KR100795080B1 - Illumination device for inspecting a substrate - Google Patents

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KR100795080B1
KR100795080B1 KR1020050100125A KR20050100125A KR100795080B1 KR 100795080 B1 KR100795080 B1 KR 100795080B1 KR 1020050100125 A KR1020050100125 A KR 1020050100125A KR 20050100125 A KR20050100125 A KR 20050100125A KR 100795080 B1 KR100795080 B1 KR 100795080B1
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츠토무 구보타
쥰이치 야마구치
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가부시키가이샤 모리텍스
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Abstract

검사기판에 조사하는 조명광을 점광원 조명과 면광원 조명으로 전환하는 액정 산란판을 소형화함과 동시에, 만일 파손해도 그 파편이 검사기판상에 낙하하지 않도록 하고, 또한, 점광원 조명으로 했을 때에 비산란광을 조사하여 밝은 회절 휘선이 얻어지도록 한다. In addition to miniaturizing the liquid crystal scattering plate for converting the illumination light irradiated to the inspection substrate into the point light source illumination and the surface light source illumination, the fragments do not fall on the inspection substrate even if damaged, and the scattered light when the point light source illumination is used To obtain bright diffraction bright lines.

액정 산란판(4)을 프레넬 렌즈(3)보다 광원장치(2)측이고, 또한, 조명 광속의 단면 형상이 검사기판(K)과 동일하거나 또는 검사기판(K)보다 커지는 위치에 배치하고, 그 액정 산란판(4)에 광원장치(2)로부터 조사된 비산란광을 입사시킴으로써, 점광원 조명이 되는 비산란광과 면광원 조명이 되는 산란광을 검사기판(K)에 선택적으로 조사시키도록 했다. The liquid crystal scattering plate 4 is disposed on the light source device 2 side from the Fresnel lens 3, and the cross-sectional shape of the illumination light beam is the same as the inspection substrate K or larger than the inspection substrate K. By injecting the non-scattered light irradiated from the light source device 2 into the liquid crystal scattering plate 4, the non-scattered light serving as the point light source illumination and the scattered light serving as the surface light source illumination are selectively irradiated to the test substrate K. .

조명광, 광원장치, 프레넬 렌즈, 검사기판, 액정 산란판, 기판검사용 조명장치, 비산란광, 조명광 전환수단 Illumination light, light source device, Fresnel lens, inspection board, liquid crystal scattering plate, illuminating device for board inspection, non-scattered light, illumination light switching means

Description

기판검사용 조명장치{ILLUMINATION DEVICE FOR INSPECTING A SUBSTRATE}ILLUMINATION DEVICE FOR INSPECTING A SUBSTRATE}

도 1은 본 발명에 따른 기판검사용 조명장치의 1예를 도시하는 설명도, 1 is an explanatory diagram showing one example of a substrate inspection lighting apparatus according to the present invention;

도 2는 광원장치를 도시하는 설명도, 2 is an explanatory diagram showing a light source device;

도 3은 사양이 다른 기판검사용 조명장치에 적용한 예를 도시하는 설명도, 3 is an explanatory diagram showing an example applied to a substrate inspection lighting apparatus having different specifications;

도 4는 종래 장치를 도시하는 설명도, 4 is an explanatory diagram showing a conventional device;

도 5는 종래 장치를 도시하는 설명도, 5 is an explanatory diagram showing a conventional device;

(부호의 설명)(Explanation of the sign)

1 기판검사용 조명장치 2 광원장치1 Illumination device for board inspection 2 Light source device

X 조명광축 3 프레넬 렌즈X illumination optical axis 3 Fresnel lens

K 검사기판 4 액정 산란판K test board 4 liquid crystal scattering plate

8 균일화 정형 렌즈 장치 15 조명광 전환수단8 Uniformized orthopedic lens unit 15 Illumination light switching means

본 발명은 비산란광을 조사하는 광원장치로부터 검사기판에 이르는 조명광축상에, 검사기판 전체에 조명광이 조사되도록 광을 수속화(收束化) 또는 평행화 하는 프레넬 렌즈가 배치되어서 이루어지는 기판검사용 조명장치에 관한 것이다. The present invention is a substrate inspection for which the Fresnel lens for converging or parallelizing the light is arranged on the illumination optical axis from the light source device for irradiating non-scattered light to the inspection substrate so that the illumination light is irradiated on the entire inspection substrate. It relates to a lighting device.

액정 모니터 패널이나 대형 프린트 배선 기판 등의 제조라인에서는, 임의의 공정종료후에 검사공정을 두고, 기판에 점광원 조명과 면광원 조명을 바꾸어서 조사하고, 그 반사광을 육안관찰 하거나, 또는 그 상을 촬상해서 화상처리 함으로써 제품검사를 행하고 있다. In manufacturing lines, such as liquid crystal monitor panels and large printed wiring boards, after the completion of an arbitrary process, an inspection process is performed, and the point light source illumination and the surface light source illumination are alternately irradiated to the substrate, and the reflected light is visually observed or the image is captured. Product inspection is performed by image processing.

이 경우에, 점광원 조명은 검사기판에 조사되고, 진애 기타의 파티클 등의 이물의 부착, 핀홀의 유무, 오버코트의 하층의 불균일성, 하층에 형성된 ITO(투명전극)의 불량의 유무 등이 검사된다. In this case, the point light source illumination is irradiated to the inspection substrate, and the adhesion of foreign matter such as dust and other particles, the presence of pinholes, the nonuniformity of the lower layer of the overcoat, and the defect of the ITO (transparent electrode) formed in the lower layer are examined. .

또, 점광원 광에 의해 검사기판 표면에 회절 휘선이 생기고, 검사기판의 광축에 대한 경사를 바꾸면서 회절 휘선을 이동시키고, 그 휘선상에서 회로 패턴의 단선·쇼트의 유무, 레지스트막의 벗겨짐이나 제거불량의 유무 등이 검사된다. In addition, diffracted bright lines are generated on the surface of the inspection substrate by the point light source light, and the diffraction lines are shifted while changing the inclination of the inspection substrate with respect to the optical axis, and the disconnection and short of the circuit pattern and the peeling or removal of the resist film are performed on the bright lines. The presence and the like are checked.

