TWI263791B - Method of generating image and illumination device for inspecting substrate - Google Patents

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1263791 , « ‘ 九、發明說明： 本發明宣告對2004年6月30日提出之日本專利申請 案第2 0 0 4 - 1 9 2 8 5 5號文件的優先權。 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種其上裝設有組件之基板的生產方法 ，且更特別是有關一種不是在生產程序期間就是在其後藉 由影像處理法爲將要或是已生產之地面、焊接零件及基板 上所裝設之組件實行檢查的技術。 • 【先前技術】 本發明人先前開發了一種藉著利用各焊料部分之鏡面 反射性質的影像處理技術自動檢查基板上經焊接部分的設 備，如同日本專利出版品第T 〇 k k 〇 6 - 1 1 7 3號文件中的說明 。這種先前開發之檢查設備的光學系統包括三個直徑不同 的圓形環狀光源以及一個二維彩色相機（以下簡稱爲相機） 。這三個光源分別是用來發射紅、綠及藍色的光，而該相 機係配置在這類光源的中心點上而使其光軸呈垂直定向。 #以如是建造的檢查設備，可定位每一個光源使之與待焊接 部分的位置具有不同的仰角。投影在焊料部分之表面上的 每一個光束都會進行鏡面反射，但是由相機接收到的那種 鏡面反射光會遵循該焊料之光反射表面的斜角而改變。如 是，三種色彩的光源會沿著這個斜角改變的方向散佈於所 獲致影像的焊料部分上。如是，假如起初暫存有經良好形 狀之焊料表面之影像上所出現之每一種彩色的圖案並與實 際上從標的表面上得到的彩色圖案作比較，則可判斷檢查 1263791 \ 用之標的表面的品質。 ^ 以上述型式且用來投影出三原色光束的照明裝置，然 而每一種色彩之光束所投影的角度範圍是固定的，且因此 每一種色彩與斜角之間的對應關係也變成固定的。結果是 ，假如焊料塡角（fillet)的斜度變得非常陡，則很難顯示出 用以反映此斜度改變的色彩分布。據此，可能無法從對應 於焊料塡角之影像得到色彩變化且變得很難偵測出其斜度。 【發明內容】 φ 因此本發明的目的是在上述觀點下藉由使用具有含相 同結構之照明系統的改良式照明裝置以改良基板之各焊料 部分上的檢查準確度，雖然可以改變待查物體的部分及/或 檢查的目的。 本發明的另一目的是改良和用於以其鏡面反射特徵爲 基礎焊料表面條件之斜角粹取有關的解析度。 根據本發明用於產生檢查基板之影像的方法，係在這 個基板上設置有一影像拍攝裝置而使其光軸呈向下定向， •且圍繞這個影像拍攝裝置之光軸設定複數個多彩發光構件 使之相對於基板上的標的區域落在特定的角度範圍之內。 操作該影像拍攝裝置以產生該標的區域的影像，以便在控 制各發光構件的接通條件使得這個標的區域之照明光之色 彩和角度會根據這種檢查的特定目的而改變的同時作檢查。 上述說明中，可將相對於檢查之標的區域的角度取爲 用以連接檢查之標的區域之中心點和發光構件的線段與基 板表面之間的角度（或是仰角），或是各影像拍攝裝置之光 -6- 1263791 軸與該發光構件之間的角度。這對照明的角度而言也是相 ‘ 同的。 較佳的是該影像拍攝裝置係一種二維彩色相機。較佳 的是該複數個多彩發光裝置各爲一包括紅、綠及藍色發光 元件（單色LED)的發光二極體但是也可以是諸如電致發光 元件之類其他類別的發光裝置。 對那種諸如所謂焊料檢查之類利用鏡面反射光的檢查 而言，較佳的是設定該複數個多彩發光構件使得它們不致 Φ干擾斜度角的粹取。例如，假如能針對焊料表面上的斜度 角估計各角度的範圍’則可定出光應該發射之方向的範圍 使得可藉由影像拍攝裝置可靠地接收來自落在此估計範圍 內之斜度的鏡面反射光且可將各發光構件安排在如是決定 的範圍之內。 