JP3186308B2 - Method and apparatus for monitoring sintering state of ceramic substrate - Google Patents

Method and apparatus for monitoring sintering state of ceramic substrate

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JP3186308B2
JP3186308B2 JP4894393A JP4894393A JP3186308B2 JP 3186308 B2 JP3186308 B2 JP 3186308B2 JP 4894393 A JP4894393 A JP 4894393A JP 4894393 A JP4894393 A JP 4894393A JP 3186308 B2 JP3186308 B2 JP 3186308B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路等のセラミッ
ク基板製造時における焼結状態監視方法および装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring a sintering state at the time of manufacturing a ceramic substrate such as an electronic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミック基板は、セラミック粉末やガ
ラスなどを原料とした基材材料に、金属粒子と少量のガ
ラス成分を印刷してパターンを形成し、高温で焼結して
作られる。このときパターン部分に基材部に含まれてい
たガラスもしみ上がってくるが、しみ上がり量は、焼結
条件により変動するため、ガラスのしみ上がり量を監視
することにより、焼結条件を監視することができる。
2. Description of the Related Art A ceramic substrate is made by printing a metal particle and a small amount of a glass component on a base material made of ceramic powder or glass, forming a pattern, and then sintering at a high temperature. At this time, the glass contained in the base portion in the pattern portion also soaks, but the amount of the soaking varies depending on the sintering conditions. Therefore, the sintering conditions are monitored by monitoring the amount of the soaking of the glass. can do.

【0003】従来、このガラス量の測定は顕微鏡等によ
り目視で表面を観察することにより行われていた。
Conventionally, the measurement of the amount of glass has been performed by visually observing the surface with a microscope or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
ガラス量の測定は目視により行っていたため、作業時の
状態や個人差によるバラツキがあり、それによる焼結状
態の変動の統計的な監視ができなかったり、次工程のプ
ロセス条件の制御の誤差が多くなるといった不具合が多
かった。
As described above, conventionally,
Since the measurement of the amount of glass was carried out visually, there were variations due to the conditions at the time of work and individual differences.Therefore, it was not possible to statistically monitor fluctuations in the sintering state, and errors in the control of process conditions in the next step caused errors. There were many problems such as increase.

【0005】本発明の目的は、焼結後のセラミック基板
パターン部のガラス量を計測する手段を提供し、セラミ
ック基板の焼結状態を定量的に監視する手段を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a means for measuring the amount of glass in a ceramic substrate pattern portion after sintering, and a means for quantitatively monitoring the sintering state of a ceramic substrate.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、焼結後の基板表面を研磨し、表面に露出
した金属面の向きをほぼ一様に揃え、それらの面の法線
方向から照明/検出した画像と、特定の方向にのみ振動
している偏光の照明をし、その照明の振動方向と直交方
向に振動している光のみを検出した画像の2つの画像を
処理してパターン部の金属の分布領域を定量化すること
により、パターン部のガラス量を定量化し、セラミック
基板の焼結状態を定量的に監視できるようにした。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method for polishing a surface of a substrate after sintering, aligning the directions of metal surfaces exposed on the surface substantially uniformly, and adjusting the surface of the metal surface. Processing two images: an image illuminated / detected from the line direction and an image illuminated with polarized light oscillating only in a specific direction, and only light oscillating in the direction orthogonal to the oscillating direction of the illumination is detected Then, by quantifying the distribution region of the metal in the pattern portion, the amount of glass in the pattern portion was quantified, and the sintering state of the ceramic substrate could be monitored quantitatively.

【0007】[0007]

【作用】物体表面法線方向の可視光における反射率は、
一般にガラスで4%であるのに対し、金属では60%以
上もあるため、ガラスより金属の方が明るく検出され
る。また、物体表面での光の反射は、表面法線に対する
入射角と反射角が等しくなるため、それ以外の方向で
は、極端に反射光が少なくなる。このため、焼結した
後、表面を研磨することにより表面に露出した金属面の
向きをほぼ一様に整えたセラミック基板を、その面の法
線方向から照明/検出すれば、パターン部では、金属が
露出した面はある一定の確率で明るく検出され、それ以
外の部分は暗く検出される。
[Function] The reflectance of visible light in the normal direction of the object surface is
Generally, glass is 4%, whereas metal is 60% or more. Therefore, metal is detected brighter than glass. Further, in the reflection of light on the surface of the object, the angle of incidence and the angle of reflection with respect to the surface normal are equal, and in other directions, the amount of reflected light is extremely reduced. For this reason, after sintering, if the ceramic substrate in which the direction of the metal surface exposed on the surface is substantially uniformly adjusted by polishing the surface is illuminated / detected from the normal direction of the surface, the pattern portion is The surface where the metal is exposed is detected as bright with a certain probability, and the other portions are detected as dark.

