CN100345434C - 基板检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够将基板上的图形清晰地摄像的基板检查装置。摄像头(10)具有CCD行传感器(20)、6个第一照明装置(30)、一对第二照明装置(40)。第二照明装置(40)配置在第一照明装置(30)中的LED排列设置方向的两侧，其配置方式为，从第二照明装置(40)射出的光投影到基准平面(abcd)上时的该光对基板表面的照射角度，与从第一照明装置(30)射出的光投影到基准表面(abcd)上时的该光对基板表面的照射角度不同。

Description

基板检查装置

技术领域

本发明涉及通过分析对基板表面进行摄像而获得的图像来判断在基板上印刷的图形等的良好与否用的基板检查装置。

背景技术

过去，作为这种基板检查装置，具有以下结构的基板检查装置是公知的，即，所述基板检查装置包括CCD(电荷耦合器件)行传感器以及在CCD行传感器中的CCD的排列方向上配置的线状光源，通过将这些CCD行传感器和线状光源相对于基板表面而沿扫描方向移动，以长方形的形状读取基板的图像。这种现有的基板检查装置，在基板上将由CCD行传感器读取的区域照明的照度分布不均的情况下，存在着不能获得图像的正确的浓度信息这样的问题。

因此，如实用新型登记编号第2562299号公报所记载的那样，提出了如下一种基板检查装置的方案，所述基板检查装置利用在CCD行传感器中的CCD的排列方向上配置的多个LED将由CCD行传感器读取的区域照明，通过多个LED经由柱面镜(レンチキユラレンズ)将基板照明，从而可以使对由CCD行传感器读取的区域进行照明的的照度分布均匀化。

在所印刷的图形被微细化、并且由于这种微细化而对基板表面进行使之变成比过去更加平滑的平面的处理的近年来的基板中，在基板表面上很难引起散射，利用实用新型登记编号第2562299号公报所记载的基板检查装置，在CCD行传感器中的CCD的排列方向上，有时很难获得由于图形的凹凸引起的明确的浓度信息。其结果是，产生不能清晰地将印刷在基板上的图形摄像的问题。

例如，在CCD行传感器相对于基板扫描移动的方向(与CCD行传感器的排列方向垂直的方向)上、多个微小宽度的细线图形并列地延伸的配线图形的情况下，存在着不能清楚地区别细线图形与各个细线图形间的槽部(相当于各个细线的间隙的凹部)的浓淡的问题。特别是，在近年来被微细化的基板或基板表面像镜面那样被平滑化的基板上，这种问题十分显著。此外，这种问题可以认为是基板表面的镜面化引起的照明光的反射、散射的差异造成的影响。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而形成的，其目的是提供一种能够将基板上的图形清晰地摄像的基板检查装置。

(1)所述的发明是一种基板检查装置，利用排列设置有多个CCD的CCD行传感器对基板表面进行摄像，其中包括：第一照明装置，其具有在与上述CCD行传感器中的CCD的排列设置方向平行的方向上配置的大致线状的光照射部，向上述基板表面的由上述CCD行传感器摄像的区域照射光；第二照明装置，其配置在上述第一照明装置的光照射部的长度方向的两侧，在向包含有上述CCD行传感器中的多个CCD和上述基板表面的由上述CCD行传感器摄像的区域的基准表面上投影的情况下，以与从上述第一照明装置射出的光向上述基板表面上投影后的照射角度不同的照射角度，向上述基板表面的由上述CCD行传感器摄像的区域照射光；移动装置，其使上述CCD行传感器、上述第一照明装置、以及上述第二照明装置，在与上述CCD行传感器中的CCD的排列设置方向垂直的方向上，相对于上述基板而相对移动。

(2)所述的发明，是如(1)所述的基板检查装置，上述第一照明装置具有在与上述CCD行传感器中的CCD的排列设置方向平行的方向上排列设置多个LED的结构。

(3)所述的发明，是如(1)或(2)所述的基板检查装置，上述第二照明装置具有在与上述第一照明装置中的LED的排列设置方向交叉的方向上排列设置多个LED的结构。

(4)所述的发明，是如(3)所述的基板检查装置，在上述基板和上述第二照明装置中的LED之间具有柱面镜，该柱面镜用于使从该第二照明装置中的LED射出的光在上述基板表面上的照度分布均匀。

