CN1898555B

CN1898555B - 基板检查装置

Info

Publication number: CN1898555B
Application number: CN2004800385032A
Authority: CN
Inventors: 笹井昌年
Original assignee: MARGIE TONGLI CO
Current assignee: MARGIE TONGLI CO; Mega Trade Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: KR100827906B1; JP3589424B1; WO2005062028A1; KR20080011235A; CN1898555A; US7639860B2; KR20060130109A; US20070147676A1; KR101022187B1; JP2005181218A

Abstract

形成为：在对在印刷基板(1)上形成的图形区域(20)的形成状态进行检查的基板检查装置(1)中，设有：内侧区域数据生成单元(7)，生成作为检查对象的图形区域(20)的内侧区域(21c)的检查数据；外侧区域数据生成单元(10)，生成外侧的环状区域(22b)的检查数据；以及内侧、外侧判断单元(9、11)，将该生成的内侧区域数据、外侧区域数据和预先设定的基准数据进行比较，判断图形区域的合格与否，所以对于容许较大缺陷的图形区域(20)的内侧应用宽松的基准，而对于细微的缺陷也会成为问题的图形区域(20)的外侧应用严格的基准，从而恰当地进行缺陷检测。

Description

基板检查装置

技术领域

本发明涉及对在印刷基板上形成的焊垫和布线图形等的形成状态进行检查的基板检查装置。

背景技术

一般在印刷基板上，在其表面设有焊垫、布线图形、抗蚀剂和丝网印刷等，该焊垫和布线图形等通过被安装在基板检查装置上而被检查。对于检查该印刷基板的焊垫和布线图形等的基板检查装置，一直以来提出了种种方案，例如，有如下所述专利文献1、2中记载的装置等。

该专利文献1记载的基板检查装置，具有区域识别部和检查部，上述区域识别部对于被拍摄的印刷基板的图像，识别印刷基板上的图形区域，上述检查部具有检查处理部，该检查处理部对于各图形区域进行缺陷的检测处理，上述基板检查装置形成为：在区域分割部按照每个图形区域根据不同的颜色制作区域信息后，在检查处理部应用按照每个图形区域不同的设计规则，或和正规的参照图像进行比较，从而可进行每个图形区域的缺陷检测。并且，通过上述构成，可以对于细微的缺陷也会成为问题的图形区域应用严格的检查基准，并对于容许较大缺陷的图形区域应用宽松的检查基准，能够更有效率地进行缺陷的检测。

另外，专利文献2记载的布线图形检查方法是将表示和布线图形的中心部相对应的必不可少的区域的关键区域图形和由被检查物上的布线图形得到的检查图形进行比较，由两图形的不一致来检测缺陷的方法。并且，特别是在该专利文献2中，如该专利文献2的图14所示，当存在会破坏关键区域图形P2的欠缺时，判断为缺陷，反之当存在不会破坏关键区域图形P2的小欠缺时，就不判断为缺陷。

专利文献1：特开平11-337498号公报

专利文献2：特开2000-241130号公报

然而，在印刷基板上形成的焊垫和布线图形(以下称为“图形区域”)上，在印刷基板的制作过程中，容易在其表面产生擦伤和斑点(ムラ)，并且在轮廓部分产生欠缺和突出部分等的情况多。而且，对于其中在轮廓部分产生的欠缺和突出部分，由于有可能和相邻的焊垫和布线图形等产生短路，所以需要更严密地进行检查，另一方面，对于焊垫的表面，有时即使存在某种程度的擦伤等，如果质量上没有问题，也希望将其作为合格品处理。对此，在以往的印刷基板的检查方法中，因为只是将图形区域作为整体进行检查，所以不能对图形区域的内侧部分和外侧部分分别细致地进行检查。

另外，专利文献2中的检查方法是检测是否存在破坏关键区域图形的欠缺的方法，不是只将布线图形的外侧区域独立地进行检查的方法。因此，在该专利文献2的检查方法中，即使是在焊垫和布线图形的外侧区域存在着可能产生短路的突起等时，因为该突起不会破坏关键区域图形，也不会判断为缺陷。

发明内容

本发明正是着眼于上述课题而提出的，其目的在于提供一种基板检查装置，能够更精密地、而且更有效率地检查在基板表面形成的图形区域。

即，本发明是为了解决上述课题而形成为如下的物体：在对在基板上形成的图形区域的形成状态进行检查的基板检查装置中，设有检查数据生成单元和判断单元，上述检查数据生成单元生成作为检查对象的图形区域的内侧和外侧的检查数据，上述判断单元将由上述检查数据生成单元生成的图形区域的内侧的检查数据和预先设定的内侧的基准检查数据进行比较，并将上述外侧的检查数据和预先设定的外侧的基准检查数据进行比较，从而判断该图形区域的合格与否。