藉由這種方法，可藉由調整該影像拍攝裝置及該組發 光構件的位置使得基板的待查部分將會包含在由待攝影像 構成的區域內而產生檢查用影像。根據本發明，可遵循檢 β!查之類別和目的藉由適當地選擇將要接通的發光構件以及 其發光色彩調整爲這個檢查區域進行照明之光的色彩及其 照明角度。 當係在已於待查基板上完成焊接處理之後實行所謂的 焊料檢查時，可控制各發光構件的接通條件使得將可於相 對於該標的區域對應到不同角度範圍上的每一個區段內接 通不同色彩的光。藉由這種控制，可從不同的方向發射出 複數個不同色彩的光束以便獲致以色彩分布表示其焊料之 1263791 傾斜條件的影像。上述說明中，可根據各發光 認定該標的區域係圍繞該影像拍攝裝置之光軸 這種焊料檢查程序中，可改變區段的數目 區域的角度範圍且可根據將要實行之檢查的目 接通之光的色彩組合。假如所需要的解析度位 本專利出版品第T 〇 k k 〇 6 - 1 1 7 3號文件中的情況 異’例如只要設定爲將要接通用於紅、綠及藍 段就足夠了。假如必要的是更詳盡地檢查該標 ^的傾斜條件，則可將區段的數目增加爲四個或 能夠接通數目一樣多的不同色光。當檢查具有 料表面時，可將複數個區段設定在比該影像拍 近基板表面的角度範圍內。 任意色彩的光都可以是和每一個區段有關 佳的是可作調整使得色彩會沿著該角度相對於 變的方向遵循所謂的「彩度（hue)圓」而改變。 五個區段，例如可設定各區段的色光使得其色 •角度改變的方向依序從紅色變成黃色、變成綠 綠色再到藍色。假如色彩是這樣選出的，則可 拍攝裝置得到的影像資料轉換成色彩相位（彩月 0匕很谷易地從色彩相位資料增大或減小的方向 的量値抓到基板表面的傾斜條件。 當檢查基板之組件（包裝盒）上所印刷的字 制各發光構件的接通條件使得能以白光自上方 區域作對角照明。假如各字母係以白色印刷在 構件的分布 的。 以及該標的 的調整將要 準和前述曰 沒有太大差 色的三個區 的焊料表面 更多個使得 陡斜度的焊 攝裝置更靠 的，但是較 基板表面改 假如存在有 彩會沿著該 色、變成青 將藉由影像 ί )貪料，且 以及其改變 母時，可控 爲受查標的 黑色包裝盒 1263791 」二，只有來自以白色印刷之字母的漫射光會被導引到影像 拍攝裝置上，且來自黑色包裝盒表面幾乎處於鏡面反射條 件的反射光不會爲該影像拍攝裝置所接收。結果，可產生 在白色與黑色之間具有很強對比的影像。 當在將組件裝設其上之前檢查基板上之地面及起泡焊 料時，可藉由從適合觀測的方向投影出色彩接近標的區域 之色彩的光以改良用於粹取出該檢查區域之影像處理法的 準確度。 • 根據本發明之基板檢查設備的特徵爲包括：一影像拍 攝裝置，係落在待查基板上方使得其光軸具有向下的定向 ;一照明裝置，係含有圍繞影像拍攝裝置之光軸而配置的 複數個多彩發光構件，使之落在相對於基板上之標的區域 的特定角度範圍之內；一檢查裝置，係在藉由照明裝置爲 該標的區域提供照明的同時用於輸入藉由影像拍攝裝置得 到的影像，並藉由影像處理法在所得到影像的特定部分上 實行檢查；以及一照明控制裝置，係用於控制各發光構件 之接通條件以便遵循藉由檢查裝置實行之檢查的目的改變 用來爲該標的區域提供照明之光的色彩及度角。 上述設備中，影像拍攝裝置及發光構件係說明如上。 g亥照明裝置可進一步包含一箱形結構以便蓋住這類發光構 件以及其控制電路。該檢查裝置及照明控制裝置可以各是 一儲存有用以執行其自身程序之程式的電腦。該檢查裝置 可進一步包含一外部記憶體以儲存用於檢查、設定資料及 標的區域之標準影像的程式。該照明控制裝置可進一步包 -9- 1263791 ^ 含一驅動電路以便以來自其電腦的指令爲基礎直接控制各 ~ 發光構件的切換操作。可藉由單一電腦或分開的電腦控制 該檢查裝置及照明控制裝置。 以根據本發明如是形成的檢查設備，可自動地切換或 是藉由根據代表檢查細節之資料的輸入手動地設定照明裝 置的控制方式。 