【0008】また、一般に物体表面における光の反射で
は、その面の法線方向で入射/正反射した光の偏光は乱
れない(振動方向が変わらない)ため、偏光照明した場
合、その反射光の偏光方向は照明光と同じになる。この
ため、検出側で照明光の偏光方向と直交する偏光のみを
検出するようにすれば、正反射光は検出されず、その部
分は暗く検出されるため、パターン部は全て暗く検出さ
れる。以下、この照明/検出法を偏光検出と呼ぶ。
In general, in the reflection of light on the surface of an object, the polarization of the light incident / specularly reflected in the normal direction of the surface is not disturbed (the vibration direction does not change). The polarization direction is the same as the illumination light. Therefore, if the detection side detects only the polarized light orthogonal to the polarization direction of the illumination light, the specularly reflected light is not detected, and that portion is detected as dark, so that the entire pattern portion is detected as dark. Hereinafter, this illumination / detection method is referred to as polarization detection.

【0009】以上のことから、面の法線方向から照明/
検出した画像において明るく検出され、偏光検出画像に
おいて暗く検出される場所が金属である。
[0009] From the above, the illumination /
The place where it is detected brightly in the detected image and darkly detected in the polarization detection image is a metal.

【0010】また、ガラスのしみ上がりはパターンの周
辺から中央に向かって起こるので、ガラス量が多くなる
につれて金属の分布領域は狭められるため、金属の分布
領域を求めることにより、ガラス量を求めることがで
き、セラミック基板の焼結状態を定量的に監視できる。
Further, since the swelling of the glass occurs from the periphery to the center of the pattern, the distribution area of the metal becomes narrower as the amount of glass increases. Therefore, the amount of the glass is determined by calculating the distribution area of the metal. And the sintering state of the ceramic substrate can be monitored quantitatively.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。まず、
本発明の全体を説明し、次にセラミック基板のパターン
部分のガラス量を測定する実施例を説明することにす
る。
An embodiment of the present invention will be described below. First,
The whole of the present invention will be described, and then an embodiment for measuring the amount of glass in the pattern portion of the ceramic substrate will be described.

【0012】図1は、焼結状態監視の一実施例を説明す
るフロー図である。図1において、前工程にて準備され
たセラミック基板を、焼結工程にて焼結する。焼結した
セラミック基板のパターン部における表面に露出した金
属面は、図2(a)に示す断面例のように多様な方向を
向いている。このため、ある一方向から照明/検出して
もほとんど検出されない。例えば、図2(a)において
試料上方より照明光105で照明すると、その反射光の
ほとんどは反射光106のように照明方向とは異なる方
向に反射し、その向きも多様である。そこで、セラミッ
ク基板表面を研磨して、表面に露出した金属面の向きを
ほぼ一様に揃えたあと、同様に検出すれば図2(b)に
示すように金属部のほとんどからの反射光が検出でき
る。これを利用して、後程詳述する方法によりガラス量
を定量化しガラス量情報46を得る。このガラス量情報
46を焼結工程の定量的な焼結状態情報とし、これを焼
結工程のプロセス条件にフィードバックしたり、次工程
のプロセス条件決定に用いる。
FIG. 1 is a flowchart for explaining one embodiment of monitoring the sintering state. In FIG. 1, a ceramic substrate prepared in a previous step is sintered in a sintering step. The metal surface exposed on the surface of the pattern portion of the sintered ceramic substrate is oriented in various directions as in the cross-sectional example shown in FIG. For this reason, even if it is illuminated / detected from a certain direction, it is hardly detected. For example, when the illumination light 105 is illuminated from above the sample in FIG. 2A, most of the reflected light is reflected in a direction different from the illumination direction like the reflected light 106, and the direction is various. Then, the surface of the ceramic substrate is polished to make the direction of the metal surface exposed on the surface almost uniform, and if the same detection is performed, the reflected light from most of the metal portion is generated as shown in FIG. Can be detected. Utilizing this, the amount of glass is quantified by a method described later in detail, and glass amount information 46 is obtained. The glass amount information 46 is used as quantitative sintering state information of the sintering step, and is fed back to the process conditions of the sintering step or used for determining the process conditions of the next step.

