JP7005553B2 - Automatic optical inspection system for measuring via hole structure and its method - Google Patents

Automatic optical inspection system for measuring via hole structure and its method Download PDF

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Description

本発明は、自動光学検査システム及びその方法に関し、特に、ビアホール構造を測定するための自動光学検査システム及びその方法に関する。 The present invention relates to an automatic optical inspection system and a method thereof, and more particularly to an automatic optical inspection system for measuring a via hole structure and a method thereof.

自動光学検査（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ， ＡＯＩ）は、マシンビジョンを検査に活用したものである。肉眼による検査をマシンビジョンに置き換えることで、精度が高く、より効率的な検査を可能とするものである。従来から行われてきた人が検査装置を使用して行う検査の欠点を補うことができ、科学技術産業の研究、製造、品質管理、国防、民生、医療、環境保全、電力などの分野で応用されている。 Automated Optical Inspection (AOI) utilizes machine vision for inspection. By replacing the inspection with the naked eye with machine vision, it is possible to perform highly accurate and more efficient inspection. It can make up for the shortcomings of conventional inspections performed by humans using inspection equipment, and is applied in fields such as research, manufacturing, quality control, national defense, civil welfare, medical care, environmental protection, and electric power in the science and technology industry. Has been done.

光学検査分野では、複雑な表面に対する検査は平滑な表面に対するものより困難である。可視性の複雑な表面についての検査は撮影装置の被写界深度次第であり、撮影装置の被写界深度が十分であれば一般的には問題がない。しかし、平面に存在する不可視の欠陥（例えば、ブラインドビアの内側壁面の欠陥）は、従来の光学方式（例えば、平面撮影）で検査を行うのが難しい。このような欠陥に対しては、撮影装置の相対的な位置及び撮影角度を調整して対応するが、それぞれの目的のエリアに対して逐一撮影を行わねばならず、このような検査を行うのは時間も人的コストもかかる割には相応の効果が得られないこともある。 In the field of optical inspection, inspection of complex surfaces is more difficult than that of smooth surfaces. Inspection of a complex surface of visibility depends on the depth of field of the photographing device, and generally there is no problem if the depth of field of the photographing device is sufficient. However, invisible defects existing on a flat surface (for example, defects on the inner wall surface of the blind via) are difficult to inspect by a conventional optical method (for example, planar photography). Such defects are dealt with by adjusting the relative position and shooting angle of the shooting device, but it is necessary to shoot one by one for each target area, and such an inspection is performed. Although it takes time and human cost, it may not be effective.

本発明の目的は、ビアホール構造を測定するための方法を提供することにある。前記方法は、検査対象のビアホール構造に光源を提供することと、画角を有する撮影装置を前記ビアホール構造に向けビアホール構造の画像を得ることと、前記撮影装置の開口数の設定に応じ、前記ビアホール構造の壁エリア及び面エリアにより前記ビアホール構造の画像上に画像の特徴差を出現させることと、前記画角と前記画像の特徴差に基づき前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断することとを含む。 An object of the present invention is to provide a method for measuring a via hole structure. The method is described in accordance with the provision of a light source for the via hole structure to be inspected, the acquisition of an image of the via hole structure by directing a photographing device having an angle of view toward the via hole structure, and the setting of the number of openings of the photographing device. The feature difference of the image appears on the image of the via hole structure by the wall area and the surface area of the via hole structure, and the wall area and the surface on the image of the via hole structure based on the angle of view and the feature difference of the image. Includes determining the area.

本発明のさらなる目的は、ビアホール構造を測定するための自動光学検査システムを提供することにある。前記自動光学検査システムは、光源装置と、撮影装置と、画像処理装置とを備える。前記光源装置は検査対象のビアホール構造に提供する。前記ビアホール構造は壁エリア及び面エリアを有する。前記撮影装置は前記ビアホール構造に向けられ、これによりビアホール構造の画像を得る。前記撮影装置は画角と開口数を有する。前記画像処理装置は前記ビアホール構造の画像の特徴差と画角に基づき、前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断する。 A further object of the present invention is to provide an automated optical inspection system for measuring via hole structures. The automatic optical inspection system includes a light source device, a photographing device, and an image processing device. The light source device is provided for the via hole structure to be inspected. The via hole structure has a wall area and a surface area. The imaging device is directed at the via hole structure, thereby obtaining an image of the via hole structure. The imaging device has an angle of view and a numerical aperture. The image processing apparatus determines the wall area and the surface area on the image of the via hole structure based on the feature difference and the angle of view of the image of the via hole structure.

本発明によれば、ビアホール構造の面エリアまたは壁エリアの差異を利用し、レンズの開口数を調整することで、画像上に明度の差異が発生し、これにより、側壁及び孔底／断裂部を観察することができる。 According to the present invention, by adjusting the numerical aperture of the lens by utilizing the difference in the surface area or the wall area of the via hole structure, a difference in brightness is generated on the image, whereby the side wall and the hole bottom / rupture portion are generated. Can be observed.

図１は、本発明の自動光学検査設備を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an automatic optical inspection facility of the present invention. 図２は、本発明の実施例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. 図３は、本発明の別の実施例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. 図４は、検査対象のビアホール構造を示す説明図（一）である。FIG. 4 is an explanatory diagram (1) showing the via hole structure to be inspected. 図５は、検査対象のビアホール構造を示す説明図（二）である。FIG. 5 is an explanatory diagram (2) showing the via hole structure to be inspected. 図６は、検査対象のビアホール構造を示す説明図（三）である。FIG. 6 is an explanatory diagram (3) showing the via hole structure to be inspected. 図７は、図６の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 図８は、本発明の光学検査方法の工程を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a process of the optical inspection method of the present invention.