根據本發明的一種較佳實施例，該照明裝置包含一電 路係藉由將各發光構件分割成相對於標的區域具有不同角 • 度範圍的複數個區段以控制各發光構件，並採用照明控制 裝置以控制它們在這類區段單元內的接通條件。有了如是 建造的檢查設備，可改變各接通條件並指派這類區段單元 中相對於標的區域具有不同角度範圍的色彩。如是，可根 據待實行之檢查的類別選出將要接通的區段，並藉由不同 色彩的光爲每一個區段提供照明。現在毋需贅言的也能以 相同色彩的光爲互爲相鄰的複數個區段提供照明。 根據本發明的另一種較佳實施例，該照明裝置包含各 •含有扮演著各發光構件角度之紅、綠及藍色發光元件的發 光二極體以及用以依矩陣形式連接這類發光元件的矩陣電 路。該照明控制裝置可進一步用來藉由在影像拍攝裝置之 曝光週期內的時間共享以接通這類區段單元內的這類發光 二極體。上述設備中，各發光二極體可以是諸如晶片型式 或燈管型式之類的任可型式。 這類實施例都是以各發光二極體可快速接通及切斷之 特徵爲基礎提出的。例如，該控制電路係藉由將各區段單 -10- 1263791 ‘ 元內發射相同色光之各發光元件的陽極及陰極連接在一起 所形成的。假如必要的是以特定色彩爲特定區段提供照明 ，例如將那個區段內各發光元件的陰極連接於〇伏特上而 將對應於該色彩的那些發光元件的陽極連接於特定的電壓 上。有關上述設備，毋需贅言的是各陰極及各陽極之間的 連接關係是可交換。可藉由將各單獨發光元件區分爲複數 個族群以便將它們連接到不是其陰極就是其陽極一側上。 假如選擇了這類區段中的三個區段（如A、B和C)且分 φ別將三個特定的色彩（如紅、綠和藍色）指派其上，則可這 麼控制各發光元件而在影像拍攝裝置之單一曝光週期內依 序接通區段A、B和C以致可根據標的區域上的傾斜條件 獲致能顯示色彩分布的影像。 當使用這種設備以便在焊接之後檢查基板時，則可使 用兩個或更多個這類區段並控制各發光元件以致能沿著具 有不同角度範圍的方向以複數個色光爲檢查區域提供照明 。此例中，能以不同的色光爲每一個選出區段提供照明或 #者以相同的色光爲複數個互爲相鄰的區段提供照明。 當字母係印刷於基板上所裝設之組件上（或是其包裝 盒上）時，可控制檢查裝置以使用至少一個這類區段以致能 以白光自上方爲受查標的區域作對角照明。這也可藉由只 選出一個區段或是複數個互爲相鄰的區段並造成能以白光 爲選出一個或是多個區段而完成。 可具體施行本發明之基板檢查用照明裝置的特徵爲包 括：複數個多彩發光構件，其配置方式爲使得從下方看到 -11- 1263791 的仰角係落在比圍繞一具特定尺寸之空間之特定値更大的 •範圍內；以及一控制電路，係在具有不同的仰角範圍之各 區段單兀內用來控制這類發光構件。可將這種裝置放置在 待查標的基板上方且可配置有一影像拍攝裝置以便令其光 軸穿過爲各發光構件所圍繞之空間的中心使得其影像拍攝 表面面朝下方。也可將這種照明裝置連接到電腦上以便控 制其接通及切斷。 有了具如是特徵的照明裝置，可根據將要實行之檢查 •的型式設定適合的照明條件，因爲這種電腦可選擇每一個 區段的接通條件並調整待接通之每一個區段上所指派之光 色彩的緣故。同時毋需贅言的是可具體施行本發明之照明 裝置不只能用在如上說明之自動型檢查設備上且能用在目 視檢查設備上。 根據本發明’可根據將要施行之檢查的型式建立適合 的照明條件，且因此能以高精確位準實行各種檢查。同時 也能使用單一的檢查設備實行不同型式的檢查。 • 在檢查焊料部分的例子裡，特別是本發明是方便的， 因爲可以很容易地改變傾斜表面的粹取解析度，且因此能 同時根據本發明的目的實行既簡單又詳盡的檢查。 【實施方式】 第1圖係用以顯示一種可具體施行本發明於製造程序 期間及之後用來檢查其上裝設有組件之基板的檢查設備 1 00的方塊圖，這種設備可用來實行不同類的檢查，諸如 在將各組件裝設到基板上之前用於檢查各地面及起泡焊料 -12- 1263791 ’條件的所謂「裝設前檢查」、在已裝設組件之後藉由檢 各組件或是其包裝盒上所印刷字母判斷是否正確地完成 組件之裝設的所謂「字母檢查」以及在已完成焊接之後於 基板上貫行以判定其焊料塡角之傾斜條件是否良好的所謂 「焊料檢查」之類。 