【0013】本実施例によれば、焼結状態を定量的に把
握でき、基板製造の歩留まり向上、信頼性確保などに役
立てることができる。
According to this embodiment, the sintering state can be quantitatively grasped, which can be used for improving the yield of substrate manufacturing and ensuring reliability.

【0014】次にセラミック基板のパターン部分のガラ
ス量を測定する一実施例を説明する。図3は、セラミッ
ク基板のパターン部分のガラス量を測定する一実施例の
全体構成を示す図である。図3において、1は、被測定
物である試料(セラミック基板)である。2は、試料1
を移動させるためのステージである。3は、試料1を照
明するための照明の光源である。また、図では光源をそ
のまま載置しているが、光源を離してライトガイド等で
導いてもよい。4は、試料1の表面を検出するためのセ
ンサであり、ここでは、2次元センサであるTVカメラ
を例に説明する。5は、自然光である照明光25をある
特定な一方向のみに振動する偏光にするための偏光子で
あり、図示はしないが適当な移動装置により照明光25
の光路中に出し入れすることが可能である。つまり、照
明光25の光路中に偏光子5を入れると照明光26は、
ある特定な一方向にのみ振動する光つまり偏光となり、
偏光子5を光路より出すと照明光26は自然光となる。
6は、検出光27のうちある特定な一方向に振動する光
のみを通過させるための検光子であり、図示はしないが
適当な移動装置により検出光27の光路中に出し入れす
ることが可能である。ここで、検光子6は照明光26の
振動方向と直交方向に振動する光のみを通過する方向に
載置する。7は、センサ4により得られた画像信号20
を処理する画像処理部であり、図4に示すように、セン
サ4やA/Dコンバータ31などを制御する入力制御信
号21を発生する入力制御30と、センサ4の出力であ
る画像信号20を入力制御信号21に従ってデジタル値
に変換するA/Dコンバータ31と、得られた画像信号
40のシェーディングを補正するシェーディング補正部
32と、画像信号41を二値化するための二値化部33
と、二値化した画像信号42を一時記憶するためのメモ
リ34、およびマイクロプロセッサ35からなる。8
は、全体を統括して制御する全体制御部であり、マイク
ロプロセッサやシーケンサなどで構成される。もちろ
ん、ハード・ワイヤド・ロジックで構成してもかまわな
い。9は、ステージ2を制御するステージ制御部であ
り、全体制御部8の指令23によりステージ2を移動さ
せるものである。10は、照明/検出のためのレンズ群
である。照明光は、レンズ群10a,10bにより試料
1面上に照明され、試料1からの反射光はレンズ群10
b,10cによりセンサ4に結像される。11は、照明
と検出を同軸で行うためのハーフミラーであり、照明光
26を試料1方向に反射し、試料からの反射光を透過し
て、検出光27を得るものである。ここでは、10a,
10b,10cの3つのレンズ群およびハーフミラー1
1により照明/検出系を構成しているが、前記した2つ
の画像検出が可能であればその構成は問わない。
Next, an embodiment for measuring the amount of glass in the pattern portion of the ceramic substrate will be described. FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of one embodiment for measuring the amount of glass in a pattern portion of a ceramic substrate. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a sample (ceramic substrate) as an object to be measured. 2 is sample 1
This is a stage for moving. Reference numeral 3 denotes an illumination light source for illuminating the sample 1. Although the light source is mounted as it is in the figure, the light source may be separated and guided by a light guide or the like. Reference numeral 4 denotes a sensor for detecting the surface of the sample 1. Here, a TV camera which is a two-dimensional sensor will be described as an example. Reference numeral 5 denotes a polarizer for turning the illumination light 25, which is natural light, into polarized light that vibrates in only one specific direction.
In and out of the optical path. That is, when the polarizer 5 is put in the optical path of the illumination light 25, the illumination light 26 becomes
Light that oscillates only in one specific direction, that is, polarized light,
When the polarizer 5 is emitted from the optical path, the illumination light 26 becomes natural light.
Reference numeral 6 denotes an analyzer for passing only the light oscillating in one specific direction of the detection light 27. The analyzer 6 can be moved into and out of the optical path of the detection light 27 by a suitable moving device (not shown). is there. Here, the analyzer 6 is mounted in a direction that passes only light that vibrates in a direction orthogonal to the vibration direction of the illumination light 26. 7 is an image signal 20 obtained by the sensor 4
As shown in FIG. 4, the image processing unit generates an input control signal 21 for controlling the sensor 4, the A / D converter 31, and the like, and outputs an image signal 20 which is an output of the sensor 4. An A / D converter 31 for converting a digital value according to the input control signal 21; a shading correction unit 32 for correcting shading of the obtained image signal 40; and a binarization unit 33 for binarizing the image signal 41
, A memory 34 for temporarily storing the binarized image signal 42, and a microprocessor 35. 8
Is an overall control unit that controls the entire system, and includes a microprocessor, a sequencer, and the like. Of course, it may be configured by hard wired logic. Reference numeral 9 denotes a stage control unit for controlling the stage 2, which moves the stage 2 according to a command 23 of the overall control unit 8. Reference numeral 10 denotes a lens group for illumination / detection. Illumination light is illuminated on the surface of the sample 1 by the lens groups 10a and 10b.
Images are formed on the sensor 4 by b and 10c. Reference numeral 11 denotes a half mirror for performing illumination and detection coaxially. The half mirror 11 reflects the illumination light 26 in the direction of the sample 1 and transmits the reflected light from the sample to obtain the detection light 27. Here, 10a,
Three lens groups 10b and 10c and half mirror 1
1 constitutes an illumination / detection system, but the configuration does not matter as long as the two images can be detected.