또한, 면광원 조명에 의해 검사기판의 표면에 형성된 레지스트 막의 막두께의 불균일이나, 표층에 형성된 ITO의 불량의 유무 등이 검사된다. In addition, the surface light source illumination checks the non-uniformity of the film thickness of the resist film formed on the surface of the inspection substrate and the defect of ITO formed on the surface layer.

그런데, 종래의 기판검사용 조명장치는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 광원(51)으로부터 조사된 광을 수속시키고, 그 초점 위치에 놓여진 산란판(52)을 투과시킨 후, 반사경(53)으로 반사시켜서 평행화용 프레넬 렌즈(54)로 평행화시킨 후, 수속화용 프레넬 렌즈(55)로 수속화시키고, 그 프레넬 렌즈(55)의 출사면측에 배치된 액정 산란판(56)을 투명/불투명으로 전환함으로써, 점광원 조명광/면광원 조명광을 선택적으로 검사기판(57)에 조사시키도록 되어 있다. By the way, as shown in FIG. 4, the conventional board | substrate inspection lighting apparatus converges the light irradiated from the light source 51, transmits the scattering plate 52 put in the focal position, and then reflects the reflector 53 After reflecting the light to the parallel with the paralleling Fresnel lens 54, the condensing Fresnel lens 55 is converged, and the liquid crystal scattering plate 56 disposed on the emission surface side of the Fresnel lens 55 By switching to transparent / opaque, the inspection substrate 57 is selectively irradiated with the point light source illumination light / plane light source illumination light.

(특허문헌 1) 일본 특개 2002-71571호 공보(Patent Document 1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-71571

결함의 유무를 발견하기 쉽게 하기 위해서는 강한 광쪽이 좋고, 이 때문에, 검사기판(57)에 조사되는 조명광을 발산시키지 않고 수속화용 프레넬 렌즈(55)로 수속시키고 있는데, 이 렌즈(55)는 당연히 검사기판(57)보다 상당히 큰 것이 되기 때문에, 액정 산란판(56)도 대형의 것이 필요하게 된다. In order to make it easy to detect the presence or absence of a defect, a strong light is preferable, and therefore, it converges to the condensing Fresnel lens 55 without radiating the illumination light irradiated to the inspection board 57, but this lens 55 is naturally Since it becomes considerably larger than the test substrate 57, the liquid crystal scattering plate 56 also needs to be large.

그러나, 액정 산란판(56)은 대형화하면 할 수록 코스트가 커지고, 또 유리제이기 때문, 깨지기 쉽다는 문제가 있고, 만일 깨졌을 경우에는, 그 파편이 검사기판(57)상에 낙하하여 제품으로 되어야 할 기판(57)이 흠집투성이가 되어서 폐기처분하지 않으면 안된다는 낭비를 일으킨다. However, the larger the size of the liquid crystal scattering plate 56, the larger the cost, and because it is made of glass, there is a problem that it is easily broken. If broken, the fragments fall on the test substrate 57 and become a product. The substrate 57 becomes scratched, causing waste to be disposed of.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이 프레넬 렌즈(61)를 반사경(53)의 근방에 배치하고, 그 프레넬 렌즈(61)로 수속화된 조명광의 광축상에 액정 산란판(56)을 프레넬 렌즈(61)로부터 떨어지게 하여 배치함으로써, 액정 산란판(56)을 소형화하는 것도 시도되고 있다. 5, the Fresnel lens 61 is arrange | positioned in the vicinity of the reflecting mirror 53, and the liquid crystal scattering plate 56 is pressed on the optical axis of the illumination light condensed with the Fresnel lens 61. As shown in FIG. It has also been attempted to miniaturize the liquid crystal scattering plate 56 by placing it away from the NEL lens 61.

(특허문헌 2) 일본 특개 2002-71571호 공보(Patent Document 2) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-71571

그러나, 전술한 바와 같이, 기판을 검사할 때에, 검사기판(57)의 광축에 대한 경사를 바꾸면서 회절 휘선을 이동시킬 필요가 있기 때문에, 그 스페이스를 확보하고자 하면, 도 4의 수속화용 프레넬 렌즈(54)의 위치에 액정 산란판(56)을 배치해야만 한다. However, as described above, when inspecting the substrate, it is necessary to move the diffraction bright lines while changing the inclination with respect to the optical axis of the inspection substrate 57, so that if the space is to be secured, the Fresnel lens for converging of FIG. The liquid crystal scattering plate 56 must be disposed at the position 54.

따라서, 도 4와 같은 정도의 크기의 검사기판(27)에 조명광을 조사하려고 하면, 도 4와 동일한 정도의 크기의 액정 산란판(56)이 필요하게 될 뿐만 아니라, 반사경(53) 및 프레넬 렌즈(61)가 도 4에 도시하는 광학계에 사용한 것보다도 보다 대형화되고, 결국, 액정 산란판(56)을 소형화할 수는 없어, 액정 산란판(56)이 깨 졌을 때의 문제점도 해결할 수 없다. Therefore, when the illumination light is irradiated to the inspection substrate 27 of the same size as in Fig. 4, not only the liquid crystal scattering plate 56 of the same size as in Fig. 4 is required, but also the reflector 53 and the Fresnel The lens 61 becomes larger in size than that used in the optical system shown in FIG. 4, and as a result, the liquid crystal scattering plate 56 can not be miniaturized, and the problem when the liquid crystal scattering plate 56 is broken cannot be solved. .

더욱이, 종래는 점광원 조명을 검사기판(57) 전체에 조사했을 때의 배광특성(광분포)을 플랫화 하기 위해서 광원(51)의 초점 위치에 산란판(52)을 배치하고 있는데, 산란판(52)은 배향특성을 플랫화하는 반면, 광 강도를 전체적으로 저하시킨다는 문제를 갖는다. Moreover, conventionally, the scattering plate 52 is disposed at the focal position of the light source 51 in order to flatten the light distribution characteristic (light distribution) when the point light source illumination is irradiated on the entire inspection substrate 57. Reference numeral 52 has a problem of flattening the orientation characteristic while lowering the light intensity as a whole.