檢查設備1 0 0係以一相機1、一發光體2及一控制單 元3當作主要組件，且另外包含一基板平臺（未標示）以支 撐待查基板。 ® 上述說明中，僅簡稱爲相機1指的是一種用於產生二 維固疋式彩色影像的電荷耦合裝置（c CD)型相機。發光體2 ί曰的是一種含複數個全彩LED燈（以下將作更詳細說明）可 選擇性地投影出不同色光的照明裝置。 控制單兀3包括一控制器3 0亦即一種以中央處理單元 (cpu)、唯讀記憶體（RAM)及隨機存取記憶體（RAM)當作主 女組成的電腦’且其上連接有一記憶體3 1、一影像處理器 32、一影像輸入裝置33、一相機控制器34、一光（照明）控 Φ制器35、一 XY -桌面控制器36、一輸入裝置37及一輸出 裝置3 8。 上述說明中，記憶體3 1指的是一種諸如硬碟之類的非 揮發性記憶體裝置’以儲存用於檢查所需要的程式、和檢 查區域有關的設定資料以及檢查區域內部的標準影像。記 憶體3 1也可用在保存檢查用的影像資料以及檢查結果的 目的上。 影像處理器3 2指的是一種大型積體電路（L s )，係結 -13- 1263791 15、彳弓諸如一位元電路及用於影像處理的微分電路之類電路 且係用來藉由接收來自控制器3 0的影像資料實行特定處 理並將處理結果輸回控制器3 0。 影像輸入裝置3 3包含一對應於相機1的介面電路以及 一類比/數位（A / D )轉換電路。相機控制器3 4包含一可爲相 機1產生驅動信號的電路。光控制器3 5包含一驅動電路係 用於實行電壓控制以遵循特定的照明圖案點亮發光體2。 使用X Y -桌面控制器3 6的目的是移動設置於前述基板平臺 φ上的XY-桌面（未標示）。 輸入裝置3 7可包括一鍵盤及一滑鼠且其使用目的是 選出將要藉由檢查設備1 〇 0實行的檢查類別並用來輸入檢 查用的各種必要資料。輸出裝置3 8係用來輸出檢查的結果 且可結果一印表機或是一用以連接外部設備的介面電路。 在依解釋如上之方式透過輸入裝置3 7輸入選擇時，控 制器3 0會藉此得知將要完成的檢查類別並利用光控制器 3 5以根據特定圖案實行照明◦在將標的基板帶到基板平臺 •上時，使用XY-桌面控制器3 6調整基板相對於相機1和發 光體2的位置關係，並在以發光體2爲基板提供照明的同 時操作相機1。利用影像輸入裝置3 3使藉由相機1得到的 影像接受數位轉換並將之儲存於控制器3 0內的RAM上。 控制器3 0會以影像資料爲基礎將一檢查區域設定在一標 的檢查位置上，且在藉由影像處理器3 2處理此區域內之影 像的同時相對於所選擇的檢查類別實行一判斷程序。 第2圖顯示的是發光體2的內部結構連同其與基板4 -14- 1263791 ^ 及相機1的位置關係。第3圖係用以顯示該發光體2的 部俯視圖。如圖所示，發光體2的箱型結構包括一八角 上板2 1以及各合倂形成於上板2 1之某一對應邊緣上的 壁22。這個箱型結構是屬於底側開放型的。上板2 1的 心上形成有一圓形小孔2 3。相機1係配置於此圓形小孔 的正上方使得其光軸呈垂直向下的定向。 將八個梯形基板2 4黏貼於上板2 1的內部表面以單 地對應到其八個側邊上，每一個基板24上都載有複數個 • 彩LED燈（以下簡稱爲LED燈）20連同其佈線結構。由於 —個LED燈20都包括有紅（R)、綠（G)及藍（B)色的發光 件，故基本上可藉由控制每一個發光元件的照明由每一 發光元件發射出全彩的光束。 在每一個梯形基板上，沿著如第3圖所示之寬度方 定義出互爲平行的複數個導線 2 0 a，並將特定數目的這 燈2 0安排在這類導線2 0 a上。將其上依矩陣形式安排有 數個這種燈2 0的垂直基板2 5黏貼於每一個側壁2 2的內 •表面上。 由丙烯酸樹脂材料製成的集光板（聚光器）2 6和27係 置在梯形基板2 4及垂直基板2 5前方。