如果构成如此，则例如能够对于容许较大缺陷的焊垫和布线图形的内侧部分应用宽松的检查基准，而对于细微的缺陷也会成为问题的点和布线图形的外侧部分应用更严格的检查基准，因而能够更精密且有效率地检测基板的缺陷。

另外，在该发明中，使上述图形区域的内侧的检查数据的种类和外侧的检查数据的种类不同。

作为该优选的方式，上述图形区域的内侧的检查数据为关于辉度的数据，上述外侧的检查数据为关于形状的数据。

如果构成如此，则对于内侧部分，能够根据关于辉度的数据准确地检查有无擦伤等，而对于外侧部分，根据关于位置的数据准确地检查焊垫的欠缺和突出等。

本发明形成为：在对在基板上形成的图形区域的形成状态进行检查的基板检查装置中，设有检查数据生成单元和判断单元，上述检查数据生成单元生成作为检查对象的图形区域的内侧和外侧的检查数据，上述判断单元将由上述检查数据生成单元生成的图形区域的内侧的检查数据和预先设定的内侧的基准检查数据进行比较，并且将上述外侧的检查数据和预先设定的外侧的基准检查数据进行比较，从而判断该图形区域的合格与否，所以能够例如对于容许较大缺陷的图形区域的内侧部分应用宽松的检查基准，而对于细微的缺陷也成为问题的图形区域的外侧部分应用严格的检查基准，所以能够更精密且有效率地检测基板的缺陷。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的基板检查装置的框图。

图2是该方式中的内侧区域数据生成单元的详细框图。

图3是表示该方式中的图形区域和检查区域的关系的图。

图4是表示该方式中的内侧区域的直方图的图。

图5是表示该方式中的外侧区域的位置-辉度坐标图的图。

图6是该方式中的用于生成基准数据的流程图。

图7是该方式中的检查印刷基板时的流程图。

具体实施方式

下面，利用附图说明本发明的一个实施方式。图1表示本实施方式中的基板检查装置1的框图，图2是表示内侧区域数据生成单元7的详细框图的图。另外，图3表示在印刷基板2上形成的图形区域和检查区域的关系，图3(a)是表示作为基准的印刷基板(以下称“基准印刷基板”)2a与内侧区域及外侧区域的位置关系的图。另外，图3(b)是表示作为检查对象的印刷基板2b与内侧区域及外侧区域的关系的图。而且，图4是表示辨别内侧区域的形成状态时利用的直方图的图。另外，图5是表示外侧区域的位置-辉度坐标图的图，是计算该坐标系中的图形区域的轮廓部分的位置的图。而且，图6和图7是表示该基板检查装置1的操作的流程图。

该实施方式中的基板检查装置1形成为：用照相机等摄像单元3取得印刷基板2的图形区域20(参照图3)的图像，用不同的检查基准检查该图形区域20的内侧和外侧。另外，在图3中，粗实线及其内侧表示在印刷基板2上形成的图形区域20。下面，详细说明本实施方式中的基板检查装置1的构成。

在图1中，摄像单元3对作为检查对象的印刷基板2或作为基准的印刷基板2a的表面进行摄像，在该实施方式中，通过256级灰度级取得该表面的图像。

前处理单元4对由该CCD照相机拍摄的印刷基板2的图像进行A/D转换等处理，并将该处理过的数据暂时存储在图像存储器5中。

轮廓抽取单元6从在前处理单元4处理过的图像数据中抽取图形区域20的轮廓20a，将取得的256级灰度级的图像用预定的阈值进行二值化，对于该二值化过的图像，将从黑向白，或从白向黑变化的部分作为轮廓20a部分，生成关于该位置的数据。

内侧区域数据生成单元7，将该抽取出的轮廓20a部分向内侧进行缩小处理，生成关于图3(a)的内侧虚线部分的内侧区域21b内(右斜下方向的斜线部)的辉度的数据。具体地说，生成关于被缩小处理过的内侧区域21b的直方图，并生成该直方图中用于和预先设定在亮侧和暗侧的两个基准值进行比较的数据。图2表示该内侧区域数据生成单元7的详细框图。该内侧区域数据生成单元7具有第一计数单元70、直方图修正单元71和第二计数单元72。

