to be measured by image recognition of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the object to be measured; The imaging means is a measuring apparatus based on image recognition, characterized in that images of reflected light from the object surface and reflected light from the object to be measured are time-lagged under imaging conditions suitable for each of the images. is there.

【0022】あるいは、収束パターン光であるレーザパ
ターン光を、鏡面または鏡面に準ずる物体面と該鏡面上
または該物体面上の計測対象物に斜めから投影するレー
ザ光投影手段と、該投影されたレーザパターン光の該鏡
面または該物体面からの反射光の光軸、或いは、その近
傍の光軸に沿って該鏡面または該物体面からの反射光と
該計測対象物からの反射光を斜めから撮像する撮像手段
と、該撮像した該鏡面または該物体面からの反射光と該
計測対象物からの反射光の画像認識により、該計測対象
物の3次元計測を行う処理手段とを、具備することを特
徴とする画像認識による計測装置である。
Alternatively, laser beam projecting means for obliquely projecting a laser pattern beam, which is a convergent pattern beam, onto a mirror surface or an object surface similar to the mirror surface and an object to be measured on the mirror surface or on the object surface, The optical axis of the reflected light from the mirror surface or the object surface of the laser pattern light, or the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the object to be measured obliquely along the optical axis in the vicinity thereof. An imaging unit for imaging, and a processing unit for performing three-dimensional measurement of the measurement target by image recognition of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflection light from the measurement target. This is a measuring device based on image recognition.

【0023】あるいは、以上の画像認識による計測装置
において、前記計測対象物の照明手段を具備し、前記処
理手段は、前記3次元計測とともに、前記撮像手段によ
り撮像した計測対象物の画像認識により、2次元計測を
行うものであることを特徴とする画像認識による計測装
置である。
Alternatively, in the above-described measuring apparatus based on image recognition, an illumination unit for the measurement object is provided, and the processing unit performs image recognition of the measurement object captured by the imaging unit together with the three-dimensional measurement. This is a measurement device based on image recognition, which performs two-dimensional measurement.

【0024】あるいは、前記撮像手段は、前記鏡面また
は物体面からの反射光と前記計測対象物からの反射光の
画像を、それぞれに適合した撮像条件で時差撮像するも
のであることを特徴とする画像認識による計測装置であ
る。
[0024] Alternatively, the imaging means is configured to take images of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the image of the reflected light from the measurement object in a time-shifted manner under imaging conditions suitable for each. It is a measuring device by image recognition.

【0025】あるいは、前記撮像手段は、前記鏡面また
は物体面からの反射光と前記計測対象物からの反射光の
画像ならびに前記2次元計測における画像を、それぞれ
に適合した撮像条件で時差撮像するものであることを特
徴とする画像認識による計測装置である。
[0025] Alternatively, the imaging means captures an image of the reflected light from the mirror surface or the object surface, an image of the reflected light from the object to be measured, and an image in the two-dimensional measurement in a time-shifted manner under imaging conditions suitable for each. This is a measuring device by image recognition characterized by the following.

【0026】あるいは、前記処理手段は、前記時差撮像
の制御と、該時差撮像における撮像条件の切り換えを自
動的に制御するものであることを特徴とする画像認識に
よる計測装置である。
Alternatively, the processing means is a measuring apparatus based on image recognition, wherein the processing means automatically controls the control of the time difference imaging and the switching of the imaging condition in the time difference imaging.

【0027】本発明では、物体面および物体面上のはん
だバンプ等からの反射光や2次元計測時の画像を時差撮
像して、それぞれの撮像時において最適な撮像条件で撮
像することにより、それぞれの反射光の細線化や明瞭化
を図り、高精度な計測を可能にして、本発明の課題1を
解決する。
In the present invention, the reflected light from the object surface and the solder bumps or the like on the object surface and the image at the time of two-dimensional measurement are imaged at different times, and the images are imaged under optimum imaging conditions at the time of each imaging, respectively. The present invention solves the first problem of the present invention by thinning and clarifying the reflected light, enabling high-precision measurement.

【0028】また、シリコンウェハ上で鏡面反射したレ
ーザスリット投影光等のレーザパターン光の反射光を、
反射光と等しい光軸をもつCCDカメラ等で撮像するこ
とにより、レーザ基準線を決定して、シリコンウェハバ
ンプ等の上のレーザ投影光も同時に撮像し、オフセット
計測等の画像処理を行い高さに換算することで、シリコ
ンウェハバンプの3次元計測ヘの安価なレーザプロジェ
クタ等の適用を可能にし、本発明の課題2を解決する。
Further, the reflected light of the laser pattern light such as the laser slit projection light specularly reflected on the silicon wafer is
By imaging with a CCD camera or the like having the same optical axis as the reflected light, the laser reference line is determined, and the laser projection light on the silicon wafer bump etc. is also imaged at the same time, and image processing such as offset measurement is performed. By converting to the above, it is possible to apply an inexpensive laser projector or the like to three-dimensional measurement of silicon wafer bumps, and solve the problem 2 of the present invention.

【0029】さらには、上記した時差撮像における撮像
条件を瞬時に自動切換することで、本発明の課題3を解
決する。
Further, the third problem of the present invention is solved by automatically and instantaneously switching the imaging conditions in the above-described time-lag imaging.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0031】図1に、本発明の第1の実施形態例を説明
する構成図を示す。本実施形態例は、図6のレーザプロ
ジェクタを用いた従来の計測装置において、時差撮影を
行う例を示すものである。
FIG. 1 shows a configuration diagram for explaining a first embodiment of the present invention. The present embodiment shows an example in which a time difference photographing is performed in a conventional measuring device using the laser projector of FIG.

