通孔内异物检查方法技术

能够低成本、高精度、高速度检查通孔内异物的通孔内异物检查方法及装置。同时获取透过多个同一尺寸的通孔的光作为图像信号，将获取的对应于成像的各个通孔的光接收区中的每一个作为一个块并对块的数目进行初始计数，将所述光接收区的数目的计数值与设定值一致的工件作为对象，比较所述各光接收区中邻接光接收区的面积，进行异物有无的判定处理。（*该技术在2021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，具体地说，涉及适宜检查直径为几十微米的通孔内部有无异物的方法。该检查装置通常的结构如附图说明图14所示，采用将开孔的工件1配置在固定位置，其下方配置光源2，并且其上方配置显微镜单元与面积传感摄像机4一体化的图像获取装置的结构。图像获取装置可以通过Z轴自动控制机构5升降，并且面积传感摄像机4通过自动聚焦单元6与图像处理装置7连接。通过这样的检查装置，对形成图15所示的开有多个通孔8的工件1进行摄像，获取的图像以通孔8为一个单位，通过比较基准通孔的像素面积与测定像素面积，进行通孔的好坏判定。例如，通孔8存在异物的场合下，由于透过的光量减少，从而测定像素面积变小，一定阈值以下的像素面积的通孔8判定为有缺陷。但是，上述传统的方法，当通孔数很多时有花费过多的检查时间的问题，而且，在获取高倍率的图像时，对装置的机械精度的要求很严格，因而制作费用变高。即，由于焦点深度变窄，上述的自动聚焦单元6和Z轴自动控制机构5变得必要，并且由于视野范围变窄，要求装载工件1的工作台定位精度高。而且，在进行通孔内异物检查时，使用传统的面积传感摄像机的摄像方法中由于限制了像素的数目，从而限制了分辨率，特别是在透光性异物的情况下很难进行识别，有将次品作为合格品检出的可能性。针对上述传统的问题点，本专利技术的目的在于提供能够低成本、高精度、高速度检查通孔内异物的及装置。如上所述，本专利技术是这样构成的同时获取透过多个同一尺寸的通孔的光作为图像信号；将获取的对应于成像的各个通孔的各光接收区中的每一个作为一个块并对块的数目进行初始计数；将所述光接收区的数目的计数值与设定值一致的工件作为对象，比较相邻光接收区的面积，进行异物有无的判定处理。因此，即使在作为检查对象的光接收区面积值非常小的情况下，与相邻光接收区面积进行比较处理中的误检和漏检的对策可以通过第一阶段的光接收区的数目的计数处理实现。更具体地说，同时获取透过多个同一尺寸的通孔的光作为图像信号，以抽取的各光接收区中其面积值在设定范围内的光接收区为对象，对获取的对应于成像的各个通孔的光接收区的数目进行初始计数，将所述光接收区的数目的计数值与设定值一致的工件作为对象，比较相邻光接收区的面积，进行异物有无的判定处理。当在对上述光接收区的数目进行计数的步骤中计数的光接收区的数目与设定值不一致时，可以终止检查。而且，本专利技术通过同时获取透过多个同一尺寸的通孔的光作为图像信号，将这些信号划分成组并读入每个检查范围，在各个检查范围中对获取的对应于成像的各个通孔的光接收区的数目进行初始计数，将所述光接收区的数目的计数值与设定值一致的工件作为对象，比较各光接收区中相邻光接收区的面积，进行异物有无的判定处理。而且，可以在传感摄像机的摄像焦点离开上述工件的表面的情况下进行摄像，从而可以摄制这样的图像，它具有扩大了的透过上述通孔的光的成像面积。图2是同一装置的重要部分的透视图。图3是表示根据实施例的装置采用的线传感摄像机与工件关系的图。图4是通过根据实施例的装置获取图像的原理图和透过通孔获得的图像实例。图5是一般的获取图像的原理图和透过通孔获得的图像实例。图6是通过根据实施例的装置进行处理作业过程的流程图。图7是图像匹配的说明图。图8是块数检查的流程图和测量的图像的例子。图9是从工件获取的图像实例的说明图。图10是表示工件的通孔位置与面积值的关系的趋势的图。图11是相邻面积判定处理的基本流程图。图12是表示同一流程图中相邻面积判定的具体处理的流程图。图13是表示检查结果的正方向和逆方向的通孔位置与通孔面积值的关系的图。图14是传统的异物检查装置的结构图。图15是通过传统装置进行检查的说明图。