其中，第一计数单元70从该图像存储器5中存储的印刷基板2的图像中抽取例如从辉度为150到250的像素，并分别计数，生成基准印刷基板2a的直方图和作为检查对象的印刷基板2b的直方图。图4(a)(b)(c)表示该直方图。在图4(a)(b)(c)中，细实线表示基准印刷基板2a的直方图，粗实线表示作为检查对象的印刷基板2b的直方图。然后，该基准印刷基板2a的直方图被存储在存储单元8中，另一方面，对于作为检查对象的印刷基板2b的直方图，由下面的直方图修正单元71根据基材的颜色、抗蚀剂的颜色、焊垫的表面有无擦伤等进行修正处理。

该直方图修正单元71，算出基准印刷基板2a的直方图的基准平均辉度Ave0，并算出作为检查对象的印刷基板2b的直方图的平均辉度Ave1，并对作为检查对象的印刷基板2b的各辉度的像素数进行修正，使该平均辉度Ave1和Ave0一致。如果根据图4(b)(c)的粗实线所示的直方图对此进行说明，首先，算出δ＝Ave0-Ave1，使作为检查对象的印刷基板2b的各像素的辉度移动δ，使粗实线的直方图移动到粗虚线所示的直方图。然后，根据该被修正过的直方图，生成内侧基准数据，该内侧基准数据是用于表示和基准印刷基板2a的直方图相比，向亮侧移动了多大程度、或向暗侧移动了多大程度的数据。

第二计数单元72，首先生成用于表示直方图的移动容许范围的内侧基准数据。具体地说，形成为：如图4(a)所示，相对于基准印刷基板2a的直方图，预先对设定在暗侧的第一辉度P1的像素数进行计数，计算将该像素数乘以从辉度为150到P1的辉度宽的值S1(图4中的矩形面积部分)，并对对于第二辉度P2的像素数进行计数，计算将该像素数乘以从辉度为P2到250的辉度宽的值S2(同样也是矩形面积部分)。然后，将其作为内侧基准数据存入存储单元8中。然后，对于作为检查对象的印刷基板2b，用修正过的直方图，对比上述第一辉度P1更暗的各个辉度的像素数分别计数并相加，将其作为S1’存入存储单元8中，并对比上述第二辉度P2更亮的各个辉度的像素数分别计数并相加，将其作为S2’。然后，用该S1’、S1和S2’、S2能够判断内侧区域21b的形成状态的合格与否。

内侧判断单元9将由该第二计数单元72计数出的像素数S1、S2和像素数S1’、S2’进行比较，上述像素数S1、S2是基准印刷基板2a的内侧基准数据，上述像素数S1’、S2’是作为检查对象的印刷基板2b的内侧检查数据。然后，当像素数S1’大于S1时，通过输出单元12输出是次品这一情况，而当像素数S2’大于S2时，也同样地通过输出单元输出是次品这一情况。

下面，说明外侧区域数据生成单元10的构成。外侧区域数据生成单元10生成用于判断图形区域20的轮廓20a部分的形成状态的数据，生成作为基准的外侧区域数据(以下称“外侧基准数据”)和作为检查对象的印刷基板2b的外侧检查数据。用图3表示该外侧区域数据生成单元10的处理的概要。

外侧区域数据生成单元10首先为了生成外侧基准数据，如图3(a)的外侧虚线部分所示，将轮廓20a向外侧进行扩大处理，并且生成对于用上述轮廓抽取单元6抽取出的轮廓20a部分的样条(spline)20b，生成关于该样条20b的法线方向20c上的、上述内侧区域21b与被扩大处理过的轮廓22a之间的区域(以下称“环状区域”)22b的辉度的坐标图。图5表示该关于位置-辉度的坐标图。在图5中，原点设定在内侧区域21b的轮廓20a部分，将外侧区域的方向设定为正方向。通常，图形区域20的内侧由金属形成，所以辉度变高，反之，图形区域20的外侧由抗蚀剂等形成，所以辉度变小。并且，该坐标图的拐点是图形区域20的轮廓20a部分。然后，外侧区域数据生成单元10检测向样条20b方向分别移动了数像素的所有的坐标系中的拐点，并将其作为外侧基准数据存储在存储单元8中。

其次，该外侧区域数据生成单元10生成作为检查对象的印刷基板2b的外侧检查数据。具体地说，如图3(b)所示，将上述环状区域22b和作为检查对象的图形区域20叠加，如图5所示，生成关于上述样条20b在法线方向20c的辉度的坐标图。然后，检测该坐标图的拐点x，即作为检查对象的图形区域20在该坐标系中的轮廓20a的位置，并检测向样条20b方向分别移动了数像素的各个坐标系中的拐点x的位置，生成外侧检查数据。

