JP4776197B2 - Wiring board inspection equipment - Google Patents

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Description

この発明は、配線基板の検査装置に関する。 The present invention relates to a wiring board inspection apparatus .

特開平7−83841号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-83841 特開平11−94762号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-94762 特開平11−166903号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-166903 特開平11−271233号公報JP-A-11-271233 特開2002−122554号公報JP 2002-122554 A

ICやマイクロプロセッサ等の半導体チップは、近年高集積化が急速に進んでいることから、チップの入出力部の端子数も大幅に増大しつつある。これを受けて、そのようなチップを接続するための電子回路基板も線路導体の数が急増しており、高分子材料からなる誘電体層を介して複数の配線層を積層したいわゆるビルドアップ基板が増えてきている。
ビルドアップ基板では、配線層間を電気的に接続するために、誘電体層の必要位置にこれを貫通するビアホールが形成され、ビアホールの内面はメッキによりビア導体が形成される。
Semiconductor chips such as ICs and microprocessors have been rapidly integrated in recent years, so that the number of terminals at the input / output section of the chip is also increasing significantly. In response to this, electronic circuit boards for connecting such chips also have a rapidly increasing number of line conductors, and so-called build-up boards in which a plurality of wiring layers are laminated via a dielectric layer made of a polymer material. Is increasing.
In the build-up substrate, in order to electrically connect the wiring layers, a via hole penetrating the dielectric layer is formed at a necessary position of the dielectric layer, and a via conductor is formed on the inner surface of the via hole by plating.

従来、このビア導体は、図14のごとく、ビアホールの内面に沿ってメッキ層を形成し、その内側に空隙UJを残した、いわゆるコンフォーマルビア導体CVとして形成されることが多かった。この場合、その上にさらに別のビアを重ねて上層側の配線層と接続をとる構造を形成する際には、上側のビア導体が下側のビア導体の空隙と重なると、ビアのメッキ不良ひいては導通不良等を起こす原因ともなるので、上側のビア導体と下側のビア導体とは互いに重ならないように位置をずらせて形成していた。   Conventionally, as shown in FIG. 14, this via conductor is often formed as a so-called conformal via conductor CV in which a plating layer is formed along the inner surface of the via hole and an air gap UJ is left inside thereof. In this case, when forming a structure in which another via is stacked on top of that to connect to the upper wiring layer, if the upper via conductor overlaps the gap of the lower via conductor, the plating of the via is poor. As a result, it causes a conduction failure, and therefore, the upper via conductor and the lower via conductor are formed so as not to overlap each other.

しかし、配線の集積密度が高まるにつれ、上記のようなコンフォーマルビア導体は、上下のビア接続構造にスペース的な制約を生ずるため、最近では図15に示すように、ビア導体の内側をメッキ充填したフィルドビア導体134sが採用されるようになってきている。フィルドビア導体134sはビアの内部に空隙が残留しないため、上下のビア導体を重ね合わせた、いわゆるスタックドビアの形成が可能であり、ビアや配線の高密度配置により有利な構造である。   However, as the integration density of wiring increases, the conformal via conductor as described above causes a space restriction on the upper and lower via connection structures, and recently, as shown in FIG. 15, the inside of the via conductor is filled with plating. The filled via conductor 134s has been adopted. Since the filled via conductor 134 s does not leave a gap inside the via, a so-called stacked via in which upper and lower via conductors are overlapped can be formed, and is a structure that is advantageous for high-density arrangement of vias and wirings.

図16に示すように、フィルドビア導体134sはビアホールの内部をメッキ金属で充填して形成するが、メッキ途中で異物等が付着して充填メッキ層の成長が妨げられたりすると空隙が残留し、ビアの頂面に凹状欠陥を生ずることがある。フィルドビア導体134sの、このような凹状欠陥は、従来、拡大鏡を用いて目視観察により検査していたが、能率や精度に欠けることはいうまでもない。そこで、ビア導体の頂面を画像撮影し、その画像を解析することで凹状欠陥を特定することが当然考えられる。   As shown in FIG. 16, the filled via conductor 134s is formed by filling the inside of the via hole with a plating metal. However, if foreign matter or the like adheres during the plating and the growth of the filled plating layer is hindered, a void remains, and the via May cause a concave defect on the top surface of the substrate. Conventionally, such a concave defect in the filled via conductor 134s has been inspected by visual observation using a magnifying glass. However, it goes without saying that efficiency and accuracy are lacking. Therefore, it is naturally conceivable to identify the concave defect by taking an image of the top surface of the via conductor and analyzing the image.

ところが、ビア導体は金属光沢を呈するため、凹状欠陥を生じていても、照明光を当てると欠陥周囲と欠陥内面とがいずれも強い反射光を生じ、欠陥領域とその周囲領域との間にコントラストがつきにくく、欠陥の検出精度に欠ける難点がある。なお、特許文献1〜5には、光学的手法によりビルドアップ基板のビア検査を行なう種々の装置が開示されているが、いずれもビア導体形成前のビアホールにおいて、その内部の樹脂残留欠陥を検査するためのものであり、フィルドビア導体の凹状欠陥に適した検査方法を開示するものではない。   However, since the via conductor has a metallic luster, even if it has a concave defect, when it is irradiated with illumination light, both the defect periphery and the defect inner surface generate strong reflected light, and the contrast between the defect area and the surrounding area is high. There is a difficulty that the detection accuracy of defects is lacking. In addition, Patent Documents 1 to 5 disclose various apparatuses that perform via inspection of a build-up substrate by an optical method, and all of them inspect resin residual defects inside via holes before forming via conductors. Therefore, it does not disclose an inspection method suitable for a concave defect of a filled via conductor.

本発明の課題は、メッキ不良等によりフィルドビア導体の内部に生じている凹状欠陥を確実かつ高能率に発見できる配線基板の検査装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the inspection apparatus of the wiring board which can discover the concave-shaped defect which has arisen inside the filled via conductor by plating defect etc. reliably and efficiently.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

さらに、本発明の配線基板の検査装置は、
金属配線層と高分子材料からなる誘電体層とが交互に積層されるとともに、前記誘電体層を挟んで積層方向に隣接する金属配線層間を、内部が金属充填されたフィルドビア導体により接続した構造の配線積層部を有する配線基板の検査装置であって、
被検査面に前記フィルドビア導体の頂面が露出した状態の前記被検査基板体において、基板主表面法線に対し、その片側から傾斜した角度で入射する照明光により前記フィルドビア導体の頂面領域を照らす照明装置と、
前記頂面領域の画像を、前記照明光の前記基板主表面法線に対する傾斜した角度よりも小さな角度である撮影光軸上で撮影する撮影装置と、
前記被検査面までの距離を測定し、測定した距離に基づいて、前記被検査面上に撮影装置の焦点が一致するように、前記撮影装置の撮影光軸方向の位置を調整する位置調整機構と、
前記画像の出力装置と、
撮影された前記画像上の頂面領域に生ずる陰影情報に基づいて、前記フィルドビア導体の金属充填不良により生ずる凹状欠陥の発生状態を解析する検査解析部と、を備え、
複数の前記被検査基板体が面内に非分離形態で一体化した基板ワークを、上面で支持する基板ワーク支持部と、該基板ワーク支持部上で支持される前記基板ワークの撓みを矯正する撓み矯正部とをさらに有し、
前記撓み矯正部は、前記基板ワーク支持部上に配置された前記基板ワークの面内に予め定められた付勢方向における、該基板ワークの一方の端縁を保持する固定保持部と、
前記付勢方向に可動配置され、前記基板ワークの前記付勢方向における他方の端縁を保持する可動保持部と、
該可動保持部を前記付勢方向に引張付勢して前記基板ワークを展張することにより撓みを矯正する展張付勢機構と、を備えることを特徴とする。
Furthermore, the inspection apparatus for a wiring board according to the present invention comprises:
A structure in which metal wiring layers and dielectric layers made of a polymer material are alternately laminated, and metal wiring layers adjacent to each other in the laminating direction with the dielectric layers interposed therebetween are connected by filled via conductors filled with metal inside An inspection apparatus for a wiring board having a wiring lamination part of
In the inspected substrate body in a state where the top surface of the filled via conductor is exposed on the surface to be inspected, the top surface region of the filled via conductor is illuminated by illumination light incident at an angle inclined from one side of the substrate main surface normal. A lighting device that illuminates;
An imaging device that captures an image of the top surface region on an imaging optical axis that is smaller than an inclined angle of the illumination light with respect to a normal surface of the substrate main surface;
A position adjusting mechanism that measures the distance to the surface to be inspected and adjusts the position of the image taking device in the direction of the optical axis of the image taking device so that the focus of the image taking device coincides with the surface to be inspected. When,
An output device for the image;
An inspection analysis unit that analyzes the occurrence state of a concave defect caused by a metal filling defect of the filled via conductor based on shadow information generated in the top surface region on the imaged image,
A plurality of the inspection substrate body a substrate workpiece which is integrated by a non-isolated form in a plane, to correct the substrate workpiece support for supporting the upper surface, the deflection of the substrate workpiece to be supported by the substrate workpiece support on A deflection correction part,
The bending correction part is a fixed holding part that holds one edge of the substrate work in a predetermined biasing direction in a plane of the substrate work arranged on the substrate work support part,
A movable holding part that is movably arranged in the biasing direction and holds the other edge in the biasing direction of the substrate workpiece;
And a tension biasing mechanism that corrects the deflection by tensioning the movable holding portion in the biasing direction to stretch the substrate work.

上記本発明の検査装置によれば、凹状欠陥を生じているフィルドビア導体に対し、基板主表面法線の片側から傾斜した角度で入射する照明光を照射する。図7に示すように、このような傾斜した照明光により、フィルドビア導体に生じている凹状欠陥の内側には、照明光が遮られて陰影となる領域が生ずる。従って、凹状欠陥の内部が反射率の高い金属で覆われているにもかかわらず、上記の陰影形成により凹状欠陥を容易に識別でき、フィルドビア導体の内部に生じている該凹状欠陥を確実かつ高能率に発見できる。そして、当該の検査方法により、基板製品の選別を行なう本発明の配線基板の製造方法によれば、凹状欠陥の検出精度が向上し、不良品の排除を確実に行なえるため、出荷される基盤の不良率を低減することができる。
According to the inspection apparatus of the present invention, illumination light incident at an angle inclined from one side of the normal surface of the substrate main surface is irradiated to the filled via conductor in which the concave defect is generated. As shown in FIG. 7, the tilted illumination light causes a shadowed area by blocking the illumination light inside the recessed defect generated in the filled via conductor. Therefore, even though the inside of the concave defect is covered with a highly reflective metal, the concave defect can be easily identified by the above-described shading, and the concave defect generated inside the filled via conductor can be reliably and highly Can be discovered efficiently. Then, according to the method of manufacturing a wiring board of the present invention for selecting a substrate product by the inspection method, the detection accuracy of the concave defect is improved and the defective product can be surely eliminated. The defect rate can be reduced.

