JP2016070724A - 基板上の配線検査装置および方法 - Google Patents

Abstract

【目的】金属のような鏡面の基板20上に形成された配線22であって，かつ不透明なカバー23で覆われた基板20上の配線22の良否を判定する。
【構成】基板12（20）をステージ35上に載置し，ステージ上の基板の撮像対象面（配線部）に対して低角度α（17〜27度）で斜めに，カバー23を透過する赤外光をリング照明装置33により照明し，ステージおよび照明装置の少なくとも一方を少なくとも一方向に動かしながら撮像対象面を撮像装置で撮像し，撮像装置により得られる画像について検査処理を実行する。断線，ショートのみならず，欠けや突起等の不良も検出できる。
【選択図】図５

Description

この発明は基板，特に金属基板上に電気絶縁層を介して形成され，さらに保護カバーで覆われた配線（パターン）の検査装置および方法に関する。

この種の配線部の検査方法として特許文献１に記載のものがある。

特開２０００−９７９８３号公報

この技術は，製造途中の配線一体型サスペンション配線の断線やショートを電気の導通によって検査するものである。しかしながら，製造途中で行うため，出荷前に再度検査が必要になる。また，電気の導通を検査に使用しているため，小さい欠けや突起の不良を検出することができないという問題がある。

この発明は，製造途中ではなく，完成した製品について検査することができ，しかも基板上の配線を強調した画像を得て欠けや突起等の不良も検出することができる検査装置および方法を提供することを目的とする。

この発明はまた基板上の配線が保護カバーで覆われていても配線の検査を行うことが可能となるようにするものである。

さらにこの発明は，基板が金属のように鏡面であってもその上の配線の画像を鮮明に得ることができるようにすることを目的とする。

この発明による基板上の配線検査装置は，基板上のカバーで覆われた配線を検査する装置であり，基板を載置するステージ，前記ステージの上方に配置される光学系を含む撮像装置，前記ステージ上の基板の撮像対象面上に，少なくとも一方向から低角度で斜めに，前記カバーを透過する光を照射する照明装置，および前記撮像装置から得られる画像について検査処理を実行する検査処理装置を備えているものである。

照明装置からの照明光は低い角度で基板の撮像対象面（撮像対象位置）に入射する。基板表面が鏡面状態またはこれに近い状態であった場合に，入射照明光は入射角と同角度で反射して出射していくので，その上方の撮像装置にそのほとんどが直接的に入射することはない。また，照明光は配線を覆うカバーを透過するから，カバーの像は撮像装置によってほとんど撮像されない。このようにして，基板上の配線のみが強調された画像が得られ，この画像に基づいて配線の良否が判定される。配線の断線，短絡（ショート）のみならず，他の形状不良，たとえば欠けや突起の存在の検出も可能となる。配線がカバーで覆われていても配線の検査が可能となる。

照明装置は少なくとも対向する２方向から光を照射するものであってもよいし，照明装置は周囲から光を照射するリング照明装置であってもよい。

照明装置は撮像装置と一緒に移動可能とすることが好ましい。

照明装置による光の照射角は，好ましい実施態様では基板面に対して17度〜27度の範囲である。

カバーを透過する光は，一実施例では赤外光である。この場合，基板上の配線が不透明合成樹脂カバーで覆われていても，赤外光はカバーを透過する。

基板の表面が鏡面であってもよい。また，一実施態様では，基板が金属であり，その表面に絶縁層が形成され，その上に配線が形成されている。

この発明による方法は，基板上のカバーで覆われた配線を検査する方法であり，基板をステージ上に載置し，ステージ上の基板の撮像対象面に対して少なくとも一方向から低角度で斜めに，前記カバーを透過する光を照明装置により照射し，前記ステージおよび照明装置の少なくとも一方を少なくとも一方向に動かしながら前記撮像対象面を撮像装置で撮像し，前記撮像装置により得られる画像について検査処理を実行するものである。

フレキシャー基板製品の平面図である。 配線パターンの一例を示す。 配線パターンの他の例を示す。 図３のIV−IV線に沿う基板の断面図である。 基板の配線検査装置の構成例を示す。 (A)，(B)，(C)は撮像により得られた配線の画像の例を示す。

図１は検査対象物の一例としてＨＤＤサスペンション用フレキシャー基板製品の平面図を示すものである。

フレキシャー基板製品10は，保持枠11と，この保持枠11内に小さな連結部により取付けられた多数のフレキシャー基板ピース12とから構成される。フレキシャー基板ピース12には複数本の銅配線（配線パターン）が形成されている。これらの銅配線にショート，断線，欠け，突起等の不良があれば，これが検出されることになる。

図２，図３および図４は基板上の銅配線の一部を示すものである。すなわち，図２は図１に示すフレキシャー基板ピース12のＡで示す部分に形成された配線（パターン）を，図３は図１に示すフレキシャー基板ピース12のＢで示す部分に形成された配線（パターン）を示すものである。これらの図においては，配線22のみが図示され，基板等の図示は省略されている。基板等は図４に拡大断面図として描かれている。

図４に示すように，フレキシャー基板ピースにおいて，基板20はステンレス鋼でつくられ，その表面は鏡面状態である。このステンレス基板20上に電気的絶縁層（膜）21が形成され，この絶縁層21上に複数本の銅による配線パターン22が形成されている。これらの配線22は，保護樹脂によるカバー23により覆われている。絶縁層21はたとえばポリイミド樹脂である。カバー23は不透明なポリイミド樹脂により形成される。