外侧判断单元11将如此生成的外侧基准数据和外侧检查数据进行比较，判断各法线方向20c上的各个拐点x0、x的距离|x-x0|是否在预先规定的基准值δ0内。然后，当|x-x0|＞δ0时，通过输出单元12输出是在轮廓20a部分产生了欠缺和突出部分的次品这一情况，并且，当|x-x0|≤δ0时，通过输出单元12输出是在轮廓20a部分没有产生欠缺和突出部分的合格品这一情况。

其次，用图6、图7说明如此构成的基板检查装置1的处理流程。首先，图6表示生成检查作为检查对象的印刷基板2b时需要的基准数据的流程，图7表示检查作为检查对象的印刷基板2b时的流程。

(内侧基准数据的生成和外侧基准数据的生成流程)

首先，生成内侧基准数据时，将基准印刷基板2a利用在其表面形成的未图示的基准标记等安装在预定的基板检查装置1的位置，用摄像单元3取得该基准印刷基板2a的表面的图像(步骤S1)。然后，利用前处理单元4将该取得了的图像进行A/D转换(步骤S2)，并将该转换过的图像信息写入图像存储器5。然后，将如此取得的图像用预定的辉度值进行二值化，将从黑向白，或从白向黑变化的部分作为轮廓20a部分，存储在存储单元8中(步骤S3)。

接下来，对该轮廓20a部分进行缩小处理(步骤S4)，对于该被缩小了的内侧区域21b，对256级灰度级中从辉度为150到250的辉度的各像素数进行计数，生成如图4(a)所示的直方图(步骤S5)。接着，首先，从该生成的直方图求基准平均辉度Ave0(步骤S6)。然后，对于预先设定的第一辉度P1和第二辉度P2，对该第一辉度P1、第二辉度P2的像素数进行计数，计算将第一辉度P1的像素数乘以从辉度为150到P1的辉度宽的像素数S1，和将第二辉度P2的像素数乘以从辉度为P2到250的辉度宽的像素数S2(步骤S7)，并将该像素数S1、S2作为内侧基准数据存储到存储单元8中(步骤S8)。

其次，在生成外侧基准数据的时候，首先，对轮廓20a部分进行扩大处理(步骤S9)，收集关于从缩小区域至外侧的环状区域22b的像素的信息。然后，如图5所示，生成关于轮廓20a的样条20b的法线方向20c的位置-辉度坐标图(步骤S10)，并计算该坐标图中，辉度的微分值变化最大的拐点的位置x0。然后，将关于将其向样条20b方向分别移动了数像素的各坐标系中的拐点的位置的信息作为外侧基准数据，存储到存储单元8中(步骤S11)。

然后，将该基准印刷基板2a从基板检查装置1取下，以便能够进行作为检查对象的印刷基板2b的检查。

(作为检查对象的印刷基板2的检查处理)

其次，对作为检查对象的印刷基板2b的形成状态进行检查时，同样地，首先用基准标记安装在基板检查装置1的预定位置，取得该印刷基板2b表面的图像(步骤T1)。然后，利用前处理单元4将该取得的图像进行A/D转换(步骤T2)，并将该信息写入图像存储器5。

然后，读出已经存储在存储单元8中的基准印刷基板2a的内侧区域21b的位置信息，使其与作为检查对象的印刷基板2b的图形区域20叠加(步骤T3)，收集关于其内侧的像素的信息。然后，同样地，对于该区域，用256级灰度级对从辉度为150到250的辉度的像素数进行计数，生成如图4(b)(c)的粗实线所示的直方图(步骤T4)，并且由该生成的直方图算出平均辉度Ave1(步骤T5)。其次，计算该算出的平均辉度Ave1和上述基准印刷基板2a的基准平均辉度Ave0的差δ，进行修正处理，使在步骤T3生成的直方图的各辉度移动δ的量(步骤T6)。然后，根据该被修正过的直方图，对比预先设定的第一辉度P1更暗的辉度的各像素数S1’进行计数，并对比第二辉度P2更亮的辉度的各像素数S2’进行计数(步骤T7)，由与内侧基准数据S1、S2的判断(步骤T8)，进行该印刷基板2b为次品这一情况的输出(步骤T9)。而当作为检查对象的印刷基板2b的像素数S2’大于基准印刷基板2a的像素数S2时(步骤T7)，也同样地进行该印刷基板2b是次品这一情况的输出(步骤T9)。即，当S1’大于第一基准像素数S1时，存在因研磨而导致的比擦伤更严重的缺损的可能性高，所以判断其为次品，而当S2’大于第二基准像素数S2时，焊垫中存在突起等的可能性高，所以判断其为次品。另一方面，如果S1’≤S1，且S2’≤S2(步骤T8)，就判断该印刷基板2b为合格品，并将该判断结果输出(步骤T10)。