그리고, 광 강도의 저하를 억제하기 위해서, 프레넬 렌즈(55 또는 61)의 수속각을 크게 하면 그 만큼 각 렌즈(55 및 61)는 대형화되고, 광원(51)으로서 대광량의 것을 사용하면 설비비, 러닝코스트가 커지고, 광원(51)의 열의 영향으로 산란판(52)의 수명이 짧아진다. In order to suppress the decrease in the light intensity, increasing the convergence angle of the Fresnel lens 55 or 61 increases the size of each lens 55 and 61, and if a large light quantity is used as the light source 51, the equipment cost is increased. The running cost is increased, and the life of the scattering plate 52 is shortened by the influence of the heat of the light source 51.

또, 산란판(52)을 사용함으로써, 점광원 조명을 검사기판(57)에 조사했을 때의 회절 휘선이 분명하지 않고, 희미해서 보기 어렵게 된다는 문제도 있었다. In addition, the use of the scattering plate 52 also has the problem that the diffraction bright lines when the point light source illumination is irradiated to the inspection substrate 57 are not clear and are blurred and difficult to see.

산란판(52)을 사용하지 않을 때는 조명광의 배광특성의 피크가 가파르게 되고, 액정 산란판(56)을 투명하게 하고 점광원 조명을 발산시켜 검사기판(57) 전체에 조사했을 때에, 검사기판(57)상에서는 광축으로부터 떨어짐에 따라서 광 강도가 현저하게 저하되기 때문에 검사기판(57)의 가장자리 부분이 어두워져, 검사정밀도가 저하된다는 문제를 일으킨다. When the scattering plate 52 is not used, the peak of the light distribution characteristic of the illumination light becomes steep, and when the liquid crystal scattering plate 56 is made transparent and the point light source illumination is emitted and irradiated to the entirety of the test substrate 57, the inspection substrate ( On 57), since the light intensity is remarkably lowered from the optical axis, the edge portion of the test substrate 57 is darkened, which causes a problem that the test accuracy is lowered.

그래서 본 발명은, 액정 산란판을 소형화함과 동시에, 만일 파손되어도 그 파편이 검사기판상에 낙하하지 않도록 하고, 또한, 밝은 회절 휘선이 얻어지도록 하는 것을 제 1 기술적 과제로 하고, 광 강도를 저하시키지 않고 배광특성을 향상 시키는 것을 제 2 기술적 과제로 하고 있다. Therefore, the present invention aims to reduce the size of the liquid crystal scattering plate and to prevent the fragments from falling on the inspection substrate even if damaged, and to obtain bright diffraction bright lines. It is a 2nd technical subject to improve light distribution characteristic, without using.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 조명광으로서 비산란광을 발산시켜서 조사하는 광원장치로부터 검사기판에 이르는 조명광축상에, 그 조명광을 검사기판 전체에 조사하도록 광을 수속화 또는 평행화 하는 프레넬 렌즈와, 전압제어에 의해 투명과 불투명을 전환하고, 투명시에 점광원 조명을 검사기판에 조사시키고, 불투명시에 면광원 조명을 검사기판에 조사시키는 액정 산란판을 구비하여 이루어지는 기판검사용 조명장치에 있어서, 상기 액정 산란판은 프레넬 렌즈보다 광원장치측이고, 조명 광속(光束)의 단면 형상이 검사기판과 동일하거나 또는 검사기판보다 커지는 위치에 배치되고, 이 액정 산란판에 상기 광원장치로부터 조사된 비산란광을 입사시킴으로써, 점광원 조명이 되는 비산란광과 면광원 조명이 되는 산란광을 선택적으로 조사시키는 조명광 전환수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다. In order to solve this problem, the present invention provides a fresnel for converging or parallelizing light so as to irradiate the entire inspection substrate with the illumination light on the illumination optical axis from the light source device that emits non-scattered light as illumination light to the inspection substrate. Substrate inspection illumination comprising a lens and a liquid crystal scattering plate for switching transparent and opaque by voltage control, irradiating point light source illumination to the inspection substrate when transparent, and irradiating surface light source illumination onto the inspection substrate when transparent. In the apparatus, the liquid crystal scattering plate is disposed on the light source device side than the Fresnel lens, and is disposed at a position where the cross-sectional shape of the illumination light beam is equal to or larger than that of the test substrate, and the light source device is placed on the liquid crystal scattering plate. By injecting the non-scattered light irradiated from the light, the non-scattered light serving as the point light source illumination and the scattered light serving as the surface light source illumination are selectively adjusted. Saki is characterized by having an illumination light switching means.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)(The best form to carry out invention)

본 예에서는, 액정 산란판을 소형화함과 동시에, 만일 파손되어도 그 파편이 검사기판상에 낙하하지 않도록 하고, 게다가, 밝은 회절 휘선이 얻어지도록 한다고 할 목적을 달성하기 위해서, 액정 산란판을, 프레넬 렌즈보다 광원장치측이고, 조명 광속의 단면 형상이 검사기판과 동일하거나 또는 검사기판보다 큰 위치에 배치하여, 액정 산란판에 광원장치로부터 조사된 비산란광을 입사 시킴으로써, 점광원 조명이 되는 비산란광과 면광원 조명이 되는 산란광을 선택적으로 조사시키도록 했다. In this example, in order to achieve the purpose of miniaturizing the liquid crystal scattering plate and preventing the debris from falling on the inspection substrate even if damaged, and to obtain bright diffraction lines, Fresnel Non-scattered light, which is the light source device side than the lens, is disposed at a position where the cross-sectional shape of the illumination light beam is the same as or larger than that of the inspection substrate, and the non-scattered light irradiated from the light source apparatus is incident on the liquid crystal scattering plate, thereby becoming the point light source illumination And scattered light which is a surface light source illumination selectively.

도 1은 본 발명에 따른 기판검사용 조명장치의 1예를 도시하는 설명도, 도 2는 균일화 정형 렌즈를 도시하는 설명도, 도 3은 조사각을 확대했을 때의 광선도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows one example of the board | substrate inspection lighting apparatus which concerns on this invention, FIG. 2 is explanatory drawing which shows the uniformity shaping | molding lens, and FIG. 3 is a light ray diagram when an irradiation angle is enlarged.

