KR101109302B1 - 회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101109302B1
KR101109302B1 KR1020090118701A KR20090118701A KR101109302B1 KR 101109302 B1 KR101109302 B1 KR 101109302B1 KR 1020090118701 A KR1020090118701 A KR 1020090118701A KR 20090118701 A KR20090118701 A KR 20090118701A KR 101109302 B1 KR101109302 B1 KR 101109302B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit pattern
capacitor sensor
laser
inspection apparatus
voltage
Prior art date
Application number
KR1020090118701A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110062112A (ko
Inventor
이승섭
도재천
박인경
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020090118701A priority Critical patent/KR101109302B1/ko
Priority to US12/716,948 priority patent/US8410465B2/en
Priority to JP2010053887A priority patent/JP5175311B2/ja
Publication of KR20110062112A publication Critical patent/KR20110062112A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101109302B1 publication Critical patent/KR101109302B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/309—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of printed or hybrid circuits or circuit substrates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/2806—Apparatus therefor, e.g. test stations, drivers, analysers, conveyors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2812—Checking for open circuits or shorts, e.g. solder bridges; Testing conductivity, resistivity or impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

본 발명은 회로패턴의 결함 검사장치 및 검사방법에 관련된 것으로, 레이저부에서 회로패턴의 일측에 레이저빔을 조사하고, 회로패턴의 타측에 위치한 캐패시터 센서에서 임피던스의 변화를 측정함으로써 회로패턴의 오픈/쇼트를 측정한다.
본 발명에 따른 회로패턴의 결함 검사장치 및 검사방법은 비접촉 방식으로 회로패턴의 결함을 측정하여 핀 프로브의 소모를 감소시킬 수 있고, 회로패턴의 결함 측정에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
기판, 회로패턴, 오픈/쇼트, 캐패시터 센서, 레이저빔

Description

회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법{INSPECTION APPARATUS AND METHOD FOR CIRCUIT PATTERN OF SUBSTRATE}
본 발명은 회로패턴 결함 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터와 통신기술의 발전으로 전자기기에서 신호의 전달속도가 중요한 파라미터가 되고 있다. 이에 따라 PCB(Printed Circuit Board)에서 부품과 배선 간의 임피던스를 낮추고 서로 정합시키는 것이 매우 중요하게 되었다. 낮은 임피던스를 갖기 위해, PCB는 미세한 배선패턴을 형성하고, 배선밀도 역시 높아지고 있다.
한편, PCB의 배선패턴이 미세해짐에 따라 배선패턴의 단선(open)과 단락(short)이 문제되고 있다. 따라서 PCB에 형성된 배선패턴의 신뢰성을 확인하기 위해 배선패턴의 단선 및 단락 여부를 테스트한다.
PCB의 수요가 증가함에 따라 다량의 PCB를 정밀하고 신속하게 테스트하기 위해, PCB의 배선패턴의 테스트 역시 고정밀도, 고속화, 저비용화가 요구된다. 한편, 고 신뢰성의 고속 측정에 대한 요구는 높으나, 이에 대한 효과적인 방법의 부재로 현재는 프로브 방식이 이용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 접촉식 프로브 방식의 회로패턴 결함 검사장치의 단면도이다. 이하, 도 1을 참조하여 종래의 회로패턴 결함 검사장치 및 검사방법을 설명하면 다음과 같다.
종래의 회로패턴 결함 검사장치는 두 개의 핀 프로브(1, 2; Pin Probe), 전압원(3) 및 전류계(4)를 포함한다.
제1 핀 프로브(1)는 기판(5)의 검사대상 회로패턴(6)에 접촉하여 설치되며, 전압원(3)에서 전달받은 전압을 검사대상 회로패턴(6)에 입력한다. 따라서, 제1 핀 프로브(1)의 원추부는 검사대상 회로패턴(6)과 연결되고, 원추부의 반대측에는 전압원(3)과 도선이 연결된다.
제2 핀 프로브(2)는 검사대상 회로패턴(6)과 전기적 연결 여부를 검사하고자 하는 연결 회로패턴(7)에 접촉하여 설치된다. 따라서, 제2 핀 프로브(2)의 원추부는 연결 회로패턴(7)과 연결되고, 원추부의 반대측에는 제1 핀 프로브(1)의 도선과 연결된다.
