-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
zum Untersuchen einer Leiterplatine.
-
ERLÄUTERUNG DES TECHNOLOGISCHEN
HINTERGRUNDS
-
Eine
Leiterplatine enthält
häufig
ein Element mit einer Form, die von einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
oftmals als Defekt fehlinterpretiert wird. Ein solches Element darf
nicht Ziel der Untersuchung sein. Ein Loch wie etwa ein durchkontaktiertes
Loch und ein Schichten verbindendes Photo-Via-Hole (nachstehend
als "Via-Hole" bezeichnet) können eine
Form haben, die als Defekt fehlinterpretiert wird. Zum Beispiel
ist in der amtlichen Bekanntmachung des japanischen Patents mit
der Offenlegungsnummer 6-294626 eine herkömmliche Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
offenbart, die eine Qualitätsuntersuchung
eines Verdrahtungsmusters durchführt,
indem auf einen echten Defekt bezogene Daten auf der Grundlage eines
Musterbilds gewonnen werden, das durch Aufnahme eines zu untersuchenden
Objekts erlangt wurde, und ein Lochmaskenbild separat erzeugt wird.
Das heißt,
von den für
den Defekt infrage kommenden Daten, also Daten eines möglicherweise
oder potenziell defekten Elements im Musterbild, sind Daten, die nicht
dem Lochmaskenbild entsprechen, Daten über einen tatsächlichen
Defekt. Dieses Lochmaskenbild wird erzeugt, indem ein Lochmesssignal,
das einen Teil zeigt, der eine Form enthält, die in einem Musterbild
als durchkontaktiertes Loch angesehen wird, und ein effektives Locherkennungssignal
gegenübergestellt
werden, das anhand der technischen Vorgaben des zu untersuchenden
Objekts zur Verfügung
steht.
-
Bei
dieser herkömmlichen
Technik geht die Gewinnung des Lochmesssignals aus dem Musterbild
wie folgt vonstatten. Wie in 11 gezeigt
ist, wird die Anzahl von aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixeln
in jeder von acht Richtungen N, NE, E, SE, S, SW, W, NW von einem
Bereich aus gezählt,
in dem in einem binarisierten Musterbild vier schwarze Pixel beieinander
liegen. Das Lochmesssignal ist an jeweiligen Pixeln des Bereichs
dann auf Hochpegel, wenn in jeder Rich tung die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen
Pixeln innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt (ein oberer
Grenzwert und ein unterer Grenzwert einer Anzahl von Pixeln, die
dem Radius eines durchkontaktierten Lochs entsprechen).
-
Bei
der herkömmlichen
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung besteht aber das folgende
Problem. Obwohl ein Durchgangsloch wie ein durchkontaktiertes Loch
bewältigt
werden kann, ist dies bei einem nicht durchgängigen Loch wie etwa einem
blinden Via-Hole, das durch einen Laserprozess gebildet wird, oder einem
Photo-Via-Hole nicht der Fall, und zwar wegen eines Unterschieds
zwischen den binarisierten Musterbildern eines durchkontaktierten
Lochs und eines Photo-Via-Holes.
Wenn ein innenliegendes Pixel eines durchkontaktierten Lochs binarisiert
wird, ist das sich ergebende Pixel immer schwarz. Deswegen erscheint
in einem binarisierten Musterbild das durchkontaktierte Loch als
ungefähr
kreisförmige
Ansammlung von schwarzen Pixeln, wie in 3 gezeigt
ist. Deshalb kann das durchkontaktierte Loch durch eine Messung
wie nach 11 erkannt werden. In 3 entspricht "0" einem schwarzen Pegel, wohingegen "1" einem weißen Pegel entspricht (dasselbe
gilt für 4, 13 usw.).
-
Dagegen
wird, was ein Photo-Via-Hole und dergleichen anbelangt, ein innenliegendes
Pixel nicht immer schwarz, weil Kupfer am Grund des Lochs matt schimmert.
So wird, wie in 4 gezeigt ist, in einem binarisierten
Musterbild das Photo-Via-Hole
als schwarze Pixelfläche
mit einer entstellten Form erkannt. Dort kann ein Teil T vorhanden
sein, der in der schwarzen Pixelfläche nur ein Pixel breit ist.
Wenn dann unter Zentrierung am Teil T eine Messung wie die in 11 gezeigte
durchgeführt
wird, wie in 12 gezeigt ist, wird ein Zählungsausgangspixel
einer bestimmten Richtung (N, NE, NW) nicht schwarz. Deshalb kann
an diesem Teil T ein Lochmesssignal nicht auf Hochpegel gehen, d.
h. die Messung wie die in 11 gezeigte
kann an diesem Teil T nicht erfolgen, weil der Zählvorgang nicht begonnen werden
kann. In 12 zeigt ein Zeichen "x" zur Rechten eines Richtungszeichens
an, dass die Zählung
in der entsprechenden Richtung nicht erfolgen kann. Des Weiteren
zeigt eine in Klammern gesetzte Zahl auf der rechten Seite eines
Richtungszeichens einen Zählwert
jeder Richtung an (dasselbe gilt für 13).
-
Betrachtet
man in einer in 4 gezeigten Form eine Fläche mit
Ausnahme des Teils T, dann erscheint die Messung wie nach 11 möglich, obwohl
die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln nicht im vorbestimmten
Bereich liegt. Der Fall, dass die Messung wie nach 11 tatsächlich möglich ist,
ist ex trem unwahrscheinlich. Deshalb ist in einem Lochmaskenbild
der herkömmlichen
Technik die Abdeckung eines Photo-Via-Holes schlecht, und ein entsprechendes
Lochmaskenbild des Photo-Via-Holes kann nicht erzeugt werden. Im
Ergebnis treten bei einer Untersuchung eines Verdrahtungsmusters
viele falsche Signale auf, so dass die Untersuchungsvorrichtung
ungeeignet ist.
-
Übrigens
wird in 12 ein Wert einer numerischen
Summe von schwarzen Pixeln aus allen Richtungen, selbst im Teil
T von 4, zu einem positiven endlichen Wert (3 + 1 +
1 + 1 + 2 = 8). Indem man dem Wert der Summe eine konstante Obergrenze
setzt, kann deshalb die Messung wie nach 11 den
Teil T erkennen. Wenn aber die Messung an einem parallelen Muster
erfolgt, das aus einer Leiterbahnbreite Z besteht, in Verbindung
mit einem Durchmesser eines Photo-Via-Holes wie in 13 gezeigt,
kann der Wert der Summe (4 + 4 + 4 = 12) gleich oder kleiner als
der obere Grenzwert werden. Dies bedeutet, dass eine Stelle, die
kein Photo-Via-Hole
darstellt, fälschlicherweise
als Stelle interpretiert wird, die ein Photo-Via-Hole darstellt. Besteht ein effektives
Locherkennungssignal in der Nähe
des parallelen Musters, wird eine unnötige Lochmaske erzeugt, so
dass die Zuverlässigkeit
der Untersuchung vermindert ist. Obwohl denkbar ist, dass am Musterbild zum
Abgleich eine affine Transformation (eine Parallelverschiebung,
Vergrößerungseinstellung,
Drehung) erfolgt, steigt die Untersuchungstaktzeit stark an.
-
Die
Druckschrift JP-A-6294626, die den am nächsten kommenden Stand der
Technik darstellt, offenbart eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
zur Untersuchung einer Leiterplatine, die ein Musterbilderzeugungsmittel,
Durchmesserbeurteilungsmittel, Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel,
Maskenkandidatautorisierungsmittel, Maskenherstellungsmittel und
Untersuchungsmittel umfasst. Gemäß dieser Druckschrift
werden schwarze Pixel ausgehend von vier verschiedenen Messungsstartpixeln
gezählt,
und die Zählung
kann nur ausgeführt
werden, wenn es sich bei allen vier Messungsstartpixeln um schwarze
Pixel handelt. Folglich wird die Untersuchungsvorrichtung gemäß dieser
Druckschrift nicht mit nicht durchgängigen Via-Holes oder nicht
kreisförmigen
Formen fertig.
