JP2009063575A - 自動光学検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物の外観を検査するプリント回路基板の自動光学検査装置が開示される。
【解決手段】本発明によるプリント回路基板の自動光学検査装置は、プリント回路基板の一面に光を照射する照明と、プリント回路基板の一面から反射する反射光を用いて、反射イメージを撮像する第１撮像部材と、プリント回路基板の一面から他面に透過する透過光を用いて、透過イメージを撮像する第２撮像部材と、前記第１、２撮像部材の各々から反射イメージと透過イメージを受信して、異物が存在するか否かを判別する制御部と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動光学検査方法に関し、さらに詳細には、検査対象物の外観を検査するプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法に関する。

現在ＩＣパッケージ用プリント回路基板（ＰＣＢ）のうち、ボードオンチップ（Ｂｏａｒｄ ｏｎ Ｃｈｉｐ：ＢＯＣ）という製品はメモリ用に使用される。該基板の特徴として、半導体チップが実装される部分に孔が穿孔されるが、最近、穿孔工程で、基板のエッジ断面で削られる部分が一部存在するか、エッジで繊維性異物などが残留する。このような異物は、後で半導体チップを実装するとき実装性を低下させ、半導体チップ面と基板パターン面が実装された後、固有の機能（導通性）を低下させる致命的な不良を誘発している。

このような現実で光学検査業界では、検査をしようとする基板面とイメージセンサ（カメラ）の間に平行に照明を位置させて、基板面に光を照射する方式で検査を行なった。しかし、このような照明位置（反射照明）では、穿孔されている境界部に異物が存在しても、穿孔された部位が暗くて異物の検出が不可能であった。このような孔が形成されている境界部で発生する不良を検出するためには、透過光を照射して得たイメージにより、孔が形成されている部分の境界部の不良を認識する。

しかし、このように一面を検査するために、上部照明と下部照明でそれぞれイメージを取得して検査すると、検査速度が遅くなって、生産性低下及びデータ処理速度による様々な問題を引き起こすようになる。

本発明の目的は、迅速な検査が可能なプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法を提供することにある。

本発明の目的は、穿孔部の異物検査とパターンの外観検査とを同時に実施できるプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法を提供することにある。

本発明の目的は、ソルダレジスト（ＳＲ）内の異物を容易に検査できるプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明によるプリント回路基板の自動光学検査装置は、プリント回路基板の一面に光を照射する照明と、プリント回路基板の一面から反射する反射光を用いて、反射イメージを撮像する第１撮像部材と、プリント回路基板の一面から他面に透過する透過光を用いて、透過イメージを撮像する第２撮像部材と、前記第１、２撮像部材の各々から反射イメージと透過イメージを受信して、異物が存在するか否かを判別する制御部と、を含む。

本実施の形態において、前記プリント回路基板は、孔が形成された穿孔部を有する不透過性基板または透過性フィルム上に不透過性パターンが形成されたフレキシブル基板である。

上記目的を達成すべく、本発明によるプリント回路基板の自動光学検査方法は、プリント回路基板の一面に光を照射し、前記光が照射されるプリント回路基板の一面を反射光を用いて撮像するとともに、前記光が照射されるプリント回路基板の他面を透過光を用いて撮像することで、反射光イメージと透過光イメージを同時に獲得して、プリント回路基板の不良有無を検査する。

本発明は、一回の撮像で反射イメージと透過イメージを同時に獲得することができるという格別な効果を有する。

本発明は、一つの照明で反射イメージと透過イメージを同時に獲得することができるという格別な効果を有する。

本発明は、一つの照明部材から得た反射イメージと透過イメージを既設定の基準データの照度量と比べて、パターン上に、そしてパターン間の空間領域に異物が存在するか否かを同時に判別するか、またはパターン上に異物があるか否かと穿孔部の周辺に異物があるか否かを同時に判別できるという格別な効果を有する。

例えば、本発明の実施の形態は様々な形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施の形態によって限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供される。したがって、図面における要素の形状などは、より明確な説明を強調するために誇張される。