図５は，上記のようなフレキシャー基板製品10の各フレキシャー基板ピース12上の配線22等を検査する装置の一例を示している。

配線検査装置はＸＹステージ35を備えている。ＸＹステージ35は水平な載置面を有し，水平面内においてＸＹ方向に移動自在に保持され，駆動制御装置（図示略）によりＸＹ方向の任意の位置に位置決めされる。ＸＹステージ35をＺ方向（垂直方向）に移動可能としてもよい。

ＸＹステージ35の上方には撮像装置30が配置されている。撮像装置30は光学系（ズームレンズを含む）32と電子カメラ31とを備えている。カメラ31はこの実施例ではラインセンサであり，基板12を横切る方向（図１にラインＬで示す）に走査する。撮像装置30はロボット（図示略）により，ＸＹＺ三次元方向に移動可能である。

照明装置33は撮像装置30の下方でかつステージ35の上方の位置に設けられ，撮像装置30と一体的に固定され，上記ロボットにより撮像装置30と一緒に三次元的に移動する。照明装置33はリング照明装置であり，撮像装置30の光軸と撮像対象であるフレキシャー基板12（10）の表面（撮像対象面）とが交わる位置（すなわち撮像焦点）を低い角度で周囲から照明する。照明装置33の光線と撮像対象面とのなす角αは17°〜27°の範囲が好ましく，23°前後が一層好ましい。カメラ30はできるだけ撮像対象表面に近い方がよい。照明装置33は基板20上の銅配線22を覆うカバー23を透過する赤外光（たとえば波長 850nm）の光を投射する。

撮像装置30から出力される画像信号は検査処理装置40に与えられる。検査処理装置40はたとえばコンピュータ（ＰＣ）により構成され，撮像装置が撮像した配線パターンを解析して，その良否，不良の場合にはその種類を判別する。検査処理のためのプログラムは公知のものを採用することができる。

フレキシャー基板製品全体を一挙に検査してもよいし，フレキシャー基板ピースごとに検査してもよいが，いずれにしても撮像装置30と照明装置33をロボット操作により位置決めし（高さ，水平位置），その後，ＸＹステージ35を移動させることにより，カメラ31からラインスキャン画像信号が出力される。これらの画像信号から二次元画像が得られる。

図６(A)，(B)，(C) は撮像装置から得られる配線画像の一例を示している。これらの配線画像はいずれも不良配線を示し，(A) はショート，(B) は欠け，(C) は突起である。公知の画像検査処理により，このような欠陥の検出（判定）が可能である。

検査対象であるフレキシャー基板ピース12の基板20は上述のようにステンレス鋼であり，その表面はほぼ鏡面である。照明装置33からの照明光は，撮像対象位置（撮像位置，焦点位置）に対して，低角度で斜めに入射するので，ステンレス鋼基板20で反射する光は入射角と同じ角度で出射してしまい，撮像装置30のカメラ31には殆ど入射しない。また，照明装置33は銅配線22を覆う不透明カバー23を透過する赤外光による照明を行うので，撮像装置30にはカバー23の像は殆ど写らない。このようにして，撮像装置30は，検査対象である配線のみが強調された検査画像を出力し，この検査画像に基づいて検査処理が行われるので，正確な検査が可能となる。しかも，断線，ショート（短絡）のみならず，欠けや突起などの配線パターン異常も検出できる。配線22が不透明カバーにより覆われていても，配線の検査が可能である。

照明装置はリング照明装置に限らず，ライン照明等の一方向から低角度で斜めに光を照射するバー照明装置，対向する両方向から低角度で斜めに光を照射する離して配置された２つのバー照明装置でもよい。

10 フレキシャー基板製品
12 フレキシャー基板ピース
20 ステンレス基板
21 絶縁層（膜）
22 銅配線（パターン）
23 樹脂カバー
30 撮像装置
31 カメラ
33 照明装置
35 ＸＹステージ
40 検査処理装置

Claims (9)

1. 基板上のカバーで覆われた配線を検査する装置であり，
   基板を載置するステージ，
   前記ステージの上方に配置される光学系を含む撮像装置，
   前記ステージ上の基板の撮像対象面上に，少なくとも一方向から低角度で斜めに，前記カバーを透過する光を照射する照明装置，および
   前記撮像装置から得られる画像について検査処理を実行する検査処理装置，
   を備える基板上の配線検査装置。
2. 前記照明装置が少なくとも対向する２方向から光を照射するものである，請求項１に記載の基板上の配線検査装置。
3. 前記照明装置が周囲から光を照射するリング照明装置である，請求項１に記載の基板上の配線検査装置。
4. 前記照明装置による光の照射角が基板面に対して17度〜27度の範囲である，請求項１から３のいずれか一項に記載の基板上の配線検査装置。
5. 前記カバーを透過する光が赤外光である，請求項１から４のいずれか一項に記載の基板上の配線検査装置。
6. 基板上の配線が不透明合成樹脂カバーで覆われている，請求項１から５のいずれか一項に記載の基板上の配線検査装置。
7. 前記基板の表面が鏡面である，請求項１から６のいずれか一項に記載の基板上の配線検査装置。
8. 前記基板が金属であり，その表面に絶縁層が形成され，その上に配線が形成されている，請求項１から７のいずれか一項に記載の基板上の配線検査装置。
9. 基板上のカバーで覆われた配線を検査する方法であり，
   基板をステージ上に載置し，
   ステージ上の基板の撮像対象面に対して少なくとも一方向から低角度で斜めに，前記カバーを透過する光を照明装置により照射し，
   前記ステージおよび照明装置の少なくとも一方を少なくとも一方向に動かしながら前記撮像対象面を撮像装置で撮像し，
   前記撮像装置により得られる画像について検査処理を実行する，
   基板上の配線の検査方法。