JP2013092514A - 基板検査システム及び基板検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、基板検査システム及び基板検査方法に関する。
【解決手段】本発明の一実施例による基板検査システムは、基板が配置される第１検査テーブルと、前記第１検査テーブルに配置された基板が再配置される第２検査テーブルと、前記第１検査テーブルに配置された前記基板を撮像する第１撮像手段と、前記第２検査テーブルに再配置された前記基板で、不良が疑われる位置に該当する領域を撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段により撮像した前記基板映像から不良が疑われる位置を検出し、検出された不良が疑われる位置に対する座標データを演算して前記第２撮像手段に伝送する制御部と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板検査システム及び基板検査方法に関する。

一般的にプリント回路基板は、集積回路、抵抗器またはスイッチなどの電気的部品が半田付けされる薄い板である。

通常、プリント回路基板は、エポキシ樹脂などからなる絶縁層に銅層を形成した後、形成された前記銅層上にパターニングされたエッチングレジストを形成し、露出された銅層をエッチングして回路パターンを形成することにより製造されることができる。

従って、多数の工程を経て製造されるプリント回路基板は、単位面積当たり電気部品及び電子部品の実装密度を高めるために、回路パターンなどの間隔及び幅をできるだけ小さく形成する。

部品の実装密度を高めるために回路パターンの間隔及び幅を小さく形成する場合、製造過程でのエッチング工程の誤り、メッキ工程の誤り及び洗浄工程の誤り、または各単位工程へプリント回路基板を移送する過程で発生するスクラッチによって回路パターンが電気的にオープン（ｏｐｅｎ）またはショート（ｓｈｏｒｔ）されるなどの欠陥が発生する可能性がある。

従って、従来には、上述のような基板上の欠陥を検出するための装置を利用している。
従来技術による基板検査装置は、基板の製造過程で発生する表面に印刷されたパターンのスクラッチや回路のショート及び異物などを１次検査して、基板の良好または不良を１次分離し、このように１次分離した基板のうち不良が疑われる基板は、熟練された目視検査の作業者が別に分離して、別の装置を利用して検証作業を行っている。
しかし、このような従来技術による基板検査装置は、１次検査が終わった後、不良が疑われる基板を別に集めて別の位置に備えられた装置を利用して検証作業をしなければならないため、作業の効率性及び検査信頼性に多くの問題点があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、本発明の一側面は、基板全体の映像と不良が疑われる位置の映像とを同時に得ることができる基板検査システム及び基板検査方法を提供することを目的とする。

本発明の他の側面は、基板の不良を判定するための段階までの時間が低減されることができる基板検査システム及び基板検査方法を提供することを目的とする。
本発明のさらに他の側面は、低コストで不良位置のカラー映像を得ることができる基板検査システム及び基板検査方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施例による基板検査システムは、基板が配置される第１検査テーブルと、前記第１検査テーブルに配置された基板が再配置される第２検査テーブルと、前記第１検査テーブルに配置された前記基板を撮像する第１撮像手段と、前記第２検査テーブルに再配置された前記基板で、不良が疑われる位置に該当する領域を撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段により撮像した前記基板映像から不良が疑われる位置を検出し、検出された不良が疑われる位置に対する座標データを演算して前記第２撮像手段に伝送する制御部と、を含む。

この際、前記不良が疑われる位置に該当する領域の映像を表示する表示手段をさらに含み、前記制御部は、前記第２撮像手段により撮像した前記不良が疑われる位置に該当する領域の映像を前記表示手段に伝送することができる。
また、前記第１検査テーブル上に配置された前記基板を持ち上げて前記第２検査テーブルに再配置する第１移送手段をさらに含むことができる。

また、前記第１移送手段を駆動するための第１駆動手段をさらに含むことができる。
また、前記第１撮像手段及び第２撮像手段はカメラであることができ、前記第１撮像手段は黒白カメラであり、前記第２撮像手段はカラーカメラであることができる。
また、前記第２撮像手段を不良が疑われる位置に移動させるための第２移送手段をさらに含むことができる。