【0015】次に、この実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0016】本実施例では、まず、ガラス量を測定した
い個所にステージを移動させておいてから、センサ4で
あるTVカメラの1フレーム分の撮像を入力制御30の
制御により行い、画像信号20を得る。画像信号20
は、リニアセンサの各画素毎にA/Dコンバータ31に
よりデジタル値に変換され画像信号40となる。画像信
号40はシェーディング補正回路32によりそのシェー
ディング(照明のムラやセンサの感度ムラに起因する検
出光のムラ)を補正され画像信号41となる。シェーデ
ィング補正回路32には、例えば、特開昭58−153
328号公報に記載のイメージセンサの受光感度不均一
補正方式が利用できる。画像信号41を、ある閾値以上
の明るさのところを“1”とする二値化回路33で二値
化し、得られた二値画像信号42をメモリ34中の画像
メモリに格納する。
In this embodiment, first, the stage is moved to a position where the amount of glass is to be measured, and then an image of one frame of the TV camera as the sensor 4 is taken under the control of the input control 30, and the image signal 20 is taken. Get. Image signal 20
Is converted into a digital value by the A / D converter 31 for each pixel of the linear sensor and becomes an image signal 40. The shading correction circuit 32 corrects the shading (non-uniformity of the detected light due to non-uniformity of illumination and non-uniformity of the sensitivity of the sensor) of the image signal 40 to become an image signal 41. The shading correction circuit 32 includes, for example, JP-A-58-153.
No. 328, an image sensor non-uniformity correction method can be used. The image signal 41 is binarized by a binarization circuit 33 for setting the brightness at a certain threshold value or higher to "1", and the obtained binary image signal 42 is stored in an image memory of the memory 34.

【0017】ここで、得られる画像について図5を用い
て説明する。なお、図5では“1”の部分を黒または斜
線で表している。また、101a,101bは、パター
ンであり、102は、基材であるセラミックである。
Here, the obtained image will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the "1" portion is represented by black or oblique lines. Further, 101a and 101b are patterns, and 102 is ceramic as a base material.