전류계(4)는 폐회로에 흐르는 전류를 측정하는 부재로서, 제1 핀 프로브(1) 및 제2 핀 프로브(2)와 연결되는 도선에 직렬로 설치된다.
종래의 회로패턴 결함 검사방법은 다음과 같다.
검사대상 회로패턴(6)과 연결 회로패턴(7)이 정상적으로 연결된 경우, 전압원(3)에 의해 차례대로 제1 핀 프로브(1), 검사대상 회로패턴(6), 연결 회로패턴(7), 제2 핀 프로브(2)에 전류가 흐르게 된다. 상기의 전류를 전류계(4)로 측정 하고, 옴의 법칙인 R=V/I 공식에 넣어 전체 저항값을 측정할 수 있다. 이론적으로는 검사대상 회로패턴(6)과 연결 회로패턴(7)이 정상적으로 연결된 경우 저항값이 0이 나와야 하나, 도선 및 핀 프로브(1, 2) 자체의 저항이 존재하므로 저항값이 0이 되지는 않고, 상대적으로 작은 저항값이 도출된다.
반대로, 검사대상 회로패턴(6)과 연결 회로패턴(7)이 정상적으로 연결되지 않은 경우, 폐회로에 전류가 흐르지 않게 되고, 저항값은 무한대가 된다.
따라서 상기의 저항값을 비교하여 회로패턴의 결함 여부를 검사할 수 있다.
그러나 상기와 같이, 검사대상 회로패턴(6)과 연결 회로패턴(7)에 모두 접촉식 핀 프로브(1, 2)를 사용하는 경우, 회로패턴이 정상적으로 연결되지 않는 경우에도, 상기 핀 프로브(1, 2)의 접촉 압력에 의하여 회로패턴이 정상적으로 연결된 것처럼 측정될 수 있다. 즉, 오측정이 생기는 경우가 많아지는 문제점이 있다.
또한, 모든 단위 회로패턴에 핀 프로브(1, 2)를 접촉하여 측정 시간이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로, 회로패턴의 일측에 레이저빔을 조사하여 회로패턴의 타측을 지나 캐패시터 센서에 전달되는 표면음향파에 의한 캐패시터 센서의 임피던스 변화를 측정하여 회로패턴의 오픈/쇼트를 측정하는 비접촉방식의 회로패턴 결함 검사장치 및 그 검사방법을 제안한다.
본 발명에 따른 회로패턴의 결함 검사장치는 기판에 형성된 회로패턴의 일측에 레이저빔을 조사하는 레이저부, 상기 회로패턴의 일측과 비아를 통해 연결된 타측에 비접촉 대향하는 캐패시터 센서, 상기 캐패시터 센서와 연결되어 전압을 인가하는 전압원, 및 상기 캐패시터 센서와 연결되어 상기 캐패시터 센서에 생성된 임피던스 변화를 감지하는 측정부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 레이저부는 펨토초 레이저인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 레이저부는 복수로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 기판은 인쇄회로기판 또는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 캐패시터 센서는 금속 박판인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 캐패시터 센서는 상기 회로패턴의 타측과 평행하게 비접촉 대향하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 캐패시터 센서의 임피던스 변화 측정시, 측정 주파수는 회로 기판의 타측과 캐패시터 센서가 이루는 시스템의 주파수를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회로패턴의 결함 검사방법은, (a) 기판에 형성된 회로패턴의 일측에 레이저부를 위치시키고, 상기 회로패턴의 일측과 비아를 통해 연결된 타측에 비접촉 대향하도록 캐패시터 센서를 위치시키는 단계, (b) 상기 캐패시터 센서에 전압을 인가하는 단계, (c) 상기 레이저부에서 레이저빔을 상기 회로패턴의 일측에 조사하는 단계, 및 (d) 상기 캐패시터 센서에서 발생하는 임피던스의 변화를 측정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 (a)단계에서, 상기 레이저부는 펨토초 레이저인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 (a)단계에서, 상기 레이저부는 복수로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 (a)단계에서, 상기 기판은 인쇄회로기판 또는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 (a)단계에서, 상기 캐패시터 센서는 상기 회로패턴의 타측과 평행하게 비접촉 대향하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 (b)단계에서, 상기 캐패시터 센서는 금속 박판인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 (d)단계에서 상기 임피던스 변화의 측정은, 상기 캐패시터 센서에서 나타나는 전압 변화 또는 전류 변화를 측정하여 실행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 (b)단계에서 교류 전압을 인가하고, 상기 (c)단계에서 상기 레이저빔에 의해 표면음향파가 발생하여, 상기 회로패턴의 일측과 비아를 통해 연결된 상기 회로패턴의 타측에 전달되며, 상기 (d)단계에서 상기 교류 전압의 주파수와 상기 표면음향파의 주파수를 통해 상기 캐패시터 센서에서 발생하는 임피던스 변화를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 회로패턴의 결함 검사장치는 핀 프로브를 사용하는 접촉방식 검사장치와 달리 비접촉 방식으로 핀 프로브의 소모를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 핀 프로브를 사용하는 접촉방식에서 발생하는 오측정을 피할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 회로패턴의 결함 검사방법은 레이저부와 캐패시터 센서를 순차적으로 이동시켜가거나 또는 한 번에 다수의 회로패턴에 대한 오픈/쇼트를 검사할 수 있어 검사시간이 단축된다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치를 결함이 발생한(오픈) 회로패턴에 위치시켜 작동한 상태를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치를 결함이 없는 회로패턴에 위치시켜 작동한 상태를 도시한 개략도이며, 도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 회로패턴의 결함 검사장치에 대한 변형예이다.