-
Weitere
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtungen, die zum Verstehen
der Erfindung nützlich sind,
sind in den Druckschriften US-A-4 797 939, EP-A-0 498 462,
JP 07 027534 A und US-A-5
608 816 offenbart.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfasst eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
ein Musterbilderzeugungsmittel, ein Durchmesserbeurteilungsmittel,
ein Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel, ein Maskenkandidatautorisierungsmittel,
ein Maskenherstellungsmittel und ein Untersuchungsmittel.
-
Das
Musterbilderzeugungsmittel dient zum Erzeugen eines Musterbildes,
das aus binarisierten Pixeldaten gebildet ist, die durch Aufnehmen
eines Verdrahtungsmusters der zu untersuchenden Leiterplatine gewonnen
sind. Das Durchmesserbeurteilungsmittel dient zum Auswählen, eines
nach dem anderen, jedes Pixels, das in dem Musterbild enthalten
ist, als ein Messungsstartpixel, Zählen, bezüglich des Messungsstartpixels,
in einer Mehrzahl von Richtungen die Anzahl schwarzer Pixel, die
von demselben Messungsstartpixel aus aufeinanderfolgend angeordnet
sind, Vergleichen bezüglich
jeder Richtung die Anzahl der aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen
Pixel mit einem Referenzwert, der in jeder Richtung eingestellt
ist, und Beurteilen jede der Mehrzahl von Richtungen als gut, wenn
die Anzahl der aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixel eine
natürliche
Zahl gleich groß wie
oder kleiner als der Referenzwert ist, und als nicht gut, wenn die
Anzahl aufeinanderfolgend angeordneter schwarzer Pixel 0 oder größer als
der Referenzwert ist, wobei die in jeder Richtung der Mehrzahl von
Richtungen eingestellten Referenzwerte gleich oder voneinander verschieden sind.
Das Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel dient zum Erzeugen eines
effektiven Maskenerkennungssignals, das einen Bereich zeigt, in
dem ein Nichtuntersuchungszielbereich der Leiterplatine vorhanden ist.
Das Maskenkandidatautorisierungsmittel dient zum Bestimmen, ob das
ausgewählte
Messungsstartpixel ein Maskenkandidatpixel ist, auf der Grundlage
einer Bestimmung des Durchmesserbeurteilungsmittels. Das Maskenherstellungsmittel
dient zum Herstellen eines Maskenbildes durch Vergleichen des Maskenkandidatpixels
mit dem effektiven Maskenerkennungssignal und Bestimmen, ob ein
jeweiliges Maskenkandidatpixel von dem Via-Hole stammt. Das Untersuchungsmittel
dient zum Gewinnen einer Defektform von einem Teil des Musterbildes
mit Ausnahme eines Teils, der dem Maskenbild entspricht.
-
Zunächst nimmt
die Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung ein Verdrahtungsmuster
eines zu untersuchenden Objekts auf und erzeugt ein Musterbild,
das aus Pixeldaten besteht, die durch Aufnahme des Verdrahtungsmusters
erhalten wurden. Wenn die Pixeldaten binarisiert sind, ist jedes
Pixel im Musterbild entweder ein schwarzes Pixel oder ein weißes Pixel.
Im Allgemeinen ist ein Pixel eines Verdrahtungsmusters ein weißes Pixel,
und ein Pixel zwischen Verdrahtungsmustern ist ein schwarzes Pixel.
Und jedes Pixel in einem Via-Hole ist idealerweise ein schwarzes
Pixel. Eine schwarze Pixelgruppe im Via-Hole kann tatsächlich aber entstellt
sein, weil aufgrund von Schwankungen von Helligkeitswerten vor der
Binarisierung ein Teil zu einem weißen Pixel wird. Bis zu diesem
Schritt werden die Vorgänge
von einem Musterbilderzeugungsmittel erledigt.
-
Als
Nächstes
wird mit Bezug auf jedes Pixel im Musterbild von einem Durchmesserbeurteilungsmittel eine
Durchmesserbeurteilung vorgenommen. Die Durchmesserbeurteilung läuft wie
folgt ab. In jeder einzelnen einer Mehrzahl von Richtungen (4, 8,
12, 16 Richtungen usw.) wird die Anzahl von aufeinanderfolgend angeordneten
schwarzen Pixeln ausgehend von einem ausgewählten Pixel als Ausgangspunkt
bestimmt. Das heißt,
dass das Messungsstartpixel für
jede Richtung dasselbe Pixel ist, wie in 1 gezeigt
ist. In diesem Punkt unterscheidet sich die vorliegende Erfindung
von der herkömmlichen
Technik, wo die Anzahl von Messungsstartpixeln nicht immer eins
ist, wie in 11 gezeigt ist. Deshalb wird
der Zählwert
0 oder zu einer natürlichen
Zahl. Dann wird das ausgewählte
Pixel wie folgt beurteilt. Wenn es sich bei dem Zählwert um
eine natürliche
Zahl kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert (einem oberen
Grenzwert) handelt, wird die Richtung als gut beurteilt. Ist dagegen
der Zählwert
0 oder größer als
der vorbestimmte Wert, wird die Richtung als nicht gut beurteilt.
Diese Vorgänge
stellen die Durchmesserbeurteilung dar und erfolgen im Hinblick
auf jedes Pixel im Musterbild.
-
Der
obere Grenzwert ist ein Wert, der einer Größe eines Nichtuntersuchungszielbereichs
wie etwa eines Via-Holes entspricht, aber der Wert in jeder Richtung
ist nicht notwendigerweise derselbe und kann in der X-Richtung,
Y-Richtung und einer diagonalen Richtung im Musterbild jeweils anders
sein. Ein Grund dafür
besteht darin, dass die Form des Nichtuntersuchungszielbereichs
nicht immer kreisförmig
ist. Im Übrigen
muss das Zählen
in jede Richtung nicht zwangsweise bis zu einem Punkt fortgeführt werden,
wo die Sequenz von schwarzen Pixeln abbricht. Die Zählung kann
an einem Punkt gestoppt werden, an dem der Zählwert den oberen Grenzwert überschreitet.
-
Bei
dieser Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung erzeugt ein Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel
ein effektives Maskenerkennungssignal parallel zum Arbeitsablauf
der Durchmesserbeurteilung. Dieses effektive Maskenerkennungssignal
zeigt einen Bereich an, wo in einem zu untersuchenden Objekt ein
Nichtuntersuchungszielbereich vorhanden sein kann. Die Herstellungsprozesse
sind wie folgt. In die Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
ist eine Standardposition, an der sich in einem zu untersuchenden Objekt
ein Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa ein Via-Hole befindet,
separat eingegeben worden. Die Standardposition kann abgeleitet
aus bauformbedingten Daten des zu untersuchenden Objekts eingegeben werden,
oder kann ausgehend von einem Messergebnis einer als Grundmodell
dienenden Messleiterplatine eingegeben werden, die nur ein Via-Hole und dergleichen
hat. An einem zu untersuchenden realen Objekt wird das effektive
Maskenerkennungssignal üblicherweise
erzeugt, indem ein Bereich, der eine Standardposition enthält, moderat
vergrößert wird,
weil aufgrund der Streuung im Einzelfall eine Position eines Nichtuntersuchungszielbereichs
ein klein wenig von der Standardposition abweichen kann. In welchem
Ausmaß der
Bereich vergrößert wird,
wird in Abhängigkeit
von der Genauigkeit bestimmt, die für das zu untersuchende Objekt vorgeschrieben
ist.
