CN1755322A - 膜检测装置、检验系统以及检验印刷电路板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测形成在印刷电路板上的有机膜的膜检测装置、检验系统以及检验印刷电路板的方法。功能单元包括由计算机执行的数据处理部件和检测部件。数据处理部件接受输入，该输入包括通过对合格目标印刷电路板和样本印刷电路板的实验获得的阈值信息，以及用于识别检验区域以产生特征数据和检验区域数据的信息。检测部件参考检验区域数据，从而在构成关于待检验的印刷电路板的被捕捉图像数据的像素中，选择对应于检验区域的像素。然后，检测部件根据所选像素的像素值计算测定值，以将计算所得的测定值与包括在特征数据之中的阈值做比较，由此根据比较结果检测有机膜。本发明减少了在检验印刷电路板的有机膜期间操作员的负担，可实现高精确度的检验。

Description

膜检测装置、检验系统以及检验印刷电路板的方法

技术领域

本发明涉及一种检验其上形成有有机膜的板特别是印刷电路板的技术。

背景技术

在印刷电路板上包括多个接合焊盘的接合图形由金(Au)制成，由于其不随时间改变的稳定性和导电上的优越性。然而，近几年来，无铅(Pb)焊接被投入使用以符合环保的要求，从而把注意力放在了能很好地附着到无铅焊料上的铜(Cu)身上作为接合图形的材料。

不幸的是，当暴露在空气中时铜有比金更容易被氧化的缺点，使得对焊料的附着力降低。为了克服目前印刷电路板的这一缺点，在铜的接合图形上形成有机膜以保护接合图形。因此，对于采用铜的接合图形的印刷电路板有机膜作为抗氧化膜是必要的。

如上所述，由于铜容易被氧化，有机膜不适当地形成在接合图形上的印刷电路板就有缺陷。印刷电路板的这一缺陷，主要在出厂后随着时间的推移显现出来。制造工厂在发现接合图形的缺陷后立即在工厂内进行通过/不通过测试(go/no-go test)都是不可行的。因此，就需要在制造工厂中对印刷电路板执行检验以检测有机膜的状态(尤其是有机膜的存在/不存在)。

检验这种有机膜的多种方法已经被提出。这些方法的实例比如包括利用反射自板表面的光与反射自有机膜表面的光之间的互扰来测量膜厚的方法，以及将电子投射到有机膜的有损测量方法。在印刷电路板上的接合图形的表而不是平坦表面而是被预先适度粗糙化以提高对焊料的附着力，由此会扩散地反射投射到其上的光。因此不可能采用利用光的干扰的方法，因为该方法要求对象(有机膜表面和板表面)的反射表而要相对平坦。对于有损测量，也只能进行抽样检验，但不能做到100％的抽样。

能满足100％的检验要求的技术已经被提出。这种技术的实例包括预先将白光投射到形成有有机膜的板(铁板)上以测量各个波长的反射率，并且将各个波长的反射率与来自待测板的反射光的反射率光谱进行比较以测量膜厚。然而该技术存在每次进行测量时只能检验板上的单个特定点。接合图形的每个焊盘比如有直径大约300μm的面积，从而除非此区域被覆盖，否则将无用的。因此，形成接合图形的预定区域需要被检验，而对其它位置的检验是无用的。即使该预定区域被检验，存在另一个问题，即，从适当的有机膜碰巧仅形成在该区域内单个特定点的事实，不能判断有机膜是否适当地形成。对此问题可以想象的解决办法是进行多次检测。然而，这是非常繁琐的过程，因为在单个接合焊盘上必须进行多次测量，而且每次测量光学系统和板都要彼此相对移动。还存在另一个问题，即光谱反射率等的测量必然需要制备庞大的光学系统，从而导致膜检测装置的成本增加。

还提出一种方法，即通过获得液滴图像来测量放置在印刷电路板上的液滴壁与印刷电路板表面之间接触角度。这个方法通过将液滴的截面面积限定为接合焊盘的面积，能够在一定范围内检测有机膜厚。然而这种方法使用滴落到印刷电路板上的特定液体，从而在检验后需要清洗和干燥的步骤。另外，需要将适量液体滴落到期望的位置，并且逐一检测至于整个印刷电路板的接合焊盘是不可能的。该方法还存在另一个问题，液滴的形状由于其表面张力限于以俯视视野看到的通常的圆形，并且其总是与接合焊盘的形状不同。

在该技术的当前状态下，操作员要在显微镜下逐个目视检查印刷电路板上的接合焊盘，以识别接合焊盘上有机膜的状态。

因为印刷电路板上的接合焊盘数目巨大，所以对所有焊盘目视检查对于操作员是一项繁重的操作。另外，这种操作需要操作员的技巧，由于依赖于有机膜的材料、特性以及印刷电路板的状态(接合图形表面的粗糙度)等的视觉的差异。这使提供一个标准的检验结果是困难的。再者，要求减少使用有机材料，现在的趋势是朝着减小有机膜厚的趋势发展。因此，目视评估具有诸多局限。

发明内容

本发明旨在一种检验其上形成有机膜的板更具体地是印刷电路板的技术。

本发明的第一方面意图提供一种膜检测装置，用于检测形成在形成有图形的印刷电路板上的有机膜。该膜检测装置包括：存储单元，用于预先存储用于参考值的特征信息；固定单元，用于固定待检验的目标印刷电路板；照射单元，用于将照射光投射到所述固定单元固定的所述目标印刷电路板上；图像捕捉单元，用于捕捉被所述照射光照射的所述目标印刷电路板的图像以提供二维图像数据；检测单元，用于基于所述图像捕捉单元提供的所述图像数据和存储在所述存储单元中的所述特征信息检测所述有机膜；以及输出单元，用于将所述检测单元的检测结果输出给操作员。

膜检测装置基于对象信息检测有机膜，以达到一个标准和精确的检验。另外，膜检测装置能减轻加在操作员上的操作负担，因为操作员只需观看输出的检测结果。

优选的，检测单元根据像素值或测定值来测量被检有机膜厚。

这使操作员能够对检验结果进行灵活反应，例如，与仅检测有机膜的存在或不存在的技术相比，能够根据测得厚度启动对形成有机膜步骤的反馈控制。

本发明也意图提供一种检验印刷电路板的方法。该方法包括步骤：(a)使图形检验装置检测形成在印刷电路板上的图形；(b)产生检验区域信息，检验区域信息是关于在步骤(a)中检测到的图形的信息；(c)将步骤(b)中产生的检验区域信息从图形检验装置传输到膜检测装置；以及(d)基于在步骤(c)中传输的检验区域信息，使膜检测装置检测有机膜是否形成在图形检验装置检测到的图形上，步骤(d)包括步骤：(d-1)预先存储用作参考值的特征信息；(d-2)固定待检验的目标印刷电路板；(d-3)将照射光投射到在上述步骤(d-2)中固定的目标印刷电路板上；(d-4)捕捉被照射光照射的目标印刷电路板的图像以提供二维图像数据；(d-5)基于在步骤(d-4)中提供的图像数据和在步骤(d-1)中存储的特征信息以及检验区域信息检测有机膜；以及(d-6)输出在步骤(d-5)中产生的检测结果给操作员。

膜检测装置检验所需的信息能够从其上游的图形检验装置处获得。因此，该方法减少了操作员指定的项目数目，因而减少了操作员的负担。

因此，本发明的目的是在减少操作员负担的同时达到高精确度的检验。

本发明的这些和其他目的、特征和方案和优点将通过下文与附图结合的对本发明的详细描述而变得非常明显。

附图说明

图1示出根据本发明第一优选实施例膜检测装置的构造；

图2为主要在计算机中的总线布线示意图；

图3为根据第一优选实施例由CPU按照程序以及数据流的操作执行的功能块的示意图；

图4为示出膜检测装置的操作的流程图；

图5为示出膜检测装置的检测过程的流程图；

图6示出当白光投射到形成在图形区域上的有机膜上时获得的反射率；

图7示出形成在印刷电路板上的接合焊盘的实例；

图8示出当没有形成有机膜时获得的像素值；

图9示出当形成0.2um厚的有机膜时获得的像素值；

图10示出当形成0.3um厚有机膜时获得的像素值；

图11示出在蓝光成分反射量与膜厚值之间的关系；

图12示出根据本发明第二优选实施例膜检测装置的构造；

图13示出根据本发明第三优选实施例膜检测装置的构造；

图14示出根据本发明第四优选实施例膜检测装置的构造；

图15为根据第四优选实施例膜检测装置的正视图；

图16为根据第四优选实施例膜检测装置的侧视图；

图17为根据第四优选实施例膜检测装置结构的方框图；

图18为根据第四优选实施例由CPU按照程序以及数据流的操作执行的功能块的示意图；

图19至图21为主要示出根据第四优选实施例在检验系统中膜检测装置的操作的流程图；

图22示出根据本发明改型实施例二维CCD照相机的放置。

具体实施方式

图1示出根据本发明第一优选实施例膜检测装置1的构造。膜检测装置1包括计算机10、工作台20、照射系统21和二维CCD照相机30。膜检测装置1具有检验形成在印刷电路板90上的有机膜的装置的结构功能。