以下、本発明の技術内容を図面に基づいて説明する。なお、これら図面は説明のためのものであるため、実際の比率に従い描かれたものではなく、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, the technical contents of the present invention will be described with reference to the drawings. Since these drawings are for illustration purposes, they are not drawn according to actual ratios and do not limit the technical scope of the present invention.

以下に実施例を用いて、本発明の技術的内容をより詳細に説明する。 図１は本発明の自動光学検査設備を示す説明図である。 Hereinafter, the technical contents of the present invention will be described in more detail with reference to examples. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an automatic optical inspection facility of the present invention.

本実施例の提供する自動光学検査設備１００は、撮影装置１０と、光源装置２０と、画像処理装置３０とを備える。 The automatic optical inspection equipment 100 provided in this embodiment includes a photographing device 10, a light source device 20, and an image processing device 30.

撮影装置１０はビアホール構造Ｈに向けられ、これにより検査対象Ｐのビアホール構造の画像を得られる。撮影装置１０は光学レンズ１１と、光学レンズ１１に接続される感光ユニット１２とを備える。光学レンズ１１は対象物を撮影し、画像を感光ユニット１２上に現像する。光学レンズ１１は魚眼レンズ、広角レンズまたは標準レンズなどのうちのひとつである。感光ユニット１２はＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサなどのうちのひとつである。検査対象Ｐは、例えばこれに限定しないが、１以上のビアホール構造を持つ物体、例えば複数のブラインドビアを有する平面物体、または直線型や複数箇所折れ曲がった導管である。好ましい実施形態においては、検査対象Ｐはプリント基板である。撮影装置１０の画角及び開口数は人またはシステムにより調整する。 The photographing apparatus 10 is directed to the via hole structure H, whereby an image of the via hole structure of the inspection target P can be obtained. The photographing apparatus 10 includes an optical lens 11 and a photosensitive unit 12 connected to the optical lens 11. The optical lens 11 photographs an object and develops the image on the photosensitive unit 12. The optical lens 11 is one of a fisheye lens, a wide-angle lens, a standard lens, and the like. The photosensitive unit 12 is one of a CCD image sensor, a CMOS image sensor, and the like. The inspection target P is, for example, not limited to this, an object having one or more via hole structures, for example, a planar object having a plurality of blind vias, or a linear or a plurality of bent conduits. In a preferred embodiment, the inspection target P is a printed circuit board. The angle of view and the numerical aperture of the photographing apparatus 10 are adjusted by a person or a system.

光源装置２０は検査対象Ｐのビアホール構造Ｈに対し光を発する。ビアホール構造Ｈは１以上の壁エリアＨ１と１以上の面エリアＨ２を有する（図４～図６に示す）。特定の光源を提供し、画角及び開口数を調整することで、画像中の壁エリアＨ１と面エリアＨ２の画像の特徴差を強調することができる。前記面エリアは例えば前記ビアホール構造Ｈの底面エリア及び／または断裂部エリアを含む。 The light source device 20 emits light to the via hole structure H of the inspection target P. The via hole structure H has one or more wall areas H1 and one or more surface areas H2 (shown in FIGS. 4 to 6). By providing a specific light source and adjusting the angle of view and the numerical aperture, it is possible to emphasize the feature difference between the image of the wall area H1 and the image of the surface area H2 in the image. The surface area includes, for example, a bottom surface area and / or a tear area of the via hole structure H.

本発明において「画像の特徴差」とは、例えば明度の特徴差や彩度の特徴差である。実施例においては、光源装置２０はコリメート光源２１及び／または拡散光源２２である。異なる性質の光源を提供することで、画像中に明度の特徴差を生み出し、壁エリアＨ１と面エリアＨ２を区別することができる。本発明において「コリメート光源」及び「拡散光源」とは、その光源の成分の大部分をコリメート光または拡散光が占めることを指す。また別の実施例においては、光源装置２０は２種類以上の異なるスペクトル特性を持つ光源（例えば第一光源、第二光源）を有する。これにより画像中に明度の特徴差及び彩度の特徴差を生み出し、壁エリアＨ１と面エリアＨ２を区別することができる。 In the present invention, the "characteristic difference of an image" is, for example, a characteristic difference of lightness or a characteristic difference of saturation. In the embodiment, the light source device 20 is a collimating light source 21 and / or a diffuse light source 22. By providing light sources having different properties, it is possible to create a characteristic difference in brightness in the image and distinguish between the wall area H1 and the surface area H2. In the present invention, the "colimated light source" and the "diffused light source" mean that the collimated light or the diffused light occupies most of the components of the light source. In yet another embodiment, the light source device 20 has two or more types of light sources having different spectral characteristics (for example, a first light source and a second light source). As a result, a characteristic difference in brightness and a characteristic difference in saturation can be created in the image, and the wall area H1 and the surface area H2 can be distinguished.