-
Das
Ergebnis der Durchmesserbeurteilung wird an ein Maskenkandidatautorisierungsmittel
gesendet, das das ausgewählte
Pixel als Maskenkandidatpixel zulässt oder nicht. Diese Autorisierung
geht vorzugsweise wie folgt vonstatten. Es wird die Anzahl von Richtungen
bestimmt, in denen das Beurteilungsergebnis gut ist. Dann wird die
Anzahl der Richtungen mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen,
und sodann, wenn die Anzahl größer oder
gleich dem Schwellenwert ist, wird das ausgewählte Pixel als Maskenkandidatpixel
genehmigt. Wenn der Schwellenwert gleich der Gesamtanzahl der Richtungen
ist, handelt es sich bei dem als Maskenkandidatpixel zugelassenen,
ausgewählten
Pixel um ein Pixel in einer Fläche,
wo ein schwarzes Pixel nur in einem Durchmesser vorhanden ist, der
dem oberen Grenzwert entspricht. Ein schwarzes Pixel in einem Via-Hole
ist ein Beispiel hierfür.
Ein Pixel in einem Verdrahtungsmuster wird nicht zu einem Maskenkandidatpixel,
weil das Pixel weiß ist.
Außerdem
werden Pixel zwischen Verdrahtungsmustern üblicherweise nicht zu Maskenkandidatpixeln,
weil die Pixel für
eine lange Strecke aufeinanderfolgend angeordnet sind und sich nicht in
einen Durchmesser einpassen, der dem oberen Grenzwert entspricht,
selbst dann nicht, wenn die Pixel schwarz sind. Hier wird ein von
einem Pinhole stammender Defekt zu einem Maskenkandidatpixel, aber
der Defekt wird später
vom Maskenkandidat ausgeschlossen.
-
Der
vorstehend beschriebene Arbeitsgang wird an jedem schwarzen Pixel
im Musterbild vorgenommen. Durch diese Arbeit werden unter schwarzen
Pixeln, ein in einem Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa einem
Via-Hole vorhandenes Pixel und ein von einem Defekt wie einem Pinhole
stammendes Pixel als Maskenkandidatpixel zugelassen.
-
Im üblichen
Fall wird als vorbestimmter Schwellenwert die Anzahl vorgesehen,
die gleich der Gesamtanzahl der Richtungen ist (4, 8, 12, 16 Richtungen
usw.). Der Grund dafür
ist wie folgt. Da ein Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa ein
Via-Hole üblicherweise
von einem Lötauge
eines Verdrahtungsmusters umgeben ist, trifft die Zählung, die
am Ausgangspixel begonnen hat, auf ein weißes Pixel eines Lötauges und bricht
dann auf jeden Fall ab, und die Anzahl von aufeinanderfolgenden
schwarzen Pixeln in jeder Richtung ist immer gleich oder kleiner
als der obere Grenzwert. Dementsprechend sollte die Anzahl von Richtungen,
die als O.K. beurteilt wurden, gleich der Gesamtanzahl von Richtungen
sein. Im Übrigen
stammen, wenn in einer bestimmten Richtung schwarze Pixel für eine lange
Strecke aufeinanderfolgend angeordnet sind und die bestimmte Anzahl
den oberen Grenzwert überschreitet,
die schwarzen Pixel vermutlich nicht von einem Via-Hole und dergleichen,
sondern von einem Teil zwischen Verdrahtungsmustern.
-
Dies
braucht aber nicht immer der Fall zu sein. Je nach einer für ein zu
untersuchendes Objekt vorgeschriebenen Genauigkeit kann ein Ausbruch
in einem ein Via-Hole umgebenden Lötauge bis zu einem gewissen
Maß erlaubt
sein. In diesem Fall kann die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen
Pixeln in einer durch den Ausbruch laufenden Richtung größer als
der obere Grenzwert sein. Um dieses ausgewählte Pixel als Maskenkandidatpixel
zu genehmigen, muss der Schwellenwert kleiner sein als die Gesamtanzahl
von Richtungen. Um mit beiden Fällen
fertig zu werden, ist es vorzuziehen, dass der Schwellenwert innerhalb
eines gewissen Bereichs veränderlich
ist und die Gesamtanzahl von Richtungen innerhalb des Bereichs liegt.
-
Jedoch
gibt es am Umfang eines Via-Holes üblicherweise nur einen Ausbruch,
und der restliche Teil des Lötauges
sollte durchgehend sein. Der Ausbruch wird durch eine geringe Genauigkeit
beim Einstellen der Mitte des Via-Holes und der Mitte des Lötauges verursacht.
Selbst wenn der Schwellenwert kleiner eingestellt wird als die Gesamtanzahl
von Richtungen, ist es deshalb vorzuziehen, ein ausgewähltes Pixel
als Maskenkandidatpixel nur dann zuzulassen, wenn die Anzahl von
aufeinanderfolgend angeordneten Richtungen, deren Zählwerte
alle kleiner oder gleich dem oberen Grenzwert sind, größer oder
gleich dem Schwellenwert ist.
-
Wenn
das Maskenkandidatpixel und das effektive Maskenerkennungssignal
vorbereitet sind, zieht ein Maskenherstellungsmittel einen Vergleich
zwischen diesen und erzeugt dann ein Maskenbild. Das heißt, dass das
Maskenbild aus einem gewonnenen Pixel erzeugt wird, welches sowohl
ein Maskenkandidatpixel als auch das effektive Maskenerkennungssignal
ist. Dabei wird von den Maskenkandidatpixeln jedes Pixel entfernt,
das nicht einem Pixel in einem Nichtuntersuchungszielbereich wie
etwa einem Via-Hole entspricht. Ein Pixel eines Defekts wie etwa
eines Pinholes und dergleichen wird hier entfernt, und so wird das
Pixel nicht maskiert. Wenn ein einem effektiven Maskenerkennungssignal
entsprechendes Maskenkandidatpixel gewonnen wird, kann ein Maskenbild
nur aus dem Pixel selbst erzeugt werden, oder kann durch Vergrößerung des
Bereichs von Pixeln durch einen bestimmten Faktor erzeugt werden.
Auf diese Weise werden schwarze Pixel in einem binarisierten Musterbild
durch das Maskenbild bis zum Minimum abgedeckt.
-
Wenn
das Maskenbild erzeugt ist, führt
ein Untersuchungsmittel eine Untersuchung aus. Das Untersuchungsmittel
gewinnt eine Defektform vom Musterbild aus einem Teil mit Ausnahme
eines Teils des Maskenbilds. In einem Teil des Maskenbilds wird,
selbst wenn eine Defektform untersucht wird, diese ignoriert, da sie
von einem Via-Hole stammt. Dabei geht, weil das vom Maskenherstellungsmittel
erzeugte Maskenbild eine minimale Größe hat, die Zuverlässigkeit
einer Untersuchung im Nahbereich eines Nichtuntersuchungszielbereichs
wie etwa eines Via-Holes
nicht verloren, und nebenbei ist das Auftreten eines falschen Signals
verhindert.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine erläuternde
Zeichnung eines Zählverfahrens
von Pixeln in verschiedenen Richtungen entsprechend einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
ein Blockschaubild einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
3 ist
eine erläuternde
Zeichnung eines binären
Abbilds bzw. Schwarzweißbilds
eines durchkontaktierten Lochs;
-
4 ist
eine erläuternde
Ansicht eines Schwarzweißbilds
eines Photo-Via-Holes;
-
5 ist
eine erläuternde
Ansicht eines Schwarzweißbilds
eines Pinholes;
-
6 ist
eine erläuternde
Ansicht eines Schwarzweißbilds
eines Isolierteils zwischen Verdrahtungsmustern;
-
7 ist
eine erläuternde
Ansicht einer Zählung
von schwarzen Pixeln in jeder Richtung der Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung
entsprechend der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
8 ist
eine erläuternde
Zeichnung eines Durchmesserbeurteilungsprozesses unter Verwendung
eines SRAM;
-
9 ist
eine erläuternde
Zeichnung eines Maskenbeurteilungsprozesses unter Verwendung eines SRAM;
-
10 ist
eine erläuternde
Zeichnung eines Ausbruchs in einem Lötauge;
-
11 ist
eine erläuternde
Zeichnung eines Zählverfahrens
von Pixeln in verschiedenen Richtungen gemäß einer herkömmlichen
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung;
-
12 ist
eine erläuternde
Zeichnung einer Messung eines Photo-Via-Holes gemäß der herkömmlichen
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung; und
-
13 ist
eine erläuternde
Zeichnung einer Messung eines Leiterbahnabstandisolierteils gemäß der herkömmlichen
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es
werden nun die bevorzugten Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Bezugszahlen durchgehend
entsprechende oder identische Elemente bezeichnen.