(5)所述的发明，如(1)～(4)中任一项所述的基板检查装置，上述第二照明装置中的多个LED配置在与上述基准平面大致相同的平面上。

(6)所述的发明，是如(1)～(5)中任一项所述的基板检查装置，上述第二照明装置可独立于上述第一照明装置而点亮。

(7)所述的发明是一种基板检查装置，使具有排列设置多个CCD的CCD行传感器的摄像头与被检查基板相对移动，按照线顺序对被检查基板上的配线图形进行摄像，根据进行摄像而获得的图像数据检查图形良好与否，其中上述摄像头包括：第一照明装置，其相对于上述CCD行传感器的排列设置方向大致平行地设置；至少一对第二照明装置，其与上述第一照明装置分开单独地配置在上述CCD行传感器的两端，从上述CCD行传感器的两端侧向上述摄像区域进行照明。

根据(1)所述的发明，由于具有配置在第一照明装置的光照射部的长度方向两侧的第二照明装置，所以能够清晰地将基板上的图形摄像。特别是，通过配备有该第二照明装置，即使是具有在与CCD行传感器的排列设置方向垂直的方向上并列多个细线图形这样的配线图形的基板上，也可以对细线图形和各个细线图形间的槽部良好地进行摄像，即使在基板表面比较平滑地被镜面化的基板上，也可以进行良好的检查。

根据(2)所述的发明，由于第一照明装置具有在与CCD行传感器中的CCD的排列设置方向平行的方向上排列设置有多个LED的结构，所以对基板表面上由CCD行传感器摄像的区域，能够照射控制容易、且稳定性高的光。

根据(3)所述的发明，由于第二照明装置具有在与上述第一照明装置中的LED的排列设置方向交叉的方向上排列设置多个LED的结构，所以对基板表面上由CCD行传感器摄像的区域，能够照射控制容易、且稳定性高的光。

根据(4)所述的发明，由于在基板与上述第二照明装置中的LED之间具有柱面镜，所以可以使从第二照明装置中的LED射出的光在基板表面上的照度分布变得均匀。

根据(5)所述的发明，由于第二照明装置中的多个LED配置在与基准平面大致相同的平面上，所以可以对基板上的图形更清晰地进行摄像。

根据(6)所述的发明，由于第二照明装置以能够与第一照明装置独立地点亮的方式构成，所以，对应于所摄像的基板上的图形，可以清晰地将该图形摄像。

根据(7)所述的发明，由于摄像头包括：相对于CCD行传感器的排列设置方向大致平行地设置的第一照明装置；与第一照明装置分开独立地配置在CCD行传感器的两端、从CCD行传感器的两端侧向摄像区域进行照明的至少一对第二照明装置，所以能够将基板上的图形清晰地摄像。特别是，通过配备该第二照明装置，即使是具有在与CCD行传感器的排列设置方向垂直的方向上并列多个细线图形这样的配线图形的基板上，也可以将细线图形和各细线图形之间的槽部良好地摄像，即使在基板表面被比较平滑地镜面化的基板上，也可以良好地进行检查。

附图说明

图1是表示根据本发明的基板检查装置中的摄像头10的侧视截面图。

图2是从图1中的A-A方向表示根据本发明的基板检查装置的摄像头10的截面图。

图3是表示根据本发明的基板检查装置的主要电气结构的框图。

图4是放大地表示上述第一照明装置30及第二照明装置40的透视图。

图5是示意地表示CCD行传感器20、第一照明装置30、以及第二照明装置40的位置关系的说明图。

图6是表示将从第一照明装置30及第二照明装置40射出的光投影到图5的基准平面abcd上时的光的照射角度的说明图。

图7A、图7B是对不点亮第二照明装置40而将基板表面摄像时的情况、与将第二照明装置40点亮而将基板表面摄像时的情况进行比较的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施形式进行说明。