また、前記第２移送手段を駆動するための第２駆動手段をさらに含むことができる。
また、前記制御部は、前記基板映像を基準映像と比較して各ピクセルの明度差の値を算出し、算出された前記明度差の値の範囲と既設定された範囲とを比較して不良が疑われる位置を検出した後、検出された前記不良が疑われる位置が基準座標から離れている距離を利用して座標データを演算することができる。

本発明の一実施例による基板が配置される第１検査テーブル及び第２検査テーブルと、基板を撮像する第１撮像手段及び第２撮像手段と、前記第１、第２撮像手段の駆動を制御し、前記第１、第２撮像手段により撮像された映像を処理する制御部とを含む基板検査装置を利用して基板を検査する方法であって、前記基板検査装置が前記第１検査テーブルに第１基板を配置させる段階と、前記第１撮像手段により前記第１基板の第１映像を得る段階と、前記第１基板を第１検査テーブルから第２検査テーブルに移送する段階と、得られた前記第１映像から検出された不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階と、前記第２撮像手段により、前記第２検査テーブルに配置された前記第１基板から前記座標データに該当する領域の第２映像を得て表示する段階と、を含む。

ここで、前記第１撮像手段は黒白カメラであり、前記第１映像は前記第１基板全体の黒白映像であることができる。
また、前記第２撮像手段はカラーカメラであり、前記第２映像は前記第１基板の一部のカラー映像であることができる。

また、前記不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階は、得られた前記第１映像と基準映像とを比較して各ピクセルの明度差の値を算出する段階と、算出された前記明度差の値の範囲と既設定された範囲とを比較し、前記範囲を外れると不良が疑われる位置であると判断し、前記範囲内に属すると不良でない位置であると判断することにより、不良が疑われる位置を検出する段階と、検出された前記不良が疑われる位置が基準座標から離れている距離を利用して座標データを演算する段階と、を含むことができる。
また、前記第２映像を得て表示する段階は、検出された前記不良が疑われる位置の数だけ繰り返して行われることができる。

また、前記第１基板を第１検査テーブルから第２検査テーブルに移送する段階の後に、前記第１検査テーブルに第２基板を配置させる段階をさらに含み、前記第２基板を配置させる段階の後に、前記第１基板の第２映像を得て表示する段階と、前記第２基板の第１映像を得て不良が疑われる位置を検出及び前記不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階と、が同時に行われることができる。
また、第２映像を得る段階は、前記第２撮像手段を前記座標データに該当する位置に移動させる段階をさらに含むことができる。

本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。

本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

本発明は、複数の検査テーブルを備えることにより、基板全体の映像の獲得及び不良が疑われる位置の映像の獲得が同時になされることができる効果がある。
また、本発明は、基板全体の映像及び不良が疑われる位置の映像を同時に得ることにより、基板の不良判定までの作業時間を減少させ、検査作業の効率を向上させることができる効果がある。

また、本発明は、既存の光学検査システムにカラーカメラ及びモニタなどの装備を簡単に追加して用いることにより、高コストの設備を備えなくても低コストで容易に基板を検査することができる効果がある。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係わる以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。本明細書において、第１、第２などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、前記構成要素は前記用語によって限定されない。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

基板検査システム
図１は本発明の一実施例による基板検査システムの構成を示すブロック図である。
図１を参照すると、本実施例による基板検査システム１００は、第１検査テーブル１１０と、第２検査テーブル１１３と、第１撮像手段１２０と、第２撮像手段１２３と、制御部１６０と、を含む。
第１検査テーブル１１０及び第２検査テーブル１１３は両方とも基板２００が配置されるテーブルであり、真空テーブルであることができるが、特にこれに限定されるものではない。