有机膜形成为一种可焊接的保护膜，用于防止包括形成在印刷电路板上的多个接合焊盘的接合图形不被氧化。这里使用的有机膜由一氮二烯伍圜衍生物(azole derivative)等制成，比如：咪唑(imidazole)、苯并咪唑(benzimidazole)、苯并三唑(benzotriazole)或烃基咪唑(alkyl imidazole)。只要材料满足上述条件，有机膜的材料不限于这些材料。在本优选实施例中铜用作接合图形材料的实例。然而，形成接合图形的材料不限于铜，还可以是其它金属，例如银、铁或铝等。优选的，这里使用的接合图形的材料能够以薄膜形式提供，并且具有对无铅焊料很好的附着性和导电性。

图2为在计算机10中主要总线布线示意图。计算机10是在功能和构造上非常类似于典型个人电脑的设备。计算机10包括彼此通过总线布线连接的CPU 11、存储设备12、显示器13、操作部件14、读取设备15和图像处理板16，如图2所示。

CPU 11根据程序123操作，以具有计算各种数据和产生控制其它组成部分的控制信号的功能。存储设备12包括ROM(只读存储器)120、用作CPU11暂时工作区的RAM 121和硬盘122。存储设备12是合适存储各种数据和程序123的设备。

图3为由CPU按照程序以及数据流的操作执行的功能块的示意图。图3中显示的数据处理部件110和检测部件111是由CPU 11执行的功能块。

数据处理部件110基于来自操作部件14的输入产生特征数据100，将特征数据100存储到硬盘122中。数据处理部件110也具有响应于操作部件14的输入，将预先存储在硬盘122中的特征数据100读出到RAM 121的功能。将在下文详细描述的特征数据100是主要关于待由膜检测装置1检验的印刷电路板(包括目标印刷电路板90)以及形成在印刷电路板上的有机膜的特征的信息，是用作判断有关有机膜的状态的参考值的信息。

数据处理部件110还基于来自操作部件14的输入，产生包括关于检验区域的位置、形状和大小的信息的检验区域数据101。

这里使用的术语“检验区域”是指检验目标印刷电路板90上有机膜的存在/不存在的区域(或者待检测有机膜的区域)。因此，检验区域是形成在目标印刷电路板90上的接合图形的接合焊盘主要存在的区域(下文将其称为图形区域)。一般地，接合图形的多个接合焊盘形成在目标印刷电路板90上。因此，多个检验区域出现在单个目标印刷电路板90上。应该注意到，如果没有必要检测所有接合焊盘的有机膜或者如果均匀的有机膜形成在整个目标印刷电路板90上，检验区域并不总是与图形区域一致，。

最初，检测部件111依据检验区域数据101，在图像数据102中包含的所有像素中识别对应于检验区域的像素。接下来，检测部件111从图像数据102获得所识别出的像素的像素值以计算出测定值，然后将计算出的测定值与在特征数据100中指示的阈值W做比较，以判断检验区域中有机膜的存在或不存在。如果有机膜存在，检测部件111判断(测量)有机膜厚。进一步，检测部件111基于在检验区域内有机膜的存在或不存在(检测结果)以及有机膜厚产生结果数据103。

再次参见图2，显示器13是用于在其屏幕上显示各种数据给操作员的显示设备，如液晶显示器等。尤其是，显示器13显示图像数据102并在屏幕上输出和显示结果数据103给操作员。

输出单元可以是将结果数据103打印在纸张上的打印设备，也可能是提示差错(有机膜的缺陷)的告警灯和蜂鸣器。因此，输出单元可以是任何一种机械装置或结构，只要输出单元能告知操作员目标印刷电路板90(或有机膜)是否有缺陷就可以。

操作部件14包括键盘140和鼠标141，用在操作员输入指令给膜检测装置1时。操作部件14也用在如上所述的特征数据100和检验区域数据101所基于的信息被输入时以及指令被输入时。操作部件14可以包括同时还作为显示器的触摸面板、各种按钮或有OCR能力的扫描仪。进一步，操作部件14可以是上述各种组件的结合。

读取设备15是从作为便携式记录介质的磁盘91中读取各种数据的设备。读取设备15所读取的各种数据在适当时被传送并且记录在硬盘122和RAM 121上。膜检测装置1例如通过读取设备15读取记录有程序123的磁盘91，以将程序123传送到并存储在硬盘122中。

图像处理板16向应于输入自二维CCD照相机的信号，产生由每个二维像素阵列的像素值组成的图像数据102，以将图像数据102传送到RAM 121中。为方便起见，在下面的描述中，将二维CCD照相机30的输出也称为图像数据102。

再次参见图1，工作台20具有将目标印刷电路板90固定在预定位置的功能。在根据第一优选实施例的膜检测装置1上，工作台20将目标印刷电路板90固定在基本水平的位置。

照射系统21包括照射光源22、单向透镜23和未示出的透镜系统(聚光镜、物镜等)。在第一实施例中照射光源22可以包括比如LED和白色荧光灯，是发射所谓白光(不同波长的光的混合)的光源。从照射光源22发射的白光被单向透镜23以基本垂直于目标印刷电路板90的表面的方向反射。由于照射系统21把白光投射到目标印刷电路板90上，在第一实施例中用于照射膜检测装置1的照射光是白光。虽然未在图1中示出，照射光源22通过控制信号线缆连接至计算机10。照射光源22的ON/OFF切换在计算机10控制下执行。

投射自照射系统21的照射光被目标印刷电路板90(更具体地，包括接合图形的表面和有机膜的表面)的表面反射，经过单向透镜23进入二维CCD照相机30。如图1所示，由于工作台20将目标印刷电路板90固定为使得目标印刷电路板90的上表面在基本上垂直于照射光的入射方向上延伸，照射光被镜面反射后的方向基本垂直于目标印刷电路板90的表面。

二维CCD照相机30是典型的捕捉彩色图像的数码相机，包括二维光检测器(photodetector)阵列的结构，用于检测对R(红)、G(绿)和B(蓝)波长的光成分。每个光检测器响应所检测到的光(入射光)的数量，将输出值输出到图像处理板16中。

根据第一优选实施例的二维CCD照相机30放置在照射光镜面反射后的光路中。如上所述，入射到二维CCD照相机30上的光是被镜面反射后的照射光。

镜面反射光是被反射后的照射光的一部分，其数量较大。因此，使用镜面反射光作为二维CCD照相机30的入射光(成像光)可以捕捉相对清晰的图像。因此，膜检测装置1能提供易于观察的图像给进行视觉检查的操作员。

根据第一优选实施例二维CCD照相机30的成像区域被限定为包括通过将工作台20相对于二维CCD照相机30移动由工作台20所固定的目标印刷电路板90的整个上表面。换句话说，二维CCD照相机30一次能对目标印刷电路板90相对较大的区域(几平方毫米到几十平方毫米)成像，膜检测装置1一次能够测量(检验)该区域中多个点。这可以达到比逐一测量多个点的过程更快的测量速度。

根据第一优选实施例膜检测装置1的功能和构造如上所述。接下来，将描述膜检测装置1的操作。

图4为示出根据第一优选实施例膜检测装置的操作的流程图。除非以别的方式指定，在下面描述的膜检测装置1的操作由使CPU 11运行程序123的计算机10完成。

首先，操作员操作膜检测装置1的操作部件14，输入特征数据100所基于的信息给膜检测装置1。响应于该输入，数据处理部件110产生特征数据100以将其传送到硬盘122。硬盘122存储传送给其的特征数据100(在步骤S1)。