這類集光板2 6 27係製作成一菲涅耳（Fresnel)-透鏡且使之與基板24及 後面具有大槪相同的形狀和尺寸。 第2圖包含用以顯示其中一個這類集光板2 7的側視 及正面圖示。圖中可以看出，根據顯示用實施例的集光 2 7形成有呈窄小的伸長形且前方一側各含一傾斜表面的 外 形 側 中 23 獨 全 每 元 個 向 種 複 部 配 和 25 圖 板 複 -15- 1263791 數個透明片27 1，係沿著縱軸方向安排並相互黏貼在一起 。該前方一側上的傾斜表面係在向下一側呈向後退縮的。 可調整各傾斜表面的角度使之從上到下逐漸地改變。雖則 並未分開地顯示，可同樣地建造梯形基板2 4上的各集光板 2 6，使之各包括複數個窄小的伸長形透明片使其一側具有 傾斜表面並使其傾斜表面的角度逐漸地改變。 以如疋建is且如是定位的集光板26和27，可將由LED 燈2 0發射出的光束收集到小孔2 3正下方的標的區域上。 鲁將每一個集光板26和27藉由固定裝置（未圖示）牢牢地固 定於一個對應側壁2 2的內側表面上。 第4圖顯示的是另一種根據本發明另一實施例之發光 體2 ’’爲求方便並省略重複解釋以求說明簡潔係以第2圖 的相同符號標示出相同的組件。如第4圖所示之發光體21 與已參照第2圖說明如上的發光體2的差異是各l E D燈2 0 只位於基板2 4及上板2 1之內部表面上，並將連接於集光 板2 6上之特定數目（根據第4圖之實例爲兩個）的導光構件 I 28配置於每一個基板24前方。 屬由丙烯酸樹脂材料製成之平面構件的這類導光構件 2 8係垂直地配置在上板2 1表面上落在基板24外側邊緣的 位置上。其長度係使得各外部構件會比各內部構件更長（進 一步向下延伸）。複數個向前傾斜的步階2 8 1係形成於每一 個導光構件28之外部表面的下邊部位上。來自各LED燈 2 〇的光會在導光構件2 8內部向下行進，而是在這類步階 2 8 1的內部表面上受到反射並將之引導到檢查區域上。如 -16- 1263791 是光也會從側面抵達標的區域，雖然各LED燈2 0並非設 * 置於根據本發明的側壁2 2上。此外，由於可從導光構件 2 8罪近各側壁2 2之下邊位置送出光，光抵達檢查區域的 路徑大槪是和如第2圖所示之發光體2相同的。 第5圖顯示的是使用如上所述之發光體2或2 1寺可將 光投影到檢查區域之中心點0上的角度範圍。在根據本發 明顯示實施例施行焊料檢查的例子裡，基本上已定出可由 相機1接收到因焊料部分之傾斜表面產生鏡面反射之光的 φ 角度範圍，並將各LED燈20設置在這個角度範圍內。 根據如第5圖所示之實例，可將照明光的角度範圍分 割成五個區段A、B、C、D及E，使得從檢查區域之中心 點〇看到的仰角依序遞增。於這類區段單元內起動接通及 切斷各LED燈20的控制。 第6圖顯示的是用於這種控制之電路結構的實例。根 據這個實例，每一個LED燈20都含有一紅色（R)發光二極 體20R、綠色（G)發光二極體20G及藍色（B)發光二極體20B <1 ，且每一個這類發光二極體20R、20G及20B都含有兩個 端子。該控制電路係藉由將每一種色彩中各單獨發光元件 20R、20G及20B之陽極連接在一起，並針對每一個區段a 、：B、C、D及E將其陰極連接在一起以形成矩陣形式。 雖則第6圖顯示的結構中每一個區段A、B、C、D及 E都包含了三個LED燈20 ’可藉由爲每一個基板設置一獨 立電路以形成一真實的電路。可根據對應到基板的區段數 目或是LED燈20的數目調整每一個電路內連接導線的數 -17- 1263791 丨目。 '連接於如第5圖所示之電路中陽極上的導線中，係將 導線LI、L4和L7連接到各紅色發光元件20R上，將導線 L2、L5和L8連接到各綠色發光元件20G上，且將導線L3 、L 6和L 9連接到各藍色發光元件2 Ο B上。將導線Μ A , M b， M c，M D和Μ Ε連接到分別對應到區段A、Β、C、D和Ε的 陰極上。 