【0032】本実施形態例は、LED等の照明装置1
と、物体面(例えば、プリント回路基板レジスト)上の
計測対象物(例えば、クリームはんだ)に斜め方向から
収束パターン光であるレーザパターンを投影する投影装
置(レーザパターンプロジェクタ等)2と、物体面上の
計測対象物の直上に配置され物体面および計測対象物の
画像を時差撮影で取り込む撮像装置(CCDカメラ、画
像入力ボード等)3と、撮像した画像をストアする記憶
装置(画像メモリ、メモリ、ハードディスク等)4と、
ストアされた画像を読み出して画像処理により2次元/
3次元計測を行う処理ソフトウェアを内蔵する処理装置
(CPU)5と、画像ならびに計測結果を表示する表示
装置(ディスプレー)6から構成される。
This embodiment is directed to a lighting device 1 such as an LED.
A projection device (such as a laser pattern projector) 2 that projects a laser pattern, which is a convergent pattern light, from an oblique direction onto a measurement object (eg, cream solder) on an object surface (eg, a printed circuit board resist); An image pickup device (CCD camera, image input board, etc.) 3 that is arranged just above the measurement target and captures images of the object surface and the measurement target by time-lapse photography, and a storage device (image memory, memory) for storing the captured image , Hard disk etc.) 4,
The stored image is read out and two-dimensional /
It comprises a processing device (CPU) 5 containing processing software for performing three-dimensional measurement and a display device (display) 6 for displaying images and measurement results.

【0033】図2に、本実施形態例での計測の手順をフ
ロー図により示す。
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of measurement in this embodiment.

【0034】先に述べたとおり、レジスト上に拡散反射
体のクリームはんだを印刷すると、投影装置2からレー
ザスリット光を投影した場合、直上のカメラからは、は
んだの拡散反射光(はんだ投影線)は明瞭に撮像できる
が拡散光のため線幅が拡がり、一方レジストからの反射
光(レーザ基準線)は、光量が少なく明瞭に撮像できな
い。したがって、精度を上げるために、はんだ投影線を
細線化しようとすれば、レーザ基準線が撮像できない状
態が発生し、レーザ基準線を明瞭に撮像しようとすれ
ば、高精度な計測ができないという可能性がある。
As described above, when the cream solder of the diffuse reflector is printed on the resist, when the laser slit light is projected from the projection device 2, the diffused reflected light of the solder (solder projected line) is obtained from the camera immediately above. Can be clearly imaged, but the line width is widened due to the diffused light, while the reflected light (laser reference line) from the resist has a small light amount and cannot be clearly imaged. Therefore, in order to improve the accuracy, if the solder projection line is to be thinned, the laser reference line may not be imaged, and if the laser reference line is clearly imaged, highly accurate measurement may not be possible. There is.

【0035】そこで、本実施形態例では、レーザ基準線
を撮像する段階とは別に、はんだ投影線を細線化するた
めに、高輝度の分散光の光量調整(光出力、受光量)を
行う撮像条件を最適化して時差撮像する段階を設けるこ
とで、本発明の課題1を解決する。例えば、具体的に撮
像条件を最適化するには、レーザ光の出力調整、照明輝
度やカメラ絞り、カメラシャッタ速度調整によるカメラ
受光量調整、段差照明のレベル選択等による選択的受光
量の調整を行う。
Therefore, in the present embodiment, separately from the step of imaging the laser reference line, in order to thin the solder projection line, the light amount of the high-brightness dispersed light is adjusted (light output, received light amount). Problem 1 of the present invention is solved by providing a stage for optimizing the conditions and performing time-lag imaging. For example, to specifically optimize the imaging conditions, adjustment of the output of laser light, adjustment of the amount of received light by adjusting the illumination brightness and camera aperture, adjusting the camera shutter speed, selecting the level of step illumination, etc. Do.

【0036】また、レーザ基準線を撮像する段階につい
ても、分散最小でコントラスト最大となるように同様に
調整を行い、撮像条件を最適化する。
In the step of imaging the laser reference line, the adjustment is similarly performed so that the variance is minimized and the contrast is maximized, and the imaging conditions are optimized.

【0037】図2では、レーザ基準線の撮像に続いて、
はんだ投影線の撮像を行う例を示したが、その順序は逆
であっても構わない。
In FIG. 2, following imaging of the laser reference line,
Although the example in which the imaging of the solder projection line is performed has been described, the order may be reversed.

【0038】撮像された画像は順次、記憶装置4にスト
アされ、CPU5はこれらを読み出して、図9で説明し
た測定原理にしたがって、はんだ投影線のレーザ基準線
からのオフセットaを高さ換算して、3次元計測を行
う。
The captured images are sequentially stored in the storage device 4, and the CPU 5 reads them out and converts the offset a of the solder projection line from the laser reference line into a height in accordance with the measurement principle described with reference to FIG. To perform three-dimensional measurement.

【0039】なお、上記時差撮像と3次元計測の一連の
処理の前段または後段において、レーザ出力をOFFに
して、LED等の照明装置1により、レジストとはんだ
とのコントラストが得られる照明条件やカメラの受光条
件、シャッタ速度等の撮像条件を調整してはんだの輪郭
形状を撮像する段階と、CPU5での画像処理による面
積等を求める2次元計測を行う段階とを、付加すること
も可能である。両者の計測結果により、はんだの体積等
を計測することも可能になる。
The laser output is turned off before or after the series of processing for the time difference imaging and the three-dimensional measurement, and illumination conditions such as an LED or other illumination device 1 for obtaining a contrast between the resist and the solder, or a camera. It is also possible to add a step of adjusting the imaging conditions such as the light receiving conditions and the shutter speed and imaging the outline shape of the solder and a step of performing two-dimensional measurement for obtaining an area and the like by image processing in the CPU 5. . Based on the results of both measurements, it is also possible to measure the volume of the solder and the like.

