JPH0274816A - 形状測定方法 - Google Patents
形状測定方法Info
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- JPH0274816A JPH0274816A JP22715088A JP22715088A JPH0274816A JP H0274816 A JPH0274816 A JP H0274816A JP 22715088 A JP22715088 A JP 22715088A JP 22715088 A JP22715088 A JP 22715088A JP H0274816 A JPH0274816 A JP H0274816A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は形状測定方法に関し、特にセラミック基板等の
表面うねりと厚みを光学的手段によって検査する形状測
定方法に関する。
表面うねりと厚みを光学的手段によって検査する形状測
定方法に関する。
（従来の技術と問題点）
電子部品を被着したり、電気回路を印刷するセラミック
基板の表面は完全に平坦であることが要求される。その
検査方法として、従来より、被測定物体の表面に光をあ
てて、その反射光によって表面状態を把握しようとする
試みがなされている。
基板の表面は完全に平坦であることが要求される。その
検査方法として、従来より、被測定物体の表面に光をあ
てて、その反射光によって表面状態を把握しようとする
試みがなされている。
例えば特開昭６２−３６５１１号公報には、被測定物体
上にスポット的に映した基準となる形状を二次元センサ
ーに画像として入力し、入力した基準形状の特徴量と、
予め記憶した合格となる被測定物体上の基準形状の特徴
量との差を所定式に基づく見掛は上の優位から抽出して
被測定物体の合否を判定することが提案されている。
上にスポット的に映した基準となる形状を二次元センサ
ーに画像として入力し、入力した基準形状の特徴量と、
予め記憶した合格となる被測定物体上の基準形状の特徴
量との差を所定式に基づく見掛は上の優位から抽出して
被測定物体の合否を判定することが提案されている。
ところが、この従来の被測定物体の測定方法では、セラ
ミック基板全体の大きなうねりは検出できるものの、基
準形状とのずれを検出して合否を判定することから、例
えばこの種基板には極めて重要な電子部品を被着する部
分等の部分的なうねりや平坦度、表面部分の正確な平坦
度、更にはうムリの度合等は検出できないものであった
。
ミック基板全体の大きなうねりは検出できるものの、基
準形状とのずれを検出して合否を判定することから、例
えばこの種基板には極めて重要な電子部品を被着する部
分等の部分的なうねりや平坦度、表面部分の正確な平坦
度、更にはうムリの度合等は検出できないものであった
。
一方、特開昭５８−＝ １１１７０８号、特開昭６１−
４０５０３号には、レーザ光を投射して被測定物体表面
の平坦度を測定することが提案されているが、この方法
は、光電変換装置での反射光の変位量を検出して電気信
号に変えて被測定物体表面の平坦度を把握することから
、被測定物体の厚みは均一であることを前提にした測定
方法であり、光源からの距離に応じた平坦度しか把握で
きない、即ち、被測定物をステージ上に載置して、従来
のような方法で平坦度を測定すると、ステージ自体の傾
きや被測定物体の部分的な厚みの相違に起因して被測定
物体自体が傾いていると、それ自体で光源からの距離が
相違してしまい、正確な平坦度や厚みを測定することは
できないものであった。
４０５０３号には、レーザ光を投射して被測定物体表面
の平坦度を測定することが提案されているが、この方法
は、光電変換装置での反射光の変位量を検出して電気信
号に変えて被測定物体表面の平坦度を把握することから
、被測定物体の厚みは均一であることを前提にした測定
方法であり、光源からの距離に応じた平坦度しか把握で
きない、即ち、被測定物をステージ上に載置して、従来
のような方法で平坦度を測定すると、ステージ自体の傾
きや被測定物体の部分的な厚みの相違に起因して被測定
物体自体が傾いていると、それ自体で光源からの距離が
相違してしまい、正確な平坦度や厚みを測定することは
できないものであった。
本発明は、このような従来方法の問題点に霊みて案出さ
れたものであり、被測定物体表面の平坦度を正確に検出
したり、被測定物体表面の部分的な平坦度も検出するこ
とができ、また被測定物体の厚みも極めて正確に検出す
ることができる形状測定方法を提供することを目的とす
るものである。
れたものであり、被測定物体表面の平坦度を正確に検出
したり、被測定物体表面の部分的な平坦度も検出するこ