本発明の実施の形態を添付の図１乃至図４に基づいて詳しく説明する。また、前記図面において同一の機能を行う構成要素には同一の参照符号を付ける。

本発明の検査装置及び方法は、不透過性基板の外観（異物、変色、汚染等）検査とその基板に形成された穿孔部の不良（ｂｕｒｒ）を同時に検査するのに非常に適する。

図１は、本発明の実施の形態による自動光学検査システムの構成を説明するための図であり、図２は、一つの照明部材に２個の撮像部材を備えた検査部を示す図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の自動光学検査システム１００は、プリント回路基板からなる検査対象物を、一つの光を用いて反射光イメージと透過光イメージを同時に得て検査できるシステムである。図１において、表示された実線矢印は検査対象物の移動経路を表し、点線矢印は信号伝送を表す。

自動光学検査システム１００は、ローダ部（ｌｏａｄｅｒ）１１０、検査部１２０、アンローダ部（ｕｎｌｏａｄｅｒ）１３０及びこれら構成要素の諸般の動作を制御する制御部１４０を含む。

ローダ部１１０は、フィルムまたはテープ形態のプリント回路基板がリールまたはロール形態で連続的につながっている検査対象物を検査部１２０に提供するか、または単品形態のプリント回路基板からなる検査対象物を検査部１２０に提供する。そして、アンローダ部１３０は、検査が終わった検査対象物を検査部１２０から回収する。

検査部１２０は、ローダ部１１０から提供された検査対象物１０の一面に光を照射して、透過イメージと反射イメージを同時に獲得し、これを制御部１４０に提供する。

検査部１２０は、検査対象物１０の上面（パターンが形成された面）に光を照射する照明部材１２４、検査対象物１０の上面を撮像して反射光イメージを得る第１撮像部材１２２、及び検査対象物の底面を撮像して透過光イメージを得る第２撮像部材１２６を含む。

このように、本発明では、照明部材１２４が第１撮像部材１２２に対しては反射光に適用され、第２撮像部材１２６に対しては透過光に適用される。即ち、一つの照明部材１２４が反射光と透過光を同時に照射して、第１、２撮像部材１２２、１２６が検査対象物１０の上面と下面をそれぞれ撮像することができるように、前記第１、２撮像部材１２２、１２６が互いに対向して配置されることに特徴がある。

制御部１４０は、典型的なコンピュータシステム（一名、マイコン）で備えられ、自動光学検査に伴う諸般の動作を制御及び処理する。そして、制御部１４０は、第１、２撮像部材１２２、１２６から反射イメージと透過イメージを受信して、検査対象物１０の不良を判別する。即ち、制御部１４０は、既に入力されたプログラムによって、（１）基準イメージの照度値（明るさ値）と検査対象物の透過イメージの照度値との差、及び（２）基準イメージの照度値（明るさ値）と検査対象物の反射イメージの照度値との差を利用して、異物が存在するか否かを判別する。

（不透過性プリント回路基板検査）
図３Ａ及び図３Ｂは、孔が形成された穿孔部１２を有する不透過性基板を検査対象物１０ａとして、反射イメージと透過イメージから得られた明るさレベル（照度量）を示すグラフである。ここで、検査する対象物１０ａは、穿孔部１２を有するＢＯＣのような不透過性基板である。

図３Ａの検査対象物１０は、不透過性基板１１上にパターン１３と穿孔部１２を有する。図２及び図３Ａを参照すると、グラフに示すように、第１撮像部材１２２により獲得した反射光イメージの場合、パターン１３から得られる明るさはパターン１３が形成されていない基板上から得られる明るさより明るく、穿孔部１２では反射する光がないため明るさが最も暗く表れる。そして、第２撮像部材１２６により獲得した透過光イメージの場合、穿孔部１２から得られる明るさが非常に明るく、他の部分では照明部材１２４の光が透過しないため暗く表れる。

このように、制御部１４０は、第１撮像部材１２２により得た反射光イメージで穿孔部１２を除いた部分での表面検査を施し、第２撮像部材１２６により得た透過光イメージで反射光イメージでは除かれた穿孔部１２の不良を検査する。

図３Ｂに示すように、穿孔部１２に異物（バリ）１２ａがある場合、透過光イメージから穿孔部１２に該当する部分の明るさが急激に低くなるので、制御部１４０は、穿孔部１２に異物があるかどうかを容易に判別することができる。勿論、パターン１３上にある異物検査や基板上の外観検査（異物、スクラッチ、変色、汚染など）は、第１撮像部材１２２から提供された反射光イメージを使用して既存の検査方式と同様に行うことができる。