【0040】さらに、図2で示した、最適な撮像条件の
異なるレーザ基準線とはんだ投影線あるいは2次元計測
のための撮像に対して、撮像条件の自動切換による時差
撮像をCPU5の制御により行うことで、計測時間が短
時間であるというレーザプロジェクタの特徴を維持する
という、本発明の課題3を解決することができる。例え
ば、具体的には、レーザ光出力レベル、LED等の照明
輝度レベル、LED段差照明の選択、電子シャッタ速度
等の自動切換を行う。このためには、照明装置1、投影
装置2、撮像装置3として、CPU5からの指令により
制御や調整の可能なものを用いる。
Further, for the laser reference line and the solder projection line or the image for two-dimensional measurement under different optimum imaging conditions shown in FIG. Thus, it is possible to solve the third problem of the present invention in that the characteristic of the laser projector that the measurement time is short is maintained. For example, specifically, automatic switching of a laser light output level, an illumination luminance level of an LED or the like, an LED step illumination, an electronic shutter speed, and the like are performed. For this purpose, an illumination device 1, a projection device 2, and an imaging device 3 that can be controlled and adjusted by a command from the CPU 5 are used.

【0041】図3に、本発明の第2の実施形態例を説明
する構成図を示す。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【0042】本実施形態例は、LED等の照明装置1
と、物体面(例えば、シリコンウェハ)上の計測対象物
(例えば、CSPバンプ)に斜め方向から収束パターン
光であるレーザパターンを投影する投影装置(レーザパ
ターンプロジェクタ等)2と、カメラの光軸が物体面上
の計測対象物のレーザ光の鏡面反射光の光軸に平行に配
置され物体面および計測対象物の画像を時差撮影で取り
込む撮像装置(CCDカメラ、画像入力ボード等)3
と、撮像した画像をストアする記憶装置(画像メモリ、
メモリ、ハードディスク等)4と、ストアされた画像を
読み出して画像処理により2次元/3次元計測を行う処
理ソフトウェアを内蔵する処理装置(CPU)5と、画
像ならびに計測結果を表示する表示装置(ディスプレ
ー)6から構成される。
This embodiment is directed to a lighting device 1 such as an LED.
A projection device (such as a laser pattern projector) 2 for projecting a laser pattern, which is convergent pattern light, from an oblique direction onto a measurement target (for example, a CSP bump) on an object surface (for example, a silicon wafer); and an optical axis of a camera An imaging device (CCD camera, image input board, etc.) 3 which is arranged parallel to the optical axis of the specular reflected light of the laser light of the measurement object on the object surface and captures the images of the object surface and the measurement object by time-lapse photography
And a storage device (image memory,
Memory, hard disk, etc.) 4, a processing device (CPU) 5 having built-in processing software for reading stored images and performing two-dimensional / three-dimensional measurement by image processing, and a display device (display) for displaying images and measurement results ) 6.

【0043】図4、図5に、本実施形態例での測定対象
物の例を示す。本実施形態例では、シリコンウェハ上に
アレイ状に配列されたCSPにおけるクリームはんだ印
刷されたCSPバンプの高さ/断面を計測することを可
能にする場合について説明する。
4 and 5 show examples of the object to be measured in this embodiment. In the present embodiment, a case will be described in which it is possible to measure the height / cross-section of CSP bumps printed with cream solder on CSPs arranged in an array on a silicon wafer.

【0044】図5(a)に示すように、CSPバンプは
シリコンウェハ上に格子状に敷き詰めて配列されたパタ
ーンとして印刷されている。先に述べたとおり、鏡面反
射面のシリコンウェハに拡散反射体のクリームはんだの
バンプを印刷するので、投影装置2からレーザスリット
光を投影した場合、図10に示したように、直上のカメ
ラからは、はんだの拡散反射光は撮像できるが、ウェハ
の鏡面反射光は撮像できない。
As shown in FIG. 5A, the CSP bumps are printed on a silicon wafer as a pattern arranged in a grid pattern. As described above, since the cream solder bumps of the diffuse reflector are printed on the silicon wafer of the specular reflection surface, when the laser slit light is projected from the projection device 2, as shown in FIG. Can image the diffuse reflection light of the solder, but cannot image the mirror reflection light of the wafer.

【0045】そこで本実施形態例では、図6に示すよう
に、まず鏡面反射光と撮像装置3のカメラの光軸が平行
になるように撮像装置3のカメラを設置し、ウェハ投影
線とはんだ投影線を撮像できるようにする。ウェハ投影
線はウェハ基準面上のレーザ基準線となり、はんだ投影
線のオフセットを計測する基準線となる。撮像されたウ
ェハ投影線とはんだ投影線を含む画像は記憶装置4にス
トアされる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the camera of the image pickup device 3 is first set so that the specular reflected light and the optical axis of the camera of the image pickup device 3 are parallel to each other. Enables projection lines to be imaged. The wafer projection line becomes a laser reference line on the wafer reference plane, and becomes a reference line for measuring the offset of the solder projection line. The captured image including the wafer projection line and the solder projection line is stored in the storage device 4.

【0046】図7に、レーザ基準線とはんだ投影線の計
測例を示す。はんだ投影線は、はんだバンプを光切断す
ることにより、はんだ高さに比例するオフセットaとし
て現れる。
FIG. 7 shows an example of measurement of the laser reference line and the solder projection line. The solder projection line appears as an offset a proportional to the solder height by optically cutting the solder bump.