图1是表示根据本发明的基板检查装置中的摄像头10的侧视截面图。此外，图2是从图1的A-A方向表示根据本发明的基板检查装置的截面图。

根据本发明的基板检查装置是这样一种装置，即利用排列设置有多个CCD的CCD行传感器20将基板面板摄像，通过比较所摄像的基板表面的图像数据与成为规定的基准的图像数据，判断印刷在基板表面上的图形良好与否。该基板检查装置具有将基板摄像用的摄像头10和使摄像头10相对于基板相对移动的移动装置50(参照图3)。该移动装置使摄像头10相对于基板在与CCD行传感器20中的CCD的排列设置方向(在图1中与纸面垂直的方向)垂直的方向(在图1中纸面的左右方向)上相对移动。

摄像头10包括：朝向基板的下面开口的中空筐体11；配备在筐体11内、将从下面的开口部入射的扫描光聚光的透镜等光学系统12；配备在筐体11内、接受由光学系统12聚光的光的CCD行传感器20；向基板表面上的由CCD行传感器20摄像的区域照射光的6个第一照明装置30；向基板表面上的由CCD行传感器20摄像的区域照射光的一对第二照明装置40。

图3是表示根据本发明的基板检查装置的主要电气结构的框图。该基板检查装置包括控制部60，该控制部60由存储有装置的控制所必需的动作程序的ROM61、在控制时暂时存储数据等的RAM62、CPU63构成。该控制部60经由接口64与移动装置50、CCD行传感器20、第一照明装置30、以及第二照明装置40连接，控制它们的动作。此外，第二照明装置40通过控制部60的控制，能够独立于第一照明装置30而点亮。

此外，在基板检查装置中，可以通过并列设置多个摄像头10，在一次移动中将整个基板摄像，或者也可以使用单一的摄像头10，反复对长方形的区域进行多次摄像。后者也包括移动装置5是使摄像头10相对CCD行传感器20中的CCD的排列设置方向进行副扫描移动的机构的情况。

图4是放大地表示上述第一照明装置30及第二照明装置40的透视图。

第一照明装置30具有在第一支承构件34上，沿着与CCD行传感器20中的CCD的排列设置方向平行的方向排列设置多个LED31的结构。同时，对于应检查的基板，向与CCD行传感器中的CCD的排列设置方向平行的方向大致呈线状地照射光。

此外，第一照明装置30在基板与LED31之间配备有柱面镜33。该柱面镜33通过竖立设置在第一支承构件34上的一对柱构件36而固定到第一支承构件34上。借助该柱面镜33的作用，可以使从LED31射出的光在基板表面上的照度分布变得均匀。进而，如图1及图2所示，第一照明装置30在基板和柱面镜33之间配备有线性菲涅耳透镜32。该线性菲涅耳透镜32只要位于从LED31向基板的照射光轴上即可，在本实施形式中，结合固定到柱面镜33上。借助该线性菲涅耳透镜32的作用，能够将从LED31射出的光相对于基板表面上被CCD行传感器20摄像的区域而聚光。此外，在图4中，图示省略了线性菲涅耳透镜32。

图5是示意地表示CCD行传感器20、第一照明装置30、以及第二照明装置40的位置关系的说明图。此外，图6是表示将从第一照明装置30及第二照明装置40射出的光投影到图5的基准平面abcd(包含表示CCD行传感器20的排列设置方向的线段ad和表示摄像区域的线段bc的平面)上时的光照射角度的说明图。

此外，在图5及图6中，示意地表示在第一照明装置30中排列设置的LED31及在第二照明装置40中排列设置的LED41。此外，将平行于线段ad的方向作为Y轴，平行于线段ab的方向作为Z轴，垂直于平面abcd的方向作为X轴。