(실시예 1)(Example 1)

도 1에 도시하는 기판검사용 조명장치(1)는, 1변이 1m 전후 또는 그 이상의 하이브리드 액정 모니터 패널이나 대형 프린트 배선 기판 등의 대형기판의 검사에 사용하는 것으로, 비산란광을 발산시켜서 조사하는 광원장치(2)로부터 검사기판에 이르는 조명광축(X)상에, 조명광을 수속화 또는 평행화하는 프레넬 렌즈(3)와, 검사기판(K)에 조사되는 조명광을 점광원 조명과 면광원 조명으로 전환하는 액정 산란판(4)을 구비하고 있다. The illuminating device 1 for inspecting a board | substrate shown in FIG. 1 is used for the test | inspection of large board | substrates, such as a hybrid liquid crystal monitor panel and a large printed wiring board of one side about 1 m or more, and the light source which irradiates non-scattered light and irradiates On the illumination optical axis X from the apparatus 2 to the inspection board, the Fresnel lens 3 for converging or parallelizing the illumination light, and the illumination light irradiated to the inspection board K are point light source illumination and surface light source illumination. The liquid crystal scattering plate 4 to switch to is provided.

광원장치(2)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 비산란광을 방출하는 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프 등의 고압 방전등을 사용한 광원(5)과, 그 광을 집광하는 타원 반사경(6)과, 집광된 광을 안내하는 라이트 가이드(7)와, 그 광출사단에 배치되어서 라이트 가이드(7)에 접속되는 균일화 정형 렌즈 장치(8)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 2, the light source device 2 includes a light source 5 using a high-pressure discharge lamp such as a halogen lamp or a metal halide lamp that emits non-scattered light, an elliptical reflector 6 that condenses the light, And a light guide 7 for guiding the collected light and a homogenized shaping lens device 8 arranged at the light exit end and connected to the light guide 7.

균일화 정형 렌즈 장치(8)는, 검사기판(K)과 종횡비가 동일한 사각형 단면을 갖는 각주 형상의 로드 인테그레이터(9)와, 그 로드 인테그레이터(9)로부터 출사된 조명광의 조사 각도를 가변조정 하는 가변초점 렌즈(10)를 구비하고 있다. The uniformity shaping lens device 8 measures the irradiation angle of the column-shaped rod integrator 9 having a rectangular cross section having the same aspect ratio as the inspection substrate K and the illumination light emitted from the rod integrator 9. A variable focus lens 10 for variable adjustment is provided.

로드 인테그레이터(9)에 광이 입사되면, 내부에서 전반사를 반복하고, 출사단에서는 광분포가 균일하게 된다. 본 예의 로드 인테그레이터(9)는 비산란광의 검사기판(K)상에 있어서의 유니포머티가 70∼100%이 되도록 설계되어 있다. When light enters the rod integrator 9, total reflection is repeated inside, and the light distribution is uniform at the exit end. The rod integrator 9 of this example is designed so that the uniformity on the test substrate K of non-scattered light may be 70 to 100%.

유니포머티(U)는 조명광을 조사했을 때의 최대 광량 Pmax와 최소 광량 Pmin으로부터, 다음식으로 정의된다. The uniformity U is defined by the following equation from the maximum light amount Pmax and the minimum light amount Pmin when irradiated with illumination light.

U={1-(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)}×100(%)U = {1- (Pmax-Pmin) / (Pmax + Pmin)} × 100 (%)

최대 광량 Pmax와 최소 광량 Pmin이 동일하면 유니포머티는 100%로 이상적인 광원이라고 할 수 있지만, 현실에는 광분포의 강약을 피할 수는 없다. If the maximum light amount Pmax and the minimum light amount Pmin are the same, the uniformity is an ideal light source of 100%, but in reality, the intensity of light distribution cannot be avoided.

그러나, 유니포머티가 70% 미만으로 저하하면, 비산란광을 검사기판(K)에 조사시켰을 때에, 광축상의 밝기와 가장자리 부분의 밝기의 차가 지나치게 커져, 육안관찰에 의한 경우도 화상처리에 의한 경우도 검사정밀도가 저하되는 것에 반해, 70% 이상이면 그러한 문제가 발생하지 않았기 때문에, 유니포머티(U)≥70%로 하고 있다. However, when the uniformity falls below 70%, when the non-scattered light is irradiated to the test substrate K, the difference between the brightness on the optical axis and the brightness of the edge portion becomes excessively large, even when visual observation observes image processing. In contrast, the inspection accuracy is lowered, but since 70% or more does not cause such a problem, the uniformity U is set to 70%.

또, 가변초점 렌즈(10)는, 2개의 렌즈(10A 및 10B)를 동축에 배치한 복합식 렌즈로 되고 있고, 각각의 렌즈(10A 및 10B)를 이동시킴으로써 조사 각도를 가변조정할 수 있으므로, 검사기판(K)의 크기, 프레넬 렌즈(3)나 액정 산란판(4)의 사양이 상이한 경우에도, 광원장치(2)를 그 사양에 따라서 다시 설계하지 않고 사용할 수 있다. In addition, the variable focus lens 10 is a compound lens having two lenses 10A and 10B coaxially arranged, and the irradiation angle can be variably adjusted by moving the respective lenses 10A and 10B. Even when the size of (K) and the specifications of the Fresnel lens 3 and the liquid crystal scattering plate 4 are different, the light source device 2 can be used without designing again according to the specifications.

예를 들면, 도 1의 기판검사용 조명장치(1)에 있어서 조사 각도가 약 25°인 경우에 있어서, 도 3에 도시하는 바와 같이 1변의 길이가 약 1.8배인 검사기판(K)을 검사하기 위한 기판검사용 조명장치(11)에 있어서는, 검사기판(K)의 크기에 따라 프레넬 렌즈(12)나 액정 산란판(13)도 큰 것이 사용되고 있기 때문에, 동일한 조사 각도에서는 검사기판(K) 전체에 광을 조사시킬 수 없다. For example, in the case where the irradiation angle of the substrate inspection illuminating device 1 of FIG. 1 is about 25 °, as shown in FIG. 3, the inspection substrate K having one side length of about 1.8 times is inspected. In the illuminating device 11 for inspecting a substrate, a larger Fresnel lens 12 and a liquid crystal scattering plate 13 are used depending on the size of the inspecting substrate K. Therefore, the inspecting substrate K is used at the same irradiation angle. You cannot irradiate light on the whole.