【0047】図8に、本発明における測定原理を示す。
投影装置2からのレーザスリット光の投射角をθ、撮像
装置3のカメラで撮像したレーザ基準線からのはんだ投
影線のオフセットをaとすると、はんだ高さhは次の式
で与えられる。
FIG. 8 shows the principle of measurement in the present invention.
Assuming that the projection angle of the laser slit light from the projection device 2 is θ and the offset of the solder projection line from the laser reference line imaged by the camera of the imaging device 3 is a, the solder height h is given by the following equation.

【0048】 h=a*sinθ/cos(90°−2θ) 特に、θ=45°のときh=a/√2 CPU5は、撮像が終了し、その画像が記憶装置4にス
トアされると、その画像を読み出して上式に基づいて3
次元計測を行う。レーザスリット光の投射角θ等は予め
入力しておくか、検出器を備えて読み込む。
H = a * sin θ / cos (90 ° −2θ) In particular, when θ = 45 °, h = a / √2 The CPU 5 terminates imaging and stores the image in the storage device 4. The image is read out and based on the above formula, 3
Perform dimension measurement. The projection angle θ or the like of the laser slit light is input in advance or read by providing a detector.

【0049】なお、はんだ画像の輪郭線から求まるはん
だ面積をs′とすると、実際のはんだ面積sは次の式で
与えられ、3次元計測と同時に2次元計測を行うことが
可能である。
When the solder area determined from the outline of the solder image is s', the actual solder area s is given by the following equation, and two-dimensional measurement can be performed simultaneously with three-dimensional measurement.

【0050】s=s′*cos(90°−2θ) はんだ高さの計測においては、レーザ投影線(ウェハ投
影線、レーザ基準線)およびはんだ投影線は、可能な限
り細線化し分解能を上げ、計測精度を向上させなければ
ならない。ところで、拡散反射のはんだ投影線は、投影
線の分散のため、高輝度ではあるが線幅が広い。これに
対し、鏡面反射のウェハ投影線は受光角の振れによって
輝度が下がり線幅も狭い(図7参照)。従って、細線化
を図るために、はんだ投影線とウェハ投影線を同時に同
一撮像条件で撮像するのが難しい場合には、図2と同様
に、はんだ投影線とレーザ基準線であるウェハ投影線を
撮像条件を変えて時差撮像する。撮像条件として、照明
装置1の照明条件、投影装置(レーザプロジェクタ等)
2、撮像装置3の輝度条件等を変えることにより、はん
だ投影線とウェハ投影線の極細線を個別に得ることがで
きる。また、面積等の2次元検査を行う場合に撮像条件
を変える必要が有る場合にも、撮像条件を最適に変えた
時差撮影により行うことができる。
S = s' * cos (90 ° -2θ) In measuring the solder height, the laser projection line (wafer projection line, laser reference line) and the solder projection line are made as thin as possible to increase the resolution. Measurement accuracy must be improved. By the way, the diffuse reflection solder projection line has high luminance but wide line width due to dispersion of the projection line. On the other hand, the brightness of the mirror projection wafer projection line is reduced due to the fluctuation of the light receiving angle, and the line width is narrow (see FIG. 7). Therefore, when it is difficult to simultaneously image the solder projection line and the wafer projection line under the same imaging condition in order to achieve the thinning, similarly to FIG. 2, the solder projection line and the wafer projection line as the laser reference line are set. Time-lapse imaging is performed under different imaging conditions. As the imaging conditions, the illumination conditions of the illumination device 1, the projection device (eg, a laser projector)
2. By changing the luminance condition and the like of the imaging device 3, it is possible to individually obtain extra fine lines of the solder projection line and the wafer projection line. Also, when it is necessary to change the imaging conditions when performing a two-dimensional inspection of an area or the like, the imaging can be performed by time-lapse photography in which the imaging conditions are optimally changed.

【0051】以上のように、投影装置(レーザプロジェ
クタ)2からレーザスリット光をシリコンウェハ上に投
影し、鏡面反射したレーザスリット反射光を、反射光の
光軸に沿うようにして設置した撮像装置3のCCDカメ
ラで撮像することにより、ウェハ基準面上のレーザ基準
線を抽出し位置決めを行うことで、本発明の課題2が解
決される。
As described above, the imaging device in which the laser slit light is projected from the projection device (laser projector) 2 onto the silicon wafer, and the laser slit reflected light that has been specularly reflected is set along the optical axis of the reflected light. The second object of the present invention is solved by extracting the laser reference line on the wafer reference plane and performing positioning by imaging with the CCD camera of No. 3.

【0052】理論的には、鏡面反射ではレーザプロジェ
クタの投射角θ1=CCDカメラの光軸傾斜角θ2=θ
であるが、実用上、両者の角度を、レーザ基準線が分散
最小でコントラスト最大となるように調整する。
Theoretically, for specular reflection, the projection angle θ1 of the laser projector = the optical axis tilt angle θ2 = θ of the CCD camera
However, in practice, both angles are adjusted so that the laser reference line has the minimum dispersion and the maximum contrast.

【0053】また、上述したように、はんだ投影線を細
線化するために、高輝度の分散光の光量調整(光出力、
受光量)を行う撮像条件を最適化して時差撮像すること
で、本実施形態においても、本発明の課題2が解決され
る。例えば、具体的に撮像条件を最適化するには、レー
ザ光の出力調整、照明輝度やカメラ絞り、カメラシャッ
タ速度調整によるカメラ受光量調整、段差照明のレベル
選択等による選択的受光量の調整を行う。
Further, as described above, in order to thin the solder projection line, the light amount of the high-luminance dispersed light (light output, light output,
By optimizing the imaging conditions for performing the (light reception amount) and performing the time-lag imaging, the second problem of the present invention is also solved in the present embodiment. For example, to specifically optimize the imaging conditions, adjustment of the output of laser light, adjustment of the amount of received light by adjusting the illumination brightness and camera aperture, adjusting the camera shutter speed, selecting the level of step illumination, etc. Do.

