• International journal of advanced smart convergence
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• 제8권3호
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• pp.39-45
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• 2019

This paper presents an optical technique for the three-dimensional (3D) shape inspection of micro solder balls used in ball-grid array (BGA) packaging. The proposed technique uses an optical source composed of spatially arranged light-emitting diodes (LEDs) and the results are derived based on the specular reflection characteristics of the micro solder balls for BGA A vision system comprising a camera and LEDs is designed to capture the reflected images of multiple solder balls arranged arbitrarily on a tray and the locations of the LED point-light-source reflections in each ball are determined via image processing, for shape inspection. The proposed methodology aims to determine the presence of defects in 3D BGA shape using the statistical information of the relative positions of multiple BGA balls, which are included in the image. The presence of the BGA balls with large deviations in relative position imply the inconsistencies in their shape. Experiments were conducted to verify that the proposed method could be applied to inspection without sophisticated mechanism and productivity problem.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.54-59
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• 2004

We suggest a 3D vision inspection algorithm which is based on the external shape feature. Because many electronic parts have the regular shape, if we have the database of pattern and can recognize the object using the database of the object s pattern, we can inspect many types of electronic parts. Our proposed algorithm uses the geometrical pattern matching method and 3D database on the electronic parts. We applied our suggested algorithm fer inspecting several objects including typical IC and capacitor. Through the experiments, we could find that our suggested algorithm is more effective and more robust to the inspection environment(rotation angle, light source, etc.) than conventional 2D inspection methods. We also compared our suggested algorithm with the feature space trajectory method.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2533-2536
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• 2003

In this paper, we suggest the 3D Vision Inspection Algorithm which is based on the external shape feature, and is able to recognize the object. Because many objects made by human have the regular shape, if we posses the database of pattern and we recognize the object using the database of the object's pattern, we could inspect the objects of many fields. Thus, this paper suggest the 3D Vision inspection Algorithm using the Geometrical Pattern Matching by making the 3D database.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.59-65
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• 2016

As modern electronic devices get smaller and smaller, high-resolution, large Field-Of-View (FOV), fast, and cost-effective 3-dimensional (3-D) measurement is requested more and more. In particular, defect inspection machines using machine-vision technology nowadays require 3-D inspection as well as the conventional 2-D inspection. Phase Measuring Profilometry (PMP) is one of the fast non-contact 3-D shape measuring methods currently being extensively investigated in the electronic component manufacturing industry. The PMP system is well known and is successfully applied to measuring complex surface profiles with varying reflectance properties. However, for highly reflective surfaces, such as Ball Grid Arrays (BGAs), it has difficulty accurately measuring 3-D shapes. In this paper, we propose a new fast optical system that can eliminate the highly reflective saturated regions in BGA ball images. This is achieved by utilizing four Low Intensity Grating (LIG) images together with the conventional High Intensity Grating (HIG) images. Extensive experiments using BGA samples show a repeatability of under ${\pm}20um$ in standard deviation, which is suitable for most 3-D shape measurements of BGAs.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1159-1167
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• 2011

A novel 3D tube scanning technique is proposed. The proposed tube scanning technique is developed for a special tube inspection module which consists of four line-lasers and one camera. Using the scanning module, we can reconstruct the 360 degree shapes of the inner surfaces of a cylindrical tube. From an image frame captured by the camera, we reconstruct a partial tube model based on four laser triangulations. Then by aligning such partial models with respect to a reference tube axis, a complete 3D shape of the tube is reconstructed. The tube axis in each reconstructed frame is aligned with a 3D Euclidean transformation to the reference axis. Several experiments show that the proposed method can align multiple tube axes very accurately and reconstruct 3D shapes of a tube with very low shape distortion.