上述の方法のほか、異なる性質及び異なるスペクトル特性を持つ光源を同時に使用することで、ビアホール構造Ｈの壁エリアＨ１と面エリアＨ２の画像の特徴差を際立たせてもよく、本発明においては限定しない。 In addition to the above method, by simultaneously using light sources having different properties and different spectral characteristics, the feature difference between the image of the wall area H1 and the surface area H2 of the via hole structure H may be highlighted, which is limited in the present invention. do not do.

図２は本発明の実施例を示す説明図である。コリメート光源２１は、発光ユニット２１１と、半透鏡２１２を備える。発光ユニット２１１はコリメート光を発し、半透鏡２１２は傾斜角（通常は４５度）をつけて撮影装置１０の撮影方向上に設置される。これにより発光ユニット２１１が発するコリメート光を撮影装置１０と同軸になるよう９０度反射させ、半透鏡２１２が光束の一部を通過させることで撮影装置１０はビアホール構造Ｈの画像を得ることができる。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. The collimating light source 21 includes a light emitting unit 211 and a semitransparent mirror 212. The light emitting unit 211 emits collimated light, and the semitransparent mirror 212 is installed at an inclination angle (usually 45 degrees) in the photographing direction of the photographing apparatus 10. As a result, the collimated light emitted by the light emitting unit 211 is reflected 90 degrees so as to be coaxial with the photographing device 10, and the semitransparent mirror 212 passes a part of the light flux, so that the photographing device 10 can obtain an image of the via hole structure H. ..

より具体的には、拡散光源２２は１以上の発光ユニット２２１と、カバー２２２とを備える。カバー２２２は発光ユニット２２１の外側に設置される。光をビアホール構造Ｈに均一に発するため、カバー２２２の反射面はディフューザ―または光拡散材料を有し、前記拡散光をビアホール構造Ｈに提供する。実施例において、カバー２２２はアーチ形のカバーである。前記アーチ形のカバーの反射面はディフューザ―または光拡散材料を有し、発光ユニット２２１の光が前記アーチ形のカバーに入射した後、前記アーチ形のカバーで反射しビアホール構造Ｈ上に至る。前記ディフューザーは例えば不均一な微細構造であり、前記光拡散材料は例えば光を拡散する粉末や微粒子であり、本発明においては限定しない。発光ユニット２２１が直接検査対象Ｐを照らさないよう、発光ユニット２２１は前記アーチ形のカバーの外周縁に内側（反射面）に向かって環状に設置される。 More specifically, the diffusion light source 22 includes one or more light emitting units 221 and a cover 222. The cover 222 is installed outside the light emitting unit 221. In order to emit light uniformly to the via hole structure H, the reflective surface of the cover 222 has a diffuser or a light diffusing material, and the diffused light is provided to the via hole structure H. In an embodiment, the cover 222 is an arched cover. The reflective surface of the arched cover has a diffuser or a light diffusing material, and the light of the light emitting unit 221 is incident on the arched cover and then reflected by the arched cover to reach the via hole structure H. The diffuser has, for example, a non-uniform fine structure, and the light diffusing material is, for example, a powder or fine particles that diffuse light, and is not limited in the present invention. The light emitting unit 221 is installed in an annular shape toward the inside (reflection surface) on the outer peripheral edge of the arch-shaped cover so that the light emitting unit 221 does not directly illuminate the inspection target P.

図３は本発明の別の実施例を示す説明図である。カバー２２２はアーチ形のカバーだけでなく、他のディフューズ装置を使用することができる。例えばこの実施例においては、カバー２２２は発光ユニット２２４の外側に斜めに設置される反射拡散板２２３である。反射拡散板２２３の反射面はディフューザーまたは光拡散材料を有し、同様に光拡散効果を得ることができる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. The cover 222 can use not only an arched cover but also other diffusers. For example, in this embodiment, the cover 222 is a reflection diffuser 223 obliquely installed on the outside of the light emitting unit 224. The reflective surface of the reflective diffuser plate 223 has a diffuser or a light diffusing material, and a light diffusing effect can be obtained as well.

画像処理においてビアホール構造Ｈの壁エリアＨ１と面エリアＨ２の画像の特徴差を際立たせ、欠陥をより際立たせるため、前記コリメート光及び前記拡散光は異なるスペクトル特性を有する。本実施例において、例えば底面及び側壁の材料が共に銅であるとき、前記コリメート光は青色光が好ましく、前記拡散光は赤色光が好ましい。二種の光源を混合することで、ビアホール構造Ｈの壁エリアＨ１、面エリアＨ２はそれぞれ異なる波長の光により明確な境界が現れ（図３に示す）、画像処理装置３０は画像中の欠陥を容易に取得することができる。実施例においては、前記コリメート光と前記拡散光の波長の差は、１００ｎｍ以上であるが、これに限定しない。前記波長の差は材料と実際の用途に応じて決める。 In the image processing, the collimated light and the diffused light have different spectral characteristics in order to make the feature difference between the image of the wall area H1 and the surface area H2 of the via hole structure H stand out and the defect more to stand out. In this embodiment, for example, when the material of the bottom surface and the side wall is copper, the collimated light is preferably blue light, and the diffused light is preferably red light. By mixing the two types of light sources, the wall area H1 and the surface area H2 of the via hole structure H have clear boundaries due to light of different wavelengths (shown in FIG. 3), and the image processing apparatus 30 causes defects in the image. It can be easily obtained. In the embodiment, the difference in wavelength between the collimated light and the diffused light is 100 nm or more, but is not limited to this. The difference in wavelength is determined according to the material and the actual application.