このように、本発明は、一つの照明部材１２４を反射光と透過光に対して使用することで、一回の撮影で反射光イメージと透過光イメージを同時に獲得することができる。

（透過性プリント回路基板検査）
図４は、透過性フィルム１４に不透過性パターン１５を有するフレキシブル基板からなる検査対象物１０ｂから獲得した反射光イメージと透過光イメージの明るさレベルを示すグラフである。ここで、検査する対象物は、不透過性パターンを有する透過性フィルム形態のＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）のうち一つであり得る。

図４を参照すると、検査対象物１０ｂは、透過性フィルム１４上にパターン１５と、ＳＲ（ｓｏｌｄｅｒ ｒｅｓｉｓｔ）層１６を有する。

図２及び図４を参照すると、グラフに示すように、第１撮像部材１２２により獲得した反射光イメージの場合、パターン１３から得られる明るさはパターン１３とパターンの間の空間から得られる明るさより明るく表れる。そして、第２撮像部材１２６により獲得した透過光イメージの場合、反射光イメージとは逆に、パターン１３から得られる明るさはパターン１３とパターンの間の空間から得られる明るさより暗く表れる。即ち、パターンでは照明部材１２４の光が透過しないため暗く表れ、パターンとパターンの間の空間は照明部材１２４の光が透過性フィルム１４を透過するためパターン部分よりは相対的に明るく表れる。

制御部１４０は、パターン上の異物は反射光イメージで検出して、パターンとパターン間の空間の異物は反射光イメージだけではなく透過光イメージで相互比較検出するので、より信頼性の高い検出結果を得ることができる。

上述したように、本発明は、検査対象物の上面に光を照射して同時に得た反射光イメージと透過光イメージを、既設定の基準データの照度量と比べて、パターン上に、そしてパターン間の空間領域に異物が存在するか否かを同時に判別するか、またはパターン上に異物があるか否かと穿孔部の周辺に異物があるか否かを同時に判別することができるという格別な効果がある。

以上、本発明による自動光学検査装置及び方法の構成及び作用を上記の説明及び図面によって図示したが、これは例として説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な変化及び変更が可能なのは自明である。

本発明の実施の形態による自動光学検査システムの構成を説明するための図である。 一つの照明部材に二つの撮像部材を備えた検査部を示す図である。 不透過性基板を対象にして獲得した反射光イメージと透過光イメージの明るさレベル（照度量）を示すグラフである。 不透過性基板を対象にして獲得した反射光イメージと透過光イメージの明るさレベル（照度量）を示すグラフである。 透過性基板を対象にして獲得した反射光イメージと透過光イメージの明るさレベルを示すグラフである。

符号の説明

１１０ ローダ部
１２０ 検査部
１３０ アンローダ部
１４０ 制御部

Claims (4)

1. プリント回路基板の自動光学検査装置であって、
   プリント回路基板の一面に光を照射する照明と、
   前記照明から照射され、プリント回路基板の一面から反射する反射光を用いて、反射イメージを撮像する第１撮像部材と、
   前記照明から照射され、プリント回路基板の一面から他面に透過する透過光を用いて、透過イメージを撮像する第２撮像部材と、
   前記第１、２撮像部材の各々から反射イメージと透過イメージを受信して、異物が存在するか否かを判別する制御部と、を含むことを特徴とするプリント回路基板の自動光学検査装置。
2. プリント回路基板の自動光学検査方法であって、
   プリント回路基板の一面に光を照射し、前記光が照射されるプリント回路基板の一面を反射光を用いて撮像するとともに、前記光が照射されるプリント回路基板の他面を透過光を用いて撮像することで、反射光イメージと透過光イメージを同時に獲得して、プリント回路基板の不良有無を検査することを特徴とするプリント回路基板の自動光学検査方法。
3. 前記プリント回路基板は、
   孔が形成された穿孔部を有する不透過性基板であることを特徴にとする請求項２に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
4. 前記プリント回路基板は、
   透過性フィルム上に不透過性パターンが形成されたフレキシブル基板であることを特徴とする請求項２に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。

Images