이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치(100 : 이 하 검사장치로 약칭함.)를 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 것과 같이, 검사장치(100)는 기판(10)에 형성된 회로패턴의 일측(16) 상에 위치하는 레이저부(20), 상기 회로패턴의 타측(17) 하에 위치하는 캐패시터 센서(30), 캐패시터 센서(30)와 연결된 전압원(40) 및 측정부(50)를 포함하며, 회로패턴의 결함(오픈/쇼트)을 측정한다.
본 발명에 따른 검사장치(100)는 도 2에 도시된 것과 같이, 기판(10)에 형성된 회로패턴에 있어서 외관상 결함 유무의 판단이 어려운 회로패턴에 대한 결함을 측정하는데 목적이 있다. 기판(10)은 회로패턴 결함 검사장치(100)의 검사대상으로 회로패턴을 포함하며, 절연층으로 구성되어 있고, 이는 인쇄회로기판뿐만 아니라 반도체 웨이퍼를 포함한다.
도 2에 도시된 회로패턴은 회로패턴의 일측(16)과 타측(17)이 기판의 반대측에 위치하며, 일측(16)과 타측(17)이 비아(15)를 통해 연결된 형상이나, 이는 하나의 예시에 불과하다. 따라서, 회로패턴의 일측(16)과 타측(17)이 기판(10)의 동일면에 위치하며, 일측(16)과 타측(17)이 비아 및 내층 회로층을 통해 연결된 회로패턴에 대해서도 본 발명에 따른 검사장치가 적용될 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 레이저부(20)는 기판에 형성된 회로패턴의 일측(16)에 레이저빔을 조사한다.
레이저부(20)는 회로패턴의 일측(16) 상에 위치하여 회로패턴과 비 접촉된다. 이때, 레이저빔은 회로패턴의 일측(16)에 형성될 수 있는 랜드부에 조사하는 것이 바람직하다.
레이저부(20)에서 조사한 레이저빔은 회로패턴의 표면에 표면음향파(surface acoustic waves)를 생성한다. 레이저빔이 검사대상 회로패턴의 일측(16)에 도달하면서, 레이저빔의 광학에너지가 광음향에너지로 변환되고, 회로패턴에 표면음향파를 생성한다. 여기서 생성되는 표면음향파는 진행파의 형태가 아닌 정재파 (Standing Wave)의 형태가 되고, 이로 인해 그레이팅 효과(Grating effect)가 발생한다.
이때, 회로패턴에 결함이 발생하지 않은 경우, 회로패턴의 일측(16)에서 발생한 표면음향파는 비아(15)를 타고 회로패턴의 타측(17)에 전달된다. 반면에, 회로패턴에 결함이 발생한 경우에는 표면음향파가 회로패턴의 타측(17)까지 전달되지 않는다. 한편, 회로패턴에 결함이 발생한 경우에도 일부 표면음향파가 결함부위를 통과하여 회로패턴의 타측(17)에 전달될 수 있으나, 그러한 경우라 하더라도 전달되는 표면음향파의 세기는 상대적으로 미미하여 무시할 수 있다.