【0018】図5(a)は、偏光子5を照明光路25中
から出し照明光26を自然光とし、検光子6も検出側光
路27より出して検出したときの二値画像の例である。
このように検出すると、パターン101中の金属部分が
明るく(図5(a)では黒)検出される。また、図5
(a)に図示するようにセラミック部102が明るく検
出されることもある。
FIG. 5A shows an example of a binary image when the polarizer 5 is taken out of the illumination optical path 25, the illumination light 26 is used as natural light, and the analyzer 6 is also emitted from the detection-side optical path 27 and detected.
When detected in this way, the metal part in the pattern 101 is detected bright (black in FIG. 5A). FIG.
As shown in (a), the ceramic part 102 may be detected as bright.

【0019】図5(b)は、図5(a)の撮像場所と同
じ場所を、偏光子5を照明光路25中に入れ、照明光2
6をある特定な一方向にのみ振動する光つまり偏光と
し、検光子6も検出側光路27に入るようにして照明光
の振動方向と直交する検出光のみを検出したときの二値
化画像の例である。このように検出すると、パターン部
101中のガラス部ではその反射率が低いために暗く
(図5(b)では白)検出される。また、金属部では正
反射のため偏光面が変わらないのでその反射光は検光子
6を透過できないために暗く検出される。一方、セラミ
ック部102では、照明光26がセラミック表面より内
部に拡散するため偏光が乱れていろいろな方向に振動す
る光となり、検光子6を通過できる方向の振動の光が検
出光28として検出される。このため、パターン部10
1が暗く(図5(b)では白)、セラミック部102が
明るい(図5(b)では黒または斜線)画像が検出され
る。
FIG. 5B shows the same location as the imaging location in FIG.
6 is light that oscillates in only one specific direction, that is, polarized light, and the analyzer 6 is also placed in the detection-side optical path 27 so that only the detection light orthogonal to the oscillation direction of the illumination light is detected. It is an example. When such detection is performed, the glass portion in the pattern portion 101 is detected dark (white in FIG. 5B) because of its low reflectance. Further, since the plane of polarization does not change due to specular reflection at the metal part, the reflected light cannot be transmitted through the analyzer 6 and is detected dark. On the other hand, in the ceramic part 102, the illumination light 26 is diffused from the ceramic surface to the inside, so that the polarized light is disturbed and the light vibrates in various directions, and the light in the direction that can pass through the analyzer 6 is detected as the detection light 28. You. For this reason, the pattern portion 10
An image in which 1 is dark (white in FIG. 5B) and the ceramic portion 102 is bright (black or oblique lines in FIG. 5B) is detected.

【0020】これら2種の照明/検出法で得た2つの画
像はメモリ34内の異なるアドレスに記憶しておく。マ
イクロプロセッサ35は2つの画像を読み出して処理を
行い、ガラス量情報46を出力する。以下、その処理の
1実施例について図6および図7を用いて説明する。
The two images obtained by these two illumination / detection methods are stored at different addresses in the memory 34. The microprocessor 35 reads and processes the two images, and outputs glass amount information 46. Hereinafter, one embodiment of the processing will be described with reference to FIGS.

【0021】図6は、マイクロプロセッサ35による画
像処理の1実施例である。43aは、図5(a)に示し
た、偏光子5,検光子6とも光路中から出して検出した
ときの二値画像信号であり、43bは、図5(b)に示
した、偏光子5,検光子6とも光路中に入れて検出した
ときの二値画像信号である。まず、画像信号43bの論
理否定43cを得、画像信号43aとの論理積をとり、
図7(a)に示す画像信号44aを求める。ここで”
1”となるのは、パターン内部の金属部103のみであ
る。一方、画像信号43cに対してラベリングを行い、
図7(b)に示すように個々のパターン101a,10
1bを抽出する。図7(b)は、ラベリングの結果であ
る画像信号44bであり、”0”の画素を白、”1”の
画素を斜線、”2”の画素を黒で示してある。次に、図
7(c)に示すように、それぞれのパターンを囲むウィ
ンドウ111a,111bを発生させる。ウィンドウ1
11a,111bを画像信号44aに重ね、それぞれの
ウィンドウ内の金属部103をすべて中に含む最小の凸
多角形(以下、凸包と呼ぶ)を検出する。凸包の検出
は、例えばインフォメーション プロセッシング レタ
ーズ,ブイオーエル1(1972年)第132頁から第
133頁(Information Processing Letters,Vol.1(197
2),pp.132-133)において論じられている、グラハムの方
法と呼ばれる以下の方法で行う。
FIG. 6 shows an embodiment of the image processing by the microprocessor 35. 43a is a binary image signal when both the polarizer 5 and the analyzer 6 shown in FIG. 5 (a) are detected out of the optical path, and 43b is a polarizer shown in FIG. 5 (b). 5, the analyzer 6 is a binary image signal when detected in the optical path. First, a logical NOT 43c of the image signal 43b is obtained, and a logical AND with the image signal 43a is obtained.
An image signal 44a shown in FIG. here"
Only the metal portion 103 inside the pattern becomes 1 ". On the other hand, labeling is performed on the image signal 43c,
As shown in FIG. 7B, the individual patterns 101a, 101a
Extract 1b . FIG. 7B shows an image signal 44b as a result of the labeling, in which pixels of "0" are shown in white, pixels of "1" are shown in oblique lines, and pixels of "2" are shown in black. Next, as shown in FIG. 7C, windows 111a and 111b surrounding each pattern are generated. Window 1
11a and 111b are superimposed on the image signal 44a, and the smallest convex polygon (hereinafter referred to as convex hull) including all the metal parts 103 in each window is detected. Detection of the convex hull, for example information processing Letters, Buioeru 1 (1972) 133, pages from the 132 pages (Info r mation Processing Letters, Vol.1 (197
2), pp. 132-133), is performed by the following method called Graham's method.