【0054】また、レーザ基準線についても分散最小で
コントラスト最大となるように同様に調整を行い、撮像
条件を最適化する。
The laser reference line is similarly adjusted so that the variance is minimum and the contrast is maximum, and the imaging conditions are optimized.

【0055】図2では、レーザ基準線の撮像に続いて、
はんだ投影線の撮像を行う例を示したが、その順序は逆
であっても構わない。
In FIG. 2, following imaging of the laser reference line,
Although the example in which the imaging of the solder projection line is performed has been described, the order may be reversed.

【0056】撮像された画像は順次、記憶装置4にスト
アされ、CPU5はこれらを読み出して、上記した測定
原理図にしたがって、はんだ投影線のレーザ基準線から
のオフセットaを高さ換算して、3次元計測を行う。
The captured images are sequentially stored in the storage device 4, and the CPU 5 reads them out and converts the offset a of the solder projection line from the laser reference line into a height in accordance with the above-described measurement principle diagram. Perform three-dimensional measurement.

【0057】なお、上記時差撮像と3次元計測の一連の
処理の前段または後段において、レーザ出力をOFFに
してLED等の照明装置1により、ウェハとはんだとの
コントラストが得られる照明条件やカメラの受光条件、
シャッタ速度等の撮像条件を調整してはんだの輪郭形状
を撮像する段階と、CPU5での画像処理による面積等
を求める2次元計測を行う段階を、付加することも可能
である。両者の計測結果により、はんだの体積等を計測
することも可能になる。
At the stage before or after the series of processing of the time difference imaging and the three-dimensional measurement, the laser output is turned off, and the illumination device 1 such as an LED or the like obtains the illumination conditions or the camera condition for obtaining the contrast between the wafer and the solder. Receiving conditions,
It is also possible to add a step of adjusting the imaging conditions such as the shutter speed to image the outline shape of the solder and a step of performing two-dimensional measurement for obtaining an area or the like by image processing in the CPU 5. Based on the results of both measurements, it is also possible to measure the volume of the solder and the like.

【0058】さらに、最適な撮像条件の異なるウェハ投
影線とはんだ投影線あるいは2次元計測のための撮像に
対して、撮像条件の自動切換による時差撮像をCPU5
の制御により行うことで、本発明の課題3が解決され
る。例えば、具体的には、レーザ光出力レベル、LED
等の照明輝度レベル、LED段差照明の選択、電子シャ
ッタ速度等の自動切換を行う。このためには、照明装置
1、投影装置2、撮像装置3として、CPU5からの指
令により制御や調整の可能なものを用いる。
Further, for the wafer projection line and the solder projection line having different optimal imaging conditions, or imaging for two-dimensional measurement, time difference imaging by automatic switching of imaging conditions is performed by the CPU 5.
By performing the above control, the problem 3 of the present invention is solved. For example, specifically, laser light output level, LED
The automatic switching of the illumination brightness level, the LED step illumination, the electronic shutter speed, and the like is performed. For this purpose, an illumination device 1, a projection device 2, and an imaging device 3 that can be controlled and adjusted by a command from the CPU 5 are used.

【0059】第2の実施形態例では、シリコンウェハ上
のCSPバンプの高さ/断面の計測・検査を行う場合を
例に説明したが、本発明は、プリント回路基板上のQF
P(クワッド フラット パッケージ)アレイ、BGA
(ボール グリッド アレイ)バンプのはんだ高さ/断
面の計測・検査、及び、部品実装検査、はんだフィレッ
ト等の外観検査を行う場合など、広く2次元/3次元の
同時計測に適用可能である。
In the second embodiment, the case of measuring and inspecting the height / cross section of the CSP bump on the silicon wafer has been described as an example.
P (quad flat package) array, BGA
(Ball grid array) It can be widely applied to two-dimensional and three-dimensional simultaneous measurement, such as measurement and inspection of solder height / cross section of bumps, component mounting inspection, and appearance inspection of solder fillets and the like.