一对第二照明装置40配置在第一照明装置30中的LED31的排列设置方向的两侧。第二照明装置40如图6所示，其配置方式为，使在将从第二照明装置40射出的光投影到基准平面abcd上时的该光相对于基板表面的照射角度(下面称之为“第二投影后照射角度”)θ2，与将从第一照明装置30射出的光投影到基准平面abcd上时的该光相对于基板表面的照射角度(下面称之为“第一投影后照射角度”)θ1不同(此外，在本实施形式中，θ1为0°，即垂直于照射面)。因此即使是多个微细的细线并列于与CCD行传感器20的排列设置方向垂直的方向(在图6中为垂直于纸面的方向)这样的配线图形，也可以将细线和各细线间的槽部良好地照明。特别是，即使是进行过平滑的平面处理的基板，也能够清晰地将印刷到基板上的图形摄像。

此外，第二照明装置40如图4及图6所示，具有在与第一照明装置30中的LED31的排列设置方向交叉的方向上，多个LED41排列设置在第二支承构件44上的结构。此外，优选第二照明装置40以通过照明而相对于基板上的摄像区域成为均匀的光量分布的方式配置。此外，优选第二照明装置40中的LED41配置在与基准平面abcd大致相同的平面上。

此外，如图2及图4所示，第二照明装置40在基板与LED41之间配备有柱面镜43。该柱面镜43经由图中未示出的固定构件而固定到第二支承构件44上。借助该柱面镜43的作用，可以使从LED41射出的光在基板表面上的照度分布变得均匀。进而，如图2所示，第二照明装置40在基板与柱面镜43之间配备有线性菲涅耳透镜42。该线性菲涅耳透镜42只要位于从LED41向基板的照射光轴上即可，在本实施形式中，结合固定到柱面镜43上。借助该线性菲涅耳透镜42的作用，能够将从LED41射出的光，相对于在基板表面上被CCD行传感器20摄像的区域而聚光。

此外在本实施形式中，第一照明装置30及第二照明装置40利用LED31、41照射光，是因为可以照射容易控制且稳定性高的光。但是，也可以代替排列设置多个LED31、LED41而构成线状的光源，使用单一的线状光源。

在利用以上所述的基板检查装置对基板进行摄像时，利用移动装置60使摄像头10与基板表面平行地移动。这时，在利用第一照明装置30及第二照明装置40对基板进行照明的同时进行扫描。由这两个照明装置30、40照明的光被基板反射，该反射光通过设置在筐体11下方的开口部入射到光学系统12中。然后，入射到光学系统12中的光相对于CCD行传感器20而被聚光。CCD行传感器20将这样接收的光进行光电变换，按照线顺序作为图像数据取入基板上的摄像区域。在本实施形式中，通过利用第一照明装置30及第二照明装置40对基板表面照射光，即使在微小宽度的细线图形多个并列延伸这样的配线图形的情况下，或者在基板表面被比较平滑的镜面化的情况下，也可以清晰地对基板上的图形进行摄像。此外，在基板上的图形的线间隔大的情况下或者在基板表面不是很平滑等的情况下，可以将第二照明装置40熄灭，像现有技术那样，只用第一照明装置30进行摄像。

图7A、图7B是对不点亮第二照明装置40而将基板表面摄像时的情况、与将第二照明装置40点亮而将基板表面摄像时的情况进行比较用的说明图。在这些图中，图7A是示意地表示不点亮第二照明装置40时摄像的图像的一部分，图7B是示意地表示将第二照明装置40点亮时摄像的图像的一部分。此外，图形P都沿着与CCD的排列设置方向垂直的方向延伸。

当比较图7A与图7B时，图7A中印刷有图形的部分P和未印刷图形的部分(槽部)N的浓度差小，边界不清晰，而相对于此，图7B中印刷有图形的部分P和未印刷图形的部分N的边界清晰。由此可知，将第二照明装置40点亮而进行摄像时的情况，相比于不点亮第二照明装置40而进行摄像时的情况，能将印刷到基板上的图形清晰地摄像，在将该图像二值化进行比较检查的情况下，可以清晰地辨别图形P的轮廓。

此外，由实验结果可知，使第一投影后照射角度θ1与第二投影后的照射角度θ2之差为θ时，在10°＜|θ|＜60°时，可以更清晰地将印刷到基板上的图形摄像，此外，在20°＜|θ|＜45°时，可以更清晰地将印刷到基板上的图形摄像。此外，优选第一投影后照射角度θ1大致为0°。