-
Mit
einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
wird die Qualität
eines auf einer Leiterplatine gebildeten Verdrahtungsmusters untersucht.
Diese Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung hat, wie in einem
Blockschaubild von 2 gezeigt ist, ein Bildgebungssystem 2 und eine
Untersuchungseinheit 31 sowie eine dazwischengeschaltete
Maskenbearbeitungseinheit 4. Darüber hinaus sind eine Haupt-CPU 32 zur
Bewerkstelligung der allgemeinen Gesamtsteuerung sowie ein Bildschirm 33 zur
Betätigung
durch einen Bediener und Anzeige eines Testergebnisses vorgesehen.
Ein Datenübertragungsbus 53 verbindet
die Untersuchungseinheit 31 mit der Haupt-CPU 32.
-
Zuerst
wird das Bildgebungssystem 2 beschrieben. Das Bildgebungssystem 2 hat
die Funktion, aus einem auf einer Leiterplatine 10 mit
einem Metall wie zum Beispiel Kupfer gebildeten Verdrahtungsmuster 11 ein
Musterbild aufzunehmen. Für
diesen Zweck umfasst das Bildgebungssystem 2 eine CCD-Kamera 21 zur Aufnahme
des Verdrahtungsmusters 11, eine A/D-Umwandlungseinheit 22 zur
Umwandlung eines analogen Bilds in ein digitales Signal, und einen
Binärschaltkreis 23 zur
Binarisierung des digitalen Signals. Das heißt, dass es sich bei einem
vom Binärschaltkreis 23 ausgegebenen
Musterbild PI um ein binäres
Abbild bzw. Schwarzweißbild
handelt, das aus schwarzen und weißen Pixeln besteht. Im Musterbild
PI ist ein Pixel einer Position, die dem Verdrahtungsmuster 11 entspricht,
im Allgemeinen ein weißes
Pixel, und ein Pixel an einer Position außerhalb davon ist ein schwarzes
Pixel. Bei der Position außerhalb
des Verdrahtungsmusters kann es sich um einen Bereich zwischen den
Verdrahtungsmustern handeln, einen Bereich in einem Via-Hole oder einen
Defekt wie zum Beispiel ein Pinhole.
-
Als
Nächstes
wird die Maskenbearbeitungseinheit 4 beschrieben. Die Maskenbearbeitungseinheit 4 hat
die Funktion der Erzeugung eines Maskenbilds, das einen Nichtuntersuchungszielbereich
zeigt, an dem im Musterbild keine Untersuchung stattfindet, sowie
die Funktion, der Untersuchungseinheit 31 das Maskenbild zusammen
mit dem Musterbild zur Verfügung
zu stellen. Für
diese Funktion verfügt
die Maskenbearbeitungseinheit 4 über folgende Blöcke: eine
Durchmesserbeurteilungseinheit 41, die vom Binärschaltkreis 23 des
Bildgebungssystems 2 ein Musterbild PI empfängt und
dann eine Durchmesserbeurteilung der schwarzen Pixel in Bezug auf
jedes ausgewählte
Pixel im Musterbild PI ausführt;
eine Lochinformationsspeichereinheit 42, in der Daten eines
Via-Holes einer Leiterplatine 10 gespeichert sind; eine
Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43, die ein effektives
Locherkennungssignal ME auf der Grundlage von Daten DH des Via-Holes
erzeugt; eine Lochbeurteilungseinheit 44, die das effektive
Locherkennungssignal ME mit einem Beurteilungsergebnis MC der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 vergleicht;
eine Maskenherstellungseinheit 45, die auf der Grundlage
des Beurteilungsergebnisses der Lochbeurteilungseinheit 44 ein
Maskenbild MI erzeugt; eine Zeitvorgabeerzeugungseinheit 46,
die jeden Block mit einem Steuertakt versorgt; eine Maskenbearbeitungs-CPU-Einheit 49,
die die Maskenbearbeitungseinheit 4 allgemein steu ert;
und eine Verzögerungsschaltung 47,
die das Musterbild PI während
der Zeit der Erstellung des Maskenbilds MI verzögert, und das Musterbild PI
dann der Untersuchungseinheit 31 zur Verfügung stellt.
Alle diese Blöcke
sind untereinander durch einen lokalen Bus 51 verbunden.
Die Maskenbearbeitungs-CPU-Einheit 49 ist mit der Haupt-CPU 32 durch
einen Datenübertragungsbus 52 verbunden.
-
Die
Hauptstrukturen jedes Blocks der Maskenbearbeitungseinheit 4 werden
kurz beschrieben. Bei der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 handelt
es sich um einen Block, der wie vorstehend beschrieben eine Durchmesserbeurteilung
mit Bezug auf ein schwarzes Pixel ausführt. Die Durchmesserbeurteilung
ist ein Vorgang zur Entfernung eines Pixels, das von einem Bereich
zwischen den Verdrahtungsmustern stammt, aus der Gesamtheit der
schwarzen Pixel im Musterbild PI. Das dem Bereich zwischen den Verdrahtungsmustern
entsprechende schwarze Pixel wird entfernt, weil es nicht eine Ursache
für ein
falsches Signal ist und nicht maskiert werden muss. Darüber hinaus
kann der Bereich definitiv von einem Via-Hole und dergleichen unterschieden
werden, da er sich um eine lange Strecke entlang eines Verdrahtungsmusters 11 erstreckt.
Das Beurteilungsergebnis MC der Durchmesserbeurteilung wird an die
Lochbeurteilungseinheit 44 gesendet.
-
Die
Lochinformationsspeichereinheit 42 ist ein Block zur Speicherung
von Daten DH eines Via-Holes der Leiterplatine 10, wie
vorstehend beschrieben. Bei einer Qualitätsuntersuchung einer Leiterplatine 10 wird durch
ein Via-Hole oftmals ein falsches Signal verursacht, obwohl an jeder
Art der Leiterplatine 10 eine Position des Via-Holes vorgegeben
ist. Die Daten DH können
zum Beispiel aus bauformbedingten Daten der Leiterplatine 10 erhalten
werden. Die Daten können
auch aus einem Musterbild PI einer als Grundmodell dienenden Messleiterplatine
erhalten werden. Obwohl beide Verfahren vorzuziehen sind, wird für diese
Ausführungsform das
Verfahren der Verwendung der bauformbedingten Daten übernommen.