이 경우, 종래의 광원장치에서는 프레넬 렌즈(3)까지의 거리를 길게 하지 않을 수 없기 때문에, 광 강도의 감쇠가 현저하지만, 본 예에서는, 가변초점 렌즈(10)에 의해 조사 각도를 약 25°로부터 예를 들면 약 45°로 넓힘으로써 최적의 조사 각도로 설정할 수 있다. In this case, since the distance to the Fresnel lens 3 must be increased in the conventional light source device, the attenuation of the light intensity is remarkable, but in this example, the irradiation angle is approximately 25 by the variable focus lens 10. It is possible to set the optimum irradiation angle by widening the angle to, for example, about 45 degrees.

이와 같이, 프레넬 렌즈(3)까지의 거리를 일정하게 유지한 채 조사 각도를 조정할 수 있으므로, 광 강도의 감쇠가 적어, 사양이 다른 조명장치(1, 11)를 설계할 때마다 광원장치(2)를 다시 설계하는 번거로움도 없다. In this way, since the irradiation angle can be adjusted while keeping the distance to the Fresnel lens 3 constant, the attenuation of the light intensity is small, and the light source device is designed every time the lighting devices 1 and 11 having different specifications are designed. There is no hassle to redesign 2).

그리고, 광원장치(2)로부터 출사된 조명광은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 반사경(14)으로 반사되어서 조명광축(X)을 따라 진행하고, 그 광축(X)상에 배치된 프레넬 렌즈(3)에 의해 수속화 또는 평행화 되어서 검사기판(K)의 전면에 조사되도록 되어 있다. The illumination light emitted from the light source device 2 is reflected by the reflector 14 and travels along the illumination optical axis X, as shown in FIG. 1, and is a Fresnel lens disposed on the optical axis X. By converging or parallelizing by (3), it irradiates to the front surface of the test board | substrate K. As shown to FIG.

그리고, 프레넬 렌즈(3)의 광원장치(2)측에는, 검사기판(K)에 조사하는 조명광을 액정 산란판(4)으로 점광원 조명과 면광원 조명을 전환하는 조명광 전환수단(15)이 배치되어 있다. On the light source device 2 side of the Fresnel lens 3, illumination light switching means 15 for switching the point light source illumination and the surface light source illumination to the liquid crystal scattering plate 4 with the illumination light irradiated to the inspection substrate K is provided. It is arranged.

액정 산란판(4)은 검사기판(K)과 동일하거나 또는 크고, 또한, 프레넬 렌즈(3)보다 작은 형상으로 형성되고, 프레넬 렌즈(3)보다 광원장치(2)측이고, 또한, 조명 광속의 단면형상이 검사기판(K)과 동일하거나 또는 검사기판(K)보다 커지는 위치(h)에 배치되어 있다. The liquid crystal scattering plate 4 is the same or larger than the inspection substrate K, and is formed in a shape smaller than that of the Fresnel lens 3, and is closer to the light source device 2 than the Fresnel lens 3, The cross-sectional shape of the illumination light beam is arranged at the position h which is the same as the inspection substrate K or larger than the inspection substrate K.

조명광 전환수단(15)은 전압제어에 의해, 액정 산란판(4)을 투명과 불투명(유백색)으로 전환하고, 투명시에는 광원장치(2)로부터 조사되는 조명광을 그대로 투과시킴으로써 비산란광에 의한 점광원 조명을 검사기판(K)에 조사시킬 수 있고, 불투명시에는 조명광을 이 액정 산란판(4)으로 산란시킴으로써 산란광에 의한 면광원 조명을 검사기판(K)에 조사시킬 수 있게 되어 있다. The illumination light switching means 15 converts the liquid crystal scattering plate 4 into transparent and opaque (milky white) by voltage control, and transmits the illumination light irradiated from the light source device 2 as it is, so that it is caused by non-scattered light. The light source illumination can be irradiated to the test substrate K. When opaque, the illuminating light is scattered by the liquid crystal scattering plate 4 so that the surface light source illumination by the scattered light can be irradiated to the test substrate K.

또한, 조명 광속은 광원장치(2)로부터 프레넬 렌즈(3)에 이르기까지 넓어지므로, 액정 산란판(4)을 프레넬 렌즈(3)보다 광원장치(2)측에 설치함으로써, 그 크기를 프레넬 렌즈(3)보다 작게 설계할 수 있다. In addition, since the illumination light beam extends from the light source device 2 to the Fresnel lens 3, the size of the liquid crystal scattering plate 4 is provided on the light source device 2 side rather than the Fresnel lens 3. It can be designed smaller than the Fresnel lens (3).

또, 액정 산란판(4)은 검사기판(K)과 동일한 크기가 확보되어 있으므로, 액정 산란판(4)을 불투명 로 하여면 광원 조명이라고 했을 때라도 그 상이 검사기판(K)전체를 커버하므로, 검사기판(K)위로 조명광의 불균일이 발생하지 않는다. In addition, since the liquid crystal scattering plate 4 has the same size as that of the test substrate K, when the liquid crystal scattering plate 4 is made opaque, the image covers the entire test substrate K even when the light source illumination is used. Nonuniformity of illumination light does not occur on the inspection substrate K.

또, 액정 산란판(4)은 프레넬 렌즈(3)보다 광원장치(2)측에 배치하고 있으므로, 프레넬 렌즈(3)의 위쪽에 액정 산란판(4)을 레이아웃 할 수 있고, 따라서, 만일 액정 산란판(4)이 깨졌을 때라도, 그 액정 산란판(4)보다 큰 프레넬 렌즈(3)로 파편이 받아져서, 검사기판(K)에 파편이 떨어지기 어렵고, 따라서 상처도 나기 어렵다. Moreover, since the liquid crystal scattering plate 4 is arrange | positioned at the light source device 2 side rather than the Fresnel lens 3, the liquid crystal scattering plate 4 can be laid out above the Fresnel lens 3, Therefore, Even when the liquid crystal scattering plate 4 is broken, the fragments are received by the Fresnel lens 3 larger than the liquid crystal scattering plate 4, so that the fragments are less likely to fall on the test substrate K, and hence the scratches are less likely to occur.