光控制器3 5係藉由切換每一條導線的電壓或阻抗以 鲁實行各發光元件的照明控制。更詳盡地解釋，係將對應到 待接通之區段上的那些導線M a，Μ β，M c，M d和Μ Ε連接到 處於零伏特的電壓線上，同時將對應到必要色彩上的那些 導線L 1到L9連接到處於電源電壓的導線上。例如，假如 係將「紅色」指派到區段Α上，則導線ΜΑ係連接到零電 壓上而導線L 1、L4和L7則係連接到電源電壓上。可將那 些未對應到待接通（點亮）之區段上或是指派到一區段上之 任何色彩的任何導線設定在高阻抗的條件上。 ® 在將相同的色彩指派到兩個或更多個區段上時，係將 對應到待接通之區段上的那些導線Ma，Mb，Mc，Md和Με 連接到零電壓上，並將對應到所選擇色彩上的那些導線L 1 到L9連接到電源電壓上。 在將不同的色彩指派到兩個或更多個區段中的每一個 上時，可依序接通這些區段。此例中，必要的是針對不同 的待點亮區段將相機1之單一曝光週期間隔成複數個接通 週期使得每一個具不同色彩的光必須被反射到所獲致影像 -18- 1263791 • 9 ' 的單一薄片之上。 — 第7圖顯示的是相機1用於接 間隔。此實例中，係分別將紅、綠 A、B和C上◦因此，係將相機1之 別對應於紅、綠和藍三種色彩的三 T c。區段A內的發光元件R係於 ，區段B的發光元件G係於時間> 區段C的發光元件B係於時間片 φ 地此例中，假如係將相同的色彩指 可依解釋如上的方式於複數個區段 〇 可使用說明如上的這類LED i 元件20R、20G和2 0B以造成發射 的不僅是白光還能藉由於接通週期 發光元件以發射出除了三原色以外 接通之發光元件的組合改變所發射 如係將白光或是除了三原色以外的 上，則可接通週期內依序接通對應 個或更多個發光元件。 總言之，可根據本發明的實施 各LED燈20的接通及切斷以及其 控制器3 0會控制每一個接通的切 檢查類別建立最佳化的照明條件。 第8圖顯示的是可針對每一種 通不同色光的曝光時間 和藍的色彩指派到區段 單一曝光週期分割成分 個時間片段T A、T B和 ί間片段TA期間接通的 Γ段TB期間接通的，而 S TC期間接通的。同樣 派到複數個區段上，則 內接通具相同色彩的光 ^ 2 0藉由接通所有發光 出白光。同時能夠造成 內依序接通複數個類別 的色光。可藉由調整待 之光的色彩。因此，假 色彩指派到特定的區段 於所指派色彩選出的兩 例控制這類區段單元內 色彩，且控制單元3之 換以致可根據待實行之 待實行之檢查類別設定 -19- 1263791 ‘、 出之照明圖案的實例。例如’可依電子方式將這個表格儲 ~ 存於記憶體3 1內。 第8圖的表格中，「正常焊料檢查」意指藉由使用二 原色分布施行的習知檢查。於說明實例中’係將紅光用於 區段A，將綠光用於區段B和C ’而將藍光用於區段D和 E。藉由這類檢查，可依與前述日本專利出版品第T 0 k k 0 6 - 1 1 7 3號文件中所說明之方法相同的準確度位準檢查傾斜 的焊料表面。 φ 反之藉由所謂的「精密焊料檢查」’係將不同的色光 用於區段A到E以致可詳盡而更精確地分析影像中焊料傾 斜角的變化。根據顯示實例，分別係將紅、黃、綠、青綠 和藍色指派到區段A到E上。 第9 A圖顯示的是焊接於基板2 4上的晶片組件5，符 號6代表的是塡角。第9 B圖顯示的是一種藉由前述正常焊 料檢查所得到之位於晶片組件5某一側上之塡角6的影像 6 〇。第9 C圖顯示的是另一種藉由前述精密焊料檢查所得到 •之相同塡角6的影像6 1。在這兩個影像60和6 1上，紅色 部分以及因爲沒有光抵達其上所造成之黑色部分的位置和 尺寸都是相同的，但是落在紅色部分與黑色部分間之各部 分的位置和尺寸則十分地不同。在藉由正常焊料檢查所得 到的影像6 0上，在紅色部分與黑色部分之間只存在有兩個 藍色及綠色的彩色部分。反之在藉由精密焊料檢查所得到 的影像6 1上，在紅色部分與黑色部分之間只出現了四種不 同的色彩（藍、青綠、綠和黃色）。