【0060】例えば、プリント回路基板(PCB)に
は、QFP/BGAパッケージや各種チップ部品等が搭
載される。クリームはんだ印刷の工程では、QFPピン
アレイ、BGAボールグリッド、チップ部品ピンに対応
して、QFPアレイはんだ、BGAバンプはんだ、チッ
プパッドはんだが印刷される。基板実装の高密度化、バ
ッケージピンのファインピッチ化に伴って、はんだ不足
/過多の検査により、はんだ高さ・体積のコントロール
が必要となっている。はんだ印刷基板は、反射率の高い
はんだと反射率の低い基板レジストから構成されている
ので、光学系の計測を行う場合に、直上のカメラでは基
板レジストを観測するのが困難であったり、はんだと基
板レジストを同時に観測するのに困難が生じたりする。
レーザプロジェクタによる3次元計測では、はんだ投影
光(はんだ光切断線))は高輝度であり、レジスト投影
光(レーザ基準線)は低輝度となり、同時に同一撮像条
件で撮像するのが難しい場合がある。上記のシリコンウ
ェハと同様に、斜め方向に基板レジストに投影したレー
ザ投影線を撮像し、はんだ投影線とレーザ投影線を撮像
条件を変えて時差撮影することで、はんだ投影線とレー
ザ投影線のクリアーな画像を得ることができる。
For example, a QFP / BGA package and various chip components are mounted on a printed circuit board (PCB). In the cream solder printing process, QFP array solder, BGA bump solder, and chip pad solder are printed corresponding to the QFP pin array, BGA ball grid, and chip component pins. With the increase in the density of board mounting and the finer pitch of package pins, it is necessary to control the height and volume of solder by inspecting for insufficient / excessive solder. Solder printed circuit boards are composed of high-reflectivity solder and low-reflectivity substrate resist.When measuring optical systems, it is difficult to observe the substrate resist with a camera directly above, It may be difficult to observe the substrate resist simultaneously.
In three-dimensional measurement by a laser projector, the solder projection light (solder light cutting line) has high luminance, and the resist projection light (laser reference line) has low luminance, and it may be difficult to simultaneously image under the same imaging conditions. . Similarly to the silicon wafer described above, the laser projection line projected on the substrate resist in an oblique direction is imaged, and the solder projection line and the laser projection line are staggered by changing the imaging conditions to obtain a time difference between the solder projection line and the laser projection line. A clear image can be obtained.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、安価でシンプルな機器構成により、短いタクト
タイムでシリコンウェハやプリント回路基板(PCB)
上のはんだの2次元/3次元計測を行うことができる。
特に、低コストのレーザプロジェクタを高精度な3次元
計測に適用できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a silicon wafer or a printed circuit board (PCB) can be manufactured in a short cycle time with a simple and inexpensive device configuration.
2D / 3D measurement of the upper solder can be performed.
In particular, a low-cost laser projector can be applied to highly accurate three-dimensional measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態例を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1の実施形態例による計測の手順を示す
フロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a measurement procedure according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施形態例を示す構成図であ
る。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】上記第2の実施形態例の測定対象物の例として
シリコンウェハ上のCSPアレイを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a CSP array on a silicon wafer as an example of a measurement object of the second embodiment.

【図5】(a),(b)は、上記第2の実施形態例の測
定対象物の例(CSPバンプ)における検査フレームと
レーザスリット光投影を示す図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating an inspection frame and laser slit light projection in an example of a measurement target (CSP bump) according to the second embodiment.

【図6】上記第2の実施形態例での投影装置と撮像装置
の配置を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement of a projection device and an imaging device according to the second embodiment.

【図7】上記第2の実施形態例における、レーザ投影光
のシリコンウェハ上での鏡面反射光の撮像を説明する図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating imaging of mirror-reflected light of a laser projection light on a silicon wafer in the second embodiment.

【図8】上記第2の実施形態例における3次元計測の原
理を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of three-dimensional measurement in the second embodiment.

【図9】従来のレーザプロジェクタによる3次元計測の
原理を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the principle of three-dimensional measurement by a conventional laser projector.

【図10】従来のレーザプロジェクタによる次元計測に
おける撮像画像の例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a captured image in dimension measurement by a conventional laser projector.

