三维测定装置和基板检查装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三维测定装置和基板检查装置，可在进行三维测定时，可在更短时间实现更高精度的测定。基板检查装置包括对印刷电路基板照射光的照明装置；对印刷电路基板上的上述照射的部分进行摄像的CCD照相机；进行各种控制的控制装置。按照检查对象区域亮度未饱和的第1曝光时间进行第1摄像处理，按照适合于测定基准区域测定的规定曝光时间中，相当于上述第1曝光时间不足的量的第2曝光时间，进行第2摄像处理。接着，针对检查对象区域，采用通过第1摄像处理获得的图像数据的值，针对测定基准区域，采用通过第1摄像处理获得的图像数据的值、通过第2摄像处理获得的图像数据的值的总值，制作三维测定用的图像数据，据此进行三维测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对测定对象的三维形状等进行测定的三维测定装置和具有该三维测定装置的基板检查装置。
技术介绍
一般，印刷电路基板在由玻璃环氧树脂形成的主基板上具有电极图案，其表面通过抗蚀膜而保护。在上述印刷电路基板上安装电子部件时，首先，在电极图案上的没有进行抗蚀膜的保护的规定位置印刷有焊锡膏。接着，根据该焊锡膏的粘性，在印刷电路基板上临时固定电子部件。然后，将上述印刷电路基板导向回流焊炉，经过规定的回流工序进行焊接。近来，在导向回流焊炉的之前阶段，必须检查焊锡膏的印刷状态，在进行上述检查时，采用三维测定装置。近年，人们提出有各种采用光的所谓的非接触式的三维测定装置。比如，在采用相移法的三维测定装置中，通过照射机构，将具有以可见光作为光源的条纹状的光强度分布的光图案照射到对象(在此场合，为印刷电路基板)。另外，通过CXD照相机对对象进行摄像，从已获得的图像分析上述光图案的条纹的相位差，由此，测定焊锡膏的三维形状，特别是尚度。但是，印刷电路基板上的焊锡膏的印刷部分的周围(以下称为“背景区域”)的颜色是各种各样的。其原因在于玻璃环氧树脂或抗蚀膜采用各种颜色。另外，比如，在黑色等的较暗的颜色的背景区域，基于CCD照相机的摄像的图像数据的对比度减小。S卩，在图像数据上、上述光图案的明暗的差(亮度差)小。由此，测定背景区域的高度会比较困难。本来，为了以更高的精度测定印刷于基板上的焊锡膏的高度，最好在该基板内采用高度基准。 但是，由于背景区域不能够适当地用作高度基准面，故会有无法在该基板内采用高度基准的缺陷的危险。于是，人们提出有下述的技术，其中，分别进行比如，适合于焊锡印刷区域(明部) 的曝光时间(比如，IOms)的摄像，与适合于背景区域(暗部)的曝光时间(比如，50ms)的摄像，适合地测定高度基准(比如，参照专利文献1)。另一方面，人们还提出有下述的技术等，在该技术中，在图像数据上，按照与对象的明部相对应的区域内的像素的亮度不饱和程度的曝光时间(比如，IOms)进行多次摄像， 将通过该摄像获得的多个图像数据合成，扩大动态范围(比如，专利文献2)。已有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2006-300539号公报专利文献2 日本特开平7-50786号公报
技术实现思路
但是，如上述专利文献1，在分别进行焊锡印刷区域(明部)用的摄像，与背景区域(暗部)用的摄像的方案中，对于进行规定的测定对象(摄像区域)的三维测定来说需要获得必要的所有图像数据，而这一过程恐怕会要求较长的时间。在假定测定焊锡印刷区域的最适曝光时间为10ms，测定高度基准的最适曝光时间为50ms，转送各图像数据所要求的数据转送时间为16ms的场合，在上述专利文献1的方案中，需要焊锡印刷区域用的摄像时间 +数据转送时间+背景区域用的摄像时间 +数据转送时间=总计的时间。另外，如上述专利文献2，按照与对象的明部相对应的区域内的像素的亮度不饱和程度的曝光时间，进行多次摄像的方案，摄像次数恐怕会显著增加。由此，在上述相同的条件下，要求(摄像时间 +数据转送时间) X 5次=总计的更长的时间。另外，在一个印刷电路基板上设定多个测定对象区域(摄像区域)的场合，或如采用相移法的三维测定等那样，在进行一次的三维测定时，必须要求3 4次的摄像的场合， 一个印刷电路基板的测定所要求的测定时间甚至是其数倍。此外，上述课题并不一定限于进行印刷于印刷电路基板上的焊锡膏等的高度测定的场合，也存在于其它的三维测定装置的领域。显然，不是限于相移法的问题。本专利技术是针对上述情况而提出的，其目的在于提供在进行三维测定时，可在更短时间实现更高精度的测定的三维测定装置和基板检查装置。下面分项地对适合于解决上述课题的各技术方案进行说明。