CN101256067A - 自动光学检查方法 - Google Patents

Abstract

提供一种能够减少检测对象物(挠性印制电路板)的过度检测的印制电路板的自动光学检查方法。本发明的印制电路板的自动光学检查方法是，在检查形成于上述印制电路板上的图案时，利用在首次沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像，先区分图案成分和空间成分，来先执行图案形状检查，然后利用在其次沿垂直方向照射光得到的第二反射图像，参考由上述第一反射图像得到的图案成分的区域，以表面凹陷为中心进行检查。

Description

自动光学检查方法

技术领域

本发明涉及自动光学检查方法，更具体地涉及能够减少检查对象物(挠性印制电路板)的过度检测的印制电路板的自动光学检查方法。

背景技术

作为在液晶显示装置的驱动集成电路、存储器等各种半导体器件的制造中使用的主要材料之一的印制电路板，随着半导体器件的小型化、轻量化趋势，使用较多的薄膜(film)、带(tape)类型等挠性印制电路板(Flexible Printed Circuit Board)。挠性的印制电路板中，例如有TAB(Tape Automatic Bonding，带式自动接合)、COF(Chip OnFilm)基板等，通过曝光、显影、腐蚀工序等，在基板上形成微细电路图案。因此，在挠性印制电路板的生产企业中，对于产品出厂前的检查来说，产品的镀金区域、焊接阻挡层区域、安装半导体晶片等的区域(inner lead部：内引脚部)等的外观检查被列为核心检查项目。

即，在半导体IC制造用挠性印制电路板的生产企业中，上述检查项目的有效且迅速的检查成为生产性及质量管理的关键。

最近，为了比现有的产品提高生产性，利用300mm以上宽度的基板生产印制电路板，比现有的160mm宽度的印制电路板更需要保持平坦度。特别是，在检查过程中，若不保持印制电路板的平坦度，则不能正常地进行利用光的检查。因此，为了对印制电路板的底面提供平坦度，粘贴不锈钢材质的平坦保持用薄膜。

但是，这种类型的印制电路板在底面提供不透明的平坦保持用薄膜，所以不可能进行利用透射光的检查，现在实际上大部分检查都利用垂直入射的光，不仅一次性地检测短路、断路、突起、凹陷(侧面)，还检测平面部分的凹陷。但是，不管平面凹陷的程度较轻时是正常的，由于在上述的结构中不可能判断凹陷的程度，从而全部检测为不合格。因此，具有检查的准确性只有30％左右、随后操作人员还需要利用彩色图像等重新检查不合格部分的问题。

发明内容

本发明提供一种印制电路板的自动光学检查方法，可以防止不能进行透射光检查的印制电路板的过度检测。

本发明用于提供一种印制电路板的自动光学检查方法，用于不能进行透射光检查的印制电路板的图案形状检查。

为了实现上述目的，本发明的印制电路板的自动光学检查方法中，在检查形成于上述印制电路板上的图案时，利用沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像和沿垂直方向照射光得到的第二反射图像进行检查。

在该实施例中，上述印制电路板的自动光学检查方法中，在上述印制电路板的底面粘贴了用于保持平坦度的平坦保持用薄膜的状态下进行检查。

在该实施例中，上述平坦保持用薄膜由不透明的材质构成。

在该实施例中，先进行对上述第一反射图像的检查，后进行对上述第二反射图像的检查。

在该实施例中，上述印制电路板是薄膜或带形态的挠性基板，多个上述基板被并列配置而同时进行检查；为了保持并列配置的多个基板的平坦度，在多个上述基板的底面粘贴了用于保持平坦度的平坦保持用薄膜的状态下进行检查。

在该实施例中，在上述印制电路板的图案检查项目中包括表面凹陷性不合格，在上述第一反射图像中不出现凹陷、但在上述第二反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以下时，检测为合格性表面凹陷。

在该实施例中，在上述印制电路板的图案检查项目中包括表面凹陷性不合格，在上述第一反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以下、且在上述第二反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以上时，检测为表面凹陷性不合格。

在该实施例中，在上述印制电路板的图案检查项目中包括图案形状性不合格，在上述第一反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以上时，检测为图案形状性不合格。

为了实现上述目的，本发明的印制电路板的自动光学检查方法中，在检查形成于上述印制电路板上的图案时，利用第一次沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像，先区分图案成分和空间成分，来先执行图案形状检查，然后利用第二次沿垂直方向照射光得到的第二反射图像，参考由上述第一反射图像得到的图案成分的区域，以表面凹陷为中心进行检查。