通过执行步骤S1，在硬盘122中建立特征数据100的数据库。建立特征数据100的数据库的过程可以与检验过程分开执成。换句话说，步骤S2和其它后续步骤不一定必须在步骤S1之后执行。一旦建立数据库，膜检测装置1不需要在每次膜检测装置1启动后执行步骤S1，而是可以跳过步骤S1而从步骤S2开始。

接下来，将描述检验个别的印刷电路板的膜检测装置1的操作。在目标印刷电路板90被运送给膜检测装置1之前，膜检测装置1处于待机状态，同时其为示出初始化完成。当待检验的目标印刷电路板90被运送给膜检测装置1时，工作台20将目标印刷电路板90固定在预定位置处(在步骤S2)。

照射系统21打开照射光源22，把照射光投射到被工作台20固定的目标印刷电路板90上(在步骤S3)。因此，照射目标印刷电路板90的过程(照射过程步骤)在步骤S3中启动并持续，直到将在下文描述的在步骤S8中关掉照射光源22。

当在步骤S3中启动照射过程步骤S3时，二维CCD照相机30捕捉被照射光照射的目标印刷电路板90的图像(在步骤S4)。因此，图像处理板16基于来自二维CCD照相机30的信号产生图像数据102。

图像处理板16产生的图像数据102由显示器13显示(在步骤S5)。这使操作员能够观察到显示器13屏幕上的目标印刷电路板90的接合图形的接合焊盘。即，膜检测装置1能使操作员在显示器13的屏幕上用视觉检查接合焊盘上是否形成了有机膜。因为根据第一优选实施例二维CCD照相机30捕捉彩色图像，膜检测装置1能将接近目标印刷电路板90的逼真图像的图像显示在显示器13的屏幕上。另外，因为二维CCD照相机30使用从照射光源22发射的镜面反射照射光来捕捉图像，膜检测装置1能显示清晰的图像。

接下来，膜检测装置1执行检测过程(在步骤S6)。图5为示出根据第一优选实施例中膜检测装置1中检测过程的细节的流程图。

在检测过程中，膜检测装置1接受基于操作员的输入的检验条件(在步骤S11)。这里使用的术语“检验条件”是指关于待检验的目标印刷电路板90的区域、关于待检测的有机膜的类型以及关于目标印刷电路板90的类型等信息。操作员输入检验条件后，数据处理部件110识别目标印刷电路板90上的检验区域以产生检验区域数据101，而且从硬盘122获取用于其所需的合适的特征数据100。

在第一优选实施例中检验区域的识别通过从关于目标印刷电路板90的CAD数据中读取接合焊盘的位置来实现。可替换地，操作员也可以操作键盘140以输入接合焊盘的坐标，从而指出检验区域。检验区域不需要总是与形成接合焊盘的区域一致。因此，操作员可以在观察显示器13显示的图像数据102的同时操作鼠标141以指出任何区域。

在下面将描述的过程中，根据第一优选实施例的膜检测装置1基于所捕捉的图像数据102检测和测量有机膜。因此，由于操作员仅需要选择包含在图像数据102中的预定像素，所以很容易识别检验区域(点的直径或位置)。

响应于操作员输入的关键词，数据处理部件110搜索建立在硬盘122中的数据库，以将特征数据100读出到RAM 121(在步骤S11)。这里使用的术语“关键词”是指关于目标印刷电路板90的类型、关于接合焊盘的类型、关于待检测有机膜的类型等的信息。关键词是确定每个个别目标印刷电路板90的检验条件的信息。

下面将描述根据第一优选实施例的特征数据100。图6示出当白光投射到形成在图形区域上的有机膜S上时获得的反射率。图6的纵坐标表示光的数量，横坐标表现光的波长。图6中的曲线SP1到SP4用于图形区域上分别形成118nm、222nm、312nm和434nm厚的四个有机膜S的四个印刷电路板。作为样本的这些印刷电路板在参数(条件)上基本相同除了膜厚彼此不同。

如果在检验区域中存在有机膜S，镜面反射光的数量被有机膜S的光反射率改变。图6所示的形成有具有递增厚度的四个有机膜的四个样本表现出递增的反射光的数量。特别是，有机膜S表示出，对短波长范围的光，在膜厚和镜面反射光的数量之间的显著的相关性。

彩色图像由像素组成，每个像素具有对应于红光成分的像素值(以下用字符R表示)、对应于绿光成分的像素值(以下用字符G表示)，以及对应于蓝光成分的像素值(以下用字符B表示)。从图6中很明显有机膜S具有很好地反射蓝光的属性。因此为了检测有机膜S，优选使用像素值B用于判断。

图7示出形成在印刷电路板上的接合焊盘的实例。图7所示的BP1至BP4的焊盘由铜制成。图8到图10示出当二维CCD照相机30捕捉到图7所示的接合焊盘的图像时获得的像素值B。图8示出当没有形成有机膜S时获得的像素值B，而图9示出当形成0.2um厚从有机膜S时获得的像素值B。图10示出当形成0.3um厚的有机膜S时获得的像素值B。只有这些像素的像素值被顺序沿着图8到图10中的直线L绘制，这些像素对应于位于图7所示的直线L的位置。

如图8所示，当没有形成有机膜S时，像素值B几乎不能超过阈值W。另一方面，如图9和图10所示，当有机膜S形成在接合焊盘时，对应于形成有机膜S的位置的像素的像素值B超过阈值W。

换句话说，在没有形成有机膜S的位置，小量的蓝光成分被镜面反射从而像素值B较低。另一方面，在形成有机膜S的位置，大量的蓝光成分被镜面反射从而像素值B较高。

因此，当形成有合适的有机膜S的印刷电路板(合格的板)被预先成像从而从像素值B中确定阈值W时，通过将阈值W与像素值B做比较，就能判断目标印刷电路板90的检验区域中有机膜S是存在或不存在。

尽管在第一优选实施例中阈值W通过将捕捉合格板的图像所获得的像素值B的进行平均来确定，典型的像素的像素值B可以直接用作阈值W。根据第一优选实施例膜检测装置1存储步骤S1所确定的阈值W。

根据第一优选实施例，关于阈值W的数据由操作员直接输入并且存储膜检测装置1中。可替换地，膜检测装置1可以使二维CCD照相机30顺序捕捉在各种不同条件下用作样本的印刷电路板的图像，分析所获得的图像数据102，从这些像素值确定出合适的阈值W并存储。在此情况下，照射系统21、二维CCD照相机30等的一般结构可以在确定阈值W的实验期间以及在实际的检验期间使用。因此，用于实验的条件和用于检验的条件被容易做成彼此相同。这提高了检验结果的精度。

阈值W根据各种条件取不同的数值，这些条件包括有机膜的材料和期望厚度、印刷电路板的材料、照射光的波长成分的分布、接合焊盘的材料和表面状态等。尽管用于蓝光成分的像素值B对于判断是否检测到有机膜S是有效的，有时使用用于不同于蓝光成分的像素值(或者用于所有波长光的像素值)对于判断是否检测到由其它材料组成的有机膜是有效的。因此，在步骤S1将用于各种条件的阈值W存储在膜检测装置1的硬盘122中。对于膜检测装置1的检验，数据处理部件110根据这些条件从硬盘122检索合适的阈值W，并将作为特征数据100的阈值W传送到RAM 121中。

根据第一优选实施例的特征数据100除了包含判断有机膜是存在或不存在的信息比如上述阈值W以外，还包含测量有机膜厚的信息。图11示出在有机膜S的厚度值D与短波长范围的镜面反射光的数量之间的关系。如图11所示，对于有机膜S来说镜面反射的光数量近似正比于厚度值D，由于镜面反射的光数量可以由像素值B代替，在图11所示的实例中在膜厚值D和像素值B之间的关系近似表示为：

D＝a×B+b                                           (1)

其中，a和b是常数。

因此，膜检测装置1可以用该近似公式等来替代在对应于借助二维CCD照相机30捕捉图像期间所获得的预定光成分(图11所示的蓝光成分)的像素值与有机膜的厚度值之间的关系，并将该近似公式作为特征数据100存储在硬盘122中。通过制备包括具有不同已知厚度值的有机膜的印刷电路板(样本板)和测量预定光成分从每个样本板的镜面反射光的数量，能够确定这一近似公式。

