应用重复曝光的多曝光影像混合的检测方法

摘要

本发明公开了一种应用重复曝光的多曝光影像混合的检测方法，包含：步骤S100：设定第一组态下的具不同波长段及照射角度此二者的至少其中之一的多个光源装置各自的曝光时间值；步骤S200：进行重复曝光而依序使这些光源装置开启对应的曝光时间值后关闭，以使这些光源装置依序照射至待测电路基板上并由影像捕获设备产生这些曝光时间值内所混合的检测影像；及步骤S300：输出该检测影像以供分析检查。借此，本发明于一幅检测影像中记录了在不同照射光线下所混合出的影像信息，可免去各个光源装置分别进行影像撷取，而在同一时间内获取多个影像，可简化流程及有效缩短检测时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测电路的光学检测方法，尤其涉及一种应用重复 曝光的多曝光影像混合的检测方法。

背景技术

光学辨识系统如自动光学检测机(AutomatedOpticalInspection,AOI)及 外观终检机(AutomaticFinalInspection,AFI)等检测机台，如今已经被普遍 应用在电子业的电路板组装生产线的检测流程中，用以取代以往的人工目测 检视作业，它利用影像技术比对待测物与标准影像是否有差异来判断待测物 有否符合标准。

因此，光学辨识系统在电路上的检测扮演着举足轻重的角色，这也使得 电子产品的制造成本中的检测成本取决于光学辨识系统的好坏及速度。光学 辨识系统除了要精确的基本要求外，更重要的是要能以最短的时间达到所需 电路规格的精确检验。因此，即便光学辨识系统具有高精确的筛检能力，一 旦检测速度无法有效提升就会增加检测成本，进而影响整体的生产量。

现有技术如美国公告第US7355692号发明专利，其公开一种分设于两检 测站的光学检测程序，通过第一站撷取的影像(反射光影像)的分析结果， 再在第二站中针对该分析结果撷取另一影像(荧光影像)，如此，依据两个 不同工作站下所撷取的两幅图像来进行电路缺陷的分析。这样的检测方式不 但检测流程繁复(必须分别运作于第一工作站与第二工作站)，亦使得检测 所需的时间大幅增加(因在不同工作站以不同的时间区间分别撷取两幅影 像)，这样的配置及方法即会产生因无法提升检测速度而致使生产量无法有 效提高的缺点。

发明内容

本发明的一个目的在于简化光学检测的流程及缩短检测所需的时间。

本发明的另一目的在于提供一种可供检测机台进行多种组态设定的检测 方法。

为达上述目的及其他目的，本发明提出一种应用重复曝光的多曝光影像 混合的检测方法，包含：步骤S100：设定第一组态下的具不同波长段及照射 角度此二者的至少其中之一的多个光源装置各自的曝光时间值，这些曝光时 间值组成总曝光时间；步骤S200：进行重复曝光而依序使这些光源装置开启 对应的曝光时间值后关闭，以使这些光源装置依序照射至待测电路基板上并 由影像捕获设备产生这些曝光时间值内由不同波长段及照射角度此二者的至 少其中之一的光线所混合的检测影像；及步骤S300：输出该检测影像以供分 析检查。

于本发明一实施例中，在该步骤S200后还包含步骤S210：判定是否有 其他组态的光源装置，于“否”时进入步骤S300，于“是”时进入步骤S220 而进行另一组态下的多个光源装置各自的曝光时间值的设定再回到步骤S200 以产生另一检测影像供分析检查。

于本发明一实施例中，该第一组态的光源装置包含可见光波段发光装置 及不可见光波段发光装置。

于本发明一实施例中，在该待测电路基板上的金属线路是否断开的判断 下，该第一组态的光源装置为可见光波段发光装置及紫外光波段发光装置， 该可见光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例小于该紫外光波 段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例。进一步地，该可见光波段 发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例为30％，该紫外光波段发光装 置的曝光时间值占该总曝光时间的比例为70％。

于本发明一实施例中，在该待测电路基板上的金属线路是否有凸出的判 断下，该第一组态的光源装置为可见光波段发光装置及紫外光波段发光装置， 该可见光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例等于该紫外光波 段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例。

于本发明一实施例中，在该待测电路基板上的绿漆表面是否有缺陷的判 断下，该第一组态的光源装置为侧光发光装置及正光发光装置，该侧光发光 装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例等于该正光发光装置的曝光时间值 占该总曝光时间的比例。

借此，本发明通过摄像装置对待测电路基板的重复曝光，让该待测电路 基板在不同照射光线下所呈现的影像被一同记录在一幅检测影像上，使得后 续的分析检查上可直接由该检测影像快速地判断出待测电路基板的缺陷，而 无须再经由影像间的比对及多幅影像上的缺陷处的找寻与定位，可简化光学 检测的流程及有效缩短检测所需的时间。