Im Übrigen
kann, wenn die als Grundmodell dienende Messleiterplatine verwendet
wird, als Grundmodell-Messleiterplatine eine Platine verwendet werden,
die nur Via-Holes hat, die unter denselben technischen Vorgaben
wie bei der Leiterplatine 10 gebildet sind. Alternativ
kann als Grundmodell-Messleiterplatine die aus einer Anzahl von
im selben Fertigungslos produzierten, gleichartigen Leiterplatinen 10 die
zuerst produzierte Leiterplatine verwendet werden. Die Daten DH
werden an die Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 gesendet.
-
Die
Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 ist ein Block
zur Erzeugung eines wie zuvor beschriebenen effektiven Locherkennungssignals
ME. In diesem Block werden, obwohl die von der Lochinformationsspeichereinheit 42 zur
Verfügung
gestellten Daten DH in unveränderter
Form als effektives Locherkennungssignal ME verwendet werden können, in
dieser Ausführungsform
die um eine vorbestimmte Breite (Pixel oder Vergrößerung)
erweiterten Daten DH als effektives Locherkennungssignal ME verwendet,
weil an der Leiterplatine 10 die tatsächliche Lage eines Via-Holes
nicht immer genau den Daten DH entspricht, was auf Streuungen der
Bearbeitungsgenauigkeit zurückzuführen ist.
Je nach dem Grad der für
jede Art der Leiterplatine 10 vorab festgelegten Bearbeitungsgenauigkeit
kann die Erweiterungsbreite veränderbar
sein. Daher deckt das effektive Locherkennungssignal ME alle Pixel
in einem Bereich ab, in dem an der Leiterplatine 10 ein
Via-Hole vorhanden sein kann. Befindet sich in dem Bereich ein schwarzes
Pixel als Maskenkandidatpixel, ist es denkbar, dass das schwarze
Pixel ein echtes Via-Hole anzeigt. Befindet sich dagegen ein schwarzes
Pixel als Maskenkandidatpixel in dem Bereich außerhalb, sollte auf der Grundlage
des schwarzen Pixels keine Maske erzeugt werden, weil sich das schwarze
Pixel nicht auf ein Via-Hole der Leiterplatine 10 bezieht.
Das effektive Locherkennungssignal ME wird an die Lochbeurteilungseinheit 44 gesendet.
-
Bei
der Lochbeurteilungseinheit 44 handelt es sich um einen
Block zum Vergleichen des effektiven Locherkennungssignals ME mit
einem Beurteilungsergebnis MC der wie vorstehend beschriebenen Durchmesserbeurteilungseinheit 41.
Die Aufgabe der Lochbeurteilungseinheit 44 besteht darin,
aus den schwarzen Pixeln im Musterbild PI nur diejenigen Pixel auszuwählen, die
auch wirklich von einem Via-Hole der Leiterplatine 10 stammen.
Zu diesem Zweck wählt
dieser Block ein schwarzes Pixel aus, das auf der Grundlage des
Beurteilungsergebnisses MC als Maskenkandidatpixel genehmigt wurde,
und vergleicht dann das schwarze Pixel mit dem effektiven Locherkennungssignal
ME. Das heißt,
dass das schwarze Pixel in einem Bereich des effektiven Locherkennungssignals
ME als Pixel beurteilt wird, das tatsächlich einem Via-Hole entstammt.
Dagegen wird ein schwarzes Pixel in dem Bereich, der nicht im effektiven
Locherkennungssignal ME enthalten ist, als Pixel beurteilt, das
sicher nicht einem Via-Hole entstammt. Ein Locherkennungssignal
MR eines Pixels, das als tatsächlich
von einem Via-Hole stammendes, schwarzes Pixel beurteilt wird, wird
an die Maskenherstellungseinheit 45 gesendet.
-
Die
Maskenherstellungseinheit 45 ist ein Block zur Erzeugung
eines Maskenbilds MI auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses
der wie vorstehend beschriebenen Lochbeurteilungseinheit 44.
In diesem Block wird allgemein ein Pixel, das jeweils im von der
Lochbeurteilungseinheit 44 gesendeten Locherkennungssignal
MR enthalten ist, einem Maskenbild zugeteilt. Mithin wird eine Maske
zur Verfügung
gestellt, die ein Via-Hole gerade überdeckt. Danach kann je nach
der geforderten Genauigkeit der Untersuchung mit Bezug auf jedes
im Locherkennungssignal MR enthaltene Pixel die Maske unter Vergrößerung eines
gewissen Grads erweitert werden (wie etwa 9-fach). In diesem Fall
wird eine geringfügig
größere Maske
bereitgestellt (wenn die Vergrößerung eine
9-fache Vergrößerung ist,
dann um ein Pixel breiter). Das erzeugte Maskenbild MI wird an die
Untersuchungseinheit 31 gesendet.
-
Als
Nächstes
wird die Untersuchungseinheit 31 beschrieben. Die Untersuchungseinheit 31 erfasst
von einem Musterbild PI eine Form, die letztlich als Defekt eines
Musters angesehen wird, und gibt dann an die Haupt-CPU 32 ein
Erfassungssignal DD aus. Zu diesem Zweck gibt die Maskenherstellungseinheit 45 das Maskenbild
MI in die Untersuchungseinheit 31 ein, und das Musterbild
PI wird über
eine Verzögerungsschaltung 47 eingegeben,
um die Zeitsteuerung bezüglich
der Eingabe des Maskenbilds MI abzugleichen. In der Untersuchungseinheit 31 wird
eine Defektform eines unterbrochenen Schaltkreises, eines Kurzschlusses,
eines Leiterbahnverlusts und dergleichen aus dem Bereich gewonnen,
der nicht dem Nichtuntersuchungszielbereich entspricht, der durch
das Maskenbild MI im Musterbild PI definiert ist. Zu diesem Zweck
können
Daten der Defektform vorab in der Untersuchungseinheit 31 abgespeichert
sein, oder können
von der Haupt-CPU 32 zur Verfügung gestellt werden.
-
Als
Nächstes
werden Arbeitsvorgänge
einer Qualitätsuntersuchung
an der Leiterplatine 10 beschrieben, wie sie durch diese
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung ausgeübt werden. In dieser Ausführungsform
sind mit Bezug auf die Leiterplatine 10 als zu untersuchendes
Objekt Daten DH eines Via-Holes, die aus bauformbedingten Daten
einer gleichartigen Leiterplatine 10 gewonnen wurden, in
einer Lochinformationsspeichereinheit 42 vorab gespeichert.
-
Zuerst
wird die zu untersuchende Leiterplatine 10 unter eine CCD-Kamera 21 gelegt,
und das Verdrahtungsmuster 11 auf der Leiterplatine 10 wird
aufgenommen. Ein analoges Bild des Verdrahtungsmusters 11 wird
mit der A/D-Umwandlungsein heit 22 in ein digitales Signal
umgewandelt, und dann mit dem Binärschaltkreis 23 binarisiert.
Mithin ist das Musterbild PI als Schwarzweißbild bereitgestellt, das aus
schwarzen und weißen
Pixeln besteht. Das Musterbild PI wird an die Maskenbearbeitungseinheit 4 gesendet
und in die Durchmesserbeurteilungseinheit 41 eingegeben.
Das Musterbild PI enthält
eine aus schwarzen Pixeln gebildete Form, wie zum Beispiel ein durchkontaktiertes
Loch (3), ein Photo-Via-Hole (4), ein
Pinhole (5) und einen Leiterbahnabstand
(6). Natürlich
hat das in 4 gezeigte Photo-Via-Hole wegen
der im Abschnitt über
den Stand der Technik erläuterten
Ursache eine entstellte Form.
-
In
der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 werden hinsichtlich
eines schwarzen Pixels im Musterbild PI folgende Arbeitsgänge erledigt.