好ましい実施例において、以下の光源の組み合わせにより、効果的に画像の特徴差を際立たせることができ、画像中のビアホール構造Ｈの壁エリアＨ１と面エリアＨ２の区別をつけることができる。

Figure 0007005553000001
In a preferred embodiment, the combination of the following light sources can effectively emphasize the feature difference of the image, and can distinguish the wall area H1 and the surface area H2 of the via hole structure H in the image.
Figure 0007005553000001

画像処理装置３０は撮影装置１０に接続され、ビアホール構造Ｈの画像の特徴差と画角に基づき、ビアホール構造Ｈの画像上の壁エリアＨ１及び面エリアＨ２を判断する。実施例においては、画像処理装置３０は前記画像の特徴差に基づき、前記ビアホール構造の画像上の壁エリアＨ１の面積と位置及び前記面エリアＨ２の面積と位置を判断し、これに基づき画像検査結果を出力する。具体的には、画像処理装置３０はストレージ（図示せず）にプログラムを保存し、前記プログラムにより画像分析を実行する。具体的には、画像分析プログラムは例えば、画像前処理プログラム、画像分割及び位置決めプログラム、欠陥検出（勾配化、領域拡張など）、マシンラーニング、ディープラーニングなどであり、本発明においては限定しない。 The image processing device 30 is connected to the photographing device 10 and determines the wall area H1 and the surface area H2 on the image of the via hole structure H based on the feature difference and the angle of view of the image of the via hole structure H. In the embodiment, the image processing apparatus 30 determines the area and position of the wall area H1 and the area and position of the surface area H2 on the image of the via hole structure based on the feature difference of the image, and based on this, an image inspection is performed. Output the result. Specifically, the image processing device 30 stores a program in a storage (not shown) and executes image analysis by the program. Specifically, the image analysis program includes, for example, an image preprocessing program, an image segmentation and positioning program, defect detection (gradient, region expansion, etc.), machine learning, deep learning, and the like, and is not limited in the present invention.

前記画像検査結果は、孔の形状検査、孔底の品質検査、孔壁の品質検査、孔底と孔壁の接続箇所の品質検査、前記ビアホール構造に断裂部エリアがないかの判断、前記断裂部エリアの高さの判断などを含む。 The image inspection results include hole shape inspection, hole bottom quality inspection, hole wall quality inspection, quality inspection of the connection point between the hole bottom and the hole wall, determination of whether or not there is a tear area in the via hole structure, and the tear. Includes judgment of the height of the department area.

図４～図６は実施例における検査対象のビアホール構造の説明図である。 4 to 6 are explanatory views of the via hole structure to be inspected in the embodiment.

検査物Ｐは基板上のビアホール構造Ｈである。検査物Ｐはめっきが均一でないなどの理由により断裂部エリアを生み出す可能性があり、穴の内側で断線を引き起こす。図４に示すように、面エリアＨ２（孔底エリア）の範囲が一定の直径に達したとき、断裂部エリアＨ３が既に断線を引き起こしていることがわかる。断裂部Ｈ３が発生したかどうかは、孔底エリアの面エリアＨ２の直径を測ることでわかる。または、撮影した画像と欠陥のない画像を重ね合わせることで断裂部Ｈ３の発生を知ることもできる。もう一つの状況について図５で示す。ビアホール構造Ｈは孔底エリアで断裂部Ｈ３を形成しているほか、孔壁上にも欠陥が発生し断裂部Ｈ４を形成する可能性がある。孔壁上に形成する断裂部Ｈ４は孔壁の角度と異なるため、壁エリアＨ１とは画像の特徴差が現れる。さらにもう一つの状況について図６で示す。断裂部Ｈ５が面エリアＨ２の片側に形成され、面エリアＨ２の片側だけが楕円になった場合、欠陥が片側の孔壁にのみ存在すると判断できる。断線しているかどうかは断裂部エリアの高さと相関性がある。すなわち、銅めっきの厚みがどれだけ少ないかである。これにより、欠陥の高さを調べることで断線した可能性を予測することができる。 The inspection object P is a via hole structure H on the substrate. The inspection object P may create a tear area due to reasons such as uneven plating, which causes a disconnection inside the hole. As shown in FIG. 4, when the range of the surface area H2 (hole bottom area) reaches a certain diameter, it can be seen that the fractured portion area H3 has already caused the disconnection. Whether or not the ruptured portion H3 has occurred can be determined by measuring the diameter of the surface area H2 in the hole bottom area. Alternatively, the occurrence of the torn portion H3 can be known by superimposing the captured image and the image without defects. Another situation is shown in FIG. In the via hole structure H, the tear portion H3 is formed in the hole bottom area, and a defect may occur on the hole wall to form the tear portion H4. Since the torn portion H4 formed on the hole wall is different from the angle of the hole wall, the feature difference of the image appears from the wall area H1. Yet another situation is shown in FIG. When the ruptured portion H5 is formed on one side of the surface area H2 and only one side of the surface area H2 becomes elliptical, it can be determined that the defect exists only on the hole wall on one side. Whether or not the wire is broken correlates with the height of the tear area. That is, how small the thickness of the copper plating is. This makes it possible to predict the possibility of disconnection by examining the height of the defect.

欠陥の高さを取得する方法について、図６及び図７を参考に説明する。図７は図６の断面図である。 The method of obtaining the height of the defect will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG.