一般的に、前記真空テーブルは配置される基板を真空を利用して吸着及び固定するテーブルであり、前記真空テーブル上には、基板の損傷を防止するために多孔性吸着シート（不図示）がさらに備えられることができ、前記多孔性吸着シート（不図示）の下部には多孔質吸着部材（不図示）が備えられることができる。
前記多孔質吸着部材（不図示）には多数の孔が形成されており、多孔性吸着シート（不図示）と接する面の反対面には、空気を吸引する吸引パイプ（不図示）が備えられることができる。

即ち、前記吸引パイプ（不図示）を経由して空気が吸引されると、空気は前記多孔性吸着シート（不図示）の上面から略均一に吸引され、このように吸引された空気は前記多孔質吸着部材（不図示）内の多数の孔を介して前記吸引パイプに吸引される。
これにより、真空テーブルである第１検査テーブル１１０及び第２検査テーブル１１３上に基板２００を配置した後吸引を始めると、基板２００が上部から加えられる略均等な圧力によって前記多孔性吸着シート（不図示）に吸着され、第１検査テーブル１１０及び第２検査テーブル１１３に固定されることができる。
本実施例では、第１検査テーブル１１０及び第２検査テーブル１１３、即ち、二つの検査テーブルのみを図示しているが、これは一つの実施例に過ぎず、より多くの検査テーブルを備えることも可能である。

例えば、基板２００の上面と下面を全部検査する場合、図１に図示された第１検査テーブル１１０及び第２検査テーブル１１３では、それぞれ基板２００の上面全体の映像及び基板２００の上面の不良が疑われる位置の映像を得て、次に備えられた第３検査テーブル（不図示）では基板２００の下面全体の映像を得て、次に備えられた第４検査テーブル（不図示）では基板の下面の不良が疑われる位置の映像を得るように具現することができる。

この際、第２検査テーブル１１３に一番目の検査対象基板が移送されると、第１検査テーブル１１０には二番目の検査対象基板が配置され、基板全体の映像を撮像することができる。
同様に、第３検査テーブル（不図示）に前記一番目の検査対象基板が移送されると、前記二番目の検査対象基板が第１検査テーブル１１０から第２検査テーブル１１３に移送され、第１検査テーブル１１０には三番目の検査対象基板が配置されることができる。
即ち、多数の基板それぞれに対して、基板全体の映像及び不良が疑われる位置の映像を同時に得ることができる。

これは、一つの実施例に過ぎず、本実施例の構成が特にこれに限定されるものではない。
本実施例による基板検査システム１００は、第１検査テーブル１１０上に配置された基板２００を第２検査テーブル１１３に移送するための第１移送手段１５０をさらに含むことができる。
また、第１移送手段１５０を駆動するための第１駆動手段１４０をさらに含むことができる。

この際、第１移送手段１５０は、第１検査テーブル１１０上に配置された基板２００をピックアップ（ｐｉｃｋ−ｕｐ）して第２検査テーブル１１３上に再配置するように具現されることができ、このような第１移送手段１５０は第１駆動手段１４０によって駆動し、第１駆動手段１４０は制御部１６０から伝送される制御信号によって制御されることができる。

本実施例において、第１撮像手段１２０及び第２撮像手段１２３はカメラであることができる。より具体的には、第１撮像手段１２０は黒白カメラであり、第２撮像手段１２３はカラーカメラであることができるが、特にこれに限定されるものではない。
本実施例では、第１撮像手段１２０では基板２００全体を撮像した映像を得て、第２撮像手段１２３では基板２００全体のうち不良が疑われる位置を撮像するように具現することができる。

即ち、広い面積の基板全体を撮像する第１撮像手段１２０は、黒白カメラを利用して比較的小さな容量を有する映像が得られるようにし、小さな面積の基板の一部（例えば、不良が疑われる位置）を撮像する第２撮像手段１２３は、カラーカメラを利用して比較的大きい容量を有しても不良有無を正確に判断するために鮮明なカラー映像が得られるようにするのである。