這意指可更精確地分辨 -20- 1263791 ^ 出塡角6的傾斜條件。 ‘ 精密焊料檢查可藉由分割該標的檢查區域（或是第9 c 圖中的影像6 1 )並在教示程序的時刻爲每一個畫素設定出 所接收到之紅、綠和藍光之品質的容許範圍加以實行。可 偵測出由每一個畫素所接收到之紅、綠和藍光的品質，藉 此可藉由檢驗畫素所接收到的每一種色光是否落在容許範 圍內以判定該塡角是否具有容許的形狀。 在塡角具有非常陡之斜度的例子裡，藉由正常焊料檢 φ查只能得到藍色的反射光，但是可藉由精密焊料檢查額外 地得到青綠色的反射光以致能更可靠地判定該塡角是否具 有正確的形狀。 再次爹照第8圖藉由所謂的「字母檢查」，只有區段 C有白光照明而其他區段則沒有照明。換句話說，能以白 光從上方爲印刷字母提供對角的照明。藉由習知的照明方 法’因爲印刷表面幾乎落在鏡面表面的條件內且係藉由相 機接收來自這類表面的規則反射光，故很難讀取該印刷字 參母。如第8圖所示，假如白光只從區段C入射，則無法藉 由相機接收來自包裝盒表面的規則反射光。由於相機只能 接收反自印刷字母反射出的白光，故可獲致印刷字母的高 反差影像。 藉由所謂的「裝設前檢查」，能以橘光爲區段A和B 提供照明並以藍光爲區段D和E提供照明，同時使區段C 沒有照明。在裝設組件之前，可得到來自印刷有起泡焊料 之區域的反射光。至於未印刷有起泡焊料的區域，可得到 -21- 1263791 . * % 來自呈銅色之地面的反射光。根據這個實例’以橘光提供 •照明之銅色地面係類似於以藍光提供照明之藍色地面。此 外，以橘光從上方爲成非常具反射性的地面提供照明，同 時以來自側邊方向的藍光爲具有能使光作漫射性反射之傾 向的起泡焊料提供照明。以如是起動的照明，可清楚地分 辨出具有起泡焊料的區域和具有地面的區域以致能準確地 偵測到任何不完整印刷的焊料位置。 有了根據本發明的檢查設備，如同上述解釋因爲可自 φ 由地改變照明的圖案且可起動高精密度的檢查故能根據待 實行的檢查目的（型式）設定出適合的照明條件。在檢查照 明條件的例子裡，可準確地分析塡角的斜度，且較習知技 術更能進行精密的檢查。 毋需贅言的是，可於單一基板上取決於其上所裝設的 組件類別同時實行正常焊料檢查及精密焊料檢查。第8圖 無意限制應該用來起動控制的方式。可根據檢查的目的施 行很多變型。例如，可在檢查很陡的斜度時分別將紅、綠 0和藍色指派到區段C、D和E以致能夠很容易地粹取出塡 角的角度變化。 【圖式簡單說明】 第1圖係用以顯示一種可具體施行本發明之基板檢查 設備的方塊圖示。 第2圖係用以顯示一種可具體施行本發明之照明裝置 的截面圖示，其中包含一集光板的側視及正面圖示。 第3圖係用以顯示一種照明裝置的外部俯視圖。 -22- 1263791 第4圖係用以顯示另一種可具體施行本發明之照明裝 置的截面圖示。 第5圖係用以顯示可將光投影到檢查區域上之角度範 圍的示意圖。 第6圖係用以顯示一種用於LED燈之電路的電路圖。 第7圖係用以顯示一種用於接通不同色光之控制實例 的時序圖。 第8圖係用以顯示各不同類檢查之照明圖案的表格。 第9圖係用以顯示一種焊接於基板上之晶片組件的側 視圖，第9 B圖和第9 C圖顯不的是檢查這種晶片組件所得 到的影像。 【主要元件符號說明】

1 相機 2,2' 發光體 3 控制單元 4 基板 5 晶片組件 6 塡角 20 發光二 極體 20a 平行線 20R，20G，20B 發光二 極體 2 1 直交上 方板 22 側壁 23 圓形小 孔 -23- 1263791

24 梯形基板 25 垂直基板 26,27 集光板（聚光器） 2 8 導光構件 3 0 控制器 3 1 記憶體 3 2 影像處理器 3 3 影像輸入裝置 34 相機控制器 3 5 光（照明）控制器 36 XY-桌面控制器 3 7 輸入裝置 3 8 輸出裝置 60,6 1 影像 1 00 檢查設備 27 1 透明片 28 1 傾斜步階 A，B，C，D，E 區段 L 1 -L9 導線 Ma，Mb，Mc，Md，Me 導線