另外，根据需要，在相应的技术方案的后面，附加有特有的作用效果。技术方案1 涉及一种三维测定装置，其包括照射机构，其可对具有构成检查对象的第1区域(如焊锡印刷区域)和构成该第 1区域的高度测定基准的第2区域(如背景区域)的测定对象，照射三维测定用的光；摄像机构，其对来自照射了上述光的上述测定对象的反射光进行摄像；图像处理机构，其根据通过上述摄像机构摄制的图像数据，进行上述测定对象的三维测定；其特征在于该装置包括第1摄像处理，该处理按照与作为上述第1区域或上述第2区域中的一者的明部相对应部位的亮度不饱和的第1曝光时间(如IOms)进行摄像；第2摄像处理，该处理按照适合于作为上述第1区域或上述第2区域中的另一者的暗部的测定的规定曝光时间(如50ms)中的，相当于上述第1曝光时间(如IOms)不足的量的第2曝光时间(如40ms)进行摄像；图像制作处理，其将通过上述第1摄像处理获得的图像数据的亮度不饱和的部位，与通过上述第2摄像处理获得的图像数据的亮度不饱和的部位合成，针对上述第1区域和上述第2区域，制作亮度不饱和的三维测定用的图像数据；三维测定处理，其根据上述三维测定用的图像数据，进行三维测定。如在上述描述的那样，在进行目的为第1区域的测定的摄像时，在图像数据上，在第2区域亮度过高或过低，或明暗的差(亮度差)会小。比如，在第2区域的颜色为比第1 区域暗时，图像数据上的亮度差会较小。另一方面，在第2区域的颜色为比第1区域亮时， 图像数据上的亮度值有饱和的危险。由此，可能无法以第2区域作为高度基准面，以良好的精度进行三维测定。在此方面，本技术方案1中，以与明部相对应的部位的亮度不饱和的第1曝光时间摄像的图像数据的亮度不饱和的部位，将其与按照适合于暗部的测定的规定曝光时间中的，相当于上述第1曝光时间不足的量的第2曝光时间摄像的图像数据的亮度不饱和的部位合成，针对第1区域和第2区域，制作亮度不饱和的三维测定用的图像数据。由此，关于暗部，可根据将动态范围扩大的数据，适当地进行三维测定，并且关于明部，根据亮度不饱和的数据，适当地进行三维测定。其结果是，可适当地进行第2区域的三维测定，进而可以该第2区域作为高度基准面，以良好的精度进行第1区域的三维测定。另外，按照本技术方案，针对规定的测定对象区域，可缩短获得进行三维测定必要的全部图像数据所需要的时间。比如，在假定与明部(如第1区域)相对应的部位的亮度不饱和的曝光时间为 10ms，适合于暗部(如第2区域)的测定的规定曝光时间为50ms，转送各图像数据所需要的数据转送时间为16ms的场合，本技术方案的必要时间为，相当于第1曝光时间的第1摄像处理的摄像时间 +数据转送时间 +相当于第2曝光时间的第2曝光处理的摄像时间 +数据转送时间=总计 0即，与分别每隔一次进行，以第1区域测定为目的的摄像和以第2区域测定为目的的摄像的上述专利文献1的方案相比较，按照本技术方案，可缩短相当于上述第1曝光时间的量的。同样，与上述专利文献2的方案相比较，可缩短。其结果是，按照本技术方案，可以更短的时间，实现更高精度的测定。技术方案2 涉及上述技术方案1所述的三维测定装置，其特征在于在通过上述图像制作处理，制作上述三维测定用的图像数据时，针对与上述明部相对应的部位，采用通过上述第1摄像处理获得的图像数据的值 (各像素的亮度值)；针对与上述暗部相对应的部位，采用通过上述第1摄像处理获得的图像数据的值，与通过上述第2摄像处理获得的图像数据的值的总值。按照上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三维测定装置，其包括：照射机构，其可对具有构成检查对象的第１区域和构成该第１区域的高度测定基准的第２区域的测定对象照射三维测定用的光；摄像机构，其对来自照射了上述光的上述测定对象的反射光进行摄像；图像处理机构，其根据通过上述摄像机构摄制的图像数据，进行上述测定对象的三维测定；其特征在于该装置包括：第１摄像处理，该处理按照与作为上述第１区域或上述第２区域中的一者的明部相对应的部位的亮度不饱和的第１曝光时间，进行摄像；第２摄像处理，该处理按照适合于作为上述第１区域或上述第２区域中的另一者的暗部的测定的规定的曝光时间中的，相当于上述第１曝光时间不足的量的第２曝光时间进行摄像；图像制作处理，其将通过上述第１摄像处理获得的图像数据的亮度不饱和的部位，与通过上述第２摄像处理获得的图像数据的亮度不饱和的部位合成，针对上述第１区域和上述第２区域，制作亮度不饱和的三维测定用的图像数据；三维测定处理，其根据上述三维测定用的图像数据，进行三维测定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅村信行，
申请(专利权)人：CKD株式会社，
类型：发明
国别省市：JP