曲面体的表面状态检查方法及基板检查装置制造方法及图纸

一种曲面体的表面状态检查方法，其特征在于，执行下述步骤，即 在从对检查对象表面的仰角不同的多个方向照射各不相同的彩色光线的照明状态下，对从所述检查对象表面上的曲面体反射的光线进行摄像的步骤； 在所述摄像得到的图像中的包含曲面体像的图像区域，执行对每一像素提取各色彩混合而生成的白色分量的强度的处理，以及执行使各像素中的色彩分量的强度分别衰减的处理的步骤，衰减量为与就该图像提取的白色分量的强度对应的值； 对上述衰减处理后的各像素，执行使各色分量的强度改变的处理的步骤，使得与衰减处理之前相比，各像素中的各色分量中强度最大的色彩分量得到强调，且由于上述衰减处理使该像素的各色分量的强度的总和发生的损失得到补偿；以及 根据所述各色分量的强度改变之后的图像的各色彩的分布状态，执行关于所述曲面体的表面状态的检查的处理的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成于元件安装基板上的如焊锡部位那样表面呈曲面形状的物体(下称“曲面体”)的表面状态的检查技术。图9表示上述专利文献1揭示的基板检查装置的结构以及检查原理。该检查装置是利用有红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色光的3个光源8、9、10以及摄像装置3生成检查对象的图像的装置，各光源8、9、10配置在相对基板具有不同的仰角的方向。另一方面，摄像装置3配置成能够从正上方位置对检查对象的焊锡2进行摄像。采用上面所述结构，来自光源8、9、10的彩色光线分别在焊锡2的表面上照射对应于该光源的配置方向(仰角方向)的位置。在这里，各色彩色光线的照射位置上的焊锡表面的倾斜都是在能够将该照明光线的镜面反射光引导到摄像装置的方向上倾斜的情况下，如附图说明图10所示，对应于R、G、B各色彩色光线的照射位置，生成各色彩分开的二维图像。上述检查装置中，各光源8、9、10相对于基板面的仰角按照R、G、B的顺序依序变大，同时根据焊锡表面上想要划分检查的倾斜角度范围决定各光源8、9、10的配置方向。从而，如果在各光源8、9、10照明下得到的图像上提取成为优势的色彩，则如图11所示，与从基板面看来仰角最小的平坦面、仰角最大的陡峭面、以及处于其中间的比较平缓的缓倾斜面相对应，各彩色成分可以得到清楚的划分。这样，就生成与表面的倾斜角度对应的R、G、B各色彩分开的二维图像，因此，预先把形状良好的焊锡的图像的各色彩图案记录下来，将检查对象的图像上的各色彩的图案与上述记录的图案加以比较，就能够判断焊锡表面的状态是否良好。但是，近年来元件安装基板的制造厂家考虑到环境问题，越来越多采用不含铅的焊锡(无铅焊锡)。但是这种无铅焊锡是组成金属的固化温度之差大的非共晶合金，因此其表面容易形成具有微小凹凸的梨皮状花纹。因此，与以铅和锡为主成分的已有的共晶合金相比，表面漫反射性大。另一方面，这种检查装置考虑工作人员的视觉特性，调整各光源的强度，利用从各光源漫反射的光线混合实施白色照明，因此在对无铅焊锡那样的具有漫反射性的对象物体进行摄像时，会发生因各彩色光线混合而图像偏白色，或各彩色图案之间的界线不清楚的现象。又，上述调整处理中，设置白色漫反射板，并使其板面在水平方向上，对该漫反射面进行摄像，参照图像上的漫反射面上的色彩进行调整，因此接近该漫反射板的设置状态的焊锡料的平坦面上的红色处于特别不容易辨认的状态。在上述检查装置中，为检查而进行示教时，需要显示模型的焊锡图像，设定工作人员提取各彩色图案用的2值化阈值及判断所提取的彩色图案是否适用的判定基准值等。但是在作为检查对象的无铅焊锡的图像中，一旦如上所述由各色彩的混合生成偏白色的图像或各彩色图案之间的界线变得不清楚，利用目视方法从图像判断最佳2值化阈值就不容易，还存在设定费时间的问题。而且上述光学系统虽然也可以用于目视方式的检查装置，但是一旦各彩色图案之间的边界位置等处的色彩的微妙差异的确认变得困难，判断各检查部位是否良好就费时间。又，如果作为检查对象的无铅焊锡的漫反射性变大，各色分量之间的灰度的差变小，就难于使检查精度稳定。本专利技术着眼于上述存在问题，其目的在于，即使是在以无铅焊锡那样的具有漫反射性的曲面体为检查对象的情况下也能够进行稳定的检查。