图1是根据实施例实施的检查装置的方框图，图2是同一装置的主要部分的透视图。如这些图所示，基本的结构为，多个通孔成列状排列的平板状工件10的下部配置有光源12，从背面向通孔照射光。另一方面，工件10的上部配置了多个像素成列状排列的线传感摄像机14，通过该线传感摄像机14使透过通孔的光成像。从而，通过工件10的一个平面侧配置的光源12向工件10照射光，通过跨过上述工件10、在与光源12相对的一侧配置的线传感摄像机14进行拍摄。然后，如图3所示，通过该线传感摄像机14和上述光源12相对于工件10作平行移动，拍摄所述透过的光线的平面图像。通孔内有异物的情况下，利用异物挡住光线时图像数据中对应通孔的光接收区的面积值变小的特性检查出异物。实施例中，线传感摄像机14采用大约5000像素的视野宽度来获取图像。通过使用该线传感摄像机14，提高分辨率，每个像素的分辨率能够提高到约3μm。另外，图示的例子中，要同时检查3个工件10，为此设置了3对光源12和线传感摄像机14。当然也可以构成一个单元的检查结构。为了能够通过使线传感摄像机14相对于工件10作平行移动来获取平面图像，如图1、2所示的实施例中，工件10装载在XY工作台16上，沿着与像素列垂直的方向移动和扫描。为了在XY工作台16的固定位置配置工件10，使用夹持工件10的固定夹具18。夹具18由下夹具18D和上夹具18U组成并通过适当的固定装置定位在工作台的固定位置并固定。夹具18中形成有与工件10的通孔列对应的狭缝20，透过的光通过狭缝20被线传感摄像机14获取，并且，使XY工作台16的下方配置的光源12形成线状的照明。另外，工作台下部安装有扩散板22，缓和来自光源12的光的强度不均，使光均匀地照射在通孔列上。根据上述结构，通过工件10在XY工作台16上的移动，线传感摄像机14能够拍摄到透过通孔列的光，该图像数据输入图像处理装置24，通过内置的判定装置判定通孔内有无异物。在获取图像时，如果是透光性的异物，由于判定变得困难，因而在本实施例中，把线传感摄像机14的焦点位置设定成与上述工件10的表面位置不一致，而是离开工件的表面位置。即，线传感摄像机14的位置相对于工件10的通孔，设定成比焦距L长的(L+α)，使透过光的拍摄面积明显扩大。图4表示了该原理，图5表示了比较的例子。首先，线传感摄像机14具备多个CCD和C-MOS半导体等的摄像元件成直线状排列的传感器本体26；近摄环部分28；以及光学透镜系统30(参照图4)。一般来说，在设定传感摄像机的场合，如图5(1)所示，通过调整近摄环部分28而配置成使焦点与工件10上形成的通孔32的开口的平面一致(焦距L)，获取与通孔32的开口的尺寸一致的图像。但是，在本实施例中，焦点位置设定在工件10的表面位置的上方(传感器侧)。从而，获取的图像处于聚焦状态时，如图5(2)所示，检查出由于通孔内异物遮蔽透过光而形成的例如2个像素面积大小的区域，而在本实施例中，如图4(2)所示，能够检查出8个像素面积大小的区域。换句话说，处于聚焦状态时仅仅检查出通孔32的开口部分的透过光。但是，在离焦状态的本实施例的情况下，虽然每个单位面积的光的强度降低，获取的图像中与通孔32对应的光接收区的面积值变大，同样，异物面积也明显变大。从而，根据上述的结构，测定值即透过光量的面积值X可以表示成下式。X＝(S-α)β式中，S是对应通孔32的光接收区的面积值，α是异物区域的面积值，β表示离焦效果的面积扩大率(β＞1)。β＝1时为聚焦与工作表面一致的情况。从而，积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通孔内异物检查方法，其特征在于：同时获取透过多个同一尺寸的通孔的光作为图像信号；将获取的对应于成像的各个通孔的各光接收区中每一个作为一个块并对块的数目进行初始计数；将所述光接收区的数目的计数值与设定值一致的工件作为对象，比较所述光接收区中相邻光接收区的面积，进行异物有无的判定处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：后藤登，齐藤干男，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]