Claims (1)

1263791 ， ^ . 第94 1 2 1 7 5 5號「用於產生檢查基板的影像之方法及用於檢查基板 、的照明裝置」專利案 ( 2006年3月17日修正） 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於產生檢查基板之影像的方法，該方法包括下列 步驟： 在該基板上設置有一影像拍攝裝置且光軸向下定向 > 1 圍繞該影像拍攝裝置之該光軸設有複數個多彩發光 構件，使之位於相對於在該基板上的標的區域之特定角 度範圍內； 當控制該發光構件之接通條件時操作該影像拍攝裝 置，依據該基板的一特定檢查目的，改變照明該標的區 域的光的色彩與角度，其中所產生該標的區域的一影像 係用於檢查該基板。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該檢查的目的是在 ® 已焊接該基板之後檢查在該基板上的焊接狀態，並控制 該發光構件之接通條件，使得不同色之光可接通於相對 於該標的區域具有不同角度範圍的複數個區段。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中又包括改變該等不 同區段之數目或角度範圍的步驟及根據該檢查之目的調 整待接通之不同色光之組合的步驟。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該檢查的目的係檢 查印刷文字’以及控制該等發光構件之接通條件使得該 ：S) 1263791 . 標的區域藉此以白光從上方作對角照明。 5 /樓基板檢查設備，該設備包括： 一影像拍攝裝置，係位在該基板上方且光軸向下定 向； 一照明裝置，具有圍繞該影像拍攝裝置之該光軸而 配虞的複數個多彩發光構件’以便位於相對於在該基板 上之標的區域的特定角度範圍內； 一檢查裝置，係在藉由該照明裝置照明該標的區域 φ 時用以輸入藉由該影像拍攝裝置得到的影像，並藉由在 所得到影像的特定部分上進行影像處理實行檢查；及 一照明控制裝置，係依據由該檢查裝置所執行之一 特定檢查目的，控制該等發光構件之接通條件，以改變 照明該標的區域之光的色彩及角度。 6 .如申請專利範圍第5項之基板檢查設備’其中該照明裝 置包含一電路，用以藉由將該等發光構件分割成相對於 該標的區域具有不同角度範圍的複數個區段，以控制該 # 等發光構件，其中使該照明控制裝置適於控制該等區段 之單元的接通條件。 7 .如申請專利範圍第6項之基板檢查設備，其中該照明裝 置包含含有作爲該發光構件之紅、綠及藍色發光元件的 發光二極體，該發光裝置又包含一矩陣電路以矩陣形式 連接該發光元件’且其中 使該照明控制裝置適於藉由在該影像拍攝裝置之一 曝光週期內分時接通該區段單元內之該發光元件。

-2- 1263791 (·* ' * 一 8 .如申請專利範圍第 - 裝置於該基板已焊 該照明控制裝置使 具有多個不同角度 檢查區域。 9 ·如申請專利範圍第 裝置檢查印刷文字 區段並控制之使得 1 0 · —種用於檢查基板 複數個多彩發 到的仰角（e 1 e v a t i cn 間’所特定値大的 一控制電路， 內控制該等發光構 7項之基板檢查設備’其中當該檢查 接後檢查在該基板上之焊接狀態時’ 用兩個或多個該區段並控制之使得在 範圍的方向以具有複數個色光照明該 7項之基板檢查設備，其中當該檢查 時，該照明控制裝置使用至少一個該 該檢查區域以白光自上方作對角照明 之照明裝置’該照明裝置包括： 光構件，其配置方式爲使得從下方看 1 angle)係在比圍繞一具特定尺寸之空 範圍內；及 用以在具有不同仰角範圍之區段單元 件。

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