例えば、制御部１６０が第１検査テーブル１１０上に配置された基板２００の全体映像を第１撮像手段１２０を利用して得た後、得られた基板２００全体の映像から不良が疑われる位置を検出する。この際、前記不良が疑われる位置は複数個が検出されることができる。

次に、検出された不良が疑われる位置に対する座標データを演算する。
この際、前記不良が疑われる位置を検出することは、基板２００の全体映像を基準映像と比較して各ピクセルの明度差の値を算出し、算出された明度差の値の範囲と既設定された範囲とを比較して遂行されることができる。
また、前記座標データを演算することは、前記検出された不良が疑われる位置が基準座標から離れている距離を利用して遂行されることができる。

本実施例による基板検査システム１００は、前記検出された不良が疑われる位置に対する座標データを保存する保存手段（不図示）をさらに含むことができ、それぞれの不良が疑われる位置に対する座標データをマッチさせて保存することができる。
また、前記保存手段（不図示）には、前記基板２００全体の映像と比較するための基準映像が保存されることができる。

次に、前記座標データを第２撮像手段１２３に伝送し、第１駆動手段１４０で第１移送手段１５０を制御して第１検査テーブル１１０上に配置されていた基板２００を第２検査テーブル１１３に移送した後、前記座標データに該当する位置に第２撮像手段１２３を移送して該当位置を撮像することができる。
ここで、第２撮像手段１２３を前記座標データに該当する位置に移送するための第２移送手段１５３をさらに含むことができ、第２移送手段１５３を駆動するための第２駆動手段１４３をさらに含むことができる。

この際、第２駆動手段１４３は、本システム１００の制御部１６０から伝送される制御信号によって制御されることができる。
一方、上記の説明とは反対に、前記第２検査テーブル１１３をＸ軸またはＹ軸に移動させ、不良が疑われる位置に該当する領域を、固定された第２撮像手段１２３が位置する地点に移送することも可能である。

この際、第２検査テーブル１１３をＸ軸またはＹ軸に移動させるための別の移動手段及び前記移動手段を駆動するための別の駆動手段をさらに備えることができる。
また、本実施例による基板検査システム１００は、第２撮像手段１２３により得られた不良が疑われる位置の映像を表示するための表示手段１７０をさらに含む。ここで、表示手段１７０としてはモニタなどを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。

また、本実施例による基板検査システム１００は、第１検査テーブル１１０及び第２検査テーブル１１３に配置された基板２００に光を照射するための照明手段をさらに含むことができる。
これは、基板２００の絶縁層（不図示）と回路パターン（不図示）及び異物（不図示）がより鮮明に区分されるようにするためであり、前記照明手段は、透過光または反射光などで利用できるように設けられることができるが、特にこれに限定されるものではない。

基板検査方法
図２は本発明の一実施例による基板検査方法を順に示すフローチャートである。
まず、図２を参照すると、第１検査テーブル１１０上に検査対象である基板２００を配置する（Ｓ２０１）。

この際、前記基板２００は、作業者によって手動で第１検査テーブル１１０上に配置されることもでき、または、別の配置手段を備え、前記配置手段によって第１検査テーブル１１０上に配置されるように具現することも可能である。
次に、第１検査テーブル１１０上に配置された基板２００全体の第１映像を得る（Ｓ２０３）。

ここで、前記第１映像は黒白映像であることができ、黒白カメラを利用して得ることができるが、特にこれに限定されるものではない。
但し、面積が大きい基板全体の映像であるため、比較的容量が小さな黒白映像を利用することが、映像処理時の作業速度をより高めることができる。

本実施例において前記第１映像は基板２００の一部でなく全体の映像を意味するが、特にこれに限定されるものではなく、以後に得られる第２映像、例えば、不良が疑われる位置の映像よりは大きい映像であることができる。