Wie in 7 gezeigt ist, wird ein bestimmtes schwarzes Pixel
A ausgewählt, und
in jeder von acht Richtungen N, NE, E, SE, S, SW, W und NW wird
die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln ausgehend von
dem ausgewählten
schwarzen Pixel A ermittelt. Das ausgewählte Pixel A erhält die Zahl
1. Wie in 7 mit einer in Klammern stehenden
Zahl an der rechten Seite jedes Richtungszeichens angezeigt ist,
beträgt
der Zählwert
in Richtung E "2", und der Zählwert in
Richtung W beträgt "4". Der Zählwert für alle anderen Richtungen beträgt "1 ".
-
Wenn
in jeder Richtung ein Zählwert
erhalten worden ist, wird der Zählwert
mit der Anzahl von Pixeln verglichen, die einem konstruktionsbedingten
Wert eines Durchmessers eines durchkontaktierten Lochs oder Photo-Via-Holes
entspricht, das in der Leiterplatine 10 enthalten ist (in
dieser Ausführungsform
liegt der Durchmesser des Photo-Via-Holes bei "11" Pixeln),
und dann wird beurteilt, ob er O.K. oder nicht gut ist. Für diesen Vergleich
ist in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 eine Nachschlagtabelle
wie zum Beispiel Liste I vorbereitet. In einer realen Nachschlagtabelle
ist ein in Liste I gezeigter "Zählwert" als Binärzahl ausgedrückt.
-
-
Das
heißt,
dass einem Zählwert
von "0", "12" und einem über "12" liegenden Zählwert ein
Ausgabewert "0" zugeteilt wird,
und einem Zählwert
von "1" bis "11" wird ein Ausgabewert
von "1" zugeteilt. Der Ausgabewert "0" bedeutet, dass ein Zählergebnis
der jeweiligen Richtung nicht gut ist, und der Ausgabewert "1" be deutet, dass ein Zählergebnis
O.K. ist. Der größte Zählwert,
der dem Ausgabewert "1" zugeteilt wird,
ist die Anzahl von Pixeln, die einem konstruktionsbedingten Wert
des Durchmessers eines Via-Holes entspricht. Deshalb wird in einem
Fall, bei dem ein Zählwert
eine positive Zahl kleiner oder gleich "11" ist,
was einem Durchmesser des Via-Holes entspricht, die jeweilige Richtung
des ausgewählten
Pixels als O.K. beurteilt, und in anderen Fällen wird die Richtung des
ausgewählten
Pixels als nicht gut beurteilt. Abhängig von der Größe jedes
Via-Holes sind mehrere solcher Nachschlagtabellen vorbereitet.
-
Die
Richtung mit einem Zählwert "0" wird als nicht gut beurteilt. Dies
bedeutet, dass ein ausgewähltes Pixel
nicht als Maskenkandidat zugelassen werden kann, wenn es weiß ist. Darüber hinaus
wird die Richtung mit einem Zählwert
größer oder
gleich "12" als nicht gut beurteilt.
Dies bedeutet, dass es sich bei einem ausgewählten Pixel nicht um ein Pixel
in einem Via-Hole handelt, weil sich dort über eine lange Strecke schwarze Pixel
befinden. Was das wie in 7 gezeigte, ausgewählte Pixel
A betrifft, wird jede Richtung als O.K. beurteilt. In entsprechender
Weise wird mit Bezug auf das ausgewählte Pixel in einem durchkontaktierten
Loch (3) oder einem Pinhole (5) jede
Richtung als O.K. beurteilt. Dagegen werden, was ein ausgewähltes Pixel
in einem Leiterbahnabstand (6) angeht,
die Richtung N und Richtung S als nicht gut beurteilt.
-
In
der wie in 8 gezeigten Durchmesserbeurteilungseinheit 41 wird
eine vorstehend beschriebene Durchmesserbeurteilung mit einem SRAM
ausgeführt.
Das heißt,
dass in einem in 8 gezeigten System ein Zählwert über einen
Multiplexer in eine Adressleitung des SRAM (A0 bis A3) eingegeben
wird, und dann wird je nach dem Zählwert ein Ausgabewert (0 (nicht
gut) oder 1 (O.K.)), der in der Nachschlagtabelle von Liste I gezeigt
ist, in eine Datenleitung des SRAM (I/O 0 bis I/O 3) ausgegeben.
Die Gesamtanzahl der in 7 gezeigten Richtungen beträgt acht.
Es wird dieselbe Anzahl von in 8 gezeigten
Schaltungen bereitgestellt, und die Verarbeitung findet in den Schaltungen
parallel statt. In 8 sind im SRAM 4-Bit-Datenleitungen
vorgesehen, so dass vier Arten von Beurteilungsstandards bezüglich O.K.
oder nicht gut eingestellt werden können. In dieser Ausführungsform
ist nur eine Art eingestellt. Alternativ können die 4 Bits als Nachschlagtabelle bei
der gleichzeitigen Beurteilung von vier verschiedenen Lochdurchmessern
verwendet werden. An die Lochbeurteilungseinheit 44 wird
ein Ausgabewert jeder Richtung gesendet (nachstehend als "Durchmesserbeurteilungswert
MC" bezeichnet).
Diese Vorgänge
werden an jedem Pixel in einem Musterbild PI durch geführt. Im Übrigen ist
zum Einschreiben der Nachschlagtabelle von Liste I in den in 8 gezeigten
SRAM ein CPU-Datenbus mit einer CPU-Adressleitung verbunden, und
dann werden die Daten eingegeben. Das vorstehend Gesagte betrifft
eine in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 stattfindende
Verarbeitung.
-
Parallel
zu einer in der vorstehend erwähnten
Durchmesserbeurteilungseinheit 41 erfolgenden Verarbeitung
wird in der Lochinformationsspeichereinheit 42 und der
Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 ein effektives
Locherkennungssignal ME erzeugt. Zu diesem Zweck werden aus den
bauformbedingten Daten im Vorfeld Daten DH bezüglich einer Position und Größe eines
Via-Holes in der zu untersuchenden Leiterplatine 10 gewonnen,
und dann in der Lochinformationsspeichereinheit 42 zur
Verfügung
gestellt. Ein Wert der Daten DH von "1" betrifft
ein Pixel in einem Via-Hole, und ein Wert von "0" betrifft
ein Pixel außerhalb
davon. Mit einer Datenbreite von 8 Bit in der Lochinformationsspeichereinheit 42 lässt sich
ein Maximum von acht Arten von Via-Holes bewältigen. In der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 kann
das effektive Locherkennungssignal ME erzeugt werden, indem die
Daten DH mit einer vorbestimmten Pixelbreite erweitert werden. Und
zwar ist dies so, weil an einer realen Leiterplatine 10 eine
Position eines Via-Holes in einem vorbestimmten Spielraum von einem
konstruktionsbedingten Wert abweichen kann. Das heißt, dass
das effektive Locherkennungssignal ME unter Berücksichtigung des größten Bereichs
erzeugt wird, um den das Via-Hole vom konstruktionsbedingten Wert
abweichen kann. Das effektive Locherkennungssignal ME wird an eine Lochbeurteilungseinheit 44 gesendet.
-
Als
Nächstes
wird eine in der Lochbeurteilungseinheit 44 ablaufende
Verarbeitung beschrieben. In die Lochbeurteilungseinheit 44 geht
der Durchmesserbeurteilungswert MC jeder Richtung jedes schwarzen
Pixels in einem Musterbild PI von der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 her
ein, und ein effektives Locherkennungssignal ME geht von der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 her
ein. Des Weiteren geht von einer Maskenbearbeitungs-CPU-Einheit 49 ein
Signal einer O.K.-Fortsetzungszahl
ein. Die Einzelheiten bezüglich
der O.K.-Fortsetzungszahl werden später erläutert, wobei aber ein Wert
von ihr grundsätzlich
derselbe ist wie die Anzahl von Richtungen, die in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 beurteilt
werden, so dass in dieser Ausführungsform
der Wert gleich "8" ist. Anhand von
diesen wird von der Lochbeurteilungseinheit 44 eine Lochbeurteilung
in Bezug auf jedes schwarze Pixel im Musterbild PI durchgeführt.