なお、特許文献4の検査装置には、傾斜した照明光を用いてビアホールの検査を行なう装置が開示されているが、前述したごとく、この装置の検査対象となるのはメッキによりビア導体を形成する前のビアホールにおけるエッチング樹脂残渣であり、フィルドビア導体の内の凹状欠陥を検出する本発明とは目的が異なる。しかも基板法線に対して両側から傾斜した照明光を当てるようになっているから、これを本発明の解決課題に適用した場合、片方の傾斜光により生じた陰影領域は他方の傾斜光によりキャンセルされ、陰影領域により凹状欠陥を検出する目的を達成することができない。   The inspection apparatus disclosed in Patent Document 4 discloses an apparatus for inspecting a via hole using inclined illumination light. As described above, the inspection object of this apparatus is to form a via conductor by plating. This is an etching resin residue in a via hole before the process, and has a different purpose from the present invention for detecting a concave defect in a filled via conductor. In addition, since the illumination light inclined from both sides with respect to the substrate normal line is applied, when this is applied to the solution of the present invention, the shaded area caused by one inclined light is canceled by the other inclined light. Therefore, the object of detecting the concave defect by the shaded area cannot be achieved.

画像の撮影光軸方向は、照明光の傾斜角度よりも小さい範囲で、基板主表面法線に対して傾斜させることも可能であるが、陰影領域の検出を高精度に行なう観点から、画像の撮影光軸方向は基板主表面法線に一致していることが望ましい。   The image-taking optical axis direction of the image can be tilted with respect to the normal surface of the substrate within a range smaller than the tilt angle of the illumination light, but from the viewpoint of detecting the shadow region with high accuracy, The imaging optical axis direction is preferably coincident with the normal surface of the substrate main surface.

照明光の基板主表面法線に対する傾斜角度は、特に20°以上80°以下に設定したとき、凹状欠陥の検出精度を向上させる効果が高くなる。該傾斜角度は、より望ましくは20°以上40°以下に設定するのがよい。   When the inclination angle of the illumination light with respect to the normal surface of the substrate main surface is set to 20 ° or more and 80 ° or less, the effect of improving the detection accuracy of the concave defect is enhanced. The inclination angle is more preferably set to 20 ° or more and 40 ° or less.

本発明の装置においては、二次元CCDセンサなどの二次元画像センサを使用し、撮影領域を二次元的に照らす面型照明を用いることも可能であるが、面型照明では、照射領域上の位置によって照明光の角度が相違し、陰影形成が不明瞭となる可能性があり、また、各位置での照明光の光量も不足しがちである。そこで被検査基板体上の撮影領域にて、面内の第一方向に定められた線状の撮影情報を取得する撮影装置としてのラインセンサカメラと、線状の撮影情報の取得位置を選択的に照明光により照明する前記照明装置としてのライン照明と、撮影領域上にてラインセンサカメラによる撮影位置を、面内にて第一の方向と直交する第二の方向に走査する撮影走査部と、該走査により順次得られた線状の撮影情報を面内に合成して、撮影領域に対応した二次元画像情報を得る画像情報生成手段と、を備えるものとして構成すれば、線状の撮影領域に照明光を集中でき、より明瞭な陰影を形成できるので、欠陥検出精度を高めることができる。この場合、ラインセンサカメラと照明装置の位置が固定とされ、撮影走査部を、被検査基板体を第二の方向に走査移動させる基板走査移動部を有するものとして構成すると、カメラ光学系から走査のための駆動機構が排除され、光軸ぶれや焦点ずれなどの不具合を生じ難くなる。 In the apparatus of the present invention, it is possible to use a two-dimensional image sensor such as a two-dimensional CCD sensor and to use surface illumination that illuminates the imaging region two-dimensionally. The angle of illumination light differs depending on the position, and shadow formation may be unclear, and the amount of illumination light at each position tends to be insufficient. Therefore , in the imaging area on the substrate to be inspected, select the line sensor camera as the imaging device that acquires the linear imaging information defined in the first direction in the plane, and the acquisition position of the linear imaging information Line illumination as the illumination device that illuminates with illumination light and an imaging scanning unit that scans the imaging position of the line sensor camera on the imaging area in a second direction orthogonal to the first direction in the plane And image information generating means for combining two-dimensional image information sequentially obtained by the scanning in a plane to obtain two-dimensional image information corresponding to the image area. Since the illumination light can be concentrated on the imaging region and a clearer shadow can be formed, the defect detection accuracy can be increased. In this case, when the positions of the line sensor camera and the illumination device are fixed, and the imaging scanning unit is configured to have a substrate scanning moving unit that scans and moves the substrate to be inspected in the second direction, scanning is performed from the camera optical system. This eliminates the drive mechanism for preventing the occurrence of problems such as optical axis blurring and defocusing.

本発明の装置においては、位置調整機構が設けられることにより、焦点距離の変化により画像の倍率が変化する不具合を効果的に防止することができる。また、陰影領域を画像上で目視観察して欠陥判定する形にしてもよいが、撮影された画像上の頂面領域に生ずる陰影情報に基づいて、フィルドビア導体の金属充填不良により生ずる凹状欠陥の発生状態を解析する検査解析部を設けておけば、欠陥判定の能率をより高めることができる。 In the apparatus of the present invention, by providing the position adjusting mechanism , it is possible to effectively prevent the problem that the magnification of the image changes due to the change of the focal length. In addition, the shadow area may be visually observed on the image to determine the defect, but based on the shadow information generated in the top surface area on the photographed image, the concave defect caused by the metal filling failure of the filled via conductor is detected. If an inspection analysis unit for analyzing the occurrence state is provided, the efficiency of defect determination can be further increased.

凹状欠陥の検査に関しては、具体的には、画像上の領域を照明光による照度により、予め定められた閾値を境界として明領域と暗領域とに区分し、フィルドビア導体の頂面領域に現れている暗領域の面積又は寸法の情報に基づいて、凹状欠陥の形成程度に関する判定を行なうことができる。この場合、本発明の装置において前述の検査解析部は、画像上の領域を、照明光による照度により、予め定められた閾値を境界として明領域と暗領域とに区分するとともに、フィルドビア導体の頂面領域に現れている暗領域の面積又は寸法を演算する暗領域演算手段と、暗領域の面積又は寸法に基づいて、凹状欠陥の形成程度に関する判定を行なう判定手段とを有するものとして構成する。   Regarding the inspection of concave defects, specifically, the area on the image is divided into a bright area and a dark area with a predetermined threshold as a boundary by the illuminance by illumination light, and appears on the top surface area of the filled via conductor. Based on the information on the area or size of the dark region, it is possible to make a determination regarding the degree of formation of the concave defect. In this case, in the apparatus of the present invention, the inspection analysis unit described above divides the region on the image into a bright region and a dark region with a predetermined threshold as a boundary based on the illuminance by the illumination light, and the top of the filled via conductor. A dark area calculating means for calculating the area or size of the dark area appearing in the surface area and a determining means for making a determination regarding the degree of formation of the concave defect based on the area or size of the dark area are provided.

上記のようにすると、凹状欠陥の定性的な有無だけでなく、暗領域の面積又は寸法により、形成されている凹状欠陥の程度を定量評価することができる。その結果、許容範囲を超えた凹状欠陥を適切に発見でき、また、本質的に問題とならない軽微な凹状欠陥は排除することができるから、選別工程における不良率の低減も適性に図ることができる。   If it carries out as mentioned above, not only the qualitative presence or absence of a concave defect but quantitative evaluation of the degree of the concave defect currently formed can be performed with the area or dimension of a dark region. As a result, it is possible to appropriately find concave defects exceeding the allowable range, and it is possible to eliminate minor concave defects that are not essentially a problem. Therefore, it is possible to appropriately reduce the defect rate in the sorting process. .

開口寸法がほぼ同じ凹状欠陥の場合、図7に示すごとく、欠陥が深くなるほど陰影領域も大きくなるので、暗領域の面積又は寸法が大きいほど、凹状欠陥の深さが大きいと判定することができる。装置の場合は、前述の判定手段を、暗領域の面積又は寸法が予め定められた基準値よりも大きい場合に、当該フィルドビア導体を不良として判定するものとして構成する。スタックドビアの導通不良等は、欠陥の開口面積よりも欠陥深さの影響を大きく受けるため、深い欠陥を確実に排除できる上記の方法はより効果的である。具体的には、暗領域の面積又は寸法が予め定められた基準値よりも大きい場合に、当該フィルドビア導体を不良として判定することが、判定演算も単純であり、検査能率向上に寄与する。   In the case of a concave defect having substantially the same opening size, as shown in FIG. 7, since the shadow region becomes larger as the defect becomes deeper, it can be determined that the depth of the concave defect is larger as the area or size of the dark region is larger. . In the case of an apparatus, the above-described determination means is configured to determine the filled via conductor as defective when the area or size of the dark region is larger than a predetermined reference value. Since the conduction failure of the stacked via is influenced more greatly by the defect depth than the opening area of the defect, the above method that can surely eliminate the deep defect is more effective. Specifically, when the area or size of the dark region is larger than a predetermined reference value, determining the filled via conductor as defective is simple, and contributes to improving inspection efficiency.

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図17は、本発明の検査方法、装置及び製造方法の対象となる配線基板100の断面構造を模式的に示すものである。該配線基板100は、耐熱性樹脂板(例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板)や、繊維強化樹脂板(例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂)等で構成された板状コア102の両表面に、所定のパターンに配線金属層をなすコア導体層M1,M11がそれぞれ形成される。これらコア導体層M1,M11は板状コア102の表面の大部分を被覆する面導体パターンとして形成され、電源層又は接地層として用いられるものである。他方、板状コア102には、ドリル等により穿設されたスルーホール112が形成され、その内壁面にはコア導体層M1,M11を互いに導通させるスルーホール導体130が形成されている。また、スルーホール112は、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材131により充填されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 17 schematically shows a cross-sectional structure of a wiring board 100 that is an object of the inspection method, apparatus, and manufacturing method of the present invention. The wiring substrate 100 has a predetermined pattern on both surfaces of a plate-like core 102 made of a heat-resistant resin plate (for example, bismaleimide-triazine resin plate), a fiber reinforced resin plate (for example, glass fiber reinforced epoxy resin), or the like. Core conductor layers M1 and M11 that form wiring metal layers are formed respectively. These core conductor layers M1 and M11 are formed as a plane conductor pattern that covers most of the surface of the plate-shaped core 102, and are used as a power supply layer or a ground layer. On the other hand, a through-hole 112 drilled by a drill or the like is formed in the plate-like core 102, and a through-hole conductor 130 that connects the core conductor layers M1 and M11 to each other is formed on the inner wall surface thereof. The through hole 112 is filled with a resin hole filling material 131 such as an epoxy resin.