とができ、また被測定物体の厚みも極めて正確に検出す
ることができる形状測定方法を提供することを目的とす
るものである。
（問題点を解決するための手段）
第１の発明によれば、被測定物体上に投射光線を相対移
動させて反射光を光電変換装置で受け、該光電変換装置
上での反射光の変位量を数値化して被測定物体表面の平
坦度を測定する形状測定方法であって、前記投射光線の
走査線上のうちの２点を結んで仮想基準線と為し、該仮
想基準線からの凹凸値を検出して被測定物体表面の平坦
度を測定することを特徴とする形状測定方法が提供され
る。
動させて反射光を光電変換装置で受け、該光電変換装置
上での反射光の変位量を数値化して被測定物体表面の平
坦度を測定する形状測定方法であって、前記投射光線の
走査線上のうちの２点を結んで仮想基準線と為し、該仮
想基準線からの凹凸値を検出して被測定物体表面の平坦
度を測定することを特徴とする形状測定方法が提供され
る。
第２の発明によれば、ステージ上に被測定物体を載置し
て、該被測定物体上に投射光線を相対移動させて反射光
を光電変換装置で受け、該光な変換装置上での反射光の
変位量を数値化して被測定物体の複数箇所の厚みを測定
する形状測定方法であって、前記反射光の変位量を数値
化して得られた実測値から、前記ステージ上に投射光線
を相対移動させて求めたステージの傾きに対応する値を
引いて被測定物体の厚みを測定することを特徴とする形
状測定方法が提供される。
て、該被測定物体上に投射光線を相対移動させて反射光
を光電変換装置で受け、該光な変換装置上での反射光の
変位量を数値化して被測定物体の複数箇所の厚みを測定
する形状測定方法であって、前記反射光の変位量を数値
化して得られた実測値から、前記ステージ上に投射光線
を相対移動させて求めたステージの傾きに対応する値を
引いて被測定物体の厚みを測定することを特徴とする形
状測定方法が提供される。
（実施例）
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
第１図は、本発明に係わる形状測定方法に用いられる装
置の概略構成図であり、１はセンサヘッド、２はＸＹス
テージ、３は演算制御装置、７は被測定物体である。
置の概略構成図であり、１はセンサヘッド、２はＸＹス
テージ、３は演算制御装置、７は被測定物体である。
前記センサヘッド１は、例えばレーザ光等の投射光線Ｂ
の照射部１ａと、この投射光線Ｂの反射光Ｂ′を受光す
るための受光部１ｂとで構成され、この反射光Ｂ′の受
光部ｔｂは例えば光電変換装置で構成される。この光電
変換装置上での反射光Ｂ°の変位量を検出して線図化す
る所謂光学的三角測距方式により、被測定物体７の形状
が検出される。尚、このセンサヘッド１は、Ｚ軸方向に
手動で可変できるように、微調ステージＩｃに固定され
ている。
の照射部１ａと、この投射光線Ｂの反射光Ｂ′を受光す
るための受光部１ｂとで構成され、この反射光Ｂ′の受
光部ｔｂは例えば光電変換装置で構成される。この光電
変換装置上での反射光Ｂ°の変位量を検出して線図化す
る所謂光学的三角測距方式により、被測定物体７の形状
が検出される。尚、このセンサヘッド１は、Ｚ軸方向に
手動で可変できるように、微調ステージＩｃに固定され
ている。
前記ＸＹステージ２は、パルスモータ２ａ、 ２ｂを駆
動することにより、Ｘ軸・Ｙ軸方向に移動できるように
構成されている。従って、前記センサヘッド１の投射光
線Ｂは、このＸＹステージ２上を相対的に移動すること
になる。このステージ２は、第２図に示すように、プレ
ート２ｃに複数個の透孔２ｄが形成されており、プレー
ト２ｃの下方部は中空状に形成されている。このプレー
ト２ｃに、被測定物体７を固定するにあたっては、プレ
ー）２ｃの端部に設けられたノックビン２ｄで、所定位
置に被測定物体７よりも大きな透孔が形成されたワーク
ガイド２ｅを固定して、このワークガイド２ｅの透孔部
に被測定物体７を位置決めしてステージ２上に載置し、
吸引機４（第１図参照）で中空部を吸引することにより
固定される。このＸＹステージ２は、演算制御装置３の
操作に基づいて、ドライバ６を介して駆動される。
動することにより、Ｘ軸・Ｙ軸方向に移動できるように
構成されている。従って、前記センサヘッド１の投射光
線Ｂは、このＸＹステージ２上を相対的に移動すること
になる。このステージ２は、第２図に示すように、プレ
ート２ｃに複数個の透孔２ｄが形成されており、プレー
ト２ｃの下方部は中空状に形成されている。このプレー
ト２ｃに、被測定物体７を固定するにあたっては、プレ
ー）２ｃの端部に設けられたノックビン２ｄで、所定位
置に被測定物体７よりも大きな透孔が形成されたワーク