根据第一优选实施例的膜检测装置1将多个检测信息(用于有机膜的检测的信息如阈值W)和测量信息(用于有机膜的厚度的测量的信息如近似公式)处理为合适的特征数据100，这些检测信息与测量信息依赖于各种条件包括印刷电路板和有机膜的材料而彼此不同。

参见图5，在输入检验条件并完成检验区域的识别以及特征数据100的获得之后，检测部件111基于检验区域数据101和图像数据102确定测定值(在步骤S12)。下面将描述的实例使用用于蓝光成分的像素值B检测在第一实施例中的有机膜S。

将详细描述步骤S12中的过程，检测部件111参考检验区域数据101在组成图像数据102的像素之中选择的包含在检验区域的像素。接下来，检测部件111将所选择像素的像素值B加在一起，再将总数除以所选择像素的数目，由此将该平均值作为测定值。因此，将检验区域中的多个像素值B作平均可以减少误差。然而，单个像素的像素值B也可以用作测定值。

如上所述，根据第一实施例的膜检测装置1在彩色图像的像素值(像素值R、G和B)之中仅基于对应于预定波长的光成分的像素值(像素值B)来计算测定值。与基于所有像素值计算测定值相比，这可以减少计算量从而缩短检验所需时间。在此情况下，根据有机膜的特性确定使用哪个像素值(在本优选实施例中为像素值B)可以提高检验的精确度。

在确定测定值之后，检测部件111在测定值和阈值W之间做比较(在步骤S13)，然后根据比较结果判断是否检测到有机膜S(在步骤S14)。如果测定值大于阈值W，这里就判断检测到有机膜S(在步骤S14中的“是”)。如果测定值不大于阈值W，就判断未检测到有机膜S(在步骤S14中的“否”)。

如果检测到有机膜S，检测部件111测量检测到的有机膜S的厚度(在步骤S15)。具体地，检测部件111将用于像素值B的测定值代入包括在特征数据100中的近似公式(1)中以确定厚度值D。

如上所述，根据第一优选实施例的膜检测装置1能够很容易地确定有机膜厚，因为有机膜厚和像素值(根据镜面反射光的数量确定的值)之间的关系已被预先存储为特征数据100。

二维CCD照相机30所捕捉的图像是为预定区域(被称为所谓成像区域的二维区域)记录的当照射光撞击到或从物体(目标印刷电路板90)上反射时获得的光数量。来自光检测器(图像数据102中的像素值)的输出值根据反射光的数量确定。因此，根据第一优选实施例的膜检测装置1是将注意力集中在依赖有机膜的状态(存在/不存在和厚度)而变化的目标印刷电路板90的反射率作检测。换句话说，这里使用的方法在原理上与发出激光以测量其反射光的技术相似。

然而，用于测量的发射激光的光学系统比使用发射白光的照射系统21和二维CCD照相机30的构造的成本高。另外，激光具有高的光强度可能损害有机膜以及很难将点的直径(对应于检验区域)设定在任意数值的缺点。在这个方面，包括二维CCD照相机30的膜检测装置1是优秀的，因为膜检测装置1不会损害有机膜并且能自由地设定检验区域。

膜检测装置1的检验精确度比使用激光的检测装置要低。然而，印刷电路板上的有机膜是用于防止焊盘氧化，并不需要像例如形成在半导体衬底上的抗蚀膜那样对膜厚进行高精确度控制。在一些情况中，膜检测装置1只需要检测有机膜是存在或不存在。因此，根据第一优选实施例的膜检测装置1的检验精确度能够充分满足本技术的要求。

检验完成后，膜检测装置1根据检验结果产生结果数据103，以存储对检验区域的检验结果(在步骤S16)。换句话说，检验区域内有机膜S的存在或不存在、如果检测到那么有机膜S的厚度值都包括在结果数据103之中。

在存储对单个检验区域的检验数据后，判断是否有尚待检验的检验区域(在步骤S17)。如果在步骤S17识别出在多个检验区域中有尚待检验的检验区域，则处理返回到步骤S12并继续。如果对所有检验区域的检验已经完成(或者没有尚待检验的检验区域)，检测过程终止从而处理返回到图4的过程。

在完成步骤S6中的检测过程之后，膜检测装置1在参考结果数据103的同时将对至少一个检验区域的检验结果输出并显示在显示器13上(在步骤S7)。根据第一优选实施例的膜检测装置1在步骤S5中通过在对应于所显示的目标印刷电路板的图像的检验区域的部分上添加检查标记，来显示对该至少一个检验区域的检验结果。输出检测结果的技术不限于此。

这使操作员能够容易地检查出有机膜S是否形成在目标印刷电路板90的至少一个检验区域中。

如果检测到有机膜S，膜检测装置1也显示所检测到的有机膜S的厚度。这允许操作员能够更精确地判断目标印刷电路板90是否是有缺陷，并允许进行高水平的产品管理包括例如根据有机膜S的测得厚度对形成有机膜的步骤进行反馈控制。

在操作员完成验收判断之后，目标印刷电路板90被从膜检测装置1中运送出来，而后关掉照射光源22(在步骤S8)。判断是否有另外的目标印刷电路板90(在步骤S9)。如果有另外的目标印刷电路板90，处理返回步骤S2以重复上述步骤。如果没有待检测的目标印刷电路板90，处理终止。

如上所述，根据第一优选实施例中的膜检测装置1能够预先将通过实验确定的特征数据100存储在硬盘122中，使二维CCD照相机30获取用照射光照射的目标印刷电路板90的图像来获取二维图像数据102，并基于图像数据102和特征数据100检测有机膜。膜检测装置1能够基于对象数据检测有机膜以进行一个标准和精确地检验。这就减少了操作员的操作负担，其仅需要观察所输出的检测结果。

检测部件111基于图像数据102中预定像素的像素值，计算目标印刷电路板90固有的测定值，比较测定值与包含在特征数据100中的阈值W，且根据比较结果来检测有机膜。这达到了对目标印刷电路板90的高速和容易的检验。

检测部件111能通过仅基于对应预定波长的光成分的像素值检测有机膜，来精确和容易地判断有机膜是存在或不存在，例如，通过选择这种波长的光成分，该光成分依赖有机膜的存在或不存在在入射到图像捕捉单元的光数量表现出很大的变化。另外，计算量的减少可实现高速检验。

检测部件111仅基于与包含在图像数据102的像素之中的特定检验区域相对应的像素的像素值来检测有机膜，由此操作员能够指定任何检验区域以进行检验。这可以达到对任何形状和任何大小的接合焊盘灵活和精确的检验，而不受焊盘之外的部分的覆盖情况的影响。因此，可以容易地检验其上形成有不均匀有机膜的印刷电路板。

检测部件111根据测定值测量所检测到的有机膜S的厚度，由此实现例如根据测得厚度实现对形成有机膜的厚度的反馈控制。以此方式，与仅检测有机膜存在或不存在的技术相比，检测部件111能灵活地响应检测结果。

显示二维CCD照相机30所捕捉的图像数据102的显示器13的提供允许操作员目视检查图像数据102。

照射系统21将白光作为照射光投射到目标印刷电路板90之上，从而二维CCD照相机30获取彩色图像作为图像数据102，由此照射光源22可以使用简单的构造。并且，还能获得接近真实图像的图像数据102。这允许操作员精确地判断有机膜的状态，例如当操作员观察图像数据102时。

二维CCD照相机30放置在从照射系统21投射出的照射光的镜面反射的光路中。因此，在图像捕捉期间有相对大量的光入射到二维CCD照相机30上。这提供了清晰的图像数据102。

在根据第一优选实施例的上述膜检测装置1中，在二维CCD照相机30捕捉图像期间投射到目标印刷电路板90上的光是白光。然而，照射光不限于白光。

图12示出基于这一原理根据本发明第二优选实施例膜检测装置1a的构造。除了照射系统21a包括彩色滤波器24以及二维CCD照相机30a是用于捕捉单色图像的设备以外，根据第二优选实施例的膜检测装置1a在构造上基本与根据第一优选实施例的膜检测装置1相似。在结构和功能相似于第一优选实施例的膜检测装置1的组成的第二优选实施例的膜检测装置1a的组成用相同的附图标记与字母表示，因此将不再描述。

照射系统21a的彩色滤波器24是只允许蓝光成分通过的滤波器。因此，只是从照射光源22发射的白光的蓝光成分经过彩色滤波器24投射到目标印刷电路板90上。换句话说，当二维CCD照相机30捕捉目标印刷电路板90的图像时使用的照射光是蓝光(或单色光)。