이상이 본 발명의 일례 구성이며, 다음에 그 작용을 설명한다. The above is an example structure of this invention, and the effect | action is demonstrated next.

검사기판(K)이 기판검사용 조명장치(1) 아래까지 반송되어 오면, 그 검사 목적에 따라서, 조명광 전환수단(15)에 의해 점광원 조명 및 면광원 조명을 선택한다. When the inspection board K is conveyed down to the illuminating device 1 for inspecting the substrate, the point light source illumination and the surface light source illumination are selected by the illumination light switching means 15 in accordance with the inspection purpose.

점광원 조명에 의한 검사를 행하는 경우에는, 광원장치(2)를 점등시킨 상태에서 액정 산란판(4)을 투명하게 하면, 광원장치(2)로부터의 비산란광이 반사경 (14)으로 반사되고 액정 산란판(4)을 그대로 투과하여 프레넬 렌즈(3)까지 발산하여 진행하고, 프레넬 렌즈(3)에서 수속화되어서 검사기판(K)에 조사된다. In the case of inspection by point light source illumination, when the liquid crystal scattering plate 4 is made transparent while the light source device 2 is turned on, non-scattered light from the light source device 2 is reflected by the reflector 14 and the liquid crystal It passes through the scattering plate 4 as it is, diverges to the Fresnel lens 3, proceeds, converges in the Fresnel lens 3, and is irradiated to the test substrate K.

이때, 점광원 조명으로서 비산란광이 라이트 가이드(7)로부터 출사되어서, 균일화 정형 렌즈 장치(8)의 로드 인테그레이터(9) 및 가변초점 렌즈(10)에 의해 소정의 조사 각도로 발산되어서, 검사기판(K)의 전체에 조사되고, 이것에 의해, 검사기판(K)상의 진애 기타의 파티클 등의 이물의 부착의 유무, 핀홀의 유무, 오버코트의 하층의 불균일성, 게다가 하층에 형성된 ITO(투명전극)의 불량의 유무 등을 검사할 수 있다. At this time, non-scattered light is emitted from the light guide 7 as point light source illumination, and is emitted at a predetermined irradiation angle by the rod integrator 9 and the variable focus lens 10 of the uniformity shaping lens device 8, Irradiated to the entirety of the test substrate K, whereby the presence or absence of adhesion of foreign matter such as dust or other particles on the test substrate K, the presence or absence of pinholes, the nonuniformity of the lower layer of the overcoat, and the ITO (transparent) formed on the lower layer The presence or absence of the defect of the electrode) can be inspected.

또한, 비산란광의 점광원 조명을 발산 조사시켰을 때에, 조명 광속의 가장자리 부분을 차광하지 않고, 로드 인테그레이터(9)에 의해 검사기판(K)의 형상으로 정형하고 있으므로, 광의 낭비가 없다. In addition, when the point light source illumination of non-scattered light is divergently irradiated, the edge portion of the illumination light beam is shaded and shaped by the rod integrator 9 in the shape of the inspection substrate K, so that there is no waste of light.

또, 로드 인테그레이터(9)에 의해 광분포가 균일화되어서 검사기판(K)상에서의 광 강도 분포가 편평하게 되므로, 광축(X)으로부터 떨어진 둘레 가장자리부의 조도가 저하되지 않아, 보기 어려워지지 않는다는 효과도 있다. In addition, since the light integrator is uniformized by the rod integrator 9 and the light intensity distribution on the test substrate K is flat, the illuminance of the peripheral edge away from the optical axis X is not lowered and it is difficult to see. It also works.

또, 광원장치(2)로부터 조사된 비산란광이 검사기판(K)에 직접 조사되므로, 검사기판(K)에는 날카로운 무지개 빛의 회절 휘선이 생기고, 그 휘선상에서 인식하기 쉬워져, 검사기판(K)의 조명광축(X)에 대한 경사를 바꾸면서 회절 휘선을 이동시킴으로써, 검사기판(K)의 전체에 대하여, 예를 들면 회로 패턴의 단선·쇼트의 유무, 레지스트 막의 벗겨짐이나 제거불량의 유무 등의 이상을 정밀하게 검사할 수 있다. In addition, since the non-scattered light irradiated from the light source device 2 is directly irradiated to the test substrate K, a sharp iridescent light diffraction line is generated on the test board K, and the test board K is easily recognized on the test line K. By shifting the diffraction bright line while changing the inclination with respect to the illumination optical axis X), the entirety of the inspection substrate K is, for example, disconnection or short of the circuit pattern, peeling of the resist film or defective removal. The abnormality can be inspected precisely.

면광원 조명에 의한 검사를 행하는 경우에는, 광원장치(2)를 점등시킨 상태에서 액정 산란판(4)을 불투명(유백색)으로 하면, 광원장치(2)로부터의 비산란광이 반사경(14)으로 반사되어서 액정 산란판(4)으로 산란되고, 이것이 산란광이 되어서 프레넬 렌즈(3)에 입사되고 검사기판(K)에 균일하게 조사되어, 이것에 의해, 검사기판(K)의 표면에 형성된 레지스트 막의 막두께의 불균일이나, 표층에 형성된 ITO의 불량의 유무 등이 검사된다. In the case of inspection by surface light source illumination, when the liquid crystal scattering plate 4 is made opaque (milky white) while the light source device 2 is turned on, non-scattered light from the light source device 2 is reflected to the reflector 14. It is reflected and scattered by the liquid crystal scattering plate 4, which becomes scattered light and is incident on the Fresnel lens 3 and irradiated uniformly to the test substrate K, whereby a resist formed on the surface of the test substrate K. Non-uniformity of the film thickness of the film, presence or absence of defects of ITO formed on the surface layer, and the like are examined.

이때, 액정 산란판(4)은, 프레넬 렌즈(3)의 광원장치(2)측에 배치되어 있으므로, 프레넬 렌즈(3)로부터 떨어지면 떨어질 수록 소형화 할 수 있다. At this time, since the liquid crystal scattering plate 4 is disposed on the light source device 2 side of the Fresnel lens 3, the liquid crystal scattering plate 4 can be miniaturized as it is separated from the Fresnel lens 3.