在该实施例中，为了保持平坦度，上述印制电路板在底面粘贴了平坦保持用薄膜的状态下进行检查，上述平坦保持用薄膜是不透明的金属材质。

在该实施例中，向上述印制电路板的一个方向移动并沿倾斜方向照射光而得到上述第一反射图像，向上述印制电路板的反方向移动并沿垂直方向照射光而得到上述第二反射图像。

在该实施例中，在上述印制电路板的图案检查项目中包括表面凹陷性不合格，在上述第一反射图像中不出现凹陷、但在上述第二反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以下时，检测为合格性表面凹陷。

例如，本发明的实施例可以变形为各种方式，本发明的范围不得解释为由以下详细描述的实施例来限定。该实施例是为了向本领域的掌握平均知识的人更完整地说明本发明而提供的。因此，为了强调更明确的说明而夸张了附图中的要素的形状等。

附图说明

图1是用于说明根据本发明的实施例的自动光学检查系统的结构的图。

图2是表示具备2个摄像机的检查部的图。

图3是表示检查对象物的图。

图4至图6是表示对应各个凹陷类型的第一反射图像和第二反射图像的图。

具体实施方式

根据图1至图6详细说明本发明的实施例。并且，对上述附图中执行相同功能的构成要素标记相同的标记。

本发明的检查方法非常适合于检查通过镀金生长铜的半加成制程(Semi-additive process)来形成了微细图案的挠性印制电路板。特别是，本发明的检查方法非常适合于检查由于粘贴了金属材质的平坦保持用薄膜而不能利用透射光进行检查的挠性印制电路板中的图案形状不合格。

图1是用于说明根据本发明的实施例的自动光学检查系统的结构的图，图2是表示具备2个摄像机的检查部的图。图3是表示检查对象物的图。

若参照图1，本发明的自动光学检查系统100是利用线性扫描摄像机和2种反射光照明(倾斜光和垂直光)来自动检查连续形成了挠性印制电路板单元的薄膜、带类型等检查对象物10的系统。图1所示的实线箭头标记表示检查对象物的移动路径，点划线箭头标记表示信号的传送。

自动光学检查系统100主要包括装载部(feed roller，loader)102、检查部110、以及卸载部(winding roller，unloader)106。

在装载部102中，检查对象物被卷在卷轴104上，从装载部102送出的检查对象物10经过多个导向辊105向检查部110供给。检查对象物被卷在检查部110的卸载部106的卷轴108上。当然，根据需要有可能在检查部和卸载部之间追加操作者利用彩色图像等重新检查不合格部分的再检查部和标记部等。

如图3所示，在本发明中被检查的对象物10是多个印制电路板单元12并列排列的宽幅(300mm以上)型的产品，这样的宽幅型的检查对象物10在底面上粘贴用于保持平坦度的不透明的平坦保持用薄膜18的状态下实施检查。这里，不透明的平坦保持用薄膜18，为了保持宽幅的检查对象物的平坦度，优选使用不锈钢材质的薄膜。如此，粘贴了金属材质的平坦保持用薄膜的检查对象物不可能进行利用透射光的检查，只能进行仅利用反射光的检查。由于这样的理由，粘贴了金属材质的平坦保持用薄膜的检查对象物的图案检查的可靠性只能显著地降低。但是，如本发明那样利用了倾斜光和垂直光的检查方法，防止对于粘贴了金属材质的平坦保持用薄膜的检查对象物的图案不合格的过度检测，可以提高检查可靠性。例如，检查对象物是利用半加成制程形成了微细图案的挠性印制电路板。

检查部110包括：一个摄像机112，向检查对象物10照射倾斜光的倾斜照明部件114，向检查对象物照射垂直光的同轴落射照明部件116，以及使摄像机112、同轴落射照明部件116及倾斜照明部件114移动的移动部件120。摄像机112和倾斜照明部件114、同轴落射照明部件116通过移动部件120沿检查对象物10的长度方向(附图中用箭头表示的方向)仅前后移动预设的距离。这里，移动部件120可以采取利用油压的液压缸方式或利用电机、滚珠丝杠、移送螺母等的多种方式。