附图说明

图1为本发明一实施例中检测系统的配置示意图。

图2为本发明一实施例中检测方法的流程图。

图3a、图3b、图3c为本发明一面扫描实施例中的金属线路是否断开的 影像示意图。

图4a、图4b、图4c为本发明一面扫描实施例中的金属线路是否有凸出 的影像示意图。

图5a、图5b、图5c为本发明一线扫描实施例中的电路板绿漆表面是否 有缺陷的影像示意图。

主要部件附图标记：

100检测平台

110待测电路基板

210第一组态的光源装置

220其他组态的光源装置

310影像捕获设备

330运算主机

S100～S300步骤

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及技术效果，兹由下述具体实施例，并 结合附图，对本发明做详细说明，说明如下：

首先请参照图1，其为本发明一实施例中检测系统的配置示意图。光学检 测系统包含：多个光源装置210、220，检测平台100、待测电路基板110、影 像捕获设备310及运算主机330。其中这些光源装置的组数依据实际需求作对 应的设置。该待测电路基板110可为软式电路板、硬式电路板或其他具电路 结构的板体。该影像捕获设备310可视最佳检视角度予以对应调整，并非以 图1所示的待测电路基板110正上方为限。该运算主机330用以依据设定来 对应操控这些光源装置210、220的运作及开启/关闭时间。

在光学检测中，通过第一组态的光源装置210或其他组态的光源装置220 的光源照射，可在该待测电路基板110上生成反射光、散射光或激发光，本 发明将待测电路基板110所需的检测项目内运作的各光源予以记录在同一幅 影像中，其运作方法流程将描述如下。

请参照图2，其为本发明一实施例中检测方法的流程图。本发明的应用重 复曝光的多曝光影像混合的检测方法，包含：

步骤S100：设定第一组态下的具不同波长段不同波长段及照射角度此二 者的至少其中之一的多个光源装置各自的曝光时间值，这些曝光时间值组成 总曝光时间；

步骤S200：进行重复曝光而依序使这些光源装置开启对应的曝光时间值 后关闭，以使这些光源装置依序照射至待测电路基板上并由影像捕获设备产 生这些曝光时间值内由不同波长段及照射角度此二者的至少其中之一的光线 所混合的检测影像；及

步骤S300：输出该检测影像以供分析检查。

上述步骤是在一种光源组态时的流程，当检测系统具有多组组态的光源 配置时则会在切换下一光源组态后同样进行上述步骤流程。本发明所述的不 同光源组态的照明是指针对所欲检测电路缺陷的种类所对应配置的光源装 置，例如：有些缺陷要用垂直光照射，有些则是要用有倾斜角度的侧光照射， 所以在照明的角度上就可以分成两种照明组态，再者，有些缺陷需要使用特 殊的波长照明，比如：一般是使用紫外光来激发荧光、用红光来加强金属铜 面的反射、用绿光来加强绿漆的反射、用近红外光来加强绿漆下的线路检测 等，所以在照明的波长上又可以分成两种以上的照明组态。因此，针对本发 明所述的不同光源组态，其缺陷分析并不需取用不同光源组态间所撷取的不 同图像，本发明在单一照射组态下即能完成对应的缺陷种类的检测，本发明 提供的不同组态间的切换用于在检测不同的缺陷时使用。

如图3a、图3b、图3c所示，为本发明一面扫描实施例中的金属线路是 否断开的影像示意图。图3a是照明组态单使用可见光的结果；图3b是照明 组态单使用紫外光的结果；图3c是照明组态基于本发明的重复曝光下同时使 用可见光与紫外光的结果，只是两种光源的比例不同而已。值得一提的是， 图3a及图3b亦可采用本发明的重复曝光的照明组态来实施，例如图3a可以 修改为使用较多比例的可见光(99％)与较少比例的紫外光(1％)的结合； 图3b则可以修改为使用较少比例的可见光(1％)与较多比例的紫外光(99％) 的结合。以上说明是针对多波段的方式，如果是用后续的本发明图5来说明， 就是针对多角度的方式。据此，只要将多波段与多角度结合起来，即可在同 一时间区间的扫描下取得具有多信息的单一幅图像，以供检测判断。

在该步骤S200后还包含步骤S210：判定是否有其他组态的光源装置， 于“否”时进入步骤S300，于“是”时进入步骤S220而进行另一组态下的 具不同波长段的多个光源装置各自的曝光时间值的设定再回到步骤S200以 产生另一检测影像供分析检查。

其中，该第一组态的光源装置包含可见光波段发光装置及不可见光波段 发光装置。请参照本发明附图，于图3a中，单以可见光照射待测电路基板所 见的疑似具有金属线路断开缺陷(虚线圆圈处)的灰度影像，图3b单以紫外 光这种不可见光照射待测电路基板所见的具有金属线路断开缺陷(虚线圆圈 处)的灰度影像，以往需分别取得两张图像后再由操作员判断是否为缺陷， 经本发明的操作方式后所取得的图像如图3c所示，由附图中可直接视得虚线 圆圈处“不具有”金属线路断开的缺陷，这是因为非金属线路的基材部分会 吸收紫外光并产生激发光，故会使该部分的影像变亮，而在本发明的操作下， 因图3c疑似金属线路断开缺陷处的灰度值与基材的灰度值不近似，故可由单 此一幅检测影像即可直接判断出虚线圆圈处“不具有”金属线路断开的缺陷。