또, 액정 산란판(4)은 조명 광속의 단면 형상이 검사기판(K)과 동일하거나 또는 검사기판(K)보다 커지는 위치에 배치되어 있으므로, 검사기판(K)과 동일한 크기까지 소형화 할 수 있다. Further, the liquid crystal scattering plate 4 is disposed at a position where the cross-sectional shape of the illumination light beam is the same as that of the inspection substrate K or larger than the inspection substrate K, so that the liquid crystal scattering plate 4 can be downsized to the same size as the inspection substrate K. .

즉, 액정 산란판(4)은 검사기판(K)의 크기가 확보되어, 액정 산란판(4)을 불투명으로 하여 면광원 조명으로 했을 때라도, 액정 산란판(4)의 상이 검사기판(K)의 전체에 균일하게 비치게 되어, 검사기판(K)의 일부에만 액정 산란판(4)이 비치지 않고, 따라서 검사기판(K)상에서 조명광의 불균일이 생기지 않는다. That is, the liquid crystal scattering plate 4 is secured in the size of the test substrate K, and even when the liquid crystal scattering plate 4 is made opaque to form a surface light source illumination, the liquid crystal scattering plate 4 differs from the test substrate K. Since the liquid crystal scattering plate 4 is not reflected only on a part of the test substrate K, the unevenness of the illumination light does not occur on the test substrate K.

또, 액정 산란판을 불투명으로 하여 면광원 조명으로 했을 때에도, 원래의 광 강도가 높으므로, 광량이 다운되지 않고, 따라서, 프레넬 렌즈의 수속각을 크게 할 필요가 없으므로, 동일한 사이즈의 검사기판에 조명광을 조사하는 것이라면, 프레넬 렌즈도 소형화 할 수 있다. Also, even when the liquid crystal scattering plate is made opaque and the surface light source illumination is used, since the original light intensity is high, the amount of light does not decrease, and thus it is not necessary to increase the convergence angle of the Fresnel lens. If irradiated with illumination light, the Fresnel lens can also be miniaturized.

더욱이, 점광원 조명·면광원 조명중 어느 조명으로 검사하는 경우도, 액정 산란판(4)은 프레넬 렌즈(3)보다 광원장치(2)측에 배치되어 있으므로, 프레넬 렌즈(3)의 위쪽에 액정 산란판(4)을 레이아웃 할 수 있고, 따라서, 만일, 액정 산란판(4)이 깨졌을 때에도, 액정 산란판(4)보다 큰 프레넬 렌즈(3)의 위에 파편이 떨어지므로, 검사기판(K)에 직접 낙하하는 피해를 방지할 수 있다. Further, even when the inspection is performed by any of the point light source illumination and the surface light source illumination, since the liquid crystal scattering plate 4 is disposed on the light source device 2 side rather than the Fresnel lens 3, the upper side of the Fresnel lens 3 Since the liquid crystal scattering plate 4 can be laid out on the screen, therefore, even when the liquid crystal scattering plate 4 is broken, the debris falls on the Fresnel lens 3 larger than the liquid crystal scattering plate 4, so that the inspection substrate The damage that falls directly to (K) can be prevented.

더욱이, 균일화 정형 렌즈 장치(8)에 조사각 가변의 가변초점 렌즈를 구비해 두면, 조명장치(1)의 설계시에, 프레넬 렌즈(3)의 크기에 따라 자유롭게 조사각을 조정할 수 있으므로, 그 프레넬 렌즈(3) 등의 사양에 따라 광원장치(2)를 새롭게 설계하거나, 프레넬 렌즈(3)에 이르기까지의 조사거리를 변경할 필요도 없다. Furthermore, when the uniformity shaping lens device 8 is provided with a variable focusing lens having a variable irradiation angle, the irradiation angle can be freely adjusted according to the size of the Fresnel lens 3 at the time of designing the lighting device 1, It is not necessary to newly design the light source device 2 or change the irradiation distance to the Fresnel lens 3 according to the specification of the Fresnel lens 3 or the like.

또한, 상기의 설명에서는, 균일화 정형 렌즈 장치(8)로서 로드 인테그레이터를 사용한 경우에 대해 설명했지만, 플라이 아이 렌즈를 사용해도 동일하다. In addition, although the above description demonstrated the case where the rod integrator was used as the uniformity shaping | molding lens apparatus 8, it is the same also if a fly-eye lens is used.

(산업상의 이용가능성)(Industrial availability)

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 액정 모니터 패널이나 대형 프린트 배선 기판 등의 기판을 검사할 때에, 그 기판에 대해 조명광으로서 점광원 조명과 면광원 조명을 전환하여 조사하는 용도에 적용할 수 있다. As described above, the present invention can be applied to applications in which point light source illumination and surface light source illumination are switched and irradiated to the substrate as illumination light when inspecting a substrate such as a liquid crystal monitor panel or a large printed wiring board. .

본 발명의 기판검사용 조명장치에 의하면, 조명광은 광원장치로부터 프레넬 렌즈를 향하여 발산하여 조사되므로, 액정 산란판을 프레넬 렌즈보다 광원장치측에 설치된 액정 산란판은 프레넬 렌즈로부터 떨어지면 떨어질 수록 소형화된다. According to the illuminating device for inspecting the substrate of the present invention, since the illumination light is radiated from the light source device toward the Fresnel lens, the liquid crystal scattering plate provided on the light source device side of the liquid crystal scattering plate is farther away from the Fresnel lens. Downsizing.

이때, 액정 산란판은, 조명 광속의 단면 형상이 검사기판과 동일하거나 또는 검사기판보다 큰 위치에 배치되어 있으므로, 액정 산란판을 검사기판과 동일한 크 기까지 소형화 할 수 있다. At this time, since the cross-sectional shape of the illumination light beam is disposed at the same position as the inspection substrate or larger than the inspection substrate, the liquid crystal scattering plate can be downsized to the same size as the inspection substrate.

액정 산란판의 크기로서 검사기판의 크기가 확보되어 있으면, 액정 산란판을 불투명으로 하고 광원 조명으로 했을 때라도 그 상이 검사기판 전체에 비추어지므로, 검사기판의 일부에만 액정 산란판 상이 비추어짐으로 인한 조명광의 불균일이 발생하지 않는다. If the size of the test substrate is secured as the size of the liquid crystal scattering plate, the image is reflected on the entire test substrate even when the liquid crystal scattering plate is made opaque and the light source illumination, so that the illumination light caused by the liquid crystal scattering plate image on only part of the test substrate The nonuniformity of does not occur.