• 전자공학회논문지CI
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• 제41권1호
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• pp.19-26
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• 2004

본 논문에서 우리는 기존의 2차원 비전검사 시스템에 적용시킬 수 있는 1대의 카메라를 이용한 3차원 비전검사 알고리즘을 제안한다. 부품의 패턴 데이터베이스를 보유하여 이를 토대로 회전되어진 물체의 형태를 예측 가능하다면 충분히 하나의 이미지로 3차원 비전검사가 가능하다. 우리는 제안된 알고리즘에 3차원 데이터베이스, 2차원 기하학적 패턴매칭 그리고 회전변환 이론을 사용하였으며, 그 결과 물체의 회전각도를 예측함으로써, 각도가 틀어진 물체의 검사 가능성이나 전반적인 물체의 인식 등을 해결하였다. 또한 우리는 알고리즘을 전형적인 IC와 커패시터에 적용시켰으며 기존의 2차원 비전검사 및 3차원비전 알고리즘인 특징공간궤적 방법과 비교하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.2043-2050
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• 2014

X-선 탐지장치는 검색 대상물에 대한 단면 정보만을 제공하기 때문에 내용물에 대한 판정의 한계가 있다. 스테레오 X-선 탐지 장치는 검색 대상체에 대한 단면 정보와 논문에서 제안된 볼륨기반의 3차원 형상복원 알고리즘을 통해 3차원 정보를 제공하여 검색효율을 높일 수 있다. 또한, 고속 검색을 위해 자동화 검색에 대한 식별자로 형상복원 결과를 적용하고자 유사한 모형의 15개 샘플에 대한 형상 복원 및 검출율을 분석하였다. 검색대상 모델에 대한 복원 결과는 실측 모델과 비교할 때 각각 폭 (2.56%), 높이 (6.15 %)와 깊이 (7.12 %)의 오차를 보이며 높은 정확도를 나타내었다. 또한 K-Mean 클러스터링 알고리즘을 적용하여 실험한 결과 97 %의 검출 효율이 보였다. 본 논문의 결과는 자동화 시스템을 위한 새로운 검색식별자를 제시하며 추가연구를 통해 검색 시스템의 효율성 향상을 위한 연구를 진행할 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권2호
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• pp.55-59
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• 2017

본 논문은 마이크로 BGA(Ball Grid Array)의 3차원 형상 검사를 위한 광학적 방법에 관한 것으로, 특히, LED를 공간적으로 배치한 광원과 경면반사특성을 이용하였다. 이를 위해 비전시스템을 구성하여 BGA의 반사영상을 취득한 후, 영상처리를 통하여 반사된 LED 점광원의 위치를 추출하여 형상검사에 이용하였다. 또한, 영상에 포함된 복수개의 BGA에 대한 상대적 위치의 통계치를 이용하여 BGA 3차원 형상의 결함을 판단하는 방법을 제안하였고, 실험을 통하여 제안된 방법의 효용성을 보였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.960-967
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• 2013

Shape recognition of solder ball bumps in a BGA (Ball Grid Array) is an important issue in flip chip bonding technology. In particular, the semiconductor industry has required faster and more accurate inspection of micron-size solder bumps in flip chip bonding as the density of balls has increased dramatically. The difficulty of this issue comes from specular reflection on the metal ball. Shape recognition of a metal ball is a very realproblem for computer vision systems. Specular reflection of the metal ball appears, disappears, or changes its image abruptly due to tiny movementson behalf of the viewer. This paper presents a practical shape recognition method for three dimensional (3-D) inspection of a BGA using a 5-step ring illumination device. When the ring light illuminates the balls, distinctive specularity images of the balls, which are referred to as "iso-slope contours" in this paper, are shown. By using a mathematical reflectance model, we can drive the 3-D shape information of the ball in aquantitative manner. The experimental results show the usefulness of the method for industrial application in terms of time and accuracy.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.19-23
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• 2021

본 논문은 경면반사특성을 갖는 솔더볼의 생산공정 관리와 품질확보를 목적으로 머신비전을 적용한 3차원형상을 결함검사방법으로서, 60미크론 이내의 마이크로 솔더볼을 대상으로 정밀한 위치제어장치가 필요없이 임의로 위치한 솔더볼의 반사영상을 취득 후 통계적으로 분석하여 3차원 형상의 결함유무를 검사하는 방법을 제안한다. 이를 위해 복수개의 LED를 링형태로 배열한 광원을 사용하여 트레이에 위치한 많은 수의 마이크로솔더볼을 동시에 촬영한 영상을 취득하고, 영상처리를 통해 반사되는 LED의 상대적 위치를 구한 후, 통계적 분석을 통하여 결함의 유무를 판단하는 방법을 제안하고 실험을 통해 그 효용성을 보인다.