在这里，所谓“检查对象表面”是指例如基板的表面，而“曲面体”可以是指形成于基板上的焊锡。从不同的仰角方向照射的彩色光线，最好是红、绿、蓝三原色光，但是也不限于此，也可以照射三原色以外的彩色光线。通常显示的彩色图像利用将红(R)、绿(G)、蓝(B)每一色彩的灰度加以组合而形成，在R、G、B以相同的比例混合时呈现白色。因此，生成所述白色分量的“各色彩”可以说是R、G、B各色彩。作为强度的衰减处理和变更处理的对象的各色分量，可以认为是与从所述多个方向照射的各种色光线对应的分量。因此在对上述曲面体照射三原色的R、G、B各彩色光线的情况下，作为处理对象的色分量也可以认为是R、G、B三种颜色。色彩分量的强度与射入摄像机等摄像手段的反射光的强度对应，在数字图像中可以用每一像素的灰度表示。还有，在本专利技术中，最好是色分量的强度越大，则使灰度值越大。上述白色分量的提取处理、强度的衰减处理、强度的变更处理，都可以对包含检查对象的曲面体像的图像区域内的每一像素执行。白色分量的提取处理中，在数字浓淡图像中的包含曲面体像的图像区域，提取各色分量共同的规定量的强度作为白色分量。例如可以将各色分量的强度中的最小值作为白色分量提取。也可以将该最小值的规定比例份额的强度作为白色分量提取。在使各色分量的强度衰减的处理中，利用从各色分量的强度中分别减去作为所述各白色分量提取的值的处理，可以使各色分量的强度各衰减规定量。利用该衰减处理能够去除各色彩的漫反射光混合产生的白色分量，因此可以说衰减处理之后各色分量的强度能够高精度地反映来自曲面体表面的各色彩的镜面反射光的强度。接着，在变更各色分量的强度的处理中，使上述衰减处理之后变得最大的色分量的强度变得比衰减处理之前的强度更大，并且对各色分量补充规定量的强度，使由于衰减处理造成的、各色分量的强度的总和产生的损失得到补偿，使强度的总和值接近原强度的总和。例如可以求进行上述衰减处理之前的各色分量的强度总和与衰减处理之后的各色分量的强度总和之比，根据该比值使衰减处理之后的各色分量的强度倍增。或者，也可以将作为所述白色分量去除的强度根据衰减处理之后的强度的比率分配给各色分量进行相加。还有，在该强度变更处理中，最好是使各色分量的强度的总和恢复到与衰减处理之前相同的值。这样一来，可以使曲面体像的亮度与衰减处理之前相同，因此与未进行处理的曲面体像的周围部分之间亮度无差异，即使观察为了示教或目视检查而显示的图像也不会产生异样感。但是，如果对观察各色彩的分布状态有充分的亮度，与周围的亮度也不产生大的差异，则即使各色分量的强度的总和变为比衰减处理之前低的值也没有妨碍。利用上述白色分量的提取处理和强度的衰减处理，去除了各种色彩的光线在作为识别对象的曲面上漫反射产生的白色分量，能生成各色彩以与各镜面反射光的强度对应的状态分布的图像。而且，利用强度的变更处理，能够调整由于上述衰减处理而变暗的图像使其达到能够确认色彩的亮度，同时能够进行修正以使与曲面体表面的倾斜角度对应的色分量更加得到强调，因此能够使最具优势的各分量与其他色分量之间具有足够的差值。从而，对于曲面体能够稳定地进行高精度的检查。本专利技术的第二种的检查方法是执行下述步骤的方法，即在从对检查对象表面的仰角不同的多个方向照射各不相同的彩色光线的照明状态下，拍摄对所述检查对象表面具有任意倾斜角度的漫反射面来的反射光线的步骤；在上述摄像得到的图像中的漫反射面像中，决定各色分量的强度的调整倍率，以使与所述倾斜角度对应的仰角方向来的光线对应的色分量比其他色分量大的步骤；在与拍摄上述漫反射面时相同的照明状态下拍摄从检查对象面上的曲面体来的反射光的步骤；在上述拍摄得到的图像中的包含曲面体像的图像区域，根据上述调整倍率调整各色分量的强度的步骤；在上述调整处理之后的上述图像区域，执行对每一像素提取各色彩混合生成的白色分量的强度的处理、以及使各像素中的色分量的强度分别衰减与对各像素提取的白色分量的强度对应的值的处理的步骤；对上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鴛海明，藤井良樹，藤田有人，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：