実際の空間における欠陥の高さを計算して得るには、撮影の画角と画像中の孔壁の傾斜角度を調整し、画像中の欠陥の長さを利用して正確な高さを計算して出せるようにする必要がある。 To calculate the height of the defect in the actual space, adjust the angle of view of the image and the tilt angle of the hole wall in the image, and use the length of the defect in the image to calculate the exact height. It is necessary to be able to put it out.

孔内側壁の傾斜角度が一定であるとして、画角及び開口数を調節した撮影機（撮影装置１０）の撮影角度を固定し、撮影を行い計算することで画像中の断裂部エリアの長さを得ることができる。計算を始めるとまず３つの変数、すなわち孔壁傾斜角度α、撮影角度β及び断裂部エリアの長さＧＰを得ることができる。 Assuming that the inclination angle of the inner side wall of the hole is constant, the shooting angle of the camera (shooting device 10) whose angle of view and numerical aperture are adjusted is fixed, and the length of the torn portion area in the image is calculated by shooting and calculating. Can be obtained. When the calculation is started, three variables, that is, the hole wall inclination angle α, the imaging angle β, and the length GP of the tear area can be obtained.

このうち、画像から得た断裂部エリアの長さＧＰは断裂部エリアの第一長さＧＰ１と撮影機の画角により出来る断裂部エリアの第二長さＧＰ２との和である。よって、断裂部エリアの長さＧＰは次の式が成り立つ。

Figure 0007005553000002
Of these, the length GP of the ruptured portion area obtained from the image is the sum of the first length GP1 of the ruptured portion area and the second length GP2 of the ruptured portion area formed by the angle of view of the camera. Therefore, the following equation holds for the length GP of the tear area.
Figure 0007005553000002

計算開始時点で、孔壁傾斜角度αは確定しているため、三角関数により、断裂部エリアの第一長さＧＰ１は断裂部エリアの高さＧＰＨと一定の三角比の関係にあることがわかるため、次の式が成り立つ。

Figure 0007005553000003
Since the hole wall inclination angle α is fixed at the start of the calculation, it can be seen from the trigonometric function that the first length GP1 of the fractured portion area has a constant triangular ratio with the height GPH of the fractured portion area. Therefore, the following equation holds.
Figure 0007005553000003

上述の式による計算の後、残った断裂部エリアの第二長さＧＰ２の変数を確定する必要がある。断裂部エリアの第二長さＧＰ２は撮影機の撮影角度から出来るものであり、図４から分かるとおり、断裂部エリアの第二長さＧＰ２は断裂部エリアの高さＧＰＨと一定の三角比の関係にあるため、次の式が成り立つ。

Figure 0007005553000004
After the calculation by the above equation, it is necessary to determine the variable of the second length GP2 of the remaining tear area. The second length GP2 of the ruptured area is created from the shooting angle of the camera, and as can be seen from FIG. 4, the second length GP2 of the ruptured area has a constant triangular ratio with the height GPH of the ruptured area. Because of the relationship, the following equation holds.
Figure 0007005553000004

上述の３つの式の連立方程式は以下のようになる。

Figure 0007005553000005
The simultaneous equations of the above three equations are as follows.
Figure 0007005553000005

１つ目の式を３つ目の式に代入すると以下の連立方程式になる。

Figure 0007005553000006
Substituting the first equation into the third equation yields the following simultaneous equations.
Figure 0007005553000006

２つの方程式を計算すると、未知の数値だった断裂部エリアの高さＧＰＨと断裂部エリアの第一長さＧＰ１が一度に得られ、断裂部エリアの高さＧＰＨから断線の可能性を確認することができる。 When the two equations are calculated, the height GPH of the ruptured area and the first length GP1 of the ruptured area, which were unknown values, are obtained at once, and the possibility of disconnection is confirmed from the height GPH of the ruptured area. be able to.

断裂部エリアの高さＧＰＨを得られるほか、他の実施例では、画像分析の結果から、前記画像検査結果はさらに、孔壁欠陥幅、めっき不連続サイズなどを含むことができる。 In addition to obtaining the height GPH of the torn area, in another embodiment, from the results of the image analysis, the image inspection result can further include the hole wall defect width, the plating discontinuity size, and the like.

画像処理装置３０は上述の方法による断裂部エリアの高さＧＰＨを得られるほか、例えば断裂部エリアの幅または孔壁と孔底の間の断裂部エリアの長さ、壁エリアの面積と位置及び面エリアの面積と位置などを得ることができる。 The image processing apparatus 30 can obtain the height GPH of the fractured portion area by the above method, for example, the width of the fractured portion area or the length of the fractured portion area between the hole wall and the hole bottom, the area and position of the wall area, and The area and position of the surface area can be obtained.

ここから、本発明のビアホール構造内側壁面の光学検査方法について説明する。図８は本発明の光学検査方法の工程を示す説明図である。 From here, the optical inspection method of the inner wall surface of the via hole structure of this invention will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a process of the optical inspection method of the present invention.

本発明はさらに、ビアホール構造を測定するための方法を提供する。前記方法は以下の工程を含む。 The present invention further provides a method for measuring a via hole structure. The method includes the following steps.