二维CCD照相机30不包括有RGB能力的光检测器，但是能够获捕捉单色图像如图像数据102。由于目标印刷电路板90被蓝光成分组成的单色光照亮，图像数据102的每个像素的像素值是依赖镜面反射蓝光数量的数值，而且对应于构成第一优选实施例的图像数据102的每个像素的像素值B(蓝光成分的像素值)。

因此，像第一优选实施例的图像数据102的每个像素的像素值B那样处理第二优选实施例的图像数据102的每个像素的像素值，允许以与第一实施例的过程检测有机膜S和测量有机膜S的厚度，下面将详细描述。

如上所述，根据第二优选实施例的膜检测装置1a与根据第一优选实施例的膜检测装置1相似地实行。

照射系统21a将单色光作为照射光投射到目标印刷电路板90之上。因此，通过使用仅能捕捉单色图像的二维CCD照相机30a，膜检测装置1a能够与第一优选实施例的膜检测装置1相似的进行检测。这就提供了低成本的膜检测装置1a。

产生单色光作为照射系统21a的照射光的技术不限于使用彩色滤波器24的技术。例如，单色光源可以用作照射光源22。在此情况，不必提供彩色滤波器24。

膜检测装置1a可以包括允许各个不同波长的光成分通过的多个彩色滤波器24。在此情况，根据例如待检测有机膜的特性等来适当选择使用多个彩色滤波器24，由此可以改变作为单色光的照射光的波长。这可以使用不同于蓝光的单色光灵活地应对待检测的有机膜。

在上述优选实施例的膜检测装置1和1a中的二维CCD照相机30和30a放置在照射光的镜面反射的光路中。用于检测有机膜的图像捕捉单元单元不需总是放置在镜面反射光的光路中。

图13示出基于这一原理根据本发明的第三优选实施例实施例膜检测装置1b的构造。除了照射系统21b不包括对应于单向透镜23的结构以外，第三优选实施例的膜检测装置1b在构造上基本相似于第一优选实施例中的膜检测装置1。在结构和功能相似于第一优选实施例的膜检测装置1的组成的第三优选实施例的膜检测装置1b的组成用相同的附图标记与字母表示，因此就再描述。

如图13所示，照射系统21b以倾斜方向将照射光源22产生的白光投射到目标印刷电路板90的表面上。即，照射系统21b被构造为能倾斜将白光投射目标印刷电路板90上。

在此情况，镜面反射照射光沿图13所示的方向传播，而不是入射到二维CCD照相机30。换句话说，第三优选实施例的二维CCD照相机30没有放置在照射光的镜面反射的光路中，二维CCD照相机30的入射光是散射反射照射光。

由于目标印刷电路板90上的有机膜S有相对平坦的表面，撞击到有机膜S之上的照射光大部分被镜面反射，只有非常少的镜面反射光进入二维CCD照相机30。由于接合焊盘的粗糙表面，穿过有机膜S到焊盘的光散射地反射，一部分散射反射光向二维CCD照相机30传播。然而，穿过有机膜S的小量光导致小量光入射到二维CCD照相机30。因此，存在有机膜S的图像部分提供了构成图像数据102的像素的相对低的像素值而变成黑暗的图像部分。

在未形成有机膜S的图像部分中，照射光直接撞击到接合焊盘上。这样，相对大部份光被散射地反射，散射反射光向二维CCD照相机30传播。因此，有机膜S不存在的图像部分提供了构成图像数据102的像素的相对高的像素值而变成明亮的接合焊盘的图像部分。如果焊盘由铜制成，照射光的红光成分被从接合焊盘很好地反射。第三优选实施例的膜检测装置1b基于构成图像数据102的像素的用于红光成分的像素值(像素值R)来检测有机膜S。

第三优选实施例的膜检测装置1b的操作基本上类似于第一优选实施例的膜检测装置1因此不再详细描述。在类似于步骤S13的步骤中，在从图像数据102获得的测定值和阈值W之间做比较。在对应于步骤S14的步骤中的判断如下。如果比较的结果表明测定值小于阈值W，就判断检测到有机膜S。如果比较的结果表明测定值不小于阈值W，就判断有机膜S未检测到。

穿过有机膜S并被接合焊盘散射地反射的光的数量受有机膜S的厚度的影响。因此，当像第一优选实施例那样有机膜S的厚度值与像素值之间的关系被预先确定为特征数据100，膜检测装置1b也能测量有机膜S的厚度。

如上所述，根据第三优选实施例的膜检测装置1b能够以类似于第一和第二优选实施例的膜检测装置1和1a的方式检测有机膜S。

认为有机膜S存在时被散射反射的红光数量减少而有机膜S不存在时被散射散射的红光数量增加的这种属性只要源于有机膜S有光滑的表面的事实，此属性略微受有机膜S材料的影响。因此，将二维CCD照相机30置于照射系统21b投射的照射光的镜面反射的光路外，可减小膜检测装置1b对有机膜S的材料的依赖性。根据本发明将铜确定为本技术的接合焊盘的材料。因而，这减少了在膜检测装置1b中检测结果对材料的依赖性从而改善了灵活性。

在上述实施例中，操作员在检测过程的步骤S6中，输入关于检验区域的位置、形状和大小的信息(在步骤S11)。获得此类信息的技术不限于操作员的输入。

图14为示出基于这一原理根据本发明第四优选实施例的检验系统2的构造图。检验系统2包括图形检验装置3和用于检测形成在接合图形上的有机膜的膜检测装置4。检验系统2构造为图形检验装置3和膜检测装置4通过网络5相互连接。

网络5可以是能够通过使用预定通信协议在图形检验装置3和膜检测装置4之间进行数据通信的任意网络，比如LAN(局域网络)和公共网络。多个图形检验装置3和多个膜检测装置4可以连接至网络5。不同于图形检验装置3和膜检测装置4的设备也可以连接至网络5。例如，用于对这些装置进行集中管理的服务器设备，用于在适当时输出数据的打印设备，用于识别检测到的缺陷的识别设备都可以连接至网络5。

图形检验装置3是这样的装置，其捕捉目标印刷电路板90的表面的图像进而获取图像数据，执行图像处理比如对图像数据的边缘检测和图形识别，并检测形成在目标印刷电路板90上的接合焊盘。

图形检验装置3将用于识别目标印刷电路板90的ID信息添加到关于这种被检测接合焊盘的形状、尺寸的信息以及关于其在目标印刷电路板90上的位置的信息上，由此产生检验区域数据400。因此，图形检验装置3具有从目标印刷电路板90读取信息的功能，这些信息已经由操作员在上述实施例的膜检测装置1、1a和1b中输入。

图形检验装置3通过网络5传输所产生的检验区域数据400到膜检测装置4。

已被传统推荐使用的图形检验装置具有检验图形以在所检测到的图形与包括CAD数据图形和合格板图形的参考图形之间做比较，以检测所检测到的图形的缺陷的功能。然而，这些功能对于根据第四优选实施例的检验系统2的图形检验装置3来说是足够的，以具有自动地获得关于目标印刷电路板90上的接合图形的接合焊盘的位置、形状和尺寸的信息并将该信息作为检验区域数据400传送到膜检测装置4的功能。图形检验装置3可以具有检测缺陷的功能。

图15是膜检测装置4的正视图，而图16是膜检测装置4的侧视图。图17是示出膜检测装置4的构造的方框图。在图15中定义出水平的X轴、Y0轴和垂直的Z0轴，在图16中也定义为：

(1)Y轴在垂直平面内相对水平的Y0稍微地向下倾斜并与X轴垂直；

(2)Z轴垂直于X轴和Y轴。

尽管Y轴和Z轴在第四个实施例中相对于Y0轴和Z0轴有所倾斜，它们可以与Y0轴和Z0轴分别重合。

膜检测装置4包括操作部件40、检查监视器41、图像捕捉部件42、检验台43、一对移动机构44、移动机构45、放大机构46、通信部件47和控制器48。

膜检测装置4还包括具有在检验台43的相对侧部分之间基本水平延伸的桥接结构的支撑平台490，用于将检验监视器41固定在膜检测装置4上方的支撑构件491，以及用于保护图像捕捉部件42的保护盖492。