이때, 레이저부(20)는 펨토초 레이저(femtosecond laser)인 것이 바람직하다. 회로패턴의 결함을 정확히 측정하기 위해 레이저빔에 의해 발생하는 표면음향파의 세기가 충분히 커야하는데, 레이저부(20)가 고출력 레이저를 채용하는 경우 이를 달성할 수 있다. 펨토초 레이저는 대략 수 펨토초 이상의 펄스폭을 갖으며, 증폭을 할 경우 테라와트에 해당하는 순간 출력을 낼 수 있어 본 발명에 채용될 수 있다.
또한, Nd:YAG 레이저를 사용할 수 있다. 이러한 Nd:YAG 레이저는 플래시램프(flashlamp)나 레이저 다이오드를 이용하여 만들고, Q-스위치 모드에서 20 메가와트의 출력을 내며, 10 나노초의 펄스폭을 갖는 고출력 레이저이다.
또한, 도 2에 도시된 것과 같이, 레이저부(20)는 복수로 구성될 수 있다. 도 2에는 레이저부(20)가 2개 채용된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시에 불하고, 변형되어 실시될 수 있다.
상술한 것과 같이, 회로패턴의 일측(16)에 고출력의 레이저빔을 조사하기 위해 고출력 레이저를 사용하거나, 다소 낮은 에너지의 레이저빔을 조사하더라고 복수의 레이저부(20)를 채용함으로써 회로패턴에 고출력의 레이저빔을 조사할 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 캐패시터 센서(30)는 상기 회로패턴의 일측(16)과 비아(15)를 통해 연결된 타측(17)에 비접촉 대향한다. 캐패시터 센서(30)가 레이저부(20)와 같이 기판(10)에 비 접촉함으로써 본 발명에 따른 검사장치(100)는 완전한 비접촉방식으로 구성된다. 따라서,비접촉 방식으로 설치되어 핀 프로브의 소모를 감소시킬 수 있고, 종래의 접촉식에서 나타나는 전극 들뜸 방지현상에 의한 오측정의 빈도가 낮아지며, 단위 회로패턴에 접촉할 필요가 없어 미세 회로패턴에도 정확한 측정이 가능해 진다.
캐패시터 센서(30)는 금속으로 이루어진 도전판이며, 후술하는 전압원(40), 측정부(50)와 연결되고, 회로패턴의 타측(17) 으로 전달되는 표면음향파가 전달된다. 여기서, 회로패턴의 타측(17)은 기판(10)의 표면에 형성되어 회로패턴의 타측(17)과 연결된 회로층과 함께, 캐패시터 센서(30)에 대응하는 캐패시터 도전판의 기능을 수행한다.
이때, 회로패턴의 타측(17)과 캐패시터 센서(30) 사이에 존재하는 공기는 캐패시터 센서의 두 도전판(17, 30) 사이의 유전체층을 형성하는 역할을 수행하며, 회로패턴의 타측(17)에서의 표면음향파를 캐패시터 센서(30)에 전달하는 매개체 역할을 한다.
캐패시터 센서(30)에 표면음향파가 전달되면, 캐패시터 센서(30)의 임피던스에 영향을 준다. 표면음향파에 의한 캐패시터 센서(30)의 임피던스 변화는 회로패턴의 결함 검사방법에서 설명하기로 한다.
여기서, 캐패시터 센서(30)는 금속 박막인 것이 바람직하다. 금속 박막으로 형성되는 경우, 캐패시터 센서는 표면음향파에 민감히 반응하여 임피던스 변화의 정도가 크게 나타나므로, 회로패턴의 결함 유무를 쉽게 측정할 수 있다.
또한, 캐패시터 센서(30)는 결함측정 대상이 되는 회로패턴의 타측(17)과 평행하게 비접촉 대향하는 것이 바람직하다. 이 경우, 캐패시터 센서(30)에 전달되는 표면음향파의 영향에 의한 임피던스 변화를 다른 잡음요소(예, 캐패시터 센서 전극간의 비평행성 등)없이 손실 없이 전달받을 수 있도록 하여 준다.
그리고, 캐패시터 센서(30)의 면적은 결함측정 대상이 되는 회로패턴의 타측(17) 면적보다 넓은 것이 바람직하다. 이 역시, 캐패시터 센서(30)에 전달되는 표면음향파를 손실 없이 전달받기 위함이다.