検査対象のビアホール構造に光源を提供する（工程Ｓ０１）：実施例においては、前記光源を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供する工程は、コリメート光及び／または拡散光を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供することを含む。別の実施例においては、前記光源を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供する工程は、第一光源と第二光源を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供することを含む。前記第一光源と前記第二光源は異なるスペクトル特性を有する。 Providing a light source for the via hole structure to be inspected (step S01): In the embodiment, in the step of providing the light source to the via hole structure to be inspected, collimated light and / or diffused light is provided to the via hole to be inspected. Includes providing to the structure. In another embodiment, the step of providing the light source to the via hole structure to be inspected comprises providing a first light source and a second light source to the via hole structure to be inspected. The first light source and the second light source have different spectral characteristics.

画角を有する撮影装置を前記ビアホール構造に向け、ビアホール構造の画像を得る（工程Ｓ０２）： An imaging device having an angle of view is directed toward the via hole structure to obtain an image of the via hole structure (step S02):

前記撮影装置の開口数を調整することで、前記ビアホール構造の壁エリア及び面エリアにより前記ビアホール構造の画像上に画像の特徴差を出現させる（工程Ｓ０３）：前記ビアホール構造に異なる特性を持つ光源（例えば、コリメート光、拡散光）を提供することで、得られる画像の特徴差は明度の特徴差となる。前記ビアホール構造に異なるスペクトル特性を持つ光源を提供することで、得られる画像の特徴差は明度の特徴差と彩度の特徴差となる。 By adjusting the numerical aperture of the imaging device, a feature difference of the image appears on the image of the via hole structure due to the wall area and the surface area of the via hole structure (step S03): a light source having different characteristics in the via hole structure. By providing (for example, collimated light, diffused light), the characteristic difference of the obtained image becomes the characteristic difference of the brightness. By providing a light source having different spectral characteristics in the via hole structure, the characteristic difference of the obtained image becomes the characteristic difference of lightness and the characteristic difference of saturation.

前記画角と前記画像の特徴差に基づき、前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断する（工程Ｓ０４）：実施例においては、前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリアと前記面エリアを判断する工程は、前記画像の特徴差に基づき前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリアの面積と位置及び前記面エリアの面積と位置を判断することを含む。さらに、前記壁エリアの面積と位置及び前記面エリアの面積と位置に基づき、画像検査結果を出力する。前記面エリアは例えば、前記ビアホール構造の底面エリア及び／または断裂部エリアである。断裂部エリアの長さから、欠陥の高さを計算して出すことができ、そこから断線の可能性を判断することができる。 The wall area and the surface area on the image of the via hole structure are determined based on the angle of view and the feature difference of the image (step S04): In the embodiment, the wall area on the image of the via hole structure and the wall area. The step of determining the surface area includes determining the area and position of the wall area and the area and position of the surface area on the image of the via hole structure based on the feature difference of the image. Further, the image inspection result is output based on the area and position of the wall area and the area and position of the surface area. The surface area is, for example, a bottom surface area and / or a tear area of the via hole structure. From the length of the ruptured area, the height of the defect can be calculated and calculated, and the possibility of disconnection can be determined from it.

得られた画像検査結果は、孔の形状検査、孔底の品質検査、孔壁の品質検査、孔底と孔壁の接続箇所の品質検査、前記ビアホール構造に断裂部エリアがないかの判断、及び前記断裂部の高さの判断などを含む。 The obtained image inspection results include hole shape inspection, hole bottom quality inspection, hole wall quality inspection, quality inspection of the connection point between the hole bottom and the hole wall, and determination of whether or not there is a tear area in the via hole structure. And the determination of the height of the torn portion and the like.

本発明によれば、ビアホール構造の面エリアまたは壁エリアの差異を利用し、レンズの開口数を調整することで、画像上に明度の差異が発生し、これにより、側壁及び孔底／断裂部を観察することができる。 According to the present invention, by adjusting the numerical aperture of the lens by utilizing the difference in the surface area or the wall area of the via hole structure, a difference in brightness is generated on the image, whereby the side wall and the hole bottom / rupture portion are generated. Can be observed.

以上、本発明について詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。 Although the present invention has been described in detail above, the above is only one embodiment, and the present invention can be implemented in still another embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

１００ 自動光学検査設備
１０ 撮影装置
１１ 光学レンズ
１２ 感光ユニット
２０ 光源装置
２１ コリメート光源
２１１ 発光ユニット
２１２ 半透鏡
２２ 拡散光源
２２１ 発光ユニット
２２２ カバー
２２３ 反射拡散板
２２４ 発光ユニット
３０ 画像処理装置
Ｐ 検査対象
Ｈ ビアホール構造
Ｈ１ 壁エリア
Ｈ２ 面エリア
Ｈ３ 断裂部エリア
Ｈ４ 断裂部エリア
Ｈ５ 断裂部エリア
α 孔壁傾斜角度
β 撮影角度
ＧＰ 断裂部エリアの長さ
ＧＰ１ 断裂部エリアの第一長さ
ＧＰ２ 断裂部エリアの第二長さ
ＧＰＨ 断裂部エリアの高さ
Ｓ０１～Ｓ０４ 工程０１～０４

100 Automatic optical inspection equipment 10 Photographing device 11 Optical lens 12 Photosensitive unit 20 Light source device 21 Collimated light source 211 Light emitting unit 212 Semi-translucent mirror 22 Diffuse light source 221 Light emitting unit 222 Cover 223 Reflective diffuser 224 Light emitting unit 30 Image processing device P Inspection target H Via hole Structure H1 Wall area H2 Surface area H3 Rupture area H4 Rupture area H5 Rupture area α Hole wall inclination angle β Imaging angle GP Rupture area length GP1 Rupture area first length GP2 Rupture area second length
Height of GPH rupture area S01-S04 Process 01-04