또, 액정 산란판을 프레넬 렌즈보다 광원장치측에 배치하고 있으므로, 프레넬 렌즈의 위쪽에 액정 산란판을 레이아웃 할 수 있고, 따라서, 만일 액정 산란판이 깨졌을 때라도, 액정 산란판보다 큰 프레넬 렌즈의 위에 파편이 떨어지므로, 검사기판에 직접 낙하하는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the liquid crystal scattering plate is disposed on the light source device side than the Fresnel lens, the liquid crystal scattering plate can be laid out above the Fresnel lens, so that even if the liquid crystal scattering plate is broken, the Fresnel lens larger than the liquid crystal scattering plate Since the debris falls on the top, it can be prevented from falling directly on the test substrate.

또한, 액정 산란판에는 광원장치로부터 조사된 비산란광이 입사되고, 액정 산란판을 투명하게 하여 점광원 조명으로 했을 때는, 그 비산란광이 검사기판에 직접 조사되므로, 검사기판에는 날카로운 무지개 빛의 회절 휘선이 생겨, 표면에 부착된 이물 등이 보기 쉬워진다. In addition, non-scattered light irradiated from the light source device is incident on the liquid crystal scattering plate, and when the liquid crystal scattering plate is made transparent to the point light source illumination, the non-scattered light is directly irradiated onto the test substrate, so that sharp rainbow diffraction is applied to the test substrate. Wisdom lines are generated, and foreign matters attached to the surface are easily seen.

또, 액정 산란판을 불투명으로 하고 면광원 조명으로 했을 때라도, 원래의 광 강도가 높으므로, 광량이 다운되지 않고, 따라서, 프레넬 렌즈의 수속각을 크게 할 필요가 없으므로, 동일한 사이즈의 검사기판에 조명광을 조사하는 것이라면, 프레넬 렌즈도 소형화 할 수 있다. In addition, even when the liquid crystal scattering plate is made opaque and the surface light source illumination is used, since the original light intensity is high, the light quantity does not decrease, and thus it is not necessary to increase the convergence angle of the Fresnel lens. If irradiated with illumination light, the Fresnel lens can also be miniaturized.

이 경우에, 광원장치의 광출사부에, 조명 광속을 검사기판의 형상으로 정형하는 동시에, 광 분포를 균일화시키는 균일화 정형 렌즈 장치를 장착하면, 비산란광을 조사시켰을 때의 검사기판상에서의 광 강도 분포가 편평하게 되므로, 광축으 로부터 떨어진 가장자리부분의 조도가 저하되지 않아, 보기 어려워지지 않는다는 효과도 있다. In this case, the light intensity on the test substrate when irradiated with non-scattered light is provided in the light output portion of the light source device by mounting the illumination light flux in the shape of the test substrate and uniformizing the light distribution. Since the distribution becomes flat, the roughness of the edge portion away from the optical axis is not lowered, and there is also an effect that it is difficult to see.

또한, 균일화 정형 렌즈 장치에 조사각 가변의 줌 기구를 구비해 두면, 조명장치의 조립시에, 프레넬 렌즈의 크기에 따라 자유롭게 조사각을 조정할 수 있으므로, 1종류의 균일화 정형 렌즈 장치가 있으면, 프레넬 렌즈 등의 사양에 따라 설계변경 하거나, 프레넬 렌즈에 이르기까지의 조사 거리를 변경할 필요도 없다. In addition, if the uniformity shaping lens device is provided with a zoom mechanism having a variable irradiation angle, the irradiation angle can be freely adjusted according to the size of the Fresnel lens at the time of assembling the illumination device, so that if there is one type of uniformity shaping lens device, It is not necessary to change the design according to the specifications of the Fresnel lens or to change the irradiation distance to the Fresnel lens.

Claims (5)

조명광으로서 비산란광을 발산시켜서 조사하는 광원장치로부터 검사기판에 이르는 조명광축상에, On the illumination optical axis from the light source device which radiates non-scattered light as illumination light and irradiates to a test substrate, 그 조명광을 검사기판 전체에 조사하도록 광을 수속화 또는 평행화하는 프레넬 렌즈; 및Fresnel lens for converging or parallelizing the light so as to irradiate the entire illumination substrate with the illumination light; And 전압제어에 의해 투명 또는 불투명으로 전환되어, 투명시에는 점광원 조명을 검사기판에 조사시키고, 불투명시에는 면광원 조명을 검사기판에 조사시키는 액정 산란판;을 구비하여 이루어지는 기판검사용 조명장치에 있어서, A liquid crystal scattering plate which is converted into transparent or opaque by voltage control, and irradiates a point light source light to the test substrate when transparent, and irradiates a surface light source light to the test substrate when opaque; In 상기 액정 산란판은, 프레넬 렌즈보다 광원장치측이고, 조명 광속의 단면 형상이 검사기판과 동일하거나 또는 검사기판보다 커지는 위치에 배치되고, The liquid crystal scattering plate is located on the light source device side rather than the Fresnel lens, and is disposed at a position where the cross-sectional shape of the illumination light flux is the same as or larger than that of the test substrate, 이 액정 산란판에 상기 광원장치로부터 조사된 비산란광을 입사시킴으로써, 점광원 조명이 되는 비산란광과 면광원 조명이 되는 산란광을 검사기판에 선택적으로 조사시키는 조명광 전환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기판검사용 조명장치. A substrate comprising illumination light switching means for selectively irradiating non-scattered light, which is point light source illumination, and scattered light, which is surface light source illumination, onto the test substrate by injecting non-scattered light irradiated from the light source device onto the liquid crystal scattering plate. Inspection lighting device. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 산란판의 크기는 검사기판과 동일하거나 크고, 또한, 프레넬 렌즈보다 작은 형상으로 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판검사용 조명장치. The illuminating device for inspecting a substrate according to claim 1, wherein the liquid crystal scattering plate has a size equal to or larger than that of the inspection substrate and smaller than that of the Fresnel lens. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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