라인스캔 카메라를 이용한 3차원 정밀 측정

Abstract

본 논문에서는 라인스캔 카메라를 통해 모든 영역의 영상을 획득하는 연구를 제안한다. 이 방법은 기존의 면적 카메라를 이용했던 방법에 비해 투영격자의 이동 횟수를 획기적으로 줄일 수 있으며, 그로 인해 측정시간이 매우 빠르고 측정정밀도도 뛰어난 장점을 가진다. 본 논문의 스캐닝 모아레 측정 방법은 넓은 영역의 3차원 형상 정보를 얻는데 매우 유익하며, 대면적의 대상물 측정 시 일반적으로 사용하는 stitching 기법을 사용할 필요가 없으므로 한번에 전 영역의 3차원 형상의 복원이 가능하여 보다 빠른 속도로 3차원 형상 정보를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 투영격자 하나만을 이용한 영사식 모아레 방식을 이용하여 작은 높이 단차를 갖는 물체의 3차원 형상을 복원하고 그 높이를 용이하게 측정 할 수 있다. 본 연구는 양산환경(Mass production)의 웨이퍼 범프 높이 검사 및 FC-CSP나 FC-BGA 범프 높이 검사 등에 활용 할 수 있으며, 실험을 통해 기존의 방법에 비해 투영격자의 이동횟수 및 측정 속도가 향상되었음을 확인하였다. This paper presents the Projection Moire method using a line scan camera. The high resolution feature of a line scan camera makes it possible to scan an image quickly, thus enabling a much quicker 3D profile. This method uses a high resolution line scan camera making it possible to scan an image at high speed simultaneously measuring the 3D profile of a large FOV. When using a high resolution scan camera, a full FOV is scanned, thus requiring just one movement of a projection grating. As a result, the number of grating movements is reduced drastically. The end result is a faster and more accurate 3D measurement. Moving the grating too quickly causes vibration in the imaging system, which will normally be required to apply a stitching technique when using an area scan camera. However the technique is not required when using a line scan camera. Compared with the previous techniques, it has the advantages of simple hardware without moving mechanical parts - single exposure for obtaining three-dimensional information. A method using a high resolution line scan camera can be used in mass production to measure the bump height of wafers or the bump height of package substrates.