도 2에 도시된 것과 같이, 전압원(40)은 캐패시터 센서(30)와 연결되어 전압을 인가하고, 측정부(50)는 캐패시터 센서(30)와 연결되어 상기 캐패시터 센서(30)에 생성된 임피던스 변화를 측정한다.
전압원(40)에서 전압이 인가되면 저항으로 작용하는 캐패시터 센서(30)를 통해 전하가 이동하고, 측정부(50)에서는 전류를 측정하게 된다. 이때, 레이저부(20)에서 레이저빔이 조사되지 않은 경우, 캐패시터 센서(30)에는 표면음향파가 전달되지 않고, 그때의 전류값 (또는 임피던스값)은 기준 전류값 (또는 기준 임피던스값)이 된다.
도 2 및 도 3에는 전압원(40)에서 교류 전압을 인가한 것을 예로 들고 있다.
도 2와 같이 회로패턴에 결함이 있는 경우, 측정부(50)에서는 교류 전류값이 측정되고, 이러한 교류 전류값은 레이저빔이 조사되지 않은 기준 전류값과 동일하다.
한편, 도 3과 같이 결함이 없는 회로패턴에 레이저빔이 조사된 경우, 표면음향파가 회로패턴의 타측(17)에 전달되어, 회로패턴의 타측(17) 표면에 표면음향파가 생성된다. 이로 인해, 캐패시터를 구성하며 상부 도전판 역할을 하는 회로패턴 의 타측(17)은 표면음향파로 인한 표면에서의 정재파 진동의 영향으로 회로패턴의 타측(17)과 캐패시터 센서(30)의 거리가 변화함으로써 전체적으로 캐패시터 센서(30)의 임피던스가 변화하고, 측정부(50)에서 측정되는 전류값은 기준 전류값과 달라진다. 특히, 측정된 전류값의 진폭, 주기가 기준 전류값과 달라진다. 이렇듯 기준 전류값과 측정된 전류값을 비교함으로써 회로패턴의 결함을 측정하게 된다.
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 검사장치의 변형예이며, 도 4 및 도 5에는 전압원(40')에서 직류 전압을 인가한 것을 예로 들고 있다.
도 4와 같이 회로패턴에 결함이 있는 경우, 측정부(50)에서는 정전류가 측정되고, 이러한 전류값은 레이저빔이 조사되지 않은 기준 전류값과 동일하다.
한편, 도 5와 같이 결함이 없는 회로패턴에 레이저빔이 조사된 경우, 표면음향파가 비아(15)를 통해 회로패턴의 타측(17)에 전달되어, 타측(17) 표면에 표면음향파가 생성된다. 이로 인해, 캐패시터를 구성하며 상부 도전판 역할을 하는 회로패턴의 타측(17) 표면에 표면음향파가 전달되므로, 회로패턴의 타측(17) 표면은 표면음향파에 의한 정재파 (Standing Wave) 표면진동의 영향으로 회로패턴의 타측(17) 표면과 캐패시터 센서(30)의 거리가 미소하게 시간에 따라 변화하여 임피던스가 변화할 뿐만 아니라, 더욱이 공기층을 매개체로 캐패시터 센서(30)에 전달되므로, 이 영향으로 측정부(30)에서 측정되는 전류값은 기준 전류값과 달라진다. 특히, 정전류가 측정되지 않고, 불규칙한 파형을 갖는 전류값이 측정된다.
여기서, 상술한 측정부(50)는 캐패시터 센서(30)와 직렬로 연결되어 전류값의 변화를 측정함으로써 캐패시터 센서(30)의 임피던스 변화를 측정하고, 회로패턴의 결함여부를 판단하였으나, 이는 캐패시터 센서(30)의 임피던스 변화를 측정하기 위한 하나의 예시에 불과하고, 캐패시터 센서(30)와 병렬로 연결되어 캐패시터 센서(30)의 전압값 변화를 측정함으로써 캐패시터 센서(30)의 임피던스 변화를 측정할 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사방법을 설명한다.
먼저, 기판(10)에 형성된 측정대상이 되는 회로패턴의 일측(16)에 레이저부(10)를 위치시키고, 상기 회로패턴의 일측(16)과 비아(15)를 통해 연결된 타측(17)에 비접촉 대향하도록 캐패시터 센서(20)를 위치시킨다. 이때, 상기 기판(10)은 인쇄회로기판 또는 반도체 웨이퍼가 될 수 있다.