【0022】始めに、ウィンドウの左上の画素を始点と
し、右に向かって走査し、ウィンドウの右端の画素にな
るか、”1”の画素に当たるかしたら、始点を1画素下
に移動させる。”1”の画素に当たった場合はその座標
を記憶する。これを始点がウィンドウの左下の画素にな
るまで繰返し、”1”の画素に当たった座標を順に記憶
する。次に、ウィンドウの右下の画素を始点とし、左に
向かって走査し、ウィンドウの左端の画素になるか、”
1”の画素に当たるかしたら、始点を1画素上に移動さ
せる。”1”の画素に当たった場合はその座標を記憶す
る。これを始点がウィンドウの右上の画素になるまで繰
返し、”1”の画素に当たった座標を順に記憶する。こ
のようにして、図8(a)に示すような座標の集合Pが
得られる。集合Pに含まれる点は、凸包の頂点の候補点
である。これらを図9に示すフローに従って処理する
と、図8(b)に示すような残った点の集合Qは、凸包
の頂点である。
First, the upper left pixel of the window is set as a starting point, and scanning is performed to the right. If the pixel is located at the right end of the window or hits a pixel of "1", the starting point is moved down by one pixel. When the pixel hits “1”, the coordinates are stored. This is repeated until the start point is the lower left pixel of the window, and the coordinates corresponding to the pixel “1” are sequentially stored. Next, starting from the lower right pixel of the window and scanning toward the left, it becomes the leftmost pixel of the window, or
If it hits the pixel of 1 ", the starting point is moved up by one pixel. If it hits the pixel of" 1 ", its coordinates are stored.This is repeated until the starting point becomes the upper right pixel of the window, and" 1 " In this way, a set of coordinates P is obtained as shown in Fig. 8A.Points included in the set P are candidate points of the vertices of the convex hull. When these are processed according to the flow shown in Fig. 9, a set Q of remaining points as shown in Fig. 8B is a vertex of the convex hull.

【0023】集合Qから、凸包の面積45aをFrom the set Q, the area 45a of the convex hull is

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】により求める。[0025]

【0026】一方、画像信号44bからは”1”の個数
あるいは”2”の個数を数えることによって、パターン
101aあるいは101bの個々の面積45bを求める
ことができる。45aを45bで割ることにより、金属
部分布領域面積のパターン面積に占める割合を求め、こ
れをガラス量情報46として出力する。
On the other hand, by counting the number of "1" or the number of "2" from the image signal 44b, the individual area 45b of the pattern 101a or 101b can be obtained. By dividing 45a by 45b, the ratio of the distribution area of the metal portion to the pattern area is determined, and this is output as glass amount information 46.

【0027】また、パターン101の輪郭を求め、輪郭
から凸包の頂点の距離の最大値を求め、これをガラス量
情報46としてもよい。また、これら2つを合わせてガ
ラス量情報46としてもよい。
Alternatively, the contour of the pattern 101 may be determined, the maximum value of the distance between the vertices of the convex hull from the contour may be determined, and this may be used as the glass amount information 46. Further, these two may be combined to obtain the glass amount information 46.