使用这种设置，膜检测装置4以与第一、第二和第三优选实施例的膜检测装置1、1a和1b相似的方式，作用为检测形成在印刷电路板的接合焊盘上的有机膜的装置。尤其是，在适当时将省略对与第一优选实施例的膜检测装置1的组成相似的第四优选实施例的膜检测装置4的组成的描述。

例如，当操作员将指令输入到膜检测装置4时，就操作该操作部件40。也就是，操作部件40在功能中相似于操作部件14。具体地，操作部件40包括各种按钮、键盘和鼠标等，还可以包括轨迹球、操纵杆和触摸面板等。

检验监视器41由支撑构件491固定在膜检测装置4上方，并基于来自控制器48的控制信号，将操作膜检测装置4所需要的信息，图像数据102和结果数据103显示在其屏幕上。检验监视器41是对应于显示器13的单元，并包括例如液晶显示器。

图像捕捉部件42是对应于二维CCD照相机30的单元。图像捕捉部件42借助其中包括的图像接收设备(CCD)，沿着光学系统如取像透镜的光轴(基本垂直于X轴和Y轴的轴)对入射其上的光进行光电转换，以捕捉由检验台43固定的目标印刷电路板90(待检测对象)的图像。

图像捕捉部件42传送有关目标印刷电路板90的被捕捉图像的图像数据102到控制器48。根据第四优选实施例的膜检测装置4没有对应于图像处理板16的单元，而是借助软件执行图像处理。当然，膜检测装置4可以改为借助对应于图像处理板16的硬件来产生图像数据102。

图像捕捉部件42也用于读取印制在目标印刷电路板90的预定位置的标识号码(ID信息)。通过图像捕捉所得的标识号码信息(ID信息)遭受控制器48的字符识别过程，也用于个别地识别检验台43所固定的目标印刷电路板90的过程。与上述优选实施例的二维CCD照相机30和30a不同的是，第四优选实施例的图像捕捉部件42没有大到每次可以捕捉目标印刷电路板90的整个表面的图像的成像区域。为了捕捉目标印刷电路板90的整个表面的图像，必须在使图像捕捉部件42和目标印刷电路板90彼此相对移动时捕捉多幅图像，其细节将在下文描述。

检验台43的上表面与X-Y平面基本平行。通过操作员或未示出的运送机构被转移到膜检测装置4的目标印刷电路板90，被固定在检验台43的上表面的预定位置处。

一对移动机构44分别安装在支撑平台490的相对侧，并在Y轴方向移动支撑平台490。这使控制器48能够控制支撑平台490的移动的距离和支撑平台490的位置。移动机构45安装在支撑平台490上，并使图像捕捉部件42在在X轴方向沿着支撑平台490移动。这使控制器48能够控制图像捕捉部件42移动的距离和图像捕捉部件42的位置。

已知的使用伺服马达、滚珠螺钉和进给螺母(feed nut)构成的机构可以作为具有上述功能的移动机构44和45的实例。具体地，伺服马达旋转在预定方向上延伸的滚珠螺钉以在预定方向移动输送螺母，控制器48控制伺服马达的转动角度以控制移动机构44和45的位置。移动机构44和45不限于上述机构，而可以用其他已知机构实现。

因此，在膜检测装置4中提供移动机构44和45使得膜检测装置4在X-Y平面内将图像捕捉部件42移动到相对于目标印刷电路板90的任何位置。如上所述，图像捕捉部件42的成像区域没有大到一次捕捉整个目标印刷电路板90的图像。然而，图像捕捉部件42在被移动机构44和45移动的同时能够捕捉检验台43所固定的目标印刷电路板90的任何区域(被特定为检验区域的区域)的图像。因此，膜检测装置4能以与第一优选实施例的膜检测装置1相似的方式多次执行图像以捕捉整个目标印刷电路板90的图像。

尽管在图15和图16中未示出，放大机构46具有基于控制器48的控制信号确定图像捕捉单元42的光学系统的放大位置以确定图像捕捉部件42的图像放大倍率的功能。因此，图像捕捉部件42能捕捉目标印刷电路板90的放大图像。因此，膜检测装置4能够作精确的检验。

通信部件47通过网络5与图形检验装置3进行数据通信。因此，膜检测装置4接收传输自图形检验装置3的检验区域数据400。

控制器48以能传送信号至膜检测装置4的其他组成部分和从这些组成部分接收信号的方式连接至这些组成部分，其包括分别对应于第一优选实施例中的CPU 11、RAM 121、只读存储器120和硬盘122的CPU 480、RAM481、只读存储器482和硬盘483。因此，膜检测装置4也具有典型计算机的功能。程序484存储在硬盘483中。

图18为示出控制器48的功能单元以及信号流的方框图。控制器48中的CPU 480按照程序484运行，以执行图18所示的功能单元中的数据处理部件110和检测部件111。

数据处理部件110基于操作操作部件40的操作员输入的信息产生特征数据100。所产生的特征数据100以使用ID信息等作为关键词可检索的方式存储在硬盘483中。与在第一优选实施例的膜检测装置1中一样，数据处理部件110在硬盘483中为特征数据100建立数据库。

当通信部件47通过网络5接收来自图形检验装置3的检验区域数据400时，检验区域数据400被存储在硬盘483中。

数据处理部件110也具有通过字符识别处理来分析图像捕捉部件42捕捉图像所得的ID信息(印制在目标印刷电路板90上)，以响应于该ID信息将特征数据100和检验区域数据400的适当部分从硬盘483读取到RAM481中的功能。

再次参见图17，尽管未示出细节，照射系统49包括与第一优选实施例的照射系统21的照射光源相似的照射光源22和单向透镜23。具体地，照射系统49将白光作为照射光投射到目标印刷电路板90上。

再次参照图15和图16，支撑平台490包括在检验台43的相对侧部分沿X轴方向基本上水平延伸的桥接结构，而且具有将图像捕捉部件42支撑在检验台43上方的功能。上述移动机构45安装在支撑平台490上。

保护盖492不只具有保护图像捕捉部件42的功能并且具有阻止其它光进入图像捕捉单元42而使图像捕捉部件42能获取目标印刷电路板90的清晰图像的功能。保护盖492固定到支撑平台490上。保护盖492与支撑平台490一起被移动机构44沿Y轴方向移动，从而始终从上面覆盖图像捕捉部件42。

检验系统2的构造及功能描述到此。下面，将描述根据第四实施例检验系统2的操作。

图19到图21是流程图，主要示出根据第四优选实施例在由检验系统2的操作中关于膜检测装置4的过程步骤。

检验系统2中，如上所述，在膜检测装置4检测到有机膜之前，图形检验装置3检测目标印刷电路板90上的接合图形的接合焊盘。图形检验装置3为检测到的焊盘产生检验区域数据400。

在监测操作员的输入，接收来自图形检验装置3的数据(在步骤S23)以及运送目标印刷电路板90到膜检测装置4中(在步骤25)时，膜检测装置4处于待机状态(在步骤S21)。

当有操作员的输入时(在步骤S21中为“是”)，数据处理部件110基于所输入的信息产生特征数据100以将特征数据100存储到硬盘483中(在步骤S22)。

当通信部件47接收到来自图形检验装置3的数据时(在步骤S23中为“是”)，数据操作部件110将所接收到的检验区域数据400存储在硬盘483中(在步骤S24)。

当目标印刷电路板90被运送到膜检测装置4中时(在步骤S25中为“是”)，检验台43固定被运送到膜检测装置4中的目标印刷电路板90(在步骤S26)，然后膜检测装置4启动检验。

当检验台43将目标印刷电路板90固定在预定位置上时，照射系统49打开照射光源22(在步骤S27)。因此，白光被垂直向下投射到目标印刷电路板90上。

对于照射系统49照射的目标印刷电路板90，图像捕捉部件42捕捉印制在目标印刷电路板90预定位置上的ID信息的图像，然后数据处理部件110基于所捕捉的图像数据获得ID信息(在步骤S28)。使用所获得的ID信息作为关键词，数据处理部件110从硬盘483读取检验区域数据400和特征数据100(在步骤S29)。

在根据第四优选实施例检验系统2中，可见目标印刷电路板90的检验通过分配给每个目标印刷电路板90的ID信息进行管理。换句话说，一旦通过ID信息识别出目标印刷电路板90，适于各个目标印刷电路板90的特征数据100能从硬盘483读出，而不需要像在第一优选实施例的步骤S11(图5)所示的那样由操作员输入检验条件。