Claims (29)

ビアホール構造を測定するための方法であって、
検査対象のビアホール構造に光源を提供することと、
画角を有する撮影装置を前記ビアホール構造に向けビアホール構造の画像を得ることと、
少なくとも２つの異なる光源を使用して、壁エリアと面エリアの間の明度の特徴差または彩度の特徴差を個別に強調することで、前記ビアホール構造の壁エリア及び面エリアにより前記ビアホール構造の画像上に画像の特徴差を出現させることと、
前記画角と前記画像の特徴差に基づき前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断すること
とを含むことを特徴とするビアホール構造を測定するための方法。 A method for measuring the via hole structure,
Providing a light source for the beer hall structure to be inspected,
To obtain an image of the via hole structure by pointing the photographing device having an angle of view toward the via hole structure,
By using at least two different light sources to individually emphasize the difference in brightness or saturation between the wall area and the surface area, the wall area and surface area of the via hole structure will allow the via hole structure. Making the feature difference of the image appear on the image and
A method for measuring a via hole structure, which comprises determining the wall area and the surface area on the image of the via hole structure based on the difference in characteristics between the angle of view and the image. 前記画像の特徴差は明度であることを特徴とする請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the feature difference of the image is lightness. 前記光源を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供する工程は、コリメート光及び／または拡散光を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the step of providing the light source to the via hole structure to be inspected includes providing collimated light and / or diffused light to the via hole structure to be inspected. 前記光源を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供する工程は、第一光源と第二光源を前記検査対象の前記ビアホール構造に提供することを含み、前記第一光源及び前記第二光源は異なるスペクトル特性を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。 The step of providing the light source to the via hole structure to be inspected includes providing the first light source and the second light source to the via hole structure to be inspected, and the first light source and the second light source have different spectra. The method according to claim 1, wherein the method is characterized by having characteristics. 前記画像の特徴差は、明度の特徴差と彩度の特徴差であることを特徴とする請求項４に記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the feature difference of the image is a feature difference of lightness and a feature difference of saturation. 前記画角と前記画像の特徴差に基づき、前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断する工程は、前記画像の特徴差に基づき前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリアの面積と位置及び前記面エリアの面積と位置を判断することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 The step of determining the wall area and the surface area on the image of the via hole structure based on the angle of view and the feature difference of the image is the step of determining the wall area on the image of the via hole structure based on the feature difference of the image. The method according to claim 1, wherein the area and position and the area and position of the surface area are determined. 前記画角と前記画像の特徴差に基づき、前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断する工程は、前記壁エリアの面積と位置及び前記面エリアの面積と位置に基づき、画像検査結果を出力することを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。 The step of determining the wall area and the surface area on the image of the via hole structure based on the angle of view and the feature difference of the image is based on the area and position of the wall area and the area and position of the surface area. The method according to claim 6, wherein the image inspection result is output. 前記画像検査結果は、孔の形状検査、および／または孔底の品質検査、および／または孔壁の品質検査、および／または孔底と孔壁の接続箇所の品質検査を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。 The image inspection result is characterized by including a hole shape inspection and / or a hole bottom quality inspection, and / or a hole wall quality inspection, and / or a quality inspection of a connection portion between the hole bottom and the hole wall. The method according to claim 7. 前記面エリアは、前記ビアホール構造の底面エリア及び／または断裂部エリアを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the surface area includes a bottom surface area and / or a torn portion area of the via hole structure. 前記画像検査結果は、前記ビアホール構造に断裂部エリアがないかの判断を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the image inspection result includes a determination as to whether or not the via hole structure has a torn portion area. 前記画像検査結果は、前記断裂部の高さの判断を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the image inspection result includes a determination of the height of the torn portion. 前記検査対象はプリント基板であることを特徴とする請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the inspection target is a printed circuit board. ビアホール構造を測定するための自動光学検査システムであって、
少なくとも２つの異なる光源を含む光源装置と、
撮影装置と、
画像処理装置とを備え、
前記少なくとも２つの異なる光源は検査対象のビアホール構造に提供され、
前記ビアホール構造は壁エリアと面エリアを有し、前記少なくとも２つの異なる光源が壁エリアと面エリアの間の明度の特徴差または彩度の特徴差を個別に強調し、
前記撮影装置は画角と開口数を有し、
前記撮影装置は前記ビアホール構造に向けられ、これによりビアホール構造の画像を得、
前記画像処理装置は前記ビアホール構造の画像の特徴差と画角に基づき、前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリア及び前記面エリアを判断することを特徴とする自動光学検査システム。 An automated optical inspection system for measuring via hole structures,
A light source device containing at least two different light sources and
With the shooting equipment
Equipped with an image processing device
The at least two different light sources are provided in the via hole structure to be inspected.
The via hole structure has a wall area and a surface area, and the at least two different light sources individually emphasize the characteristic difference in brightness or the characteristic difference in saturation between the wall area and the surface area.