【図11】従来のレーザプロジェクタによる3次元計測
の問題点を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a problem of three-dimensional measurement by a conventional laser projector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…照明装置 2…投影装置 3…撮像装置 4…記憶装置 5…処理装置(CPU) 6…表示装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination device 2 ... Projection device 3 ... Imaging device 4 ... Storage device 5 ... Processing device (CPU) 6 ... Display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA24 AA53 AA54 AA58 BB02 CC01 CC19 CC26 FF01 FF07 GG04 GG07 HH02 HH05 HH12 HH13 JJ03 JJ08 JJ09 JJ26 NN02 NN03 PP23 QQ24 QQ31 2G051 AA51 AA65 AB11 AB14 BA10 BB20 CA03 CA04 CB01 EA14 EB01 EB02 4M106 AA01 AD09 BA05 CA48 CA70 DB04 DB08 DB19 DH60 5B057 AA03 BA15 DA07 DB02 DB03 DC02 DC09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2F065 AA24 AA53 AA54 AA58 BB02 CC01 CC19 CC26 FF01 FF07 GG04 GG07 HH02 HH05 HH12 HH13 JJ03 JJ08 JJ09 JJ26 NN02 NN03 PP23 QQ24 QQ31 2G0511 AA01 CB01 EB02 4M106 AA01 AD09 BA05 CA48 CA70 DB04 DB08 DB19 DH60 5B057 AA03 BA15 DA07 DB02 DB03 DC02 DC09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 収束パターン光であるレーザパターン光
を、物体面と該物体面上の計測対象物に斜めから投影す
るレーザ投影段階と、 該投影されたレーザパターン光の該物体面からの反射光
を直上から撮像する撮像段階と、 該撮像した物体面からの反射光と該計測対象物からの反
射光の画像認識により、該計測対象物の3次元計測を行
う計測方法において、 該物体面からの反射光の撮像に適した撮像条件で該レー
ザ投影段階と該撮像段階と、 該物体面上の計測対象物からの反射光の撮像に適した撮
像条件で該レーザ投影段階と該撮像段階とを、 前記の順序またはその逆の順序で実行し、 次に、該計測段階を実行することを特徴とする画像認識
による計測方法。
1. A laser projecting step of obliquely projecting a laser pattern light, which is a convergent pattern light, onto an object surface and a measurement target on the object surface, and reflecting the projected laser pattern light from the object surface. A measuring method of performing three-dimensional measurement of the measurement target by imaging an image of the light from directly above, and performing image recognition of the reflected light from the imaged object surface and the reflected light from the measurement target; The laser projection step and the imaging step under imaging conditions suitable for imaging reflected light from the laser projection step and the imaging step under imaging conditions suitable for imaging reflected light from a measurement object on the object surface And (c) in the order described above or in the reverse order, and then performing the measurement step.
【請求項2】 収束パターン光であるレーザパターン光
を、鏡面または鏡面に準ずる物体面と該鏡面上または該
物体面上の計測対象物に斜めから投影するレーザ投影段
階と、 該投影されたレーザパターン光の該鏡面または該物体面
からの反射光の光軸、或いは、その近傍の光軸に沿って
該鏡面または該物体面からの反射光と該計測対象物から
の反射光を斜めから撮像する撮像段階と、 該撮像した該鏡面または該物体面からの反射光と該計測
対象物からの反射光の画像認識により、該計測対象物の
3次元計測を行う計測段階とを、 有することを特徴とする画像認識による計測方法。
2. A laser projection step of obliquely projecting a laser pattern light, which is a convergent pattern light, onto a mirror surface or an object surface similar to a mirror surface and a measurement object on the mirror surface or on the object surface, and the projected laser beam. Obliquely image the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the measurement object along the optical axis of the reflected light from the mirror surface or the object surface of the pattern light or the optical axis in the vicinity thereof. And a measurement step of performing three-dimensional measurement of the measurement object by image recognition of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the measurement object. Characteristic measurement method by image recognition.
【請求項3】 請求項2記載の画像認識による計測方法
において、 鏡面または鏡面に準ずる物体面からの反射光の撮像に適
した撮像条件でレーザ投影段階と撮像段階と、 該鏡面または鏡面に準ずる物体面上の計測対象物の撮像
に適した撮像条件で該レーザ投影段階と該撮像段階と
を、 前記の順序またはその逆の順序で実行し、 次に、計測段階を実行することを特徴とする画像認識に
よる計測方法。
3. The measuring method according to claim 2, wherein a laser projection step and an imaging step are performed under imaging conditions suitable for imaging reflected light from a mirror surface or an object surface equivalent to the mirror surface, and the mirror surface or the mirror surface is used. Performing the laser projection step and the imaging step in an imaging condition suitable for imaging the measurement target on the object plane in the order described above or the reverse order, and then performing the measurement step. Measurement method using image recognition.
【請求項4】 請求項1、2、3のいずれか1項記載の
画像認識による計測方法の前段或いは後段において、 計測対象物の輪郭形状の撮像に適した撮像条件で該計測
対象物の輪郭形状を撮影する段階と、 該撮像した計測対象物の輪郭形状の画像認識により、該
計測対象物の2次元計測を行う計測段階とを、 有することを特徴とする画像認識による計測方法。
4. A method according to claim 1, wherein the contour of the measurement object is acquired under an imaging condition suitable for imaging the contour shape of the measurement object. A measurement method using image recognition, comprising: a step of capturing a shape; and a measurement step of performing two-dimensional measurement of the measurement object by image recognition of the captured contour shape of the measurement object.
【請求項5】 収束パターン光であるレーザパターン光
を、物体面と該鏡面上または該物体面上の計測対象物に
斜めから投影するレーザ光投影手段と、 該投影されたレーザパターン光の該物体面からの反射光
と該計測対象物からの反射光を直上から撮像する撮像手
段と、 該撮像した該鏡面または該物体面からの反射光と該計測
対象物からの反射光の画像認識により、該計測対象物の
3次元計測を行う処理手段とを、具備する画像認識によ
る計測装置において、 該撮像手段は、該物体面からの反射光と該計測対象物か
らの反射光の画像を、それぞれに適合した撮像条件で時
差撮像するものであることを特徴とする画像認識による
計測装置。
5. A laser beam projecting means for projecting a laser pattern beam, which is a convergent pattern beam, obliquely onto an object surface and an object to be measured on the mirror surface or on the object surface; Imaging means for imaging the reflected light from the object surface and the reflected light from the object to be measured from directly above, and image recognition of the imaged reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the object to be measured And a processing unit for performing three-dimensional measurement of the measurement target, wherein the measurement unit by image recognition includes: an imaging unit configured to generate an image of reflected light from the object surface and an image of reflected light from the measurement target; A measurement apparatus using image recognition, wherein time-lapse imaging is performed under imaging conditions adapted to the respective conditions.
【請求項6】 収束パターン光であるレーザパターン光
を、鏡面または鏡面に準ずる物体面と該鏡面上または該
物体面上の計測対象物に斜めから投影するレーザ光投影
手段と、 該投影されたレーザパターン光の該鏡面または該物体面
からの反射光の光軸、或いは、その近傍の光軸に沿って
該鏡面または該物体面からの反射光と該計測対象物から
の反射光を斜めから撮像する撮像手段と、 該撮像した該鏡面または該物体面からの反射光と該計測
対象物からの反射光の画像認識により、該計測対象物の
3次元計測を行う処理手段とを、 具備することを特徴とする画像認識による計測装置。
6. A laser beam projecting means for obliquely projecting a laser pattern beam, which is a convergent pattern beam, onto a mirror surface or an object surface similar to a mirror surface and a measurement object on the mirror surface or on the object surface. The optical axis of the reflected light from the mirror surface or the object surface of the laser pattern light, or the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the object to be measured obliquely along the optical axis in the vicinity thereof. Imaging means for taking an image, and processing means for performing three-dimensional measurement of the measurement object by image recognition of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the measurement object. A measuring device based on image recognition, characterized in that:
【請求項7】 請求項5または6記載の画像認識による
計測装置において、 前記計測対象物の照明手段を具備し、 前記処理手段は、前記3次元計測とともに、前記撮像手
段により撮像した計測対象物の画像認識により、2次元
計測を行うものであることを特徴とする画像認識による
計測装置。
7. The measurement apparatus according to claim 5, further comprising: an illumination unit configured to illuminate the measurement target, wherein the processing unit performs the three-dimensional measurement together with the measurement target captured by the imaging unit. A two-dimensional measurement device for performing two-dimensional measurement by image recognition.
【請求項8】 前記撮像手段は、 前記鏡面または物体面からの反射光と前記計測対象物か
らの反射光の画像を、それぞれに適合した撮像条件で時
差撮像するものであることを特徴とする請求項6記載の
画像認識による計測装置。
8. The imaging unit is characterized in that images of the reflected light from the mirror surface or the object surface and the reflected light from the object to be measured are staggered under imaging conditions suitable for each. A measuring device by image recognition according to claim 6.
【請求項9】 前記撮像手段は、 前記鏡面または物体面からの反射光と前記計測対象物か
らの反射光の画像ならびに前記2次元計測における画像
を、それぞれに適合した撮像条件で時差撮像するもので
あることを特徴とする請求項7記載の画像認識による計
測装置。
9. The image capturing means captures an image of reflected light from the mirror surface or object surface and an image of reflected light from the object to be measured, and an image in the two-dimensional measurement in a time-shifted manner under imaging conditions adapted to the respective conditions. The measuring device according to claim 7, wherein:
【請求項10】 前記処理手段は、前記時差撮像の制御
と、該時差撮像における撮像条件の切り換えを自動的に
制御するものであることを特徴とする請求項5、7、
8、9のいずれか1項記載の画像認識による計測装置。
10. The apparatus according to claim 5, wherein the processing means automatically controls the control of the time-lapse imaging and switching of imaging conditions in the time-lapse imaging.
10. A measuring device by image recognition according to any one of 8 and 9.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002098513A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Tani Denki Kogyo Kk Measurement method and measurement apparatus by image recognition using laser light
JP2002296017A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Nec Corp Inspection device and inspecting method for semiconductor integrated circuit
JP2005207918A (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Renesas Technology Corp Manufacturing method for semiconductor integrated circuit
JP2006308323A (en) * 2005-04-26 2006-11-09 Teruaki Yogo Three-dimensional shape measuring method
JP2007225481A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Hitachi High-Technologies Corp Ball bump wafer inspection system
JP2008209115A (en) * 2007-02-23 2008-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Printing inspection apparatus and printing inspection method
JP2008275577A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 King Yuan Electronics Co Ltd Apparatus and method for monitoring overlapping
JP2010033593A (en) * 2009-10-30 2010-02-12 Renesas Technology Corp Manufacturing method for semiconductor integrated circuit device
CN101887025A (en) * 2009-05-12 2010-11-17 宰体有限公司 Vision inspection apparatus and visible detection method thereof
WO2011049190A1 (en) * 2009-10-24 2011-04-28 株式会社Djtech Visual testing device and printed solder testing device
US8192050B2 (en) 2009-03-31 2012-06-05 Sony Corporation Illumination device for visual inspection and visual inspection apparatus
KR101240947B1 (en) 2010-12-30 2013-03-18 주식회사 미르기술 Vision inspection apparatus
JP2014168935A (en) * 2013-03-05 2014-09-18 Dainippon Printing Co Ltd Saddle-stitching inspection device
JP2019525191A (en) * 2016-08-23 2019-09-05 タイコ エレクトロニクス (シャンハイ) カンパニー リミテッド Soldering quality inspection platform
KR20210016612A (en) 2018-09-27 2021-02-16 야마하하쓰도키 가부시키가이샤 3D measuring device

