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논문 상세정보

솔더 페이스트의 고속, 고정밀 검사를 위한 이차원/삼차원 복합 광학계 및 알고리즘 구현

An implementation of 2D/3D Complex Optical System and its Algorithm for High Speed, Precision Solder Paste Vision Inspection

초록

본 논문에서는 솔더페이스트의 이차원 및 삼차원 자동검사를 함께 할 수 있는 복합 검사 광학계와 그 구동유닛을 단일 프로브 시스템으로 구현하고, 그를 위한 효과적인 비젼검사 알고리즘을 제안하였다. 솔더페이스트의 이차원 검사에는 One-pass Run Length 레이블링 알고리즘을 제안하여 입력 영상으로부터 솔더 페이스트 형상을 효과적으로 추출하도록 하였고, 고속 검사를 위한 프로브의 최적 이동 경로도 구하였으며, 삼차원 검사에는 기존의 레이져 슬릿빔(slit-beam) 방식 대신 격자 투영식 모아레 간섭계에 기반한 위상이동 알고리즘을 도입하여 고정밀 검사가 가능토록 하였다. 전체 소프트웨어 구현에는 MMX 병렬처리기법도 적용함으로써 더욱 고속화 하였다. 10㎜×10㎜의 단위 측정영역(field of view: FOV)에 대하여 x, y 축으로 10㎛ Z축으로 l ㎛의 분해능을 가지는 이차원 및 삼차원 복합 광학 검사 시스템을 제작하여 실험한 결과, 한 FOV에 대한 솔더페이스트의 이차원 및 삼차원 검사를 영상포착 후 각각 평균 11msec와 15msec의 짧은 시간에 처리할 수 있었고, ±1㎛의 두께 측정 정밀도를 얻을 수 있었다.

Abstract

A 2D/3D complex optical system and its vision inspection algerian is proposed and implemented as a single probe system for high speed, precise vision inspection of the solder pastes. One pass un length labeling algorithm is proposed instead of the conventional two pass labeling algorithm for fast extraction of the 2D shape of the solder paste image from the recent line-scan camera as well as the conventional area-scan camera, and the optical probe path generation is also proposed for the efficient 2D/3D inspection. The Moire interferometry-based phase shift algerian and its optical system implementation is introduced, instead of the conventional laser slit-beam method, for the high precision 3D vision inspection. All of the time-critical algorithms are MMX SIMD parallel-coded for further speedup. The proposed system is implemented for simultaneous 2D/3D inspection of 10mm${\times}$10mm FOV with resolutions of 10 ${\mu}{\textrm}{m}$ for both x, y axis and 1 ${\mu}{\textrm}{m}$ for z axis. Experiments conducted on several nBs show that the 2D/3D inspection of an FOV, excluding an image capturing, results in high speed of about 0.011sec/0.01sec, respectively, after image capturing, with $\pm$1${\mu}{\textrm}{m}$ height accuracy.

저자의 다른 논문

참고문헌 (9)

  1. Sjef van Gastel, 'The Imapcat of Product Miniaturization on Next Generation SMD Placement Technology,' Proc. APEX 2001, San Diego (USA), AT1-1, 2001 
  2. Ray Prasad et al., 'Design and Assembly Process Implementations for BGAs,' IPC, Illinois, pp.54-57, 2000 
  3. B. Bhushan, J. C. Wyant, and C. L. Koliopoulos, 'Measurement of Surface Tophography of Magnetic Tapes by Mirau Interferometry,' Appl. Opt. 24, pp. 1489-1497, 1985 
  4. L. Deck and P. de Groot, 'High-speed Noncon tact Profiler based on Scanning White-light Interferometry,' Appl. Opt. 33, pp. 7334-7338, 1994 
  5. Y Sato, H. Itagama, and H. Fujita, 'Shape Measurement of Curved Objects Using Multiple Slit-ray Projections,' IEEE Tran. PAMI, vol. 4, pp. 614-646, 1982 
  6. S.W. Kim, Y.B. Choi, and I.T. Oh, 'Three-dimensional Profile Measurement of Fine Objects by Phase-Shifting Shadow Moire Inter ferometry,' SPIE, Boston (USA), pp. 2836, 1996 
  7. D. Malacara, 'Optical Shop Testing,' 2nd ed., A Wiley-Interscience Publication, New York, 1992 
  8. Rober M. Haralick and Linda G. Shapiro, 'Computer and Robot Vision,' Addison Wesley, vol. 1, pp. 28-48, 1992 
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이 논문을 인용한 문헌 (2)

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  2. Kim, Jong-Gu ; Oh, Chi-Min ; Lee, Chil-Woo 2011. "Extended Multi-touch Gesture Recognition Unrestricted by Shapes and Numbers of Touch Points" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용, 38(10): 543~553 

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