在上述优选实施例中，为了识别检验区域，CAD数据的输入(或操作员输入指令)在步骤S11中是必需的。然而，根据第四优选实施例的检验系统2，在膜检测装置4的检验过程步骤之前有效地利用关于图形检验装置3所获得的接合焊盘的位置等的信息(检验区域数据400)，由此能减少操作员的负担。

由于CAD数据包括理想的设计图形，在实际生产的目标印刷电路板90的接合图形与CAD数据图形之间会发生错配例如位置性的差错。因此，当在第四优选实施例的检验系统2中，通过根据检测到的每个目标印刷电路板90的检验区域数据400来识别检验区域，可以进行更为精确的检验。

在完成检验区域数据400和特征数据100的读取后，通过参考检验区域数据400识别检验区域(在步骤S31)。具体地，由于接合图形的多个焊盘形成在目标印刷电路板90上，所以多个区域应该被检验(或多个检验区域是存在的)。控制器48参考检验区域数据400来选择图形检验装置3检测到的多个接合焊盘中的一个，由此通过所选接合焊盘的位置、形状和尺寸识别出检验区域。

在检验区域识别后，控制器48基于检验区域的形状和尺寸，确定图像捕捉部件42的图像放大，以便所识别出的检验区域包含在图像捕捉部件42的成像区域中。控制器48也控制放大机构46以调整图像捕捉部件42的图像放大倍率(在步骤S32)。控制器48基于检验区域的位置确定图像捕捉部件42的图像捕捉位置，以及控制移动机构44和45以调整图像捕捉部件42的图像捕捉位置(在步骤S33)。

在图像捕捉部件42的图像放大倍率和获取图像位置被确定后，图像捕捉部件42捕捉目标印刷电路板90的图像(在步骤S34)，然后检查监视器41显示通过图像捕捉获得的图像数据102(在步骤S35)。

接下来，在参照检验区域数据400时，检测部件111在构成图像数据102的像素之中选择对应于检验区域的像素，以计算用于所选像素的像素值的测定值(在步骤S36)。确定测定值的技术与上述优选实施例相似，因此不再描述。

参考特征数据100，检测部件111在测定值和阈值W之间做比较(在步骤S37)，以根据比较结果检测有机膜S(在步骤S41)。如果检测到有机膜S，参考特征数据100从近似公式确定膜厚(在步骤S42)。如果有机膜S未检测到，则跳过步骤S42。确定膜厚数值的技术与上述的实施例的类似，因此不再描述。

在有机膜S的检测和检测到的有机膜S的膜厚的测量完成后，检测部件111基于有机膜S的检测结果和检测到的有机膜S的厚度测量结果产生结果数据103。控制器48将结果数据103显示在检查监视器41的屏幕上(在步骤S43)。

这使操作员能够观察显示在检查监视器41上的结果数据103来判断检验区域是否有缺陷。在检查了检验区域之后，操作员操作操作部件40输入指示到膜检测装置4的指令。膜检测装置4监测此指令的输入并等待直到操作员的检查操作完成为止(在步骤S44)。

在接受来自操作员的指令输入后，控制器48参考检验区域数据400以判断是否有另一个待检的检验区域(在步骤S45)。如果有另一个待检的检验区域，重复步骤S31中的处理和其涉及检验区域的后续步骤。如果没有另一个待检的检验区域，将目标印刷电路板90从膜检测装置4取出，且关掉照射光源22。然后，处理返回步骤S21。

如上所述，第四优选实施例的检验系统2产生与前述优选实施例相似的效果。

图形检验装置3和膜检测装置4通过网络5相互连接，使得膜检测装置4能够从图形检验装置3接收检验区域数据400，以检测图形检验装置3所检测到的接合焊盘区域中的有机膜。这消除了输入用于识别检验区域的数据的必要，从而了减少操作员的负担。

为讨论目的，在上面的描述中，在目标印刷电路板90被运送到膜检测装置4时，不执行步骤S21到步骤S25中的过程。然而，实际上允许存储操作人员输入的特征数据100的过程(步骤S21和S22)和接收并存储检验区域数据400的过程(步骤S23和S24)与检验目标印刷电路板90的过程并行。

膜检测装置4中的照射系统49可以是以与第二优选实施例的照射系统21a相似的方式投射单色光的照射系统。图像捕捉部件42可以以与第三优选实施例的二维CCD照相机30a相似的方式置于照射光的镜面反射的光路外。

根据上述优选实施例中的膜检测装置直接比较测定值和阈值W之间的数值，根据比较结果检测有机膜。检测有机膜的技术不限于此。例如，包含在检验区域中的像素的像素值的总和可以当作测定值，并将该测定值与检验区域中包含的像素的数目乘以阈值W的积做比较。换句话说，特征数据100中包括的阈值W在用来比较时，先对阈值W执行某一类型的计算。

阈值W不限于当合格印刷电路板的图像被捕捉时所获得的像素值(或根据镜面反射光的数量所确定的值)。例如，如果将对像素值B的测定值代入近似公式(1)获得的膜厚值D小于被预定值(在这情况该预定值作为阈值W)，则判断未检测到有机膜。

在测定值和阈值W之间的比较如在上述优选实施例中对每个检验区域的比较说明的那样进行，但也不限于此。在检验区域中的每个像素的像素值可以用作测定值并且与用于每个像素的阈值W比较。这种情况下，如果对于至少预定数目个像素均没有检测到有机膜，则可以判断在这个检验区域中有机膜是反常的。使用这种判断技术可以精确检测有机膜的缺陷的不存在例如针孔形的缺陷，而实现高精度的检验。

待实施的过程的顺序不限于在上述优选实施例中描述的步骤的顺序。例如，第一优选实施例中的显示检验结果(步骤S7)不必要在步骤S17的判断答案为“是”且完成对所有检验区域的检验后执行，而是在完成对每个检验区域的检验后执行。也就是，上述优选实施例的步骤可以以产生相似效果的任何顺序执行。

将二维CCD照相机30放置在照射光的镜面反射的光路中的技术不局限于图1所示的布置(垂直向下的照射)。图22示出在不使用垂直向下照射技术时将二维CCD照相机30放置在照射光的镜面反射的光路中的技术。图22所示的布置允许二维CCD照相机30在照射光的镜面反射的光路中的放置产生类似于第一优选实施例的膜检测装置1的放置的效果。

膜检测装置1仅被要求捕捉图像以产生二维图像数据，并且优选使用二维CCD单元。然而，膜检测装置1还可以使用扫描印刷电路板以获取其图像的线性CCD单元，由此提供二维图像数据。

膜检测装置1还可以包括显微镜，用于放大对应于二维CCD照相机30所获得的图像数据102的目标印刷电路板90的区域。这使操作员能够直接观察目标印刷电路板90来判断目标印刷电路板90是否有缺陷。

本发明已经被详细描述，但前面各方面的描述只是说明性而不是限制性的。应可理解在不脱离本发明的范围的情况下可以设计出多种改型和变化。

Claims (31)