请参照图3a、图3b、图3c，值得一提的是，基于上述金属线路是否断开 的判断，于较佳配置下，除了该第一组态的光源装置为可见光波段发光装置 及紫外光波段发光装置，进一步地，该可见光波段发光装置的曝光时间值占 该总曝光时间的比例小于该紫外光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光时 间的比例。举例来说，该可见光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间 的比例为30％，该紫外光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例 为70％。然而本发明并不以此为限，在该可见光波段发光装置的曝光时间值 占该总曝光时间的比例小于该紫外光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光 时间的比例的条件下皆能有较佳的显示效果。

接着请参照图4a、图4b、图4c，为本发明一面扫描实施例中的金属线路 是否有凸出的影像示意图。于图4a中，单以可见光照射待测电路基板所见的 疑似具有金属线路有凸出缺陷(箭头处)的灰度影像，图4b单以紫外光这种 不可见光照射待测电路基板所见的具有金属线路凸出缺陷(箭头处)的灰度 影像，以往需分别取得两张图像后再由操作员判断是否为缺陷，经本发明的 操作方式后所取得的图像如图4c所示，由附图中可直接视得箭头处“不具有” 金属线路凸出(其呈现内凹)的缺陷，这是因为非金属线路的基材部分会吸 收紫外光并产生激发光，故会使该部分的影像变亮，而在本发明的操作下， 因图4c疑似金属线路凸出缺陷处的灰度值与金属的灰度值不近似，故可由单 此一幅检测影像即可直接判断出箭头处“不具有”金属线路凸出的缺陷。

请参照图4a、图4b、图4c，值得一提的是，基于上述金属线路是否具有 凸出的判断，于较佳配置下，除了该第一组态的光源装置为可见光波段发光 装置及紫外光波段发光装置，进一步地，该可见光波段发光装置的曝光时间 值占该总曝光时间的比例等于该紫外光波段发光装置的曝光时间值占该总曝 光时间的比例。举例来说，该可见光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光 时间的比例为50％，该紫外光波段发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的 比例为50％，以达较佳的显示效果。

接着请参照图5a、图5b、图5c，为本发明一线扫描实施例中的电路板绿 漆表面是否有缺陷的影像示意图。线扫描与面扫描在操作上的差别仅在于显 扫描的图像更为清晰、精确，但现扫描需要移动整个光学系统来进行逐一线 扫描式的检查。

于图5a中，单以白色侧光的可见光照射待测电路基板绿漆表面所见的疑 似具有电路基板缺陷(箭头处)的灰度影像，图5b单以白色正光(正向入射) 可见光照射待测电路基板绿漆表面所见的具有电路基板缺陷(箭头处)的灰 度影像。以往需分别取得两张图像后再由操作员判断是否为缺陷，经本发明 的操作方式后所取得的图像如图5c所示，由附图中可直接视得箭头处“具有” 电路基板绿漆表面的缺陷，且整体影像的对比程度亦优于单以白色侧光照射 待测电路基板所见的影像(如图5a)，在本发明的操作下，因图5c疑似电路 基板绿漆表面的缺陷处的灰度值与正常绿漆表面的灰度值不近似，故可由单 此一幅检测影像即可直接判断出箭头处“具有”电路基板绿漆表面的缺陷。

请参照图5a、图5b、图5c，值得一提的是，基于上述电路基板是否具有 缺陷的判断，于较佳配置下，除了该第一组态的光源装置为侧光发光装置及 正光发光装置，进一步地，该侧光发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的 比例等于该正光发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例。举例来说， 该侧光发光装置的曝光时间值占该总曝光时间的比例为50％，该正光发光装 置的曝光时间值占该总曝光时间的比例为50％，以达较佳的显示效果。换言 之，图5a是说明在没有重复曝光的条件下，只用白色侧光(以约45度入射) 照射后，虽然对于开窗区的金属来说检出缺陷较容易，但对于绿漆表面上的 刮痕却无法明确的检出；图5b同样是说明在没有重复曝光的条件下，只用白 色正光(～90度)照射后，虽然对于开窗区的金属来说对比度没有图5a所示 来得好，但对于绿漆表面上的刮痕却可以明确的检出；图5c即是说明在本发 明的重复曝光的条件下，只要进行正光与侧光的比例参数调整，即可以在同 一检测时间区间内取得单一幅影像。此幅影像中，对于开窗区的金属来说对 比度虽没有图5a好，但是优于图5b；对于绿漆表面上的刮痕来说，对比度虽 没有图5b好，但是优于图5a，此亦即本发明的重复曝光技术的优势之一。

综合上述，本发明通过摄像装置对待测电路基板的重复曝光，让该待测 电路基板在不同照射光线下所呈现的影像被一同记录在一幅检测影像上，可 简化光学检测的流程及有效缩短检测所需的时间。

本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是， 该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是， 凡是与该实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本发明的范畴内。因此， 本发明的保护范围当以权利要求书所限定的内容为准。