캐패시터 센서(30)가 회로패턴의 타측(17)에 접촉하지 않으면서 최대한 근접하게 위치시키는 것이 임피던스 값을 크게 하여 감도를 향상시키기 용이하다.
또한, 레이저부(20)는 고출력 레이저빔을 회로패턴에 조사하기 위해 펨토초 레이저를 채용하거나, 복수의 레이저부(20)를 채용하는 것이 바람직하다. 특히, 교차된 레이저빔을 조사하기 위해 한쌍의 레이저부(20)에서 동시에 레이저빔을 조사하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 캐패시터 센서(30)는 회로패턴의 타측(17)과 평행하도록 위치시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 캐패시터 센서(30)에 전달되는 표면음향파의 영향에 의한 임피던스 변화를 다른 잡음요소(예, 캐패시터 센서 전극간의 비평행성 등)없이 손실 없이 전달받을 수 있도록 하여 준다.
그리고, 상기 캐패시터 센서(30)는 금속 박판으로 이루어진 것이 바람직하다. 금속 박판은 회로패턴의 타측(17)을 통해 전달되는 표면음향파의 영향에 민감히 반응하여 캐패시터 센서(30)에서 발생하는 임피던스의 변화를 용이하게 측정할 수 있기 때문이다.
다음, 캐패시터 센서(30)에 교류 전압을 인가한다. 캐패시터 센서(30)와 연결된 전압원(40)에서 캐패시터 센서(30)에 교류 전압을 인가하면, 캐패시터 센서(30)는 저항으로 작용하고, 이때 캐패시터 센서(30)에 흐르는 전류는 캐패시터 센서(30)에 연결된 측정부(50)에서 측정하게 된다. 이 전류값은 회로패턴의 결함여부를 판단하기 위한 기준 전류값이 된다.
여기서, 캐패시터 센서(30)에 인가되는 전압은 교류 전압 또는 직류 전압 중 어느 하나가 될 수 있다. 교류 전압이 인가된 경우 기준 전류값은 정현파의 교류 전류값을 갖게 되며, 직류 전압이 인가된 경우 기준 전류값은 일정한 세기의 직류 전류값을 갖게 된다.
그리고, 레이저부(20)에서 레이저빔을 회로패턴의 일측(16)에 조사한다. 회로패턴의 일측(16)에 조사된 레이저빔은 회로패턴의 표면에 표면음향파(surface acoustic waves)를 생성한다. 생성된 표면음향파는 비아(15)를 통해 연결된 회로패턴의 타측(17)으로 이동한다.
이때, 회로패턴에 결함이 발생한 경우, 표면음향파는 회로패턴의 타측(17)에 전달되지 않고, 주위의 절연층 및 회로층에 흡수되어 소멸한다.
한편, 회로패턴에 결함이 발생하지 않은 경우, 표면음향파는 최종적으로 캐패시터 센서(30)에 전달된다.
그 후, 캐패시터 센서(30)에서 발생하는 임피던스의 변화를 측정한다. 이는 레이저빔(20)이 회로패턴의 일측(16)에 조사된 후 측정부(50)에서 측정되는 전류값의 변화를 검사하여 측정한다.
회로패턴에 결함이 발생한 경우, 표면음향파가 캐패시터 센서(30)에 전달되지 않으므로, 측정부(50)에서 측정되는 전류값은 기준 전류값과 동일하다.
그러나, 회로패턴에 결함이 발생하지 않은 경우, 표면음향파가 회로패턴을 통해 회로패턴의 타측(17) 표면에 전달되므로, 회로패턴의 타측(17) 표면은 표면음향파에 의한 정재파 (Standing Wave) 표면진동의 영향으로 회로패턴의 타측(17) 표면과 캐패시터 센서(30)의 거리가 미소하게 시간에 따라 변화하여 임피던스가 변화할 뿐만 아니라, 더욱이 공기층을 매개체로 캐패시터 센서(30)에 전달되므로, 이 영향으로 측정부(30)에서 측정되는 전류값은 기준 전류값과 달라진다.