其次，收集关于将基准印刷基板2a的环状区域22b与作为检查对象的图形区域20b叠加了的环状区域内22b的像素的信息(步骤T11)，以检查轮廓20a部分的形成状态。然后，对于该环状区域22b，生成关于基准印刷基板2a的样条20b的法线方向20c的辉度的位置-辉度坐标图(步骤T12)，检测该坐标图中的拐点(步骤T13)。向样条20b方向分别移动数像素并进行与此同样的处理，并该检测出的拐点位置x和已经存储在存储单元8中的拐点的位置x0的距离δ0进行比较判断(步骤T14)，当该距离超过了预定的阈值δ0时，进行是次品这一情况的输出(步骤T15)，另一方面，当该检测出的拐点位置和已经存储在存储单元8中的拐点的距离在预定的阈值δ0的范围内时，进行是合格品这一情况的输出(步骤T16)。

这样，根据上述实施方式，在对在印刷基板2b上形成的焊垫和布线图形等的图形区域20的形成状态进行检查的基板检查装置1中，设置有：内侧区域数据生成单元7，生成作为检查对象的图形区域20的内侧区域21b的检查数据；外侧区域数据生成单元10，生成外侧的环状区域22b的检查数据；以及内侧判断单元9、外侧判断单元11，将该生成的内侧区域数据和预先设定的内侧基准数据进行比较，并将外侧区域数据和外侧基准数据进行比较，从而判断该图形区域20的合格与否，因此该基板检查装置1能够对于可容许较大缺陷的图形区域20的内侧区域21b应用宽松的检查基准，而对于细微的缺陷也会成为问题的图形区域20的环状区域22b应用严格的检查基准，从而能够精密且有效率地检测印刷基板2b的缺陷。

另外，在本实施方式中，将内侧区域数据的种类作为关于辉度的数据，即表示直方图的移动的数据，所以能够准确地检查内侧区域21b的擦伤和斑点等，另外，将外侧区域数据的种类作为关于轮廓20a的位置的数据，所以能够准确地检查轮廓20a部分的焊垫的欠缺和突出部分等。

另外，本发明不限定于上述实施方式，能够以各种方式实施。

例如，在上述实施方式中，以印刷基板2的检查为例进行了说明，但不限于此，也可以适用于检查玻璃基板的图形时。

另外，在上述实施方式中，以内侧区域数据作为表示直方图的移动的数据，而以外侧区域数据作为表示图形区域20的轮廓20a的位置的数据，但不限于此，只要是用不同的基准值检查内侧和外侧区域的方法，采用任何方法均可。

工业实用性

检查在印刷基板1上形成的图形区域20的形成状态时，通过分别检查图形区域20的内侧区域21c和外侧的环状区域22b，能够对于容许较大缺陷的图形区域20的内侧应用宽松的基准，而对于细微的缺陷也会成为问题的图形区域20的外侧应用严格的基准。另外，特别是对于环状区域22b，用关于形状的判断基准进行检查，因而可防止和相邻图形区域20的短路等。

标号说明

1…基板检查装置

2a、2b…印刷基板(2a：基准印刷基板，2b：作为检查对象的印刷基板)

7…内侧区域数据生成单元

9…内侧判断单元

10…外侧区域数据生成单元

11…外侧判断单元

20…图形区域

21a…内侧区域的轮廓

21b…内侧区域

22a…外侧区域的轮廓

22b…环状区域

Claims

1.一种印刷基板检查装置，对在基板上形成的图形区域的形成状态进行检查，其特征在于，构成为具有以下部分：

内侧区域数据生成单元，生成将作为检查对象的图形区域进行了缩小处理后的内侧区域，并生成该内侧区域的辉度相关的检查数据；

内侧判断单元，将由上述内侧区域数据生成单元生成的内侧区域的辉度相关的检查数据和预先设定的内侧的基准检查数据进行比较，从而判断内侧区域的合格与否；

外侧区域数据生成单元，将作为检查对象的图形区域进行扩大处理，对于从上述缩小处理后的内侧区域到该扩大处理后的区域之间的图形区域，提取沿该图形区域的轮廓的样条的法线方向上的位置-辉度坐标图的拐点，生成该拐点的位置和预先设定的外侧区域的拐点的位置相关的检查数据；和

外侧判断单元，将由上述外侧区域数据生成单元生成的外侧区域的检查数据和预先设定的外侧的基准检查数据进行比较，从而判断外侧区域的合格与否。