また、コア導体層M1,M11の上層には、配線積層部L1,L2が形成される。具体的には、感光性樹脂組成物106にて構成された第一誘電体層(ビルドアップ層:誘電体層)V1,V11がそれぞれ形成され、その表面にはそれぞれ金属配線107を有する第一導体層M2,M12がCuメッキにより形成されている。なお、コア導体層M1,M11と第一導体層M2,M12とは、それぞれビア134により層間接続がなされている。同様に、第一導体層M2,M12の上層には、感光性樹脂組成物106を用いた第二誘電体層(ビルドアップ層:誘電体層)V2,V12がそれぞれ形成されている。その表面には、金属端子パッド108,118を有する第二導体層M3,M13が形成されている。これら第一導体層M2,M12と第二導体層M3,M13とは、それぞれビア134により層間接続がなされている。ビア134は、図17に示すように、ビアホール134hとその内周面に設けられたフィルドビア導体134sと、底面側にてフィルドビア導体134sと導通するように設けられたビアパッド134pと、ビアパッド134pと反対側にてビア導体34hの開口周縁から外向きに張り出すビアパッド134lとを有している。   In addition, wiring laminated portions L1 and L2 are formed on the upper layers of the core conductor layers M1 and M11. Specifically, first dielectric layers (build-up layers: dielectric layers) V1 and V11 each formed of a photosensitive resin composition 106 are formed, and first surfaces each having a metal wiring 107 on the surface thereof. The conductor layers M2 and M12 are formed by Cu plating. The core conductor layers M1, M11 and the first conductor layers M2, M12 are connected to each other through vias 134. Similarly, second dielectric layers (build-up layers: dielectric layers) V2 and V12 using the photosensitive resin composition 106 are formed on the first conductor layers M2 and M12, respectively. On the surface, second conductor layers M3 and M13 having metal terminal pads 108 and 118 are formed. The first conductor layers M2, M12 and the second conductor layers M3, M13 are interconnected by vias 134, respectively. As shown in FIG. 17, the via 134 is opposite to the via hole 134 h and a filled via conductor 134 s provided on the inner peripheral surface thereof, a via pad 134 p provided to be electrically connected to the filled via conductor 134 s on the bottom surface side, and the via pad 134 p. On the side, a via pad 134l projecting outward from the peripheral edge of the opening of the via conductor 34h is provided.

フィルドビア導体134sは、メッキ金属により内部が充填されたフィルドビア導体として形成されており、隣接する誘電体層にまたがる形で、2つないしそれ以上の複数のフィルドビア導体134sを、面内に互いに重なりを生ずる形で積み重ねたスタックドビアが形成されている。   The filled via conductor 134s is formed as a filled via conductor filled with a plating metal, and two or more filled via conductors 134s are overlapped with each other in a plane so as to straddle adjacent dielectric layers. Stacked vias are formed that are stacked in the resulting manner.

板状コア102の第一主表面MP1においては、コア導体層M1、第一誘電体層V1、第一導体層M2及び第二誘電体層V2が第一の配線積層部L1を形成している。また、板状コア2の第二主表面MP2においては、コア導体層M11、第一誘電体層V11、第一導体層M12及び第二誘電体層V12が第二の配線積層部L2を形成している。いずれも、第一主表面CPが誘電体層にて形成されるように、誘電体層と導体層とが交互に積層されたものであり、該第一主表面CP上には、複数の金属端子パッド110ないし117がそれぞれ形成されている。第一配線積層部L1側の金属端子パッド110は、集積回路チップなどをフリップチップ接続するためのパッドである半田パッドを構成する。また、第二配線積層部L2側の金属端子パッド117は、配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ(PGA)あるいはボールグリッドアレイ(BGA)により接続するための裏面パッドとして利用されるものである。   On the first main surface MP1 of the plate-like core 102, the core conductor layer M1, the first dielectric layer V1, the first conductor layer M2, and the second dielectric layer V2 form the first wiring laminated portion L1. . Further, on the second main surface MP2 of the plate-like core 2, the core conductor layer M11, the first dielectric layer V11, the first conductor layer M12, and the second dielectric layer V12 form the second wiring laminated portion L2. ing. In either case, dielectric layers and conductor layers are alternately stacked such that the first main surface CP is formed of a dielectric layer, and a plurality of metals are formed on the first main surface CP. Terminal pads 110 to 117 are respectively formed. The metal terminal pad 110 on the first wiring laminated portion L1 side constitutes a solder pad that is a pad for flip-chip connecting an integrated circuit chip or the like. The metal terminal pad 117 on the second wiring laminated portion L2 side is used as a back surface pad for connecting the wiring board itself to a mother board or the like by a pin grid array (PGA) or a ball grid array (BGA). .

誘電体層V1,V11,V2,V12、及びソルダーレジスト層108,118は例えば以下のようにして製造される。すなわち、感光性樹脂組成物ワニスをフィルム化した感光性接着フィルムをラミネート(貼り合わせ)し、ビアホール134hに対応したパターンを有する透明マスク(例えばガラスマスクである)を重ねて露光する。ビアホール134h以外のフィルム部分は、この露光により硬化する一方、ビアホール134h部分は未硬化のまま残留するので、これを溶剤に溶かして除去すれば、所期のパターンにてビアホール134hを簡単に形成することができる(いわゆるフォトビアプロセス)。次に、感光型メッキレジスト樹脂を用いて配線形状がパターニングされたマスクを形成し、周知の無電解Cuメッキを施すことにより、配線パターンをメッキ形成するとともに、ビアホール134hの内部をメッキ金属で充填してフィルドビア導体134sを形成する。上記工程を繰り返すことにより、配線積層部L1,L2を各々形成できる。   The dielectric layers V1, V11, V2, and V12 and the solder resist layers 108 and 118 are manufactured as follows, for example. That is, a photosensitive adhesive film formed by forming a photosensitive resin composition varnish is laminated (bonded), and a transparent mask (for example, a glass mask) having a pattern corresponding to the via hole 134h is overlaid and exposed. The film portions other than the via hole 134h are cured by this exposure, while the via hole 134h portion remains uncured. If this is dissolved in a solvent and removed, the via hole 134h is easily formed in the intended pattern. (So-called photovia process). Next, a pattern-patterned mask is formed using a photosensitive plating resist resin, and a well-known electroless Cu plating is applied to form a wiring pattern and fill the inside of the via hole 134h with a plating metal. Thus, a filled via conductor 134s is formed. By repeating the above steps, the wiring laminated portions L1 and L2 can be formed.

フィルドビア導体134sは誘電体層毎に形成され、1つの誘電体層にフィルドビア導体134sを形成する毎に、メッキ充填不良による凹状欠陥が発生しているかどうかの検査を行なう。従って、被検査基板体は、図17の最終製品たる配線基板100ではなく、検査対象となる誘電体層にフィルドビア導体134sを形成した状態で工程を中断した、いわば中間製品である。以下、本発明に基づく該検査方法の詳細について、それに用いる装置構成とともに説明する。   The filled via conductor 134s is formed for each dielectric layer, and each time the filled via conductor 134s is formed in one dielectric layer, it is inspected whether or not a concave defect due to poor plating filling has occurred. Therefore, the substrate body to be inspected is not the wiring substrate 100 as the final product in FIG. 17 but an intermediate product in which the process is interrupted in a state where the filled via conductor 134s is formed in the dielectric layer to be inspected. Hereinafter, the details of the inspection method according to the present invention will be described together with the apparatus configuration used therefor.

図1は、本発明の一実施形態をなす検査装置1の模式図である。この検査装置1は、被検査基板体Wの主表面法線に対し、その片側から傾斜した角度で入射する照明光(ビーム)LBにより、図7に示すごとく、フィルドビア導体134sの頂面領域を照らしながら該頂面領域の画像を撮影し、撮影された画像上の頂面領域に生ずる陰影領域DAの情報に基づいて、フィルドビア導体134sの金属充填不良により生ずる凹状欠陥PFの発生状態を検査するものであり、照明光LBを発生させるための照明装置25と、頂面領域の画像を撮影する撮影装置13cとを備える。図7に示すごとく、本実施形態において、画像の撮影光軸CAの方向は基板主表面法線に一致している。そして、図1に示すように、照明光LBの基板主表面法線に対する傾斜角度θは、20°以上80°以下(望ましくは20°以上40°以下:例えば30°)の範囲で傾斜して設定されている。   FIG. 1 is a schematic diagram of an inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The inspection apparatus 1 uses the illumination light (beam) LB incident at an angle inclined from one side to the main surface normal of the substrate body W to be inspected, as shown in FIG. An image of the top surface area is photographed while illuminating, and the state of occurrence of the concave defect PF caused by defective metal filling of the filled via conductor 134s is inspected based on the information of the shadow area DA generated in the top surface area on the photographed image. The illumination device 25 for generating the illumination light LB and the photographing device 13c for photographing the image of the top surface area are provided. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the direction of the imaging optical axis CA of the image coincides with the normal surface of the substrate main surface. As shown in FIG. 1, the inclination angle θ of the illumination light LB with respect to the normal surface of the substrate main surface is inclined in the range of 20 ° to 80 ° (desirably 20 ° to 40 °: for example, 30 °). Is set.

撮影装置13cは、被検査基板体W上の撮影領域にて、面内の第一方向(X方向)に定められた線状の撮影情報を取得するラインセンサカメラ13cと、線状の撮影情報の取得位置を選択的に照明するライン照明25と、撮影領域上にてラインセンサカメラ13cによる撮影位置を、面内にて第一の方向と直交する第二の方向(Y方向)に走査する撮影走査部23と、該走査により順次得られた線状の撮影情報を面内に合成して、撮影領域に対応した二次元画像情報を得る画像情報生成部12(図3)とを備える。ラインセンサカメラ13cと照明装置25の位置は固定とされ、撮影走査部は、被検査基板体Wを第二の方向に走査移動させる基板走査移動部23にて構成される。本実施形態において、ラインセンサカメラ13cは、1次元CCDセンサに撮影光学系を付加した市販のデジタルラインセンサカメラであり、画像情報生成部12も市販のデジタルラインセンサカメラ用イメージプロセッシングモジュール(例えば、AVAL DATA CORPORATION製:PSM-330D/APC332、PCIバス対応)を使用している。また、基板走査移動部23は、周知のX−Yテーブルにて構成されている(以下、X−Yテーブル23ともいう)。   The imaging device 13c includes a line sensor camera 13c that acquires linear imaging information defined in the first direction (X direction) in the plane in the imaging area on the inspected substrate W, and linear imaging information. The line illumination 25 for selectively illuminating the acquisition position of the image sensor and the imaging position by the line sensor camera 13c on the imaging area are scanned in a second direction (Y direction) orthogonal to the first direction in the plane. The imaging scanning unit 23 and an image information generation unit 12 (FIG. 3) that obtains two-dimensional image information corresponding to the imaging region by synthesizing linear imaging information sequentially obtained by the scanning in a plane. The positions of the line sensor camera 13c and the illumination device 25 are fixed, and the imaging scanning unit is configured by a substrate scanning moving unit 23 that scans and moves the inspected substrate body W in the second direction. In the present embodiment, the line sensor camera 13c is a commercially available digital line sensor camera in which a photographing optical system is added to a one-dimensional CCD sensor, and the image information generation unit 12 is also a commercially available image processing module for a digital line sensor camera (for example, AVAL DATA CORPORATION made: PSM-330D / APC332, PCI bus compatible). Further, the substrate scanning moving unit 23 is configured by a well-known XY table (hereinafter also referred to as XY table 23).