-
Diese
Lochbeurteilung erfolgt mit einem wie in 9 gezeigten
SRAM. In einem in 9 gezeigten System wird ein
Durchmesserbeurteilungswert MC jeder Richtung eines schwarzen Pixels
im Musterbild PI in eine Adressleitung des SRAM eingegeben. Zusätzlich werden
noch ein Signal einer O.K.-Fortsetzungszahl und ein effektives Locherkennungssignal
ME eingegeben. Daraus wird wie folgt ein Locherkennungssignal MR erzeugt,
das dann aus einer Datenleitung ausgegeben wird. Zuerst wird die
Anzahl von aufeinanderfolgenden Richtungen bestimmt, in denen der
Durchmesserbeurteilungswert MC "1", d.h. O.K. ist.
Zum Beispiel ist von einem in 7 gezeigten,
ausgewählten
Pixel A die bestimmte Zahl "8", weil die Durchmesserbeurteilung
in allen Richtungen O.K. ist. In entsprechender Weise ist von einem
ausgewählten
Pixel in einem durchkontaktierten Loch (3) und einem
Pinhole (5) die bestimmte Zahl "8". Dagegen ist an einem ausgewählten Pixel
in einem Leiterbahnabstand (6) die bestimmte
Zahl "3", weil die Richtungen,
in denen die Durchmesserbeurteilung in Aufeinanderfolge O.K. ist, "NE", E, SE" und "SW, W, NW" lauten, und eine
Beurteilung in Richtung N und Richtung S nicht gut ist.
-
Diese
bestimmte Zahl wird dann mit einer O.K.-Fortsetzungszahl verglichen.
Wenn die bestimmte Zahl größer oder
gleich der O.K.-Fortsetzungszahl ist, wird ein ausgewähltes Pixel
als Maskenkandidat genehmigt. Ist die bestimmte Zahl kleiner als
die O.K.-Fortsetzungszahl, wird das ausgewählte Pixel nicht als Maskenkandidat
genehmigt. Beispielsweise mit Bezug auf ein in 7 gezeigtes,
ausgewähltes
Pixel A ist die bestimmte Zahl "8", und so wird das
ausgewählte
Pixel als Maskenkandidat genehmigt. In entsprechender Weise wird
hinsichtlich eines ausgewählten
Pixels in einem durchkontaktierten Loch (3) oder
einem Pinhole (5) das ausgewählte Pixel
als Maskenkandidat genehmigt. Andererseits ist hinsichtlich eines
ausgewählten
Pixels in einem Leiterbahnabstand (6) die bestimmte
Zahl "3" und somit kleiner
als die O.K.-Fortsetzungszahl. Folglich wird das ausgewählte Pixel
nicht als Maskenkandidat genehmigt.
-
Im Übrigen wird
eine O.K.-Fortsetzungszahl als Gesamtanzahl von Richtungen festgelegt,
weil ein Ausbruch in einem Lötauge
eines Umfangs eines Via-Holes in einer normalen Leiterplatine 10 nicht
erlaubt ist. Es gibt aber den Fall, dass durch technische Vorgaben
einer Leiterplatine 10, die mit geringer Abformungsgenauigkeit
gebildet werden kann, ein Ausbruch in einem Lötauge bis zu einem gewissen
Grad gestattet ist. In diesem wie in 10 gezeigten
Fall ist das Lötauge
an einer Stelle durchbrochen, und dann wird ein Durchmesserbeurteilungsergebnis
in einer Rich tung, die durch diesen Teil hindurchläuft, nicht
gut. Für
eine Qualitätsuntersuchung
ist es ungeeignet, dass dieses ausgewählte Pixel in diesem Fall nicht
als Maskenkandidat genehmigt wird. Dies kann man vermeiden, wenn
die O.K.-Fortsetzungszahl ein wenig kleiner als die Gesamtanzahl
von Richtungen ist, oder wenn eine bestimmte Richtung als O.K. beurteilt
wird. Deswegen ist die O.K.-Fortsetzungszahl veränderlich und kann innerhalb
eines Bereichs eingestellt werden, der eine Gesamtanzahl von Richtungen
einschließt.
Darüber
hinaus ist die Beurteilung so eingerichtet, dass eine vorbestimmte
Richtung eines vorbestimmten Lochs ein feststehendes Beurteilungsergebnis
haben kann.
-
Wenn
ein ausgewähltes
Pixel als Maskenkandidat genehmigt ist, wird das ausgewählte Pixel
durch ein effektives Locherkennungssignal ME sortiert. Das heißt, dass
das ausgewählte
Pixel nur dann als echtes Locherkennungssignal beurteilt wird, wenn
es als Maskenkandidat erkannt wird, und überdies eine Position des ausgewählten Pixels
innerhalb eines Bereichs des effektiven Locherkennungssignals ME
liegt. Durch diesen Sortiervorgang wird ein Maskenkandidatpixel
entfernt, welches nicht im effektiven Locherkennungssignal ME enthalten
ist. Das nicht im effektiven Locherkennungssignal ME enthaltene
Maskenkandidatpixel wird als Pixel angesehen, das nicht von einem
Via-Hole stammt, sondern von einem Defekt wie zum Beispiel einem
Pinhole. Deshalb ist die Maskierung eines solchen Pixels ungeeignet.
-
Die
vorstehend beschriebene Genehmigung eines Maskenkandidats und Sortierung
durch ein effektives Locherkennungssignal ME werden im Hinblick
auf jedes schwarze Pixel in einem Musterbild PI durchgeführt. Deshalb
handelt es sich bei einem Locherkennungssignal MR, das von einer
Lochbeurteilungseinheit 44 zu einer Maskenherstellungseinheit 45 gesendet
wird, um eine Information über
ein Pixel, welches schließlich als
detailgetreuer Standard des Erzeugens einer Maske ausgewählt wurde.
-
Dann
erzeugt die Maskenherstellungseinheit 45, die einen Signaleingang
des Locherkennungssignals MR empfängt, ein Maskenbild MI. Das
heißt,
dass jedem im Locherkennungssignal MR enthaltenen Pixel ein Maskenpixel
zugeteilt wird. Dadurch entsteht ein Maskenbild MI, das ein Via-Hole
gerade abdeckt (in 4 wird jedes Pixel mit dem Wert "0" in seinem Urzustand Bestandteil einer
Maske). Jedes im Locherkennungssignal MR enthaltene Pixel kann noch
durch Vergrößerung um
einen gewissen Grad vervielfacht werden (wie zum Beispiel 9-fach).
Es entsteht dann eine etwas größere (wenn
die Vergrößerung 9-fach
ist, ein Pixel breiter) Maske (im Falle von 4 wird ein
Maskenbild hergestellt, das um ein Pixel für jedes Pixel in einem Maskenbild
erweitert ist, welches das Via-Hole gerade überdeckt). So kann man sagen,
dass es sich bei der Maskenherstellungseinheit 45 um ein
Expansionsfilter handelt, um zu einer beliebigen Maskengröße zu gelangen.
Ein Maskenbild MI drückt
einen Teil aus, der als außen
liegende Ziele einer Qualitätsuntersuchung
in einem Musterbild PI angesehen wird.