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002098513A (en) * 2000-09-22 2002-04-05 Tani Denki Kogyo Kk Measurement method and measurement apparatus by image recognition using laser light
JP2002296017A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Nec Corp Inspection device and inspecting method for semiconductor integrated circuit
JP2005207918A (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Renesas Technology Corp Manufacturing method for semiconductor integrated circuit
US7372555B2 (en) 2004-01-23 2008-05-13 Renesas Technology Corp. Method of fabrication of semiconductor integrated circuit device
US8259295B2 (en) 2004-01-23 2012-09-04 Renesas Electronics Corporation Fabrication method of semiconductor integrated circuit device
US8125632B2 (en) 2004-01-23 2012-02-28 Renesas Electronics Corporation Fabrication method of semiconductor integrated circuit device
JP2006308323A (en) * 2005-04-26 2006-11-09 Teruaki Yogo Three-dimensional shape measuring method
JP2007225481A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Hitachi High-Technologies Corp Ball bump wafer inspection system
JP2008209115A (en) * 2007-02-23 2008-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Printing inspection apparatus and printing inspection method
JP2008275577A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 King Yuan Electronics Co Ltd Apparatus and method for monitoring overlapping
US8192050B2 (en) 2009-03-31 2012-06-05 Sony Corporation Illumination device for visual inspection and visual inspection apparatus
CN101887025A (en) * 2009-05-12 2010-11-17 宰体有限公司 Vision inspection apparatus and visible detection method thereof
CN106153633A (en) * 2009-05-12 2016-11-23 宰体有限公司 Vision inspection apparatus and visible detection method thereof
WO2011049190A1 (en) * 2009-10-24 2011-04-28 株式会社Djtech Visual testing device and printed solder testing device
JP2010033593A (en) * 2009-10-30 2010-02-12 Renesas Technology Corp Manufacturing method for semiconductor integrated circuit device
KR101240947B1 (en) 2010-12-30 2013-03-18 주식회사 미르기술 Vision inspection apparatus
JP2014168935A (en) * 2013-03-05 2014-09-18 Dainippon Printing Co Ltd Saddle-stitching inspection device
JP2019525191A (en) * 2016-08-23 2019-09-05 タイコ エレクトロニクス (シャンハイ) カンパニー リミテッド Soldering quality inspection platform
KR20210016612A (en) 2018-09-27 2021-02-16 야마하하쓰도키 가부시키가이샤 3D measuring device
US11982522B2 (en) 2018-09-27 2024-05-14 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Three-dimensional measuring device

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