ガイド２ｅを固定して、このワークガイド２ｅの透孔部
に被測定物体７を位置決めしてステージ２上に載置し、
吸引機４（第１図参照）で中空部を吸引することにより
固定される。このＸＹステージ２は、演算制御装置３の
操作に基づいて、ドライバ６を介して駆動される。
尚、前記演算制御装置３にはコントローラ５が接続され
ており、このコントローラ５は、被測定物体７表面の凹
凸によって変位する反射光線Ｂ°の光電変換装置での変
位量を予め設定されるゲインに基づいて算出する作用を
為す。
ており、このコントローラ５は、被測定物体７表面の凹
凸によって変位する反射光線Ｂ°の光電変換装置での変
位量を予め設定されるゲインに基づいて算出する作用を
為す。
又、前記演算制御装置３は、主としてマイクロコンピュ
ータで構成され、その演算結果は印字装置３ａによって
記録される。
ータで構成され、その演算結果は印字装置３ａによって
記録される。
第３図は、検出された被測定物体７の表面状態と基準線
Ｘとの関係を示す図である。
Ｘとの関係を示す図である。
ＸＹステージ２をＸ軸・Ｙ軸方向に移動させることによ
って、投射光線Ｂを被測定物体７上で走査させると、投
射光線Ｂの光源から等距離な基準線Ｘに対して凹凸部を
含んだ走査線Ａのように線図化される。この基準線Ｘは
、光源からの等距離線に過ぎず、ステージ２自体の傾き
Ｘｏや被測定物体７の部分的な厚みの相違による被測定
物体７自体の傾きＸ”は考慮されていない、従って、こ
の基準線Ｘからの凹凸量を検出しても正確な凹凸量は検
出できない、そこで、投射光線Ｂの走査始点Ｌ５と走査
終点Ｌ６を結んで仮想基準線Ｘ”とし、この仮想基準線
Ｘ”からの凹凸量を検出すれば、被測定物体７の表面そ
のものの正確な凹凸量を検出できることとなる。
って、投射光線Ｂを被測定物体７上で走査させると、投
射光線Ｂの光源から等距離な基準線Ｘに対して凹凸部を
含んだ走査線Ａのように線図化される。この基準線Ｘは
、光源からの等距離線に過ぎず、ステージ２自体の傾き
Ｘｏや被測定物体７の部分的な厚みの相違による被測定
物体７自体の傾きＸ”は考慮されていない、従って、こ
の基準線Ｘからの凹凸量を検出しても正確な凹凸量は検
出できない、そこで、投射光線Ｂの走査始点Ｌ５と走査
終点Ｌ６を結んで仮想基準線Ｘ”とし、この仮想基準線
Ｘ”からの凹凸量を検出すれば、被測定物体７の表面そ
のものの正確な凹凸量を検出できることとなる。
第４図は、本発明に係わる平坦度の測定方法を説明する
ための図である。
ための図である。
まず、センサヘッド１で検知した測定箇所の各々のポイ
ントの全データ（ｈ＋〜ｈｎ、Ｌ＋〜Ｌｎ）を演算制御
装置３に取り込む、このとき、走査線Ａから基準ｌｌｘ
至る距離ｈｍは算出される。
ントの全データ（ｈ＋〜ｈｎ、Ｌ＋〜Ｌｎ）を演算制御
装置３に取り込む、このとき、走査線Ａから基準ｌｌｘ
至る距離ｈｍは算出される。
次に、走査線Ａの走査始点（ｈ、、Ｌ、）と走査終点（
ｈｎ、Ｌｎ）を結んで仮想基準＆ｌＸ”を引き、基準線
Ｘに対する仮想基準線Ｘ”の偏位量Ｘｍを、 χｍ＝Ｌｍ／Ｌ−ＸＥ で求める。
ｈｎ、Ｌｎ）を結んで仮想基準＆ｌＸ”を引き、基準線
Ｘに対する仮想基準線Ｘ”の偏位量Ｘｍを、 χｍ＝Ｌｍ／Ｌ−ＸＥ で求める。
次に、走査線Ａから基準線Ｘに対する垂線のうちの、走
査１！Ａから仮想基準線Ｘ”に至る距Ｍｈｍを、 ｈ’ｍ＝ｈｍ −Ｌｍ／Ｌ −ＸＥ で求める。
査１！Ａから仮想基準線Ｘ”に至る距Ｍｈｍを、 ｈ’ｍ＝ｈｍ −Ｌｍ／Ｌ −ＸＥ で求める。
次に、走査線Ａから仮想基準線Ｘ”に対する垂線のうち
の、走査線Ａから仮想基準線Ｘ”に至る距離ｈ″ｍを、 ｈ″ｍ＝Ｌ／ 、ｒＸ７］−ＴＴ７・ｈ′ｍで求める。
の、走査線Ａから仮想基準線Ｘ”に至る距離ｈ″ｍを、 ｈ″ｍ＝Ｌ／ 、ｒＸ７］−ＴＴ７・ｈ′ｍで求める。
以下同様に、各々の測定箇所の仮想基準線Ｘ”からの距
離ｈ″ｍを求める。
離ｈ″ｍを求める。
このようにして求めた走査線Ａから仮想基準線Ｘ”に至
る各々の距離のうち、 ｈ”ｍ（ｍａｘｉ −ｈｓｍ（ｍｉｎｉ ＝Ｗかうね
り量Ｗとなる。
る各々の距離のうち、 ｈ”ｍ（ｍａｘｉ −ｈｓｍ（ｍｉｎｉ ＝Ｗかうね
り量Ｗとなる。
従って、ステージ２の傾きや被測定物体７の厚みのバラ
ツキを排除して純粋に被測定物体７表面の凹凸量を正確
に検出することができる。
ツキを排除して純粋に被測定物体７表面の凹凸量を正確
に検出することができる。
尚、以上の実施例では、投射光線Ｂの走査始点と走査終
点を結んで仮想基準線とすることについて述べたが、こ
の実施例に限定されるものではなく、例えば投射光線の
走査線上のうちのいずれか２点を抽出して結んで仮想基
準線としても、同様な効果を得ることができる。
点を結んで仮想基準線とすることについて述べたが、こ