本実施形態において被検査基板体Wは、図2に示すように、複数の被検査基板体SB1,SB2‥が面内に被分離形態で一体化した大判基板ワークWとされている。図1に示すように、検査装置1には、該大判基板ワークWを支持する基板ワーク支持部50,52と、撮影カメラ13cによる撮影位置が、基板ワーク支持部50,52上の複数の被検査基板体SB1,SB2‥に対して順次移動するように、該基板ワーク支持部50,52を撮影カメラ13c及び照明装置25に対し相対移動させるワーク相対移動部23とが設けられている。これにより、分離前の大判基板ワークWの状態で個々の被検査基板体SB1,SB2‥を順次検査することができ、被検査基板体SB1,SB2‥を一枚ずつ検査装置にマウントする手間も省けるので能率的である。ワーク相対移動部は、前述のX−Yテーブル23により兼用されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the inspected substrate W is a large-sized substrate work W in which a plurality of inspected substrates SB1, SB2,. As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a plurality of substrate workpiece support portions 50 and 52 that support the large-sized substrate workpiece W, and shooting positions by the shooting camera 13c. A workpiece relative movement unit 23 is provided for moving the substrate workpiece support units 50 and 52 relative to the photographing camera 13c and the illumination device 25 so as to sequentially move with respect to the inspection substrate bodies SB1, SB2,. Accordingly, the individual inspected substrate bodies SB1, SB2,... Can be sequentially inspected in the state of the large substrate work W before separation, and the trouble of mounting the inspected substrate bodies SB1, SB2,. It is efficient because it can be omitted. The work relative movement unit is also used by the XY table 23 described above.

薄い被検査基板体SB1,SB2‥が多数集合した大判基板ワークWは撓みを生じやすく、撮影装置13cの焦点ずれに影響を生じやすい。この場合、この不具合を解消するために、図2に示すように、基板ワーク支持部50,52上の基板ワークWの撓みを矯正する撓み矯正部60が設けられている。基板ワーク支持部50,52はいずれもX−Yテーブル23上に配置され、撓み矯正部60は、該基板ワーク支持部50,52上の基板ワークWの面内に予め定められた付勢方向における、該基板ワークWの一方の端縁を保持する固定保持部50と、基板ワーク支持部50,52上にて付勢方向に可動配置され、基板ワークWの該付勢方向における他方の端縁を保持する可動保持部52と、該可動保持部52を付勢方向に引張付勢して基板ワークWを展張することにより、撓みを矯正する展張付勢機構53とを備えるものとして構成されている。被検査基板体SB1,SB2‥が形成されない基板ワークWの端部を引っ張って展張矯正することで、撓みを効果的に解消でき、また、矯正に関与する部材が被検査基板体SB1,SB2‥の撮影領域と干渉しないので、検査の妨げにつながることもない。   A large-sized substrate workpiece W in which a large number of thin inspected substrate bodies SB1, SB2,... Gather is likely to bend and easily affect defocusing of the imaging device 13c. In this case, in order to eliminate this problem, as shown in FIG. 2, a deflection correcting unit 60 that corrects the deflection of the substrate workpiece W on the substrate workpiece support units 50 and 52 is provided. The substrate work support portions 50 and 52 are both disposed on the XY table 23, and the deflection correcting portion 60 is preliminarily set in the plane of the substrate work W on the substrate work support portions 50 and 52. The fixed holding portion 50 for holding one edge of the substrate workpiece W and the substrate workpiece support portions 50 and 52 are movably disposed in the biasing direction, and the other end of the substrate workpiece W in the biasing direction is arranged. A movable holding portion 52 that holds an edge, and a stretching and biasing mechanism 53 that corrects the bending by stretching the substrate work W by pulling and biasing the movable holding portion 52 in a biasing direction. ing. By bending and stretching the ends of the substrate workpiece W on which the inspected substrate bodies SB1, SB2,... Are not formed, bending can be effectively eliminated, and the members involved in the correction are inspected substrate bodies SB1, SB2,. Since it does not interfere with the imaging area, inspection is not hindered.

固定保持部50は、X−Yテーブル23上にねじ止め等により固定され、上面が基板ワークWの端縁の支持面とされる。そして、該上面には、基板ワークWの係合保持及び位置決めのため、被検査基板体SB1,SB2が形成されない基板ワークWの端縁領域に孔設された貫通孔SHに挿通される位置決め係合ピン51が突設されている。他方、可動保持部52は、X−Yテーブル23上にてスライド可能に配置され、上面には同様の位置決め係合ピン51が設けられている。基板ワークWの貫通孔SHを、各位置決め係合ピン51に挿通し、展張付勢機構をなすシリンダ53により可動保持部52を固定保持部50から離間する向きに付勢すれば、基板ワークWに撓み矯正の展張力を付加することができる。   The fixed holding unit 50 is fixed on the XY table 23 by screwing or the like, and the upper surface is used as a support surface of the edge of the substrate workpiece W. On the upper surface, a positioning member inserted through a through hole SH formed in an edge region of the substrate workpiece W where the inspected substrate bodies SB1 and SB2 are not formed in order to hold and position the substrate workpiece W. A mating pin 51 is projected. On the other hand, the movable holding part 52 is slidably arranged on the XY table 23, and the same positioning engagement pin 51 is provided on the upper surface. If the through holes SH of the substrate workpiece W are inserted into the positioning engagement pins 51 and the movable holding portion 52 is urged away from the fixed holding portion 50 by the cylinder 53 forming the expansion urging mechanism, the substrate workpiece W is obtained. It is possible to add an extension tension for deflection correction.

図1に戻り、撮影装置13cは、焦点距離が予め固定的に定められたカメラ13cとされている。また、基板ワークWの被検査面までの距離を測定する距離測定部21と、該距離測定部21が測定した距離に基づいて、被検査面上にカメラ13cの焦点が一致するように、該カメラ13cの光軸方向の位置を調整するカメラ13c位置調整機構61とが設けられている。これにより、焦点距離の変化により画像の倍率が変化する不具合を効果的に防止することができる。   Returning to FIG. 1, the photographing apparatus 13c is a camera 13c whose focal length is fixedly determined in advance. Further, based on the distance measured by the distance measuring unit 21 that measures the distance of the substrate workpiece W to the surface to be inspected and the distance measured by the distance measuring unit 21, the focus of the camera 13 c matches the surface to be inspected. A camera 13c position adjustment mechanism 61 that adjusts the position of the camera 13c in the optical axis direction is provided. Accordingly, it is possible to effectively prevent the problem that the magnification of the image changes due to the change of the focal length.

本実施形態では、上記のカメラ13cが、基板ワーク支持部50,52の被検査面に合焦するように配置され、照明装置25は、カメラ13cの撮影光軸に対して傾斜した形で、被検査面上のカメラ13cの合焦位置に向けて照明ビームを照射するとともに、カメラ13c位置調整機構61によりカメラ13cを光軸方向に移動させる際に、照明装置25はカメラ13cと該光軸方向に一体的に移動するよう構成している。   In the present embodiment, the camera 13c is disposed so as to be focused on the inspected surfaces of the substrate work support portions 50 and 52, and the illumination device 25 is inclined with respect to the photographing optical axis of the camera 13c. When the illumination beam is irradiated toward the in-focus position of the camera 13c on the surface to be inspected and the camera 13c is moved in the optical axis direction by the camera 13c position adjusting mechanism 61, the illuminating device 25 uses the camera 13c and the optical axis. It is configured to move integrally in the direction.

具体的な構造は以下の通りである。検査装置1は、設置用のベース29を有し、該ベース29上に立設された支柱31,31の上端に、上部枠32が結合された門型のフレーム構造が形成されている。上部枠32の下方には、支柱31,31に沿って昇降可能な昇降枠33が配置されている。昇降枠33は、その昇降方向に貫通する形で雌ねじ部40,40が設けられ、各々ねじ軸34,34が螺合している。これらのねじ軸34,34は、ベース29内にて、ベベルギア35及び連結軸36を介して連動回転可能とされており、上部枠32に設けられたカメラ焦点合わせ用駆動モータ19により回転駆動され、昇降枠33を昇降させる。   The specific structure is as follows. The inspection apparatus 1 has a base 29 for installation, and a gate-shaped frame structure in which an upper frame 32 is coupled to the upper ends of columns 31, 31 erected on the base 29 is formed. Below the upper frame 32, an elevating frame 33 that can be raised and lowered along the columns 31, 31 is arranged. The elevating frame 33 is provided with female screw portions 40 and 40 so as to penetrate in the elevating direction, and the screw shafts 34 and 34 are respectively screwed together. These screw shafts 34, 34 can be rotated in conjunction with each other via a bevel gear 35 and a connecting shaft 36 in the base 29, and are rotationally driven by a camera focusing drive motor 19 provided on the upper frame 32. The elevating frame 33 is moved up and down.

昇降枠33には、カメラ13cと、レーザー距離センサ等で構成された距離測定部21と、照明装置25とが取り付けられており、ねじ軸34,34の駆動によりそれらが昇降枠33と一体的に昇降するようになっている。ライン照明として構成された照明装置25は、その照明ビームLBがカメラ13cの焦点位置を向くように、連結部材38を介してカメラ13cに結合されている。照明装置25は連結部材38上にて、上記焦点位置を通ってカメラ光軸CAと直交する軸線周りの任意位置に固定可能なスライダ39上に配置され、照明ビームLBとカメラ工軸CAとの角度θが調整可能になっている。   A camera 13c, a distance measuring unit 21 including a laser distance sensor, and an illumination device 25 are attached to the lifting frame 33, and these are integrated with the lifting frame 33 by driving the screw shafts 34 and 34. It is supposed to go up and down. The illuminating device 25 configured as line illumination is coupled to the camera 13c via the connecting member 38 so that the illumination beam LB faces the focal position of the camera 13c. The illuminating device 25 is disposed on a slider 39 that can be fixed on an arbitrary position around an axis orthogonal to the camera optical axis CA through the focal position on the connecting member 38, and the illumination beam LB and the camera work axis CA. The angle θ can be adjusted.