次に、得られた前記第１映像を処理して、不良が疑われる位置に対する座標データを演算する（Ｓ２０５）。
この際、前記不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階は、次のような過程からなることができるが、これは一つの実施例に過ぎず、特にこれに限定されるものではない。

まず、図１を参照して上述したように、本実施例による基板検査システム１００の制御部１６０は、第１撮像手段１２０を利用して基板２００全体の第１映像を得た後、得られた第１映像と既設定された基準映像とを比較する。
二つの映像を比較した後、対応するピクセル間の差値を算出し（ここで、前記差値は明度、色度などの差値を含むことができるが、特にこれに限定されるものではない）、算出された差値を利用して不良が疑われる位置を検出する。

次に、検出された不良が疑われる位置が基準座標（例えば、（０、０））からどの程度離れているかを演算することにより、不良が疑われる位置に対する座標データを得ることができる。
この際、前記差値が所定値を外れる場合にのみ、該当位置を不良が疑われる位置として検出するように設定することができるが、特にこれに限定されるものではない。

次に、第１検査テーブル１１０上に配置された基板２００を第２検査テーブル１１３に移送する（Ｓ２０７）。
例えば、図１を参照した上述したように、制御部１６０は、第１駆動手段１４０を利用して第１移送手段１５０が第１検査テーブル１１０上に配置された基板２００をピックアップ（ｐｉｃｋ−ｕｐ）して第２検査テーブル１１３上に再配置するように制御することができる。

次に、第２検査テーブル１１３上に配置された基板２００から、前記不良が疑われる位置の領域を撮像した第２映像を得て、得られた前記第２映像を表示する（Ｓ２０９）。
例えば、図１を参照して上述したように、制御部１６０が第１移送手段１５０の駆動を制御して基板２００を第２検査テーブル１１３上に再配置した後、制御部１６０は、第２撮像手段１２３を利用して第２検査テーブル１１３上に再配置された基板２００から、前記第１映像により演算された不良が疑われる位置に対する座標データに該当する領域を撮像して第２映像を得ることができる。

この際、制御部１６０は、第２駆動手段１４３を利用して第２移送手段１５３が第２撮像手段１２３をＸ軸またはＹ軸に移送させて、前記不良が疑われる位置に位置するように制御することができる。

次に、制御部１６０は、得られた前記第２映像を表示する。
この際、前記表示は別の表示手段、例えば、モニタなどの手段を介して行われることができ、作業者が前記表示手段を介して表示された第２映像を目視で確認した後、最終良否を判定する。

この際、制御部１６０は、前記第２映像を得て表示する段階を、検出された前記不良が疑われる位置の数だけ繰り返して行うように制御することができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明による基板検査装置及び基板検査方法はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当分野における通常の知識を有する者により変形や改良が可能であることは明白である。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明の一実施例による基板検査システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例による基板検査方法を順に示すフローチャートである。

１００ 基板検査システム
１１０ 第１検査テーブル
１１３ 第２検査テーブル
１２０ 第１撮像手段
１２３ 第２撮像手段
１４０ 第１駆動手段
１４３ 第２駆動手段
１５０ 第１移送手段
１５３ 第２移送手段
１６０ 制御部
１７０ 表示手段
２００ 基板

Claims (16)

1. 基板が配置される第１検査テーブルと、
   前記第１検査テーブルに配置された基板が再配置される第２検査テーブルと、
   前記第１検査テーブルに配置された前記基板を撮像する第１撮像手段と、
   前記第２検査テーブルに再配置された前記基板で、不良が疑われる位置に該当する領域を撮像する第２撮像手段と、
   前記第１撮像手段により撮像した前記基板の全体映像から不良が疑われる位置を検出し、検出された不良が疑われる位置に対する座標データを演算して前記第２撮像手段に伝送する制御部と、
   を含む基板検査システム。
2. 前記不良が疑われる位置に該当する領域の映像を表示する表示手段をさらに含み、
   前記制御部は、前記第２撮像手段により撮像した前記不良が疑われる位置に該当する領域の映像を前記表示手段に伝送する請求項１に記載の基板検査システム。
3. 前記第１検査テーブル上に配置された前記基板を持ち上げて前記第２検査テーブルに再配置する第１移送手段をさらに含む請求項１に記載の基板検査システム。
4. 前記第１移送手段を駆動するための第１駆動手段をさらに含む請求項３に記載の基板検査システム。
5. 前記第１撮像手段及び第２撮像手段はカメラである請求項１に記載の基板検査システム。
6. 前記第１撮像手段は黒白カメラであり、前記第２撮像手段はカラーカメラである請求項５に記載の基板検査システム。
7. 前記第２撮像手段を不良が疑われる位置に移動させるための第２移送手段をさらに含む請求項１に記載の基板検査システム。
8. 前記第２移送手段を駆動するための第２駆動手段をさらに含む請求項７に記載の基板検査システム。
9. 前記制御部は、
   前記基板の全体映像を基準映像と比較して各ピクセルの明度差の値を算出し、算出された前記明度差の値の範囲と既設定された範囲とを比較して不良が疑われる位置を検出した後、検出された前記不良が疑われる位置が基準座標から離れている距離を利用して座標データを演算する請求項１に記載の基板検査システム。
10. 基板が配置される第１検査テーブル及び第２検査テーブルと、基板を撮像する第１撮像手段及び第２撮像手段と、前記第１、第２撮像手段の駆動を制御し、前記第１、第２撮像手段により撮像された映像を処理する制御部とを含む基板検査装置を利用して基板を検査する方法であって、
    前記基板検査装置が前記第１検査テーブルに第１基板を配置させる段階と、
    前記第１撮像手段により前記第１基板の第１映像を得る段階と、
    前記第１基板を第１検査テーブルから第２検査テーブルに移送する段階と、
    得られた前記第１映像から検出された不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階と、
    前記第２撮像手段により、前記第２検査テーブルに配置された前記第１基板から前記座標データに該当する領域の第２映像を得て表示する段階と、を含む基板検査方法。
11. 前記第１撮像手段は黒白カメラであり、前記第１映像は前記第１基板全体の黒白映像である請求項１０に記載の基板検査方法。
12. 前記第２撮像手段はカラーカメラであり、前記第２映像は前記第１基板の一部のカラー映像である請求項１０に記載の基板検査方法。
13. 前記不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階は、
    得られた前記第１映像と基準映像とを比較して各ピクセルの明度差の値を算出する段階と、
    算出された前記明度差の値の範囲と既設定された範囲とを比較し、前記範囲を外れると不良が疑われる位置であると判断し、前記範囲内に属すると不良でない位置であると判断することにより、不良が疑われる位置を検出する段階と、
    検出された前記不良が疑われる位置が基準座標から離れている距離を利用して座標データを演算する段階と、
    を含む請求項１０に記載の基板検査方法。
14. 前記第２映像を得て表示する段階は、
    検出された前記不良が疑われる位置の数だけ繰り返して行われる請求項１０に記載の基板検査方法。
15. 前記第１基板を第１検査テーブルから第２検査テーブルに移送する段階の後に、
    前記第１検査テーブルに第２基板を配置させる段階をさらに含み、
    前記第２基板を配置させる段階の後に、
    前記第１基板の第２映像を得て表示する段階と、
    前記第２基板の第１映像を得て不良が疑われる位置を検出及び前記不良が疑われる位置に対する座標データを演算する段階と、が同時に行われる請求項１０に記載の基板検査方法。
16. 第２映像を得る段階は、
    前記第２撮像手段を前記座標データに該当する位置に移動させる段階をさらに含む請求項１０に記載の基板検査方法。

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