-
Wenn
ein Maskenbild MI erzeugt ist, erfolgt mit der Untersuchungseinheit 31 eine
Untersuchungsbearbeitung. Zu diesem Zweck werden in diese Untersuchungseinheit 31 das
Maskenbild MI und Musterbild PI eingegeben. Dabei hat das Musterbild
PI, das in die Untersuchungseinheit 31 eingegeben wird,
von einer Verzögerungsschaltung 47 eine
Verzögerungsverarbeitung
erfahren, um für
die Zeitdauer einer Maskenbearbeitung verzögert zu werden, um so mit dem
Maskenbild MI ausgerichtet zu sein. Darüber hinaus werden der Untersuchungseinheit 31 durch
die Haupt-CPU 32 vorab Daten über Defektformen wie etwa ein
offener Schaltkreis, Kurzschluss und Leiterbahnverlust zur Verfügung gestellt.
Deshalb kann aus einem Bereich außerhalb des Maskenbilds MI
im Musterbild PI in der Untersuchungseinheit 31 eine Defektform
oder eine Form, die einer Defektform ähnlich sieht, gewonnen werden.
Extrahierte Daten DD, beispielsweise über eine gewonnene Defektform,
werden an die Haupt-CPU 32 gesendet und dann gesammelt.
Hierbei gibt es bei einer bestimmten technischen Vorgabe der Leiterplatine 10 den
Fall, dass eine Form, die einer Defektform ähnlich sieht, in einem guten
Verdrahtungsmuster enthalten ist. In so einem Fall ist es vorzuziehen,
im Vorfeld Daten in der Untersuchungseinheit vorzubereiten, um die
Form eines zu untersuchenden Objekts auszuschließen. Von der Haupt-CPU 32 gesammelte
Defektdaten können über den
Bildschirm 33 angezeigt oder ausgegeben werden.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, wird eine Leiterplatine 10 untersucht.
Sogar wenn eine andere Leiterplatine 10 derselben Bauart
und zum selben Fertigungslos gehörend
nachfolgend in derselben Art und Weise wie die erste Platine 10 untersucht
wird, wird ein Locherkennungssignal MR aus einem Musterbild PI der
Leiterplatine 10 gewonnen, und dann wird wieder ein Maskenbild
MI erzeugt, weil eine Qualitätsuntersuchung
mit einem hochgenauen Maskenbild MI erfolgen muss, das mit der Lochanordnung
der Leiterplatine 10 übereinstimmt.
-
Wie
vorstehend im Einzelnen erläutert
ist, wird in einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung dieser
bevorzugten Ausführungsform
an jedem schwarzen Pixel in einem Musterbild PI, das aus Binärdaten gebildet
ist, die durch Aufnahme einer Leiterplatine 10 gewonnen
wurden, mit der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 die Anzahl
von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln ausgehend von einem ausgewählten Pixel in
jeder von acht Richtungen bestimmt, und für jede dieser Richtungen wird
ein Durchmesserbeurteilungswert MC ausgegeben. Hier wird selbst
eine Richtung eines schwarzen Pixels nicht übersehen, weil im Falle eines schwarzen
Pixels ein Zählwert
des ausgewählten
Pixels in jeder Richtung als "1" gezählt wird.
Deswegen entsteht, selbst wenn das Musterbild PI eine schwarze Pixelgruppe
mit entstellter Form wie etwa ein Via-Hole umfasst, ein Locherkennungssignal
MR ohne Verlust eines einzigen Pixels. Natürlich kann die Gewinnung eines durchkontaktierten
Lochs durch eine Radiusnormbeurteilung der herkömmlichen Technik ausgeführt werden. So
kann eine entsprechende Maske, die eine Lochform gerade bedeckt,
in der Maskenherstellungseinheit 45 selbst dann erzeugt
werden, wenn die Leiterplatine 10 ein Photo-Via-Hole enthält. Mithin
ist eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung realisiert,
mit der die Ausführung
einer Untersuchung nur in seltenen Fällen fehlschlagen wird, während gleichzeitig
das Auftreten eines durch ein Via-Hole verursachten falschen Signals verhindert
ist.
-
Darüber hinaus
wird in dieser Ausführungsform
in der Lochbeurteilungseinheit 44 ein Wert einer O.K.-Fortsetzungszahl
als Beurteilungsstandard zur Gewinnung eines Locherkennungssignals
MR auf der Grundlage eines Durchmesserbeurteilungswerts MC und eines
effektiven Locherkennungssignals ME verwendet. Und der Wert der
O.K.-Fortsetzungszahl ist ein veränderlicher Wert, derart, dass
er in dem Bereich eingestellt werden kann, der die Gesamtanzahl
der Richtungen enthält.
Deshalb wird, selbst wenn die technischen Vorgaben der Leiterplatine 10 derart
sind, dass sie eine geringe Abformungsgenauigkeit hat und bis zu
einem gewissen Grad an einem Lötauge
einen Ausbruch enthalten kann, eine Untersuchung gewährleistet,
die nur in seltenen Fällen
fehlschlagen wird, während
das Auftreten eines falschen Signals unterbunden ist, weil die Untersuchung
mit einem im Verhältnis
zur technischen Vorgabe vernünftigen
Maskenbild ausgeführt
werden kann.
-
Nebenbei
bemerkt ist eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene,
bevorzugte Ausführungsform
beschränkt,
und es ist offensichtlich, dass daran zahlreiche Verbesserungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der
Erfindung abzuweichen. Die vor liegende Erfindung kann zum Beispiel
wie folgt realisiert werden. Durch eine Durchmesserbeurteilung eines
Maskenbilds PI auf der Grundlage eines effektiven Locherkennungssignals
ME kann ein Maskenbild mit höherer
Geschwindigkeit erzeugt werden. Und die verwendeten Daten sind nicht
auf Binärdaten
beschränkt, und
es können
sogar Daten verwendet werden, die ternären Daten oder Daten noch höherer Ordnung
entsprechen. Auch die Anzahl der Richtungen der Durchmesserbeurteilung
in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 ist nicht auf "8" begrenzt. Zum Beispiel sind "4", "12", "16" Richtungen usw.
möglich,
und die Anzahlen müssen auch
kein Vielfaches von 4 sein.
-
Zusätzlich können anstelle
der Verwendung von bauformbedingten Daten einer Leiterplatine 10 Daten DH über ein
Via-Hole, die der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 von der
Lochinformationsspeichereinheit 42 zur Verfügung gestellt
werden, durch andere Hilfsmittel aufbereitet werden. So wird zum
Beispiel ein Musterbild PI aus einer Grundmodell-Leiterplatine erzeugt,
an der dieselben Löcher
ausgebildet sind wie in der zu untersuchenden Leiterplatine 10,
und bei der Bearbeitung des Musterbilds PI (9) durch
die Lochbeurteilungseinheit 44 wird ein Locherkennungssignal
MR erzeugt, ohne ein effektives Locherkennungssignal ME zu verwenden,
sondern nur mittels eines Durchmesserbeurteilungswerts MC und einer
O.K.-Fortsetzungszahl. Dann wird das Locherkennungssignal MR an
die Lochinformationsspeichereinheit 42 rückgeführt und
als Daten DH verwendet. In diesem Fall kann darüber hinaus durch Rückführung des
Locherkennungssignals MR zur Lochinformationsspeichereinheit 42 diese
Vorrichtung mit einem Lerneffekt ausgestattet werden, wann immer
eine Leiterplatine 10 untersucht wird.
-
Offensichtlich
sind angesichts der oben angegebenen Lehren zahlreiche Modifikationen
und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es sollte von daher
klar sein, dass innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche die Erfindung auch anders
als im Einzelnen beschrieben in die Praxis umgesetzt werden kann.