在本实施例的图示中，一个摄像机、倾斜照明部件和同轴落射照明部件构成为个模块，但是，也可以如图2所示，在2个摄像机112上分别设置倾斜照明部件114和同轴落射照明部件116使用，该情况下可以省略移动部件。并且，作为另一例还可以使用如下方法：首先利用倾斜照明部件对检查对象物进行一次摄像后，向反方向卷取检查对象物，并利用同轴落射照明部件进行二次摄像。在使用该方法的情况下，也可以省略移动部件。例如，摄像机112可以使用线性扫描摄像机，在检查部110中可以根据后续检查对象物的检查条件及使用者的要求事项来追加设置摄像机和照明部件。检查部110具备从摄像机112接收被摄像图像的处理部130。处理部130由典型的计算机系统(即，微型计算机)构成，控制处理随着自动光学检查进行的各种动作。并且，处理部130从摄像机112接收第一反射图像和第二反射图像，综合一次反射检查和二次反射检查，检测图案不合格。

若再次参照图1，当摄像机112通过移动部件120向前仅移动预设的距离时，从倾斜照明部件114沿倾斜方向照射光；当摄像机112通过移动部件120向后仅移动向前移动的距离时，从同轴落射照明部件114沿垂直方向照射光。这样，在本发明中，通过一个摄像机112前后移动的动作，能够依次得到沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像和沿垂直方向照射光得到的第二反射图像，因此，不仅可以缩短检查时间，还可以提高装备的空间利用程度。

特别是，本发明的图案检查利用第一次沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像，先区分图案成分和空间成分而先执行图案形状检查(断路、短路、突起、凹陷)(一次反射检查)。然后，利用第二次沿垂直方向照射光得到的第二反射图像，参考由第一反射图像得到的图案成分的区域，重点检查表面凹陷(二次反射检查)。当然，空间成分中未在第一反射图像中检测出的部分有可能在第二反射图像中看见，但是，在二次反射检查中，主要检查是集中检查表面凹陷。即，如下面的图4至图6所示，为了提高表面凹陷的检查可靠性，需要照射垂直方向的光而得到的二次反射图像。

具体说明如下，从倾斜照明部件114沿倾斜方向照射的光比垂直光，更使表面凹陷不合格看起来比实际小(其理由是在表面凹陷内引起散射，使该部分看起来明亮)。较浅的表面凹陷(不深的表面凹陷)等，几乎不显出轮廓，但在图案形状性不合格(图6所示的不合格)的情况下，明确地出现轮廓。相反，从同轴落射照明部件116沿垂直方向照射的光，连合格性表面凹陷(表面的凹陷深度较浅的凹陷)也全都与实际不合格相同地显出轮廓(凹陷)。因此，若使用通过具有这种特性的2种照明得到的图像，则可以明确地判别表面凹陷是合格还是不合格、或者是否是图案形状性的凹陷。例如，在本发明中，照射倾斜方向的光和垂直方向的光的顺序可以变更。

图4至图6是表示对应各个凹陷类型的第一反射图像和第二反射图像的图。在此，在第一、二反射图像中，白色部分表示图案成分，较暗的部分表示空间成分。

若参照图4，a表示具有上部表面的凹陷的图案截面，a-1和a-2分别表示从倾斜方向和垂直方向对在上部表面具有合格性凹陷的图案截面(a)照射光而得到的第一反射图像和第二反射图像。

首先，虽然在第二反射图像(a-2)中出现相当于凹陷宽度的凹陷，但是在第一反射图像(a-1)中，即使在上部表面具有较小的凹陷，也不出现凹陷。这是因为，如上所述，对于平面部分的边缘的规格上属于合格的较小凹陷，倾斜方向的光在凹陷部分的内部引起光的散射，从而光被传递到摄像机时，被识别为亮的部分，不太容易看见凹陷。因此，按照正常的线宽被测定。这样，如a的情况下，在第一反射图像中未检测出、但在第二反射图像中检测出的凹陷是基准图案宽度的1/2以下，因此被检测为合格品。

例如，在第一反射图像中未检测出凹陷、但在第二反射图像中检测出的凹陷为基准图案宽度的1/2以上的情况下，在第一反射图像中未检测出凹陷说明其深度不深，因此，即使凹陷较宽、但深度不深的情况下，可以被检测为合格品。

参照图5，b表示在表面具有较深的凹陷的图案截面，b-1和b-2分别表示从倾斜方向和垂直方向对图案截面(b)照射光而得到的第一反射图像和第二反射图像。

首先，在第一反射图像(b-1)中出现了凹陷，这意味着形成在图案上的凹陷的深度较深、或者是图案形状性不合格。因此，为了可靠的确认，要确认第二反射图像。在第二次反射图像中，凹陷的宽度表现为图案宽度的1/2以上。结果，b的情况下，由于凹陷的深度较深，所以被检测为表面凹陷性不合格。