【0028】本実施例では、画像処理部7の一部をハー
ドウェアで構成し、一部をマイクロプロセッサとしてい
るが、前記の画像処理ができるものであればその構成を
問わない。
In this embodiment, a part of the image processing unit 7 is constituted by hardware, and a part is constituted by a microprocessor. However, the constitution is not limited as long as the image processing can be performed.

【0029】なお、本実施例では、一つのセンサで検出
しているため、2種の照明/検出条件で撮像した2つの
画像間で位置合わせや、倍率変換等の処理が不要である
という効果がある。
In this embodiment, since the detection is performed by one sensor, there is no need to perform a process such as alignment or magnification conversion between two images captured under two types of illumination / detection conditions. There is.

【0030】また、本実施例では、2つの画像検出の条
件を得るため、偏光子5と検光子6を移動させて1つの
検出ヘッドで検出したが、それぞれ個別の検出ヘッドと
してもよい。
In this embodiment, the polarizer 5 and the analyzer 6 are moved and detected by one detection head in order to obtain two image detection conditions. However, separate detection heads may be used.

【0031】また、本実施例では、パターン部101の
形状を得るため、偏光検出を行ったが、予め設計データ
を用意したり、以前に検出したものを用いてもよい。こ
の場合、検出回数を1回減らすことができ、測定の高速
化を図ることができる。
In this embodiment, polarization detection is performed to obtain the shape of the pattern portion 101. However, design data may be prepared in advance, or data detected before may be used. In this case, the number of detections can be reduced by one, and the measurement can be speeded up.

【0032】また、本実施例では、センサ4に2次元セ
ンサを用いたが、リニアセンサのような1次元センサを
用いて、ステージ2をセンサの動作に同期させながら、
連続移動させて検出してもよい。この場合、ステージの
起動/停止時間を少なくすることができ、検出時間を短
縮できる効果がある。
In this embodiment, a two-dimensional sensor is used as the sensor 4. However, a one-dimensional sensor such as a linear sensor is used to synchronize the stage 2 with the operation of the sensor.
Detection may be performed by continuous movement. In this case, there is an effect that the start / stop time of the stage can be reduced, and the detection time can be shortened.

【0033】また、本実施例では、検出した画像を二値
化したあと処理しているため、処理回路が小規模で済む
という効果がある。
Further, in this embodiment, since the detected image is processed after being binarized, the processing circuit can be reduced in scale.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、焼結後のセラミック基
板パターン部のガラス量という定量化した情報を得るこ
とで、定量的なセラミック基板の焼結状態監視ができ
る。
According to the present invention, the sintering state of the ceramic substrate can be quantitatively monitored by obtaining the quantified information of the glass amount of the ceramic substrate pattern portion after sintering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の全体フロー図である。FIG. 1 is an overall flowchart of the present invention.

【図2】試料の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a sample.

【図3】セラミック基板のパターン部分のガラス量を測
定する一実施例の全体構成図である。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of one embodiment for measuring the amount of glass in a pattern portion of a ceramic substrate.

【図4】図3における画像処理部7の一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of an image processing unit 7 in FIG. 3;

【図5】図4におけるマイクロプロセッサ35による画
像処理の流れ図である。
FIG. 5 is a flowchart of image processing by a microprocessor 35 in FIG. 4;

【図6】図4における各部の画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image of each unit in FIG. 4;

【図7】図6における各部の画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image of each unit in FIG. 6;

【図8】凸包検出を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating convex hull detection.