1.一种膜检测装置，用于检测形成在形成有图形的印刷电路板上的有机膜，所述膜检测装置包括：

存储单元，用于预先存储用作参考值的特征信息；

固定单元，用于固定待检验的目标印刷电路板；

照射单元，用于将照射光投射到所述固定单元固定的所述目标印刷电路板上；

图像捕捉单元，用于捕捉被所述照射光照射的所述目标印刷电路板的图像以提供二维图像数据；

检测单元，用于基于所述图像捕捉单元提供的所述图像数据和存储在所述存储单元中的所述特征信息检测所述有机膜；以及

输出单元，用于将所述检测单元的检测结果输出给操作员。

2.根据权利要求1所述的膜检测装置，其中，

所述检测单元将包括在所述图像数据中的预定像素的像素值或者从所述像素值计算出的测定值与包括在所述特征信息中的预定阈值做比较，以根据比较结果检测所述有机膜。

3.根据权利要求2所述的膜检测装置，其中，

所述检测单元仅基于用于预定波长的光的像素值来检测所述有机膜。

4.根据权利要求2所述的膜检测装置，还包括：

指定单元，用于指定所述目标印刷电路板的检验区域，

其中，所述图像捕捉单元捕捉图像，以便所述指定单元指定的所述检验区域包括在所述图像数据中，以及

其中，所述检测单元计算出所述预定像素的像素值的和或者平均值，所述预定像素是包括在所述图像数据中的所有像素中对应于所述检验区域的像素。

5.根据权利要求2所述的膜检测装置，其中，

所述检测单元根据所述像素值或所述测定值测量所检测到的有机膜的厚度。

6.根据权利要求1所述的膜检测装置，还包括：

显示单元，用于显示所述图像捕捉单元捕捉到的所述图像数据。

7.根据权利要求1所述的膜检测装置，其中，

所述照射单元将单色光作为所述照射光投射到所述目标印刷电路板上。

8.根据权利要求1所述的膜检测装置，其中，

所述照射单元将白光作为所述照射光投射到所述目标印刷电路板上，以及

所述图像捕捉单元提供彩色图像作为所述图像数据。

9.根据权利要求1所述的膜检测装置，还包括：

显微镜，用于放大对应于所述图像捕捉单元获得的所述图像数据的所述目标印刷电路板的区域。

10.根据权利要求1所述的膜检测装置，其中，

所述图像捕捉单元置于所述照射单元投射的所述照射光的镜面反射的光路中。

11.根据权利要求1所述的膜检测装置，其中，

所述图像捕捉单元置于所述照射单元投射的所述照射光的镜面反射的光路外。

12.一种用于检验印刷电路板的检验系统，包括：

(a)图形检验装置，用于检测形成在印刷电路板上的图形；和

(b)膜检测装置，连接至所述图形检验装置用于与之进行数据通信，所述膜检测装置获取关于所述图形检验装置检测到的所述图形的信息作为检验区域信息，所述膜检测装置检测有机膜是否形成在所述图形上，

所述膜检测装置包括：

(b-1)存储单元，用于预先存储用作基准值的特征信息；

(b-2)固定单元，用于固定待检验的目标印刷电路板；

(b-3)照射单元，用于将照射光投射到所述固定单元固定的所述目标印刷电路板上；

(b-4)图像捕捉单元，用于捕捉被所述照射光照射的所述目标印刷电路板的图像，以提供二维图像数据；

(b-5)检测单元，用于基于所述图像捕捉单元提供的所述图像数据和存储在所述存储单元中的所述特征信息检测所述有机膜；以及

(b-6)输出单元，用于将所述检测单元的检测结果输出给操作员。

13.根据权利要求12所述的检验系统，其中，

所述检验区域信息包括关于所述图形的形状和尺寸以及所述图形相对于所述目标印刷电路的位置的信息，以及

所述膜检测装置根据所述图形的所述位置确定所述图像捕捉单元的图像捕捉位置，并且根据所述图形的所述形状和尺寸确定所述图像捕捉单元的成像区域。

14.一种计算机可读程序，所述程序由计算机实施而使所述计算机执行步骤：

(a)存储用作参考值的特征信息；

(b)固定待检验的目标印刷电路板；

(c)将照射光投射到在所述步骤(b)中固定的所述目标印刷电路板上；

(d)捕捉被所述照射光照射的所述目标印刷电路板的图像以提供二维图像数据；

(e)基于在所述步骤(d)中提供的所述图像数据和在所述步骤(a)中存储的所述特征信息，检测所述目标印刷电路板上的有机膜；以及

(f)输出在所述步骤(e)中提供的检测结果给操作员。

15.根据权利要求14所述的程序，其中，

所述步骤(e)包括步骤：

(e-1)基于包括在所述图像数据中的预定像素的像素值，计算在所述目标印刷电路板中固有的测定值；

(e-2)将所述测定值与包括在所述特征信息中的预定阈值做比较；以及

(e-3)根据在步骤(e-2)中提供的比较结果，判断所述有机膜是存在或不存在。

16.根据权利要求15所述的程序，其中，

仅基于用于预定波长的光的像素值在所述步骤(e)中检测所述有机膜。

17.根据权利要求15所述的程序，其中，还使所述计算机执行步骤：

(g)指定所述目标印刷电路板的检验区域，

其中，所述图像数据的像素包括对应于所述检验区域的像素，以及

其中，所述预定像素是对应于所述检验区域的所述像素。

18.根据权利要求15所述的程序，其中，

所述步骤(e)还包括步骤：

(e-4)如果在所述步骤(e-3)中检测到所述有机膜，根据所述测定值测量所述有机膜的厚度。

19.根据权利要求14所述的程序，其中，使所述计算机还执行步骤：

(h)显示在步骤(d)中捕捉的所述图像数据。

20.根据权利要求14所述的程序，其中，使所述计算机还执行步骤：

(i)检测形成在印刷电路板上的图形；和

(j)产生关于在所述步骤(i)中检测到的图形的信息作为检验区域信息，以及

根据在所述步骤(e)的所述检验区域信息，检测所述图形上的所述有机膜。

21.根据权利要求20所述的程序，其中，

使所述计算机基于所述图形在所述目标印刷电路板上的位置以及所述图形的形状和尺寸，在所述步骤(j)中产生所述检验区域信息，以及

使所述计算机还执行步骤：

(k)根据所述图形的所述位置确定图像捕捉位置；和

(l)根据所述图形的所述形状和尺寸确定成像区域。

22.一种检测形成在形成有图形的印刷电路板上的有机膜的方法，所述方法包括步骤：

(a)预先存储用作参考值的特征信息；

(b)固定待检验的目标印刷电路板；

(c)将照射光投射到在上述步骤(b)中固定的所述目标测印刷电路板上；

(d)捕捉被所述照射光照射所述目标印刷电路板的图像以提供二维图像数据；

(e)基于在所述步骤(d)中提供的所述图像数据和在所述步骤(a)中存储的所述特征信息检测所述有机膜；以及

(f)输出在所述步骤(e)中的检测结果给操作员。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，

所述步骤(e)包括步骤：

(e-1)基于包括在所述图像数据中的预定像素的像素值，计算在所述目标印刷电路板中固有的测定值；

(e-2)将所述测定值与包括在所述特征信息中的预定阈值做比较；以及

(e-3)根据在步骤(e-2)中提供的比较结果，判断所述有机膜是存在或不存在。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，

仅基于用于预定波长的光的像素值在所述步骤(e)中检测所述有机膜。

25.根据权利要求23所述的方法，还包括步骤：

(g)指定所述目标印刷电路板的检验区域，

其中，所述图像数据的像素包括对应于所述检验区域的像素，以及

其中，所述预定像素是对应于所述检验区域的所述像素。

26.根据权利要求23所述的方法，其中，

所述步骤(e)还包括步骤：

(e-4)如果在所述步骤(e-3)中检测到所述有机膜，根据所述测定值测量所述有机膜的厚度。

27.根据权利要求22所述的方法，还包括步骤：

(h)显示在所述步骤(d)中捕捉到的所述图像数据。

28.根据权利要求22所述的方法，其中，

所述照射光是单色光。

29.根据权利要求22所述的方法，其中，

所述照射光是白光，以及

所述图像数据包括彩色图像。

30.一种检验印刷电路板的方法，包括步骤：

(a)使图形检验装置检测形成在印刷电路板上的图形；

(b)产生检验区域信息，所述检验区域信息是关于在所述步骤(a)中检测到的所述图形的信息；

(c)将所述步骤(b)中产生的所述检验区域信息从所述图形检验装置传输到膜检测装置；以及

(d)基于在所述步骤(c)中传输的所述检验区域信息，使所述膜检测装置检测有机膜是否形成在所述图形检验装置检测到的所述图形上，

所述步骤(d)包括步骤：

(d-1)预先存储用作参考值的特征信息；

(d-2)固定待检验的目标印刷电路板；

(d-3)将照射光投射到在所述步骤(d-2)中固定的所述目标印刷电路板上；

(d-4)捕捉被所述照射光照射的所述目标印刷电路板的图像以提供二维图像数据；

(d-5)基于在所述步骤(d-4)中提供的所述图像数据、在所述步骤(d-1)中存储的所述特征信息以及所述检验区域信息，检测所述有机膜；以及

(d-6)输出在所述所述步骤(d-5)中产生的检测结果给操作员。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，

所述检验区域信息包括关于所述图形的形状和尺寸以及所述图形相对于所述目标印刷电路的位置的信息，以及

根据所述图形的所述位置确定图像捕捉位置，并且根据在所述步骤(d-4)中所述图形的形状和尺寸确定成像区域。

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