参照图6时，c示出图案的一侧面完全脱落的图案截面，c-1和c-2分别表示从倾斜方向和垂直方向对图案截面c照射光而得到的第一反射图像和第二反射图像。首先，在第一反射图像c-1中出现了凹陷的宽度为图案消失部分，在第二反射图像c-2中，与第一反射图像几乎同样地出现凹陷。该情况下，在第一反射检查中检测出基准图案宽度的1/3以上，在第二反射检查中也出现了几乎相同的凹陷，所以可以确定为图案形状性不合格。

若观察检查基准，图案形状性不合格检测出基准图案宽度的1/3以上，表面凹陷性不合格检测出基准宽度的1/2以上。即，在本发明中，在一次反射检查中没有检测出图案形状性不合格的部分，在二次反射中存在图像上的不合格的情况下，只要检测出现有线宽的1/2以上的差异即可，所以可大幅度地减少过度检测。

如上所述，本发明的检查部即使不使用透射光，在检查形成于印制电路板上的图案时，利用沿倾斜方向照射光来得到的第一反射图像和沿垂直方向照射光而得到的第二反射图像，准确地判别合格性凹陷、较深的不合格性凹陷、图案形状性凹陷，从而具有可以提高仅使用反射光的程度的检查质量的特别的效果。

以上，根据上述的说明及附图，图示了本发明的自动光学检查系统的结构及作用，这只是举例说明，在不脱离本发明的技术思想的范围内，当然可以进行多种变化及变更。

如上所述，本发明具有减少不能进行透射光检查的印制电路板的过度检测的特别效果。并且，本发明在不能进行透射光检查的印制电路板的图案形状检查中，利用沿倾斜方向照射光来得到的第一反射图像和沿垂直方向照射光而得到的第二反射图像，准确地判别合格性凹陷、较深的不合格性凹陷、图案形状性凹陷，从而具有可以提高仅使用反射光的程度的检查质量的特别效果。

Claims (12)

1.一种印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在检查形成于上述印制电路板上的图案时，利用沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像和沿垂直方向照射光得到的第二反射图像进行检查。

2.如权利要求1所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在上述印制电路板的底面粘贴用于保持平坦度的平坦保持用薄膜的状态下进行检查。

3.如权利要求2所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，上述平坦保持用薄膜由不透明的材质构成。

4.如权利要求1所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，先进行对上述第一反射图像的检查，然后进行对上述第二反射图像的检查。

5.如权利要求1所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

上述印制电路板是薄膜或带形态的挠性基板，多个上述基板被并列配置并同时进行检查；

为了保持并列配置的多个基板的平坦度，在多个上述基板的底面粘贴用于保持平坦度的平坦保持用薄膜的状态下进行检查。

6.如权利要求1所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在上述印制电路板的图案检查项目中包括表面凹陷性不合格，

在上述第一反射图像中不出现凹陷、但在上述第二反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以下时，检测为合格性表面凹陷。

7.如权利要求1所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在上述印制电路板的图案检查项目中包括表面凹陷性不合格，

在上述第一反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以下、在上述第二反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以上时，检测为表面凹陷性不合格。

8.如权利要求1所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在上述印制电路板的图案检查项目中包括图案形状性不合格，

在上述第一反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以上时，检测为图案形状性不合格。

9.一种印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在检查形成于上述印制电路板上的图案时，利用在首次沿倾斜方向照射光得到的第一反射图像，先区分图案成分和空间成分，来先执行图案形状检查，然后利用在其次沿垂直方向照射光得到的第二反射图像，参考由上述第一反射图像得到的图案成分的区域，以表面凹陷为中心进行检查。

10.如权利要求9所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

为了保持平坦度，上述印制电路板在底面粘贴了平坦保持用薄膜的状态下进行检查，

上述平坦保持用薄膜是不透明的金属材质。

11.如权利要求9或10所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

向上述印制电路板的一个方向移动并沿倾斜方向照射光而得到上述第一反射图像，

向上述印制电路板的反方向移动并沿垂直方向照射光而得到上述第二反射图像。

12.如权利要求9所述的印制电路板的自动光学检查方法，其特征在于，

在上述印制电路板的图案检查项目中包括表面凹陷性不合格，

在上述第一反射图像中不出现凹陷、但在上述第二反射图像中出现的凹陷的图案宽度是预设的宽度以下时，检测为合格性表面凹陷。

Images