の実施例に限定されるものではなく、例えば投射光線の
走査線上のうちのいずれか２点を抽出して結んで仮想基
準線としても、同様な効果を得ることができる。
第５図は、ステージ２の傾きと被測定物体の厚みの関係
を示す図である。
を示す図である。
被測定物体７やワークガイド２ｅを７レート２Ｃ上に載
置せずに投射光線Ｂをプレート２Ｃ上に走査させて、投
射光線Ｂの光源からステージ２の１点までの距！（基準
線Ｘ）とステージ２自体の傾きＸｏを予め求めておく。
置せずに投射光線Ｂをプレート２Ｃ上に走査させて、投
射光線Ｂの光源からステージ２の１点までの距！（基準
線Ｘ）とステージ２自体の傾きＸｏを予め求めておく。
次に、センサヘッド１で検知した測定箇所の各々のポイ
ントの全データ（ｈ、〜ｈｎ、Ｌ＋〜Ｌｎ）を演算制御
装置３に取り込む、このとき、走査線Ａから基準線Ｘ至
る距離ｈｍは算出される。
ントの全データ（ｈ、〜ｈｎ、Ｌ＋〜Ｌｎ）を演算制御
装置３に取り込む、このとき、走査線Ａから基準線Ｘ至
る距離ｈｍは算出される。
次に、傾き量Ｘ５に対応する値ｈｓを、ｈｓ ：ｘｓ／
Ｌ−Ｌｍ で求め、実測値ｈｍから引けば被測定物体７の正確な厚
みｈｓｍを得ることができる。
Ｌ−Ｌｍ で求め、実測値ｈｍから引けば被測定物体７の正確な厚
みｈｓｍを得ることができる。
（発明の効果）
以上のように、本発明に係わる形状測定方法によれば、
投射光線の走査線上のうちの２点を結んで仮想基準線と
為し、該仮想基準線からの凹凸値を検出して被測定物体
表面の平坦度を測定することから、被測定物体表面の平
坦度を極めて正確に検出することができ、例えばセラミ
ック基板のうちの半導体装置を搭載する部分だけ等被測
定物体の部分的な平坦度も正確に検出でき、さらには被
測定物体の表面が傾斜している場合でもその平坦度を正
確に検出できる極めて優れた形状測定方法を提供できる
。
投射光線の走査線上のうちの２点を結んで仮想基準線と
為し、該仮想基準線からの凹凸値を検出して被測定物体
表面の平坦度を測定することから、被測定物体表面の平
坦度を極めて正確に検出することができ、例えばセラミ
ック基板のうちの半導体装置を搭載する部分だけ等被測
定物体の部分的な平坦度も正確に検出でき、さらには被
測定物体の表面が傾斜している場合でもその平坦度を正
確に検出できる極めて優れた形状測定方法を提供できる
。
また、反射光の変位量を数値化して得られた実測値から
、ステージ上に投射光線を相対移動させて求めたステー
ジの傾きに対応する値を引いて被測定物体の厚みを測定
することから、被測定物体の極めて正確な厚みを測定で
きる形状測定方法を提供できる。
、ステージ上に投射光線を相対移動させて求めたステー
ジの傾きに対応する値を引いて被測定物体の厚みを測定
することから、被測定物体の極めて正確な厚みを測定で
きる形状測定方法を提供できる。
第１図は本発明に係わる形状測定方法に用いる装置の概
略構成図、第２図はステージ部分の断面図、第３図は同
じく検出された被測定物体の表面状態と基準線との関係
を示す図、第４図は同じく測定方法を説明するための図
、第５図はステージ２の傾きと被測定物体の厚みの関係
を示す図である。 センサヘッド 演算制御装置 走査線 投射光線 反射光 基準線 、仮想基準線 ２、ステージ ７、被測定物体
略構成図、第２図はステージ部分の断面図、第３図は同
じく検出された被測定物体の表面状態と基準線との関係
を示す図、第４図は同じく測定方法を説明するための図
、第５図はステージ２の傾きと被測定物体の厚みの関係
を示す図である。 センサヘッド 演算制御装置 走査線 投射光線 反射光 基準線 、仮想基準線 ２、ステージ ７、被測定物体
Claims (2)
- （１）被測定物体上に投射光線を相対移動させて反射光
を光電変換装置で受け、該光電変換装置上での反射光の
変位量を数値化して被測定物体表面の平坦度を測定する
形状測定方法であって、前記投射光線の走査線上のうち
の２点を結んで仮想基準線と為し、該仮想基準線からの
凹凸値を検出して被測定物体表面の平坦度を測定するこ
とを特徴とする形状測定方法。 - （２）ステージ上に被測定物体を載置して、該被測定物
体上に投射光線を相対移動させて反射光を光電変換装置
で受け、該光電変換装置上での反射光の変位量を数値化
して被測定物体の複数箇所の厚みを測定する形状測定方
法であって、前記反射光の変位量を数値化して得られた
実測値から、前記ステージ上に投射光線を相対移動させ
て求めたステージの傾きに対応する値を引いて被測定物