図6に示すように、基板ワーク支持部50,52上に支持された基板ワークWの撓み測定基準位置(例えばワークの中心位置)を距離測定部21の直下に位置決めし、該基準位置までの距離Kを測定する。この測定に先立って、撓みゼロに相当する水平基準面P0までの距離K0を予め測定しておき、焦点位置が予め該水平基準面P0に位置するようにねじ軸34,34を駆動して、カメラ13cを予備位置決めしておく。そして、撓み量DをK−K0により算出し、カメラ13cの焦点が撓み量Dだけ下方に移動するように、さらにねじ軸34,34を駆動して位置決めを行なうことができる。   As shown in FIG. 6, the deflection measurement reference position (for example, the center position of the workpiece) of the substrate workpiece W supported on the substrate workpiece support portions 50 and 52 is positioned immediately below the distance measurement portion 21, and up to the reference position. Measure the distance K. Prior to this measurement, the distance K0 to the horizontal reference plane P0 corresponding to zero deflection is measured in advance, and the screw shafts 34 and 34 are driven so that the focal position is located in the horizontal reference plane P0 in advance. The camera 13c is preliminarily positioned. Then, the deflection amount D is calculated by K−K0, and the screw shafts 34 and 34 can be further driven and positioned so that the focal point of the camera 13c moves downward by the deflection amount D.

図3は、検査装置1の電気的構成の一例を示すブロック図である。検査装置1は、フィルドビア導体の金属充填不良により生ずる凹状欠陥の発生状態を解析する検査解析部2を有する。該検査解析部2は、検査装置の駆動制御部も兼ねるマイコン(又はワークステーション)にて構成される(以下、マイコン2ともいう)。マイコン2の基本部分は、CPU4、コンピュータ制御用の基本プログラムを格納したROM5、CPU4のワークエリアをなすRAM6及び入出力部7からなり、これらがホストバス3によりつながれている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration of the inspection apparatus 1. The inspection apparatus 1 has an inspection analysis unit 2 that analyzes the occurrence state of a concave defect caused by a metal filling failure of a filled via conductor. The inspection analysis unit 2 includes a microcomputer (or workstation) that also serves as a drive control unit of the inspection apparatus (hereinafter also referred to as a microcomputer 2). The basic part of the microcomputer 2 includes a CPU 4, a ROM 5 that stores a computer control basic program, a RAM 6 that forms a work area of the CPU 4, and an input / output unit 7, which are connected by a host bus 3.

また、ホストバス3にはPCIブリッジ10を介してPCIバス11が接続され、そのPCIバス11上に設けられたカードスロットに、前述の画像情報生成部をなすイメージプロセッシングモジュール12の基板が接続されている。また、ラインセンサカメラ13cは、このイメージプロセッシングモジュール12に接続される。   Also, a PCI bus 11 is connected to the host bus 3 via a PCI bridge 10, and a card slot provided on the PCI bus 11 is connected to the substrate of the image processing module 12 that forms the image information generation unit. ing. The line sensor camera 13c is connected to the image processing module 12.

図1のX−Yテーブルは、テーブル上に固定された被検査基板体Wを、水平面内のX方向と、これに直交するY方向とに独立に、かつ規定範囲内の任意のX−Y座標位置に位置決め可能に移動駆動するものであり、X駆動モータ14とY駆動モータ18とを備える。図3に示すように、X駆動モータ14とY駆動モータ18とは、サーボ制御機構が組み込まれたモータドライバ15を介してマイコン2の入出力部7に接続されている。X駆動モータ14とY駆動モータ18とは、いずれもその回転角度位置(モータ駆動量に反映される被検査基板体WのX−Y位置決め座標を与える)を検出するためのエンコーダ16を備える。モータドライバ15は、マイコン2から位置決めのためのX座標指令値及びY座標指令値を受け、エンコーダ16からフィードバックされる各モータ14,18の現在の角度位置と比較して、X座標指令値及びY座標指令値が与える目標位置まで被検査基板体Wが移動するように、各モータ14,18を駆動する役割を果たす。符号17は、エンコーダ16のパルス信号のエッジを急峻化するためのシュミットトリガである。なお、マイコン2側で被検査基板体Wの位置を把握するために、X駆動モータ14とY駆動モータ18との各エンコーダ16の信号は入出力部7へも入力されている。また、前述のカメラ焦点合わせ用駆動モータ19はモータドライバ20を介して、距離測定部21とともに入出力部7に接続されている。   The XY table shown in FIG. 1 has an inspection substrate W fixed on the table, which is independent of the X direction in the horizontal plane and the Y direction perpendicular to the X direction, and any XY within a specified range. It is driven so as to be positioned at the coordinate position, and includes an X drive motor 14 and a Y drive motor 18. As shown in FIG. 3, the X drive motor 14 and the Y drive motor 18 are connected to the input / output unit 7 of the microcomputer 2 via a motor driver 15 incorporating a servo control mechanism. Each of the X drive motor 14 and the Y drive motor 18 includes an encoder 16 for detecting the rotation angle position (giving the XY positioning coordinates of the inspected substrate W reflected in the motor drive amount). The motor driver 15 receives an X-coordinate command value and a Y-coordinate command value for positioning from the microcomputer 2 and compares them with the current angular positions of the motors 14 and 18 fed back from the encoder 16. It plays a role of driving the motors 14 and 18 so that the inspected substrate W moves to the target position given by the Y coordinate command value. Reference numeral 17 denotes a Schmitt trigger for sharpening the edge of the pulse signal of the encoder 16. Note that the signals of the encoders 16 of the X drive motor 14 and the Y drive motor 18 are also input to the input / output unit 7 in order to grasp the position of the inspected substrate W on the microcomputer 2 side. The above-described camera focusing drive motor 19 is connected to the input / output unit 7 together with the distance measuring unit 21 via the motor driver 20.

ラインセンサカメラ13cからの1次元画像信号は、被検査基板体W上に定められた撮影領域(例えば、1個のフィルドビア導体のみを包含する縦横寸法を有する領域)上の、X方向に取得される。そして、被検査基板体WのY方向へのステップ移動と、1次元画像信号の取得とを交互に繰り返すことにより、撮影領域をY方向に走査する形で1次元画像信号を順次取得することができる。ラインセンサカメラ13cからの1次元画像信号は、一連のピクセルデータ列としてイメージプロセッシングモジュール12に転送され、1本のピクセルデータ列の転送が完了する毎に同期信号を送信する。イメージプロセッシングモジュール12は、X−Yテーブル23のY方向のエンコーダ16からの信号入力により、1次元画像信号のY方向走査位置を把握するとともに、ラインセンサカメラ13cからの同期信号によりピクセルデータ列の切れ目を認識し、Y方向の各位置の1次元画像信号を、モジュール内の画像メモリ内にて合成し、撮影領域に対応した二次元画像データを生成する。この二次元画像データはPCIバス11を介してマイコン2にバッチ転送され、RAM6内の画像メモリ6dに格納される。また該二次元画像データは、マイコン2に接続されたHDD等からなる外部記憶装置22に、画像データ22dとして保存される。   A one-dimensional image signal from the line sensor camera 13c is acquired in the X direction on an imaging region (for example, a region having vertical and horizontal dimensions including only one filled via conductor) defined on the inspected substrate body W. The Then, by alternately repeating the step movement of the inspected substrate W in the Y direction and the acquisition of the one-dimensional image signal, the one-dimensional image signal can be sequentially acquired while scanning the imaging region in the Y direction. it can. The one-dimensional image signal from the line sensor camera 13c is transferred to the image processing module 12 as a series of pixel data strings, and a synchronization signal is transmitted each time transfer of one pixel data string is completed. The image processing module 12 grasps the Y-direction scanning position of the one-dimensional image signal based on the signal input from the Y-direction encoder 16 of the XY table 23 and also uses the synchronization signal from the line sensor camera 13c to determine the pixel data string. A cut is recognized, and a one-dimensional image signal at each position in the Y direction is synthesized in an image memory in the module to generate two-dimensional image data corresponding to the imaging region. The two-dimensional image data is batch transferred to the microcomputer 2 via the PCI bus 11 and stored in the image memory 6d in the RAM 6. The two-dimensional image data is stored as image data 22d in an external storage device 22 composed of an HDD or the like connected to the microcomputer 2.

外部記憶装置22には、検査装置1の基本動作を司る制御ソフトウェア22aと、上記取得した二次元画像データからフィルドビア導体の欠陥検査解析を行なう解析ソフトウェア22bとがインストールされており、RAM6内の制御/解析ソフト実行メモリ6a上でCPU4により実行される。   The external storage device 22 is installed with control software 22a for managing the basic operation of the inspection apparatus 1 and analysis software 22b for performing defect inspection analysis of the filled via conductor from the acquired two-dimensional image data. / Executed by the CPU 4 on the analysis software execution memory 6a.

上記検査装置1を用いて、図7に示すような凹状欠陥PFの検査を行なう際には、画像上の領域を照明光LBによる照度により、予め定められた閾値を境界として明領域と暗領域とに区分し、フィルドビア導体134sの頂面領域に現れている暗領域の面積又は寸法の情報に基づいて、凹状欠陥PFの形成程度に関する判定を行なう。検査解析部2は上記の解析ソフトウェア22bの実行により、画像上の領域を、照明光LBによる照度により、予め定められた閾値を境界として明領域と暗領域とに区分するとともに、フィルドビア導体134sの頂面領域に現れている暗領域の面積又は寸法を演算する暗領域演算手段と、暗領域の面積又は寸法に基づいて、凹状欠陥PFの形成程度に関する判定を行なう判定手段との各機能を実現する。   When inspecting the concave defect PF as shown in FIG. 7 using the inspection apparatus 1, the area on the image is illuminated by the illumination light LB, and the bright area and the dark area are set with a predetermined threshold as a boundary. And determining the degree of formation of the concave defect PF based on information on the area or size of the dark region appearing in the top surface region of the filled via conductor 134s. By executing the analysis software 22b, the inspection analysis unit 2 divides the region on the image into a bright region and a dark region with a predetermined threshold as a boundary based on the illuminance by the illumination light LB, and the filled via conductor 134s. Realizes each function of dark area calculation means for calculating the area or size of the dark area appearing on the top surface area, and determination means for determining the degree of formation of the concave defect PF based on the area or size of the dark area To do.

ラインセンサカメラ13cからの一元画像データに含まれるピクセルは、複数ビットの諧調ピクセルデータとして取得でき、例えば照度の高い領域ほど、その領域のピクセルに設定される明度が大きくなる。ピクセルの明度設定値に一定の閾値を設ければ、周知の手法により諧調画像データを二値画像データに容易に変換できる。画像上の明領域は、その二値画像データにおいて「明」状態に対応する第一ピクセルの集合領域として、また、暗領域は「暗」状態に対応する第二ピクセルの集合領域としてそれぞれ特定できる。   The pixels included in the unitary image data from the line sensor camera 13c can be acquired as multi-bit gradation pixel data. For example, the higher the illuminance area, the greater the brightness set for the pixels in that area. If a certain threshold value is provided for the brightness setting value of a pixel, the gradation image data can be easily converted into binary image data by a known method. The bright area on the image can be specified as the first pixel aggregate area corresponding to the “bright” state in the binary image data, and the dark area can be identified as the second pixel aggregate area corresponding to the “dark” state. .

そして、凹状欠陥PFの形成程度を、上記暗領域の面積にて判定する場合、第二ピクセルの集合領域を形成するピクセル数を計数すれば、該暗領域の面積を簡単に演算できる。一方、寸法にて判定する場合は、第二ピクセルの集合領域に寸法測定方向を定め、該寸法測定方向に沿った第二ピクセルの連続数の最大値を演算することで、暗領域の寸法を求めることができる。処理のアルゴリズムについては後述する。   When the degree of formation of the concave defect PF is determined by the area of the dark region, the area of the dark region can be easily calculated by counting the number of pixels forming the aggregate region of the second pixels. On the other hand, when determining by dimensions, the dimension measurement direction is determined in the second pixel assembly area, and the maximum value of the number of continuous second pixels along the dimension measurement direction is calculated, thereby determining the dimension of the dark area. Can be sought. The processing algorithm will be described later.

開口寸法がほぼ同じ凹状欠陥PFの場合、図7に示すごとく、欠陥が深くなるほど陰影領域DAも大きくなるので、暗領域の面積又は寸法が大きいほど、凹状欠陥PFの深さが大きいと判定することができる。この場合、暗領域の寸法を凹状欠陥PFの深さHに演算により変換することができる。図7に示すように、照明光の傾斜した光軸方向を基板主表面に投影し、その向きを寸法測定方向に設定して、該寸法測定方向における暗領域つまり陰影領域DAの最大寸法Lを画像上にて求め、照明光の光軸の基板主表面法線に対する傾斜角度をθとすれば、凹状欠陥PFの深さHはLcotθにより推定できる。   In the case of the concave defect PF having substantially the same opening size, as shown in FIG. 7, since the shadow area DA increases as the defect becomes deeper, it is determined that the depth or depth of the concave defect PF increases as the area or size of the dark area increases. be able to. In this case, the dimension of the dark region can be converted into the depth H of the concave defect PF by calculation. As shown in FIG. 7, the tilted optical axis direction of the illumination light is projected onto the main surface of the substrate, the direction is set as the dimension measuring direction, and the maximum dimension L of the dark area, that is, the shadow area DA in the dimension measuring direction is set. If the inclination angle of the optical axis of the illumination light with respect to the normal surface of the substrate main surface is θ, the depth H of the concave defect PF can be estimated by Lcot θ.

算出された暗領域(陰影領域DA)の面積Sあるいは寸法Lが、基準値(S0,L0)よりも大きい場合は、その暗領域を取得したフィルドビア導体134sに許容範囲外の凹状欠陥が生じているとみなし、これを不良として判定することができる。なお、多少粗い判定方法であるが、閾値を多少大きく設定して画像二値化を行い、暗領域(陰影領域DA)をなすピクセルが存在しているかどうかにより、敢えて暗領域の面積Sあるいは寸法Lを算出せずに不良判定を行なうことも可能である。この場合、ピクセルの全てが明領域になっている場合にのみ良(合格)判定されるので、画像の定められた領域内のピクセル設定値の積を演算し、その結果により判定すればよいことになる。   When the calculated area S or dimension L of the dark region (shadow region DA) is larger than the reference value (S0, L0), a concave defect outside the allowable range is generated in the filled via conductor 134s that acquired the dark region. This can be determined as defective. Although it is a slightly rough determination method, image binarization is performed by setting a slightly larger threshold value, and the area S or size of the dark region is dared depending on whether or not there is a pixel forming the dark region (shadow region DA). It is also possible to perform defect determination without calculating L. In this case, a good (pass) determination is made only when all of the pixels are in the bright area, so the product of the pixel set values in the defined area of the image is calculated and the determination is made. become.

次に、図3の検査装置1では、フィルドビア導体の被検査基板体上の形成位置情報と、フィルドビア導体の良否判定結果とを対応付けて記憶する判定結果記憶部22と、出力領域上に設定された基板領域の、各フィルドビア導体134sに対応する位置に、良否判定結果をマッピング出力する判定結果出力部8,9とが設けられている。このようにすれば、被検査基板体SB1,SB2‥のどの位置に不良と判定されたフィルドビア導体134sが存在するかを一目で把握することができる。フィルドビア導体の被検査基板体上の形成位置情報は、外部記憶装置22に製品別ビア位置データ22cとして記憶されている。図4に示すように、該データ22cは、配線基板の品番(品種)毎に用意され、誘電体層毎に異なるビア位置を個別に把握するために、誘電体層のレイヤ別に、各フィルドビア導体の配置位置の座標データ(例えば円形のビア領域の中心位置座標である)を含んでいる。   Next, in the inspection apparatus 1 in FIG. 3, a determination result storage unit 22 that stores the formation position information of the filled via conductor on the inspected substrate body and the determination result of the quality of the filled via conductor in association with each other, and is set on the output region. Determination result output units 8 and 9 for mapping and outputting the pass / fail determination result are provided at positions corresponding to the filled via conductors 134s in the substrate region thus formed. In this way, it is possible to grasp at a glance at which position of the inspected substrate bodies SB1, SB2,... The filled via conductor 134s determined to be defective. The formation position information of the filled via conductor on the substrate to be inspected is stored in the external storage device 22 as product-specific via position data 22c. As shown in FIG. 4, the data 22c is prepared for each product number (product type) of the wiring board, and in order to grasp each via position different for each dielectric layer, each filled via conductor for each layer of the dielectric layer. Coordinate data (for example, center position coordinates of a circular via region).

そして、判定結果記憶部は、外部記憶装置22において、ビア不良判定結果データ22eの記憶部として形成されている。図5に示すように、フィルドビア導体の検査判定結果は、配線基板の品番、大判基板ワークWのロット番号(ロット特定情報)、大判基板ワークW内の基板番号(基板特定情報)、及びフィルドビア導体が位置する誘電体層のレイヤ番号(レイヤ特定情報)と対応付ける形で、各フィルドビア導体の欠陥面積、欠陥深さ及び良否判定結果が記憶されている。また、各フィルドビア導体の撮影画像データ(図3の符号22d)も合せて記憶されている。   The determination result storage unit is formed as a storage unit for the via defect determination result data 22e in the external storage device 22. As shown in FIG. 5, the inspection determination result of the filled via conductor includes the product number of the wiring board, the lot number (lot specifying information) of the large substrate work W, the substrate number (substrate specifying information) in the large substrate work W, and the filled via conductor. The defect area, the defect depth, and the pass / fail judgment result of each filled via conductor are stored in association with the layer number (layer identification information) of the dielectric layer in which is located. In addition, photographed image data (reference numeral 22d in FIG. 3) of each filled via conductor is also stored.

製品別ビア位置データ22cにて、指定されたレイヤのフィルドビア導体の座標データを読み出し、ビア不良判定結果データ22e(判定結果記憶部22)から、各フィルドビア導体の良否判定結果を読み出して、図8に示すように、出力領域内の対応する座標位置に、各フィルドビア導体の判定結果を、良否結果が互いに識別できる図形(例えば良判定VAと不良判定VRとでプロット点の色や形を変えるなど)によりマッピングする。そのマッピング結果は、図3において、入出力部7に接続された判定結果出力部としてのモニタ8やプリンタ9から出力することができる。   The coordinate data of the filled via conductor of the designated layer is read from the via position data 22c by product, and the pass / fail judgment result of each filled via conductor is read from the via defect judgment result data 22e (determination result storage unit 22). As shown in the figure, the determination result of each filled via conductor at the corresponding coordinate position in the output area is a figure that can distinguish the pass / fail result from each other (for example, the color and shape of the plot points are changed between the pass / fail judgment VA and the fault judgment VR). ) To map. The mapping result can be output from a monitor 8 or a printer 9 as a determination result output unit connected to the input / output unit 7 in FIG.

以下、検査装置1の画像取得処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図9は画像取得処理の流れを示すもので、図3の制御ソフトウェア22aにより実行される。まず、大判基板ワークWをX−Yテーブル23の基板ワーク支持部50,52上にセットし、処理を起動すると、まず撓み矯正部60が動作し、大判基板ワークWを展張して撓みを矯正する(図2参照)。次に、図9のS1:初期設定処理が起動する。   Hereinafter, the flow of the image acquisition process of the inspection apparatus 1 will be described using a flowchart. FIG. 9 shows the flow of the image acquisition process, which is executed by the control software 22a of FIG. First, when the large-sized substrate workpiece W is set on the substrate-work support portions 50 and 52 of the XY table 23 and the processing is started, the deflection correcting unit 60 is operated first, and the large-sized substrate workpiece W is expanded to correct the deflection. (See FIG. 2). Next, S1: Initial setting processing in FIG. 9 starts.

図10は、その詳細を示すもので、S51で基板の品番とロット番号を入力し、S52で検査対象となるレイヤの番号を入力するとともに、そのレイヤ内のフィルドビア導体の配置位置を、製品別ビア位置データ22c(図4)から読み出す。次にS53では、X−Yテーブル23を駆動して大判基板ワークWを原点位置に移動させ、S54でカメラ位置調整機構61を作動させて、カメラ13cの焦点が原点位置(図6の水平基準面P0)と一致するよう、高さ方向の位置合わせを行なう。次にS56に進み、距離測定部21により大判基板ワークWまでの距離Lを測定し、S57で調整すべきカメラ移動量L−L0(前述)を算出し、S58では、算出した移動量だけカメラ13cを下降させて基板ワークW表面への焦点合わせを行なう。   FIG. 10 shows the details. In step S51, the part number and lot number of the substrate are input. In step S52, the number of the layer to be inspected is input. Read from the via position data 22c (FIG. 4). Next, in S53, the XY table 23 is driven to move the large-sized substrate workpiece W to the origin position. In S54, the camera position adjustment mechanism 61 is operated, and the focus of the camera 13c is set to the origin position (horizontal reference in FIG. Positioning in the height direction is performed so as to coincide with the plane P0). In step S56, the distance measurement unit 21 measures the distance L to the large-sized substrate workpiece W, and calculates the camera movement amount L-L0 (described above) to be adjusted in step S57. In step S58, the camera moves by the calculated movement amount. 13c is lowered to focus on the surface of the substrate workpiece W.

以上で初期設定処理を終わり、図9のS2に進んで、被検査基板体の番号を初期化する。そして、S3では、X−Yテーブル23により大判基板ワークWを移動させ、大判基板ワークW内の指定された番号の被検査基板体の基板内原点位置(例えば、基板上に形成されたアライメントマーク等により識別できる)にカメラ13cの位置を合わせ、S4で図3のXカウンタ6b及びYカウンタ6cをリセットする。   The initial setting process is thus completed, and the process proceeds to S2 in FIG. 9 to initialize the number of the inspected substrate. In S3, the large substrate work W is moved by the XY table 23, and the in-substrate origin position (for example, an alignment mark formed on the substrate) of the inspection target substrate body of the designated number in the large substrate work W is obtained. 3), and the X counter 6b and Y counter 6c in FIG. 3 are reset in S4.

そしてS5ではビア番号を初期化する。S6では、指定された番号のフィルドビア導体にカメラ13cを位置合せし、S7では、そのフィルドビア導体の全体が内側に収まるように撮影視野を設定する。そして、S8で既に説明した方法によりフィルドビア導体の画像を撮影し、S9でその撮影画像を記憶する。つまり、被検査基板体の全面を画像撮影するのではなく、基板内のフィルドビア導体の形成位置毎に、該フィルドビア導体が収まる限定的な撮影視野を設定して個別に画像撮影処理を行なうようにする。これにより、フィルドビア導体が存在しない無駄な画像領域を排除でき、フィルドビア導体の撮影画像の分解能を高めても、画像サイズが肥大化しなくて済む。   In S5, the via number is initialized. In S6, the camera 13c is aligned with the filled via conductor of the designated number, and in S7, the field of view is set so that the entire filled via conductor is inside. Then, an image of the filled via conductor is captured by the method already described in S8, and the captured image is stored in S9. In other words, instead of taking an image of the entire surface of the substrate to be inspected, for each position where the filled via conductor is formed in the substrate, a limited field of view in which the filled via conductor is accommodated is set and image photographing processing is performed individually. To do. As a result, it is possible to eliminate a useless image area in which no filled via conductor exists, and even if the resolution of a captured image of the filled via conductor is increased, the image size does not have to be enlarged.

次に、S10では次のビアがあるかどうかを判定し、あればS11に進んでビアの番号をインクリメントしてS6に戻り、以下S10までの処理を繰り返す。S10で次のビアがなければ、その被検査基板体の撮影処理を終了し、S12に進んで、大判基板ワークWに未撮影の被検査基板体が残っているかどうかを調べる。残っていればS13に進んで被検査基板体の番号をインクリメントし、S3に戻って以下S12までの処理を繰り返す。S12で次の被検査基板体が残っていなければ、画像取得処理を終了する。   Next, in S10, it is determined whether or not there is a next via, and if there is, the process proceeds to S11, the number of the via is incremented, the process returns to S6, and the processes up to S10 are repeated. If there is no next via in S10, the imaging process of the inspected substrate body is terminated, and the process proceeds to S12 to check whether or not an uninspected inspected substrate body remains on the large-sized substrate workpiece W. If it remains, it progresses to S13 and increments the number of a to-be-inspected board | substrate body, returns to S3, and repeats the process to S12 below. If the next substrate to be inspected does not remain in S12, the image acquisition process is terminated.

図11は、取得した画像を用いたフィルドドビア導体の良否判定処理の流れを示すものである。まず、S101では、判定対象となる被検査基板体の特定情報(品番、ロット番号、基板番号及びレイヤ)を入力し、S102で対応するレイヤのフィルドビア導体の画像データを読み出す。S103でビア番号を初期化し、S104で指定された番号のフィルドビア導体の画像を二値化する。そして、S105では、その二値化した画像データを用いて判定処理を行なう。   FIG. 11 shows the flow of a quality determination process for a filled via conductor using the acquired image. First, in S101, identification information (article number, lot number, substrate number, and layer) of a substrate to be inspected as a determination target is input, and image data of the filled via conductor of the corresponding layer is read in S102. In S103, the via number is initialized, and the image of the filled via conductor having the number designated in S104 is binarized. In S105, determination processing is performed using the binarized image data.

図12は、その判定処理を、陰影領域の面積に基づいて行なう場合の処理の流れを示すものである。まず、S201では、二値化された画像上で、陰影領域のピクセルの設定状態を「1」、陰影領域外のピクセルの設定状態を「0」とし(フィルドビア導体の外形輪郭線の外側に暗い背景領域が存在する場合には、周知の画像処理法によりその背景領域とフィルドビア導体領域とのエッジ線を抽出し、そのエッジ線の内側のみを判定対象領域とする)、画像上での「1」となっているピクセルの総和を求め、これを陰影領域の面積パラメータSとする。次に、S202でその面積パラメータSを合否判定の基準値S0と比較し、S≦S0であればそのフィルドビア導体を合格と判定し、S>S0であれば不合格と判定して、結果を図5のごとく記憶する(S203〜S205)。   FIG. 12 shows the flow of processing when the determination processing is performed based on the area of the shadow region. First, in S201, on the binarized image, the setting state of the pixels in the shadow area is set to “1”, and the setting state of the pixels outside the shadow area is set to “0” (dark outside the outline of the filled via conductor) If there is a background area, an edge line between the background area and the filled via conductor area is extracted by a known image processing method, and only the inside of the edge line is set as a determination target area). ”Is obtained, and this is used as the area parameter S of the shadow region. Next, in S202, the area parameter S is compared with a reference value S0 for pass / fail determination. If S ≦ S0, the filled via conductor is determined to be acceptable, and if S> S0, it is determined to be unacceptable. Stored as shown in FIG. 5 (S203 to S205).

一方、図13は、陰影領域から欠陥深さHを求め、その欠陥深さHによって判定を行なう場合の処理の流れを示すものである。図7により既に説明した寸法測定方向をX方向に定め、該X方向のピクセル(画素)列毎に、陰影領域(つまり、「1」)となっているピクセルの連続数を求める処理が主体となる。具体的には、S251でY方向位置を初期化し、S252では、指定されたY座標を有するX方向ピクセル列の、陰影領域をなすピクセルの連続数L’を求め、S253でY方向位置を順次インクリメントしながらS252の処理を繰り返す。画像領域の全てのピクセル列について上記処理が終了すればS254からS255へ進み、陰影領域をなすピクセルの連続数L’の最大値を求めて、これを寸法測定方向における陰影領域の寸法Lとして特定する。そして、S256で、欠陥深さHをH=Lcotθにより算出し、S257でこれを基準値H0と比較する。H≦H0であればそのフィルドビア導体を合格と判定し、H>H0であれば不合格と判定して、結果を図5のごとく記憶する(S258〜S260)。なお、照明角度θが一定であればcotθは定数なので、陰影領域の寸法Lそのものを基準値L0と比較する処理も数学的には等価であり、これを用いて判定を行なうこともできる。   On the other hand, FIG. 13 shows the flow of processing when the defect depth H is obtained from the shaded area and the determination is made based on the defect depth H. Mainly the process of determining the dimension measurement direction already described with reference to FIG. 7 as the X direction and obtaining the continuous number of pixels that are shadow areas (that is, “1”) for each pixel (pixel) column in the X direction. Become. Specifically, the Y-direction position is initialized in S251, and in S252, the continuous number L ′ of pixels forming the shaded area of the X-direction pixel row having the designated Y coordinate is obtained, and the Y-direction position is sequentially determined in S253. The process of S252 is repeated while incrementing. When the above processing is completed for all the pixel columns in the image area, the process proceeds from S254 to S255, where the maximum value of the continuous number L ′ of pixels forming the shadow area is obtained and specified as the dimension L of the shadow area in the dimension measurement direction. To do. In S256, the defect depth H is calculated by H = Lcot θ, and in S257, this is compared with the reference value H0. If H ≦ H0, the filled via conductor is determined to be acceptable, and if H> H0, it is determined to be unacceptable, and the result is stored as shown in FIG. 5 (S258 to S260). Since cot θ is a constant when the illumination angle θ is constant, the process of comparing the shadow area dimension L itself with the reference value L0 is mathematically equivalent, and the determination can be made using this.

図5のごとく集計されたビア不良判定結果データ22eを、図3のモニタ8あるいはプリンタ9から出力する。図11のS107〜S108に示すごとく、個々のビアの位置を読み出して、マッピング領域のビアに対応する位置に判定結果をプロットすることにより、図8のごとき出力結果が得られる。そして、その出力結果を参照して、各被検査基板体のロット、つまり大判基板ワーク毎に、不良と判定された被検査基板体には不良であることを示す目印を、インクによるマーキング等により形成する。検査後の大判基板ワークは、個々の配線基板に切断分離し、不良目印のある被検査基板体を、目視による手作業か、あるいは周知の選別装置を用いることで、不良目印のない被検査基板体から選別・分離することができる。   Via failure determination result data 22e tabulated as shown in FIG. 5 is output from the monitor 8 or printer 9 shown in FIG. As shown in S107 to S108 in FIG. 11, the position of each via is read out and the determination result is plotted at the position corresponding to the via in the mapping area, whereby the output result as shown in FIG. 8 is obtained. Then, referring to the output result, for each lot of substrates to be inspected, that is, for each large-sized substrate workpiece, a mark indicating that the substrates to be inspected are defective is indicated by marking with ink or the like. Form. After inspection, the large-sized substrate work is cut and separated into individual wiring boards, and the substrate to be inspected without defective marks can be obtained by manually observing the inspected substrate body with defective marks or using a well-known sorting device. Can be sorted and separated from the body.

以下、本発明の検査方法の妥当性を確認するために行なった実験結果について説明する。高さ35〜40μm、直径約80μmのフィルドビアを形成した種々の配線基板の中間製品を約10000個用意し、深さ15μm以上の凹状欠陥を生じているフィルドビアを予め光学顕微鏡により詳細に特定しておいた。次に、図1の検査装置により、ライン照明の角度θを種々に変更しながら15μm以上の凹状欠陥を生じているフィルドビアを特定するとともに、光学顕微鏡観察による検査結果と照合し、照合一致した場合を成功、一致しなかった場合を不成功として検査判定を繰り返した。なお、検査装置の各部の仕様は以下の通りである。
(ラインセンサカメラ)
・ピクセル数:4096ピクセル/ライン
・分解能:5μm/ピクセル
・焦点距離:125mm
(ライン照明)
・ハロゲン光、集光距離100mmのレンズを使用。
以上の結果を表1に示す。
Hereinafter, experimental results performed to confirm the validity of the inspection method of the present invention will be described. Prepare about 10000 intermediate products of various wiring boards with filled vias with a height of 35-40 μm and a diameter of about 80 μm, and specify the filled vias with a concave defect with a depth of 15 μm or more in advance using an optical microscope. Oita. Next, when the filled via having a concave defect of 15 μm or more is specified while variously changing the line illumination angle θ by the inspection apparatus of FIG. The test judgment was repeated with the case of successful and unmatched as unsuccessful. The specifications of each part of the inspection device are as follows.
(Line sensor camera)
Number of pixels: 4096 pixels / line Resolution: 5 μm / pixel Focal length: 125 mm
(Line lighting)
-Uses halogen light and a lens with a focusing distance of 100 mm.
The results are shown in Table 1.

Figure 0004776197
Figure 0004776197

上記結果によると、照明の角度θが20°以上80°以下のときに検査の成功確率が高く、20°以上60°以下では成功確率がさらに高い。そして、20°以上60°以下でほぼ100%の成功確率が得られていることがわかる。   According to the above results, the probability of successful inspection is high when the illumination angle θ is 20 ° or more and 80 ° or less, and the success probability is even higher when the angle θ is 20 ° or more and 60 ° or less. It can be seen that a success probability of almost 100% is obtained at 20 ° or more and 60 ° or less.

本発明の検査装置の一実施形態を示す正面模式図。The front schematic diagram which shows one Embodiment of the test | inspection apparatus of this invention. X−Yテーブル状に大判基板ワークをセットした状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the state which set the large-sized board | substrate workpiece | work on XY table shape. 図1の検査装置の、電気的構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of an electrical structure of the test | inspection apparatus of FIG. 製品別ビア位置データの概念図。Conceptual diagram of via position data by product. ビア不良判定結果データの概念図。The conceptual diagram of via defect determination result data. 基板撓み量の測定概念図。The measurement conceptual diagram of the board | substrate bending amount. 本発明の検査方法の原理説明図。The principle explanatory drawing of the inspection method of the present invention. ビア検査結果のマッピングを行なう概念図。The conceptual diagram which maps a via inspection result. 画像取得処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of an image acquisition process. 図9の初期設定処理の詳細を示すフローチャート。10 is a flowchart showing details of the initial setting process of FIG. 9. ビアの良否判定処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the quality determination process of a via. 図11の判定処理の、詳細の第一例を示すフローチャート。12 is a flowchart showing a first example of details of the determination process of FIG. 11. 図11の判定処理の、詳細の第二例を示すフローチャート。The flowchart which shows the 2nd example of the detail of the determination process of FIG. コンフォーマルビアの概念図。Conceptual diagram of conformal beer. フィルドビア導体とそれを用いたスタックドビアの概念図。Conceptual diagram of filled via conductor and stacked via using the same. フィルドビア導体への凹状欠陥の発生状況を示す模式図。The schematic diagram which shows the generation | occurrence | production condition of the concave defect to a filled via conductor. 本発明の適用対象となる配線基板の断面構造を示す模式図。The schematic diagram which shows the cross-section of the wiring board used as the application object of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 検査装置
12 イメージプロセッシングユニット(画像情報生成手段)
13c ラインセンサカメラ(撮影装置)
22 外部記憶装置(判定結果記憶部)
25 照明装置
100 配線基板
L1,L2 配線積層部
134s フィルドビア導体
SB1,SB2‥ 被検査基板体
LB 照明光
PF 凹状欠陥
DA 陰影領域
W 大判基板ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus 12 Image processing unit (Image information generation means)
13c Line sensor camera (photographing device)
22 External storage device (judgment result storage unit)
25 Illumination Device 100 Wiring Board L1, L2 Wiring Laminating Part 134s Filled Via Conductor SB1, SB2 ... Substrate Body LB Illumination Light PF Concave Defect DA Shaded Area W Large Size Board Work

Claims (6)

金属配線層と高分子材料からなる誘電体層とが交互に積層されるとともに、前記誘電体層を挟んで積層方向に隣接する金属配線層間を、内部が金属充填されたフィルドビア導体により接続した構造の配線積層部を有する配線基板の検査装置であって、
被検査面に前記フィルドビア導体の頂面が露出した状態の被検査基板体において、基板主表面法線に対し、その片側から傾斜した角度で入射する照明光により前記フィルドビア導体の頂面領域を照らす照明装置と、
前記頂面領域の画像を、前記照明光の前記基板主表面法線に対する傾斜した角度よりも小さな角度である撮影光軸上で撮影する撮影装置と、
前記被検査面までの距離を測定し、測定した距離に基づいて、前記被検査面上に撮影装置の焦点が一致するように、前記撮影装置の撮影光軸方向の位置を調整する位置調整機構と、
前記画像の出力装置と、
撮影された前記画像上の頂面領域に生ずる陰影情報に基づいて、前記フィルドビア導体の金属充填不良により生ずる凹状欠陥の発生状態を解析する検査解析部と、を備え、
複数の前記被検査基板体が面内に非分離形態で一体化した基板ワークを、上面で支持する基板ワーク支持部と、該基板ワーク支持部上で支持される前記基板ワークの撓みを矯正する撓み矯正部とをさらに有し、
前記撓み矯正部は、前記基板ワーク支持部上に配置された前記基板ワークの面内に予め定められた付勢方向における、該基板ワークの一方の端縁を保持する固定保持部と、
前記付勢方向に可動配置され、前記基板ワークの前記付勢方向における他方の端縁を保持する可動保持部と、
該可動保持部を前記付勢方向に引張付勢して前記基板ワークを展張することにより撓みを矯正する展張付勢機構と、を備えることを特徴とする配線基板の検査装置。
A structure in which metal wiring layers and dielectric layers made of a polymer material are alternately laminated, and metal wiring layers adjacent to each other in the laminating direction with the dielectric layers interposed therebetween are connected by filled via conductors filled with metal inside An inspection apparatus for a wiring board having a wiring lamination part of
In the inspected substrate body in which the top surface of the filled via conductor is exposed on the surface to be inspected, the top surface region of the filled via conductor is illuminated with illumination light incident at an angle inclined from one side of the substrate main surface normal line. A lighting device;
An imaging device that captures an image of the top surface region on an imaging optical axis that is smaller than an inclined angle of the illumination light with respect to a normal surface of the substrate main surface;
A position adjusting mechanism that measures the distance to the surface to be inspected and adjusts the position of the image taking device in the direction of the optical axis of the image taking device so that the focus of the image taking device coincides with the surface to be inspected. When,
An output device for the image;
An inspection analysis unit that analyzes the occurrence state of a concave defect caused by a metal filling defect of the filled via conductor based on shadow information generated in the top surface region on the imaged image,
A plurality of the inspection substrate body a substrate workpiece which is integrated by a non-isolated form in a plane, to correct the substrate workpiece support for supporting the upper surface, the deflection of the substrate workpiece to be supported by the substrate workpiece support on A deflection correction part,
The bending correction part is a fixed holding part that holds one edge of the substrate work in a predetermined biasing direction in a plane of the substrate work arranged on the substrate work support part,
A movable holding part that is movably arranged in the biasing direction and holds the other edge in the biasing direction of the substrate workpiece;
An inspection apparatus for a wiring board, comprising: an extension biasing mechanism that corrects bending by pulling and biasing the movable holding portion in the biasing direction to stretch the substrate work.
前記被検査基板体上の撮影領域にて、面内の第一方向に定められた線状の撮影情報を取得する前記撮影装置としてのラインセンサカメラと、前記線状の撮影情報の取得位置を選択的に照明光により照明する前記照明装置としてのライン照明と、前記撮影領域上にて前記ラインセンサカメラによる撮影位置を、前記面内にて前記第一の方向と直交する第二の方向に走査する撮影走査部と、該走査により順次得られた前記線状の撮影情報を面内に合成して、前記撮影領域に対応した二次元画像情報を得る画像情報生成手段と、を備える請求項1記載の配線基板の検査装置。   A line sensor camera as the imaging device that acquires linear imaging information defined in a first direction in a plane in an imaging area on the substrate to be inspected, and an acquisition position of the linear imaging information Line illumination as the illumination device that selectively illuminates with illumination light, and a photographing position by the line sensor camera on the photographing region in a second direction orthogonal to the first direction in the plane An imaging information scanning unit that scans and image information generation means that obtains two-dimensional image information corresponding to the imaging region by combining the linear imaging information sequentially obtained by the scanning in a plane. The wiring board inspection apparatus according to 1. 前記検査解析部は、前記画像上の領域を、前記照明光による照度により、予め定められた閾値を境界として明領域と暗領域とに区分するとともに、前記フィルドビア導体の前記頂面領域に現れている暗領域の面積又は寸法を演算する暗領域演算手段と、
前記暗領域の面積又は寸法に基づいて、前記凹状欠陥の形成程度に関する判定を行なう判定手段とを有する請求項1記載の配線基板の検査装置。
The inspection analysis unit divides the region on the image into a bright region and a dark region with a predetermined threshold as a boundary according to the illuminance by the illumination light, and appears on the top surface region of the filled via conductor. Dark area calculation means for calculating the area or size of the dark area,
The wiring board inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a determination unit configured to determine a degree of formation of the concave defect based on an area or a dimension of the dark region.
前記判定手段は、前記暗領域の面積又は寸法が予め定められた基準値よりも大きい場合に、当該フィルドビア導体を不良として判定する請求項3記載の配線基板の検査装置。   The wiring board inspection apparatus according to claim 3, wherein the determination unit determines that the filled via conductor is defective when the area or size of the dark region is larger than a predetermined reference value. 前記フィルドビア導体の被検査基板体上の形成位置情報と、前記フィルドビア導体の良否判定結果とを対応付けて記憶する判定結果記憶部と、
出力領域上に設定された基板領域の、各フィルドビア導体に対応する位置に、前記良否判定結果をマッピング出力する判定結果出力部とを備える請求項4記載の配線基板の検査装置。
A determination result storage unit that stores the formation position information of the filled via conductor on the inspected substrate body and the quality determination result of the filled via conductor in association with each other;
The wiring board inspection apparatus according to claim 4, further comprising: a determination result output unit that maps and outputs the pass / fail determination result at a position corresponding to each filled via conductor in a substrate region set on the output region.
前記撮影装置による撮影位置が、前記基板ワーク支持部上の複数の被検査基板体に対して順次移動するように、該基板ワーク支持部を前記撮影装置及び照明装置に対し相対移動させるワーク相対移動部とを備える請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の配線基板の検査装置。   Work relative movement for relatively moving the substrate work support relative to the image capture device and the illumination device so that the photographing position by the photographing device sequentially moves with respect to a plurality of substrate bodies to be inspected on the substrate work support. The wiring board inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a section.
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