The imaging device has an angle of view and a numerical aperture.
The imaging device is directed at the via hole structure, thereby obtaining an image of the via hole structure.
The image processing apparatus is an automatic optical inspection system that determines the wall area and the surface area on the image of the via hole structure based on the feature difference and the angle of view of the image of the via hole structure. 前記画像の特徴差は、明度であることを特徴とする請求項１３に記載の自動光学検査システム。 The automatic optical inspection system according to claim 13, wherein the feature difference of the image is brightness. 前記光源装置は、コリメート光源及び／または拡散光源であることを特徴とする請求項１３に記載の自動光学検査システム。 The automatic optical inspection system according to claim 13, wherein the light source device is a collimating light source and / or a diffused light source. 前記コリメート光源は、白色光源、または青色光源、または赤色光源を含み、前記拡散光源は前記コリメート光源とは異なる、白色光源、または青色光源、または赤色光源を含むことを特徴とする請求項１５に記載の自動光学検査システム。 The claim comprises the collimating light source including a white light source, a blue light source, or a red light source, and the diffused light source includes a white light source, a blue light source, or a red light source different from the collimating light source. 15. The automatic optical inspection system according to 15. 前記光源装置は、前記面エリアにコリメート光を提供するためのコリメート光源を含むことを特徴とする請求項１５に記載の自動光学検査システム。 The automated optical inspection system according to claim 15, wherein the light source device includes a collimated light source for providing collimated light to the surface area. 前記光源装置は、前記壁エリアに拡散光を提供するための拡散光源を含むことを特徴とする請求項１５に記載の自動光学検査システム。 The automated optical inspection system according to claim 15, wherein the light source device includes a diffused light source for providing diffused light to the wall area. 前記拡散光源は、
１以上の発光ユニットと、
前記発光ユニットの外側に設置されるカバーとを備え、前記カバーは反射面にディフューザーまたは光拡散材料を有することを特徴とする請求項１８に記載の自動光学検査システム。 The diffused light source is
With one or more light emitting units
The automated optical inspection system according to claim 18, further comprising a cover installed on the outside of the light emitting unit, wherein the cover has a diffuser or a light diffusing material on the reflective surface. 前記光源装置は、第一光源と第二光源を備え、前記第一光源と前記第二光源は異なるスペクトル特性を有し、
前記第一光源は前記面エリアに光を提供し、
前記第二光源は前記壁エリアに光を提供することを特徴とする請求項１３に記載の自動光学検査システム。 The light source device includes a first light source and a second light source, and the first light source and the second light source have different spectral characteristics.
The first light source provides light to the surface area and
13. The automated optical inspection system according to claim 13, wherein the second light source provides light to the wall area. 前記第一光源は、白色光源、または青色光源、または赤色光源を含み、前記第二光源は前記第一光源とは異なる、白色光源、または青色光源、または赤色光源を含むことを特徴とする請求項２０に記載の自動光学検査システム。 The first light source includes a white light source, a blue light source, or a red light source, and the second light source includes a white light source, a blue light source, or a red light source different from the first light source . 20. The automatic optical inspection system according to claim 20. 前記画像の特徴差は、明度の特徴差と彩度の特徴差であることを特徴とする請求項２０に記載の自動光学検査システム。 The automatic optical inspection system according to claim 20, wherein the feature difference of the image is a feature difference of lightness and a feature difference of saturation. 前記画像処理装置は、前記画像の特徴差に基づき前記ビアホール構造の画像上の前記壁エリアの面積と位置及び前記面エリアの面積と位置を判断することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の自動光学検査システム。 13. The image processing apparatus is characterized in that it includes determining the area and position of the wall area and the area and position of the surface area on the image of the via hole structure based on the feature difference of the image. Described automatic optical inspection system. 前記画像処理装置は、前記面エリアの面積と位置及び前記壁エリアの面積と位置に基づ
き、画像検査結果を出力することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の自動光学検査システム。 13. The automatic optical inspection system according to claim 13, wherein the image processing apparatus includes outputting an image inspection result based on the area and position of the surface area and the area and position of the wall area. 前記画像検査結果は、孔の形状検査、および／または孔底の品質検査、および／または孔壁の品質検査、および／または孔底と孔壁の接続箇所の品質検査を含むことを特徴とする請求項２４に記載の自動光学検査システム。 The image inspection result is characterized by including a hole shape inspection and / or a hole bottom quality inspection, and / or a hole wall quality inspection, and / or a quality inspection of a connection portion between the hole bottom and the hole wall. The automated optical inspection system according to claim 24. 前記面エリアは、前記ビアホール構造の底面エリア及び／または断裂部エリアを含むことを特徴とする請求項２４に記載の自動光学検査システム。 24. The automated optical inspection system according to claim 24, wherein the surface area includes a bottom surface area and / or a torn portion area of the via hole structure. 前記画像検査結果は、前記ビアホール構造に断裂部エリアがないかの判断を含むことを特徴とする請求項２６に記載の自動光学検査システム。 26. The automatic optical inspection system according to claim 26, wherein the image inspection result includes determination of whether or not the via hole structure has a torn portion area. 前記画像検査結果は、前記断裂部の高さの判断を含むことを特徴とする請求項２６に記載の自動光学検査システム。 The automatic optical inspection system according to claim 26, wherein the image inspection result includes determination of the height of the torn portion. 前記検査対象はプリント基板であることを特徴とする請求項１３に記載の自動光学検査システム。 The automatic optical inspection system according to claim 13, wherein the inspection target is a printed circuit board.
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