在以上说明的实施形式中，第二照明装置40通过沿着与第一照明装置30中的LED31的排列设置方向交叉的方向而在第二支承构件44上排列设置多个LED41的结构，使第一投影后照射角度θ1与第二投影后照射角度θ2不同，但也可以在第二照明装置上配备三棱镜及光纤等导光装置。在这种情况下，也可以将第一照明装置30中的线状光源和第二照明装置40中的线状光源平行配置，利用导光装置，使第一投影后照射角度θ1与第二投影后照射角度θ2不同。

此外，在以上说明的实施形式中，配备有6个第一照明装置，但是，第一照明装置也可以是单个的，或者也可以是6个以外的多个。

进而，在以上说明的实施形式中，在第一照明装置30中的LED31的排列设置的两侧配置有一对第二照明装置40，但也可以配置多对第二照明装置40。

Claims (10)

1、一种基板检查装置，利用排列设置有多个电荷耦合器件的电荷耦合器件行传感器对基板表面进行摄像，其特征在于，包括：

第一照明装置，其具有在与上述电荷耦合器件行传感器中的电荷耦合器件的排列设置方向平行的方向上配置的线状的光照射部，向上述基板表面的由上述电荷耦合器件行传感器摄像的区域照射光；

第二照明装置，其配置在上述第一照明装置的光照射部的长度方向的两侧，在向包含有上述电荷耦合器件行传感器中的多个电荷耦合器件和上述基板表面的由上述电荷耦合器件行传感器摄像的区域的基准表面上投影的情况下，以与从上述第一照明装置射出的光向上述基板表面上投影后的照射角度不同的照射角度，向上述基板表面的由上述电荷耦合器件行传感器摄像的区域照射光；

移动装置，其使上述电荷耦合器件行传感器、上述第一照明装置、以及上述第二照明装置，在与上述电荷耦合器件行传感器中的电荷耦合器件的排列设置方向垂直的方向上，相对于上述基板而相对移动。

2、如权利要求1所述的基板检查装置，其特征在于，上述第一照明装置具有在与上述电荷耦合器件行传感器中的电荷耦合器件的排列设置方向平行的方向上排列设置多个发光二极管的结构。

3、如权利要求1所述的基板检查装置，其特征在于，上述第二照明装置具有在与上述第一照明装置中的发光二极管的排列设置方向交叉的方向上排列设置多个发光二极管的结构。

4、如权利要求2所述的基板检查装置，其特征在于，上述第二照明装置具有在与上述第一照明装置中的发光二极管的排列设置方向交叉的方向上排列设置多个发光二极管的结构。

5、如权利要求3所述的基板检查装置，其特征在于，在上述基板和上述第二照明装置中的发光二极管之间具有柱面镜，该柱面镜用于使从该第二照明装置中的发光二极管射出的光在上述基板表面上的照度分布均匀。

6、如权利要求4所述的基板检查装置，其特征在于，在上述基板和上述第二照明装置中的发光二极管之间具有柱面镜，该柱面镜用于使从该第二照明装置中的发光二极管射出的光在上述基板表面上的照度分布均匀。

7、如权利要求1～6中任一项所述的基板检查装置，其特征在于，上述第二照明装置中的多个发光二极管配置在与上述基准平面相同的平面上。

8、如权利要求1～6中任一项所述的基板检查装置，其特征在于，上述第二照明装置可独立于上述第一照明装置而点亮。

9、如权利要求7所述的基板检查装置，其特征在于，上述第二照明装置可独立于上述第一照明装置而点亮。

10、一种基板检查装置，使具有排列设置多个电荷耦合器件的电荷耦合器件行传感器的摄像头与被检查基板相对移动，按照线顺序对被检查基板上的配线图形进行摄像，根据进行摄像而获得的图像数据检查图形良好与否，其特征在于，

上述摄像头包括：第一照明装置，其相对于上述电荷耦合器件行传感器的排列设置方向平行地设置；至少一对第二照明装置，其与上述第一照明装置分开单独地配置在上述电荷耦合器件行传感器的两端，从上述电荷耦合器件行传感器的两端侧向上述摄像区域进行照明。

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