体の厚みを測定することを特徴とする形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227150A JP2899884B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227150A JP2899884B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 形状測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274816A true JPH0274816A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2899884B2 JP2899884B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=16856277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227150A Expired - Fee Related JP2899884B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899884B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100095752A1 (en) * | 2007-02-22 | 2010-04-22 | Masato Sugiura | Coke oven wall surface evaluation apparatus, coke oven wall surface repair supporting apparatus, coke oven wall surface evaluation method, coke oven wall surface repair supporting method and computer program |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58111708A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 平担度測定装置 |
| JPS6250612A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Lion Corp | 表面粗さの測定方法 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63227150A patent/JP2899884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58111708A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 平担度測定装置 |
| JPS6250612A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Lion Corp | 表面粗さの測定方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100095752A1 (en) * | 2007-02-22 | 2010-04-22 | Masato Sugiura | Coke oven wall surface evaluation apparatus, coke oven wall surface repair supporting apparatus, coke oven wall surface evaluation method, coke oven wall surface repair supporting method and computer program |
| US8311777B2 (en) * | 2007-02-22 | 2012-11-13 | Nippon Steel Corporation | Coke oven wall surface evaluation apparatus, coke oven wall surface repair supporting apparatus, coke oven wall surface evaluation method, coke oven wall surface repair supporting method and computer program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2899884B2 (ja) | 1999-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |