JP2015132592A

JP2015132592A - 回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法

Info

Publication number: JP2015132592A
Application number: JP2014031576A
Authority: JP
Inventors: 汪光夏; Guangxia Wang; 陳輝毓; Huei Yu Chen
Original assignee: Machvision Inc
Current assignee: Machvision Inc
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-07-23
Also published as: KR20150084623A; TWI487898B; CN104777165A; TW201527744A

Abstract

【課題】めくら孔底部の導電接点の外観検査を効果的に行う回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法を提供する。
【解決手段】回路基板のめくら孔内の欠陥検査方法は、不可視光波長帯域の照射光を被測定回路基板に照射するステップＳ１０１と、被測定回路基板の画像データをキャプチャするステップＳ１０３と、画像データに基づいてめくら孔底部の輪郭を識別するステップＳ１０５と、輪郭に基づいてめくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを判断するステップＳ１０７と、判断結果を出力するステップＳ１０９とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、回路基板における光学上の検査装置、検査システム及びその検査方法に関し、特に、回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法に関する。

光源システムは、ＡＯＩ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＯｐｔｉｃａｌＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）において重要であり、例えば、液晶表示装置、半導体集積回路のチップ及び印刷回路の製造工程において自動光学検査を精密に行い、完成品の品質を確保するために用いられる。

回路基板上の検査は、通常、金属導線の配線又は導電コンタクトパッドに欠陥があるか否かを検査し、従来、可視光波長帯域の照射光を被測定物に対して正面から照射し、導線には金属材料（例えば、銅材料）が採用されているため、高反射能力を有し、正面から照射した光の反射光の有無により、導線に断線、汚損などの欠陥が生じたか否かを判断する。

電子装置の内部電子部品が小型化される傾向にあるなか、回路基板は複数層積層された配線構造からなり、異なる層間の配線を互いに接続させて導通させるために、２層の配線間の絶縁構造（通常は樹脂層である）上にはめくら孔が形成されている。めくら孔の底部から下層配線の導電コンタクトパッドが露出され、下層配線の導電接点と上層配線の導線とが電気的に接続される。

めくら孔を形成する際、製作過程において底部の導電接点が汚れたり導電接点が損傷したりするが、従来の自動光学検査では回路基板の外観検査を行う際、めくら孔内に可視光線を照射することが困難なため、めくら孔底部の導電接点の画像を得ることは困難である。図１に示すように、一般の回路基板の外観を検査機器で検査する際、めくら孔の画像データは、従来のめくら孔のアスペクト比が略１：１であり、めくら孔が深めなために、めくら孔が真っ黒に見え、めくら孔底部の導電接点の画像データを得ることが困難であり、めくら孔底部の導電接点の外観検査を効果的に行うことはできない。

本発明の目的は、めくら孔底部の導電接点の外観検査を効果的に行う、回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、回路基板を照射光源により照射し、印刷回路基板の画像を得て、印刷回路基板のめくら孔内の欠陥の有無を検査し、光源の波長帯域が不可視光波長帯域である、回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、回路基板の照射光源により照射を行い、前記回路基板の画像をキャプチャし、前記回路基板のめくら孔内の欠陥の有無を検査し、前記光源の波長帯域は不可視光波長帯域であることを特徴とする回路基板のめくら孔内の欠陥検査システムが提供される。

前記照射光源は、５０度より小さな入射角で前記回路基板に入射されることが好ましい。

前記不可視光波長帯域は８５０〜９５０ｎｍであることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、不可視光波長帯域の照射光を被測定回路基板に照射するステップと、前記被測定回路基板の画像データをキャプチャするステップと、前記画像データに基づいてめくら孔底部の輪郭を識別するステップと、前記輪郭に基づいて前記めくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを判断するステップと、前記判断結果を出力するステップと、を含むことを特徴とする回路基板のめくら孔内の欠陥検査方法が提供される。

前記照射光は、前記被測定回路基板に５０度より小さな入射角で入射されることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第３の形態によれば、回路基板を載置するために用いる被検査領域を有する搭載部と、前記搭載部の上方に位置し、前記被検査領域に不可視光波長帯域の照射光を照射する光源生成装置と、前記搭載部の上方に位置し、前記被検査領域上の前記回路基板の画像データを得るために用いる撮像装置と、前記撮像装置に接続され、前記画像データを所定の金属配線の画像データと比べ、めくら孔底部の輪郭を識別し、前記めくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを識別するコンピュータ本体と、を備えることを特徴とする回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置が提供される。

前記照射光は、光源生成装置により生成され、５０度より小さな入射角で前記被検査領域に入射されることが好ましい。

前記光源生成装置は、前記被検査領域の両側上方に位置し、前記被検査領域に入射光を対称的に照射させる２つの光源照射装置を含むことが好ましい。

前記光源生成装置は、前記被検査領域を取り囲むように照射光を照射することが好ましい。

本発明の本発明の回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法は、不可視光を照射光として用いる方式により、回路基板を検査し、回路基板の外観検査段階でめくら孔底部の金属導電接点上の欠陥を効果的に検出することにより、従来技術ではめくら孔底部の欠陥を検出することが困難であった欠点を改善し、外観検査の検査精度と、検査された回路基板の品質上の信頼性とを大幅に向上させることができる。

図１は、従来の回路基板の外観検査技術により得ためくら孔の画像データである。図２は、本発明の一実施形態に係る回路基板のめくら孔構造を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る回路基板の検査装置を示す模式図である。図４は、本発明の他の実施形態に係る回路基板の検査装置を示す模式図である。図５は、本発明の一実施形態に係る光源生成装置を示す模式図である。図６は、本発明の一実施形態に係るめくら孔内の欠陥の回路基板の検査方法を示す流れ図である。図７は、本発明の一実施形態に係る回路基板の外観検査技術により得ためくら孔の画像データである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図２を参照する。図２は、本発明の一実施形態に係る回路基板のめくら孔構造を示す断面図である。図２に示すように、めくら孔２００は、回路基板１００内の絶縁層１０１の上下両側の金属配線１１０及び導電接点１２０を互いに導通させる経路として用いられる。めくら孔２００は、絶縁層１０１底部に配線された導電接点１２０に形成され、導電接点１２０を露出させてからめくら孔内に導電物質（図示せず）を充填し、絶縁層１０１の上下両側の金属配線を電気的に接続させる。しかし、めくら孔２００を形成する際、製作過程で底部の導電接点１２０が汚れたり、最悪の場合に導電接点を損傷したりすることがあるため、本発明は、以下で説明するような検査装置、検査システム及びその検査方法により、めくら孔２００底部の導電接点１２０の外見検査を行い、導電接点１２０の損傷又は導電接点の頂面１２２の汚れの有無を検査する。

図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態に係る回路基板の検査装置を示す模式図である。図３に示すように、回路基板のめくら孔内の欠陥を検査する検査装置は、搭載部３１０、光源生成装置３３０、撮像装置３５０及びコンピュータ本体３７０を含む。

搭載部３１０は、回路基板１００を載置するために用いる被検査領域を有する。光源生成装置３３０は、搭載部３１０の上方に位置し、不可視光波長帯域の照射光が被検査領域に照射される。撮像装置３５０は、搭載部３１０の上方に位置し、被検査領域上の回路基板１００の画像データを得るために用いる。コンピュータ本体３７０は、撮像装置３５０に接続され、画像データと所定の金属配線の画像データとを比べ、めくら孔底部の輪郭を識別し、めくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを判断する。

本発明は、回路基板１００の照射光源により照射し、回路基板１００の画像をキャプチャし、回路基板１００のめくら孔内の欠陥を検査し、不可視光の波長帯域の光源を照射光源として用い、めくら孔の底部の画像をキャプチャし、画像に欠陥があるか否かを検査する。不可視光の波長帯域の光源を用い、コンピュータ本体３７０が行う演算法により、めくら孔の孔壁の位置を正確かつ容易に探し出し（図６参照）、底部の導電接点部分に糊残り、異物などの欠陥の有無を判断することができる。そのため、取得した画像データ（図１参照）から、めくら孔底部の状態を判断することができなかった従来技術の問題点を改善することができる。

より良い画像効果を得るために、光源生成装置３３０が生成した光は、５０度より小さな入射角で回路基板１００に入射する。即ち、検査領域にとって、検査領域の法線上の±５０度以内の入射角は光線照射角度であることが好ましい。また、波長帯域は８５０〜９５０ｎｍの範囲内の不可視光に制限されることが好ましい。当業者であれば分かるように、本実施形態の光源生成装置３３０の個数は、図３では１つであるが、勿論これだけに限定されるわけではなく、その他の数でもよい。

図４を参照する。図４は、本発明の他の実施形態に係る回路基板の検査装置を示す模式図である。図４の光源生成装置３３０は、被検査領域の両側上方に位置し、被検査領域に対して対称的に入射光を供給する２つの光源照射装置を含む点が図３の実施形態と異なる。

図５を参照する。図５は、本発明の一実施形態に係る光源生成装置を示す模式図である。本実施形態の光源生成装置３３０は、図５に示すような単一の光源生成装置の配置でもよいし、図４に示すような２つの光源生成装置の対称式配置でもよいし、図５に示すような単一の光源生成装置の環状式配置でもよい。そのうち環状式配置を採用した場合、照射光源により十分に照射することができる。図５に示すように、環状光源生成装置により生成された光線は、５０度よりも小さい入射角で回路基板１００に入射される。

図６を参照する。図６は、本発明の一実施形態に係るめくら孔内の欠陥の回路基板の検査方法を示す流れ図である。図６に示すように、本実施形態の流れ図は、以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０９を含む。
Ｓ１０１：不可視光波長帯域の照射光を被測定回路基板に照射する。
Ｓ１０３：被測定回路基板の画像データをキャプチャする。
Ｓ１０５：画像データに基づいてめくら孔底部の輪郭を識別する。
Ｓ１０７：輪郭に基づいてめくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを判断する。
Ｓ１０９：判断結果を出力する。

好適な入射角度、不可視光帯域などの条件については既に述べているため、ここでは繰り返して述べない。

続いて、図７を参照する。図７は、本発明の一実施形態に係る回路基板の外観検査技術により得ためくら孔の画像データである。図７に示すように、本発明の不可視光を使用すると、めくら孔の輪郭がはっきりと見え、画像データを解析する演算法を用い、めくら孔の輪郭を容易にキャプチャし、所定の配線データ（例えば、回路設計図）と比べ、めくら孔から露出された底部の面積が所望の値に達したか否かを検知することができる上、めくら孔底部の導電接点表面の状態を検知し、導電接点表面の糊残り、異物などの欠陥の有無を容易に判断することができる。

上述したことから分かるように、本発明の回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置、検査システム及びその検査方法は、不可視光を照射光として用いて回路基板を検査し、回路基板の外観検査段階でめくら孔底部の金属導電接点上の欠陥を効果的に検出することにより、めくら孔底部の欠陥を検出することができなかった従来技術の問題点を改善し、外観検査工程の検査の精度と、検査された回路基板の品質上の信頼性とを大幅に向上させることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１００回路基板
１０１絶縁層
１１０金属配線
１２０導電接点
１２２導電接点頂面
２００めくら孔
３１０搭載部
３３０光源生成装置
３５０撮像装置
３７０コンピュータ本体

Claims

回路基板の照射光源により照射を行い、前記回路基板の画像をキャプチャし、前記回路基板のめくら孔内の欠陥の有無を検査し、
前記光源の波長帯域は不可視光波長帯域であることを特徴とする回路基板のめくら孔内の欠陥検査システム。
前記照射光源は、５０度より小さな入射角で前記回路基板に入射されることを特徴とする請求項１に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥検査システム。
前記不可視光波長帯域は８５０〜９５０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥検査システム。
不可視光波長帯域の照射光を被測定回路基板に照射するステップと、
前記被測定回路基板の画像データをキャプチャするステップと、
前記画像データに基づいてめくら孔底部の輪郭を識別するステップと、
前記輪郭に基づいて前記めくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを判断するステップと、
前記判断結果を出力するステップと、を含むことを特徴とする回路基板のめくら孔内の欠陥検査方法。
前記照射光は、前記被測定回路基板に５０度より小さな入射角で入射されることを特徴とする請求項４に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥検査方法。
前記不可視光波長帯域は８５０〜９５０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥検査方法。
回路基板を載置するために用いる被検査領域を有する搭載部と、
前記搭載部の上方に位置し、前記被検査領域に不可視光波長帯域の照射光を照射する光源生成装置と、
前記搭載部の上方に位置し、前記被検査領域上の前記回路基板の画像データを得るために用いる撮像装置と、
前記撮像装置に接続され、前記画像データを所定の金属配線の画像データと比べ、めくら孔底部の輪郭を識別し、前記めくら孔底部の領域に欠陥があるか否かを判断するコンピュータ本体と、を備えることを特徴とする回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置。
前記照射光は、光源生成装置により生成され、５０度より小さな入射角で前記被検査領域に入射されることを特徴とする請求項７に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置。
前記不可視光波長帯域は８５０〜９５０ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置。
前記光源生成装置は、前記被検査領域の両側上方に位置し、前記被検査領域に入射光を対称的に照射させる２つの光源照射装置を含むことを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置。
前記光源生成装置は、前記被検査領域を取り囲むように照射光を照射することを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の回路基板のめくら孔内の欠陥の検査装置。