【図9】凸包検出のフローを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a flow of convex hull detection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料(セラミック基板)、2…ステージ、3…照明
の光源、4…センサ、5…偏光子、6…検光子、7…画
像処理部、8…全体制御部、9…ステージ制御部、10
(10a,10b,10c)…レンズ群、11…ハーフ
ミラー、25,26…照明光路、27,28…検出光
路、30…入力制御部、31…A/Dコンバータ、32
…シェーディング補正部、33…二値化部、34…メモ
リ部、35…マイクロプロセッサ、101(101a,
101b)…セラミック基板パターン部、102…基材
部(セラミック部)、103…金属部、104…ガラス
部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... sample (ceramic substrate), 2 ... stage, 3 ... light source of illumination, 4 ... sensor, 5 ... polarizer, 6 ... analyzer, 7 ... image processing part, 8 ... whole control part, 9 ... stage control part, 10
(10a, 10b, 10c): lens group, 11: half mirror, 25, 26: illumination optical path, 27, 28: detection optical path, 30: input control unit, 31: A / D converter, 32
.., Shading correction unit, 33, binarization unit, 34, memory unit, 35, microprocessor, 101 (101a, 101a,
101b): ceramic substrate pattern portion, 102: base material portion (ceramic portion), 103: metal portion, 104: glass portion.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野本 峰生 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社 日立製作所 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−181906(JP,A) 特開 平1−263540(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/958 H05K 3/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Mineo Nomoto 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Hitachi, Ltd. Production Engineering Laboratory (56) References JP-A-1-263540 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/84-21/958 H05K 3/46

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】焼結後のセラミック基板を研磨し、表面に
露出した金属面の向きをほぼ一様に揃え、それらの面の
法線方向から照明/検出した画像Aと、特定の方向にの
み振動している偏光の照明をし、その照明光の振動方向
と直交方向に振動している光のみを検出した画像Bの2
つの画像を得、これら2つの画像から画像処理によって
ガラス量を検出し、これをセラミック基板の焼結状態の
監視情報とすることを特徴とするセラミック基板の焼結
状態監視方法。
1. A ceramic substrate after sintering is polished, the directions of metal surfaces exposed on the surface are almost uniformly aligned, and an image A illuminated / detected from a normal direction of those surfaces and a specific direction are obtained. 2 of the image B obtained by illuminating only polarized light oscillating and detecting only light oscillating in the direction orthogonal to the oscillation direction of the illumination light.
A method for monitoring the sintering state of a ceramic substrate, comprising obtaining two images, detecting the amount of glass from the two images by image processing, and using the detected amount as monitoring information for the sintering state of the ceramic substrate.
【請求項2】請求項1におけるガラス量は、画像Aにお
いて明るく検出され、かつ画像Bにおいて暗く検出され
た場所を金属部とし、画像Bにおいて暗く検出された場
所をパターン部とし、金属部全体を中に含む凸包の面積
がパターンの面積に占める割合で表すことを特徴とする
セラミック基板の焼結状態監視方法。
2. The method according to claim 1, wherein a portion detected as bright in the image A and a portion detected dark in the image B is a metal portion, a portion detected dark in the image B is a pattern portion, and Characterized in that the area of the convex hull including the following is expressed as a ratio to the area of the pattern.
【請求項3】請求項1におけるガラス量は、画像Aにお
いて明るく検出され、かつ画像Bにおいて暗く検出され
た場所を金属部とし、画像Bにおいて暗く検出された場
所をパターン部とし、金属部全体を中に含む凸包とパタ
ーン部の境界との距離の最大値で表すことを特徴とする
セラミック基板の焼結状態監視方法。
3. The amount of glass according to claim 1, wherein a portion detected brightly in the image A and darkly detected in the image B is a metal portion, a portion detected dark in the image B is a pattern portion, Characterized by the maximum value of the distance between the convex hull and the boundary of the pattern portion including the following.
【請求項4】焼結後のセラミック基板を研磨し表面に露
出した金属面の向きをほぼ一様に揃える手段と、それら
の面の法線方向から照明/検出した画像Aを得る手段
と、特定の方向にのみ振動している偏光の照明をし、そ
の照明光の振動方向と直交方向に振動している光のみを
検出した画像Bを得る手段と、画像Aと画像Bからガラ
ス量を検出する画像処理手段からなることを特徴とする
セラミック基板の焼結状態監視装置。
4. A means for polishing a ceramic substrate after sintering so as to make the directions of metal surfaces exposed on the surface almost uniform, a means for obtaining an image A illuminated / detected from the normal direction of those surfaces, A means for illuminating polarized light oscillating only in a specific direction and obtaining an image B in which only light oscillating in a direction orthogonal to the oscillation direction of the illumination light is obtained; An apparatus for monitoring a sintering state of a ceramic substrate, comprising an image processing means for detecting.
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