특히, 측정 감도를 높이기 위하여 교류 전압을 인가하고, 회로패턴의 일측(16)과 비아(15)를 통해 연결된 회로패턴의 타측(17)에 표면음향파가 전달되며, 교류 전압의 주파수와 표면음향파의 주파수를 통해 캐패시터 센서(30)에서 발생하는 임피던스 변화를 측정하는 것이 바람직하다.
일반적으로 저항(캐패시터 센서)에 나타나는 전류값은 저항의 임피던스 값(레지스턴스 값)과 관계되는데, 회로패턴에 결함이 없는 경우 표면음향파의 영향으로 캐패시터 센서(30)에 측정되는 전류값이 기준 전류값과 다른 값이 측정되고, 이는 캐패시터 센서(30)의 임피던스 값이 변화하였다고 볼 수 있다.
예를 들면, 전압원에 교류 전압이 인가된 경우 측정된 전류값은 기준 전류값과 진폭 및 주기가 다른 교류 전류값이 측정된다. 또한, 직류 전압이 인가된 경우 측정된 전류값은 기준 전류값과 다른 세기의 전류값을 갖거나, 일정한 전류값을 갖지 않게 된다. 이는 상술한 것과 같이 표면음향파에 의해 캐패시터 센서(30)의 임피던스 값이 영향을 받았기 때문이다.
한편, 앞서 전류값 변화를 측정하여 표면음향파에 의해 캐패시터 센서(30)에 발생하는 임피던스의 변화를 측정하는 방법을 설명하고 있으나, 캐패시터 센서(30)와 병렬로 연결하여 캐패시터 센서(30)의 전압값 변화를 측정함으로써 캐패시터 센서(30)의 임피던스 변화를 측정할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 회로패턴의 결함 검사방법은 레이저부(20)와 캐패시터 센서(30)를 이동시켜가며 다수의 회로패턴에 발생한 결함을 순차적으로 검사할 수 있다.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 핀 프로브를 이용한 회로패턴 결함 검사장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치를 결함이 발생한 회로패턴에 위치시켜 작동한 상태를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치를 결함이 없는 회로패턴에 위치시켜 작동한 상태를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치를 결함이 발생한 회로패턴에 위치시켜 작동한 상태를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 회로패턴의 결함 검사장치를 결함이 없는 회로패턴에 위치시켜 작동한 상태를 도시한 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 15 : 비아
16 : 회로패턴 일측 17 : 회로패턴 타측(캐패시터의 타측 도전판)
20 : 레이저부 30 : 캐패시터 센서
40, 40' : 전압원 50 : 측정부
100, 100' : 회로패턴 결함 검사장치

Claims (14)

  1. 기판에 형성된 회로패턴의 일측에 레이저빔을 조사하는 레이저부;
    상기 회로패턴의 일측과 비아를 통해 연결된 타측에 비접촉 대향하는 캐패시터 센서;
    상기 캐패시터 센서와 연결되어 전압을 인가하는 전압원; 및
    상기 캐패시터 센서와 연결되어 상기 캐패시터 센서에 생성된 임피던스 변화를 감지하는 측정부;
    를 포함하고, 상기 캐패시터 센서는 금속 박판인 회로패턴의 결함 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저부는 펨토초 레이저인 것을 특징으로 하는 회로패턴의 결함 검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저부는 복수로 구성된 것을 특징으로 하는 회로패턴의 결함 검사장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 인쇄회로기판 또는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 회로패 턴 결함 검사장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐패시터 센서는 상기 회로패턴의 타측과 평행하게 비접촉 대향하는 것을 특징으로 하는 회로패턴 결함 검사장치.
  7. (a) 기판에 형성된 회로패턴의 일측에 레이저부를 위치시키고, 상기 회로패턴의 일측과 비아를 통해 연결된 타측에 비접촉 대향하도록 캐패시터 센서를 위치시키는 단계;
    (b) 상기 캐패시터 센서에 전압을 인가하는 단계;
    (c) 상기 레이저부에서 레이저빔을 상기 회로패턴의 일측에 조사하는 단계; 및
    (d) 상기 캐패시터 센서에서 발생하는 임피던스의 변화를 측정하는 단계;
    를 포함하고, 상기 캐패시터 센서는 금속 박판인 회로패턴의 결함 검사방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 (a)단계에서,
    상기 레이저부는 펨토초 레이저인 것을 특징으로 하는 회로패턴의 결함 검사방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 (a)단계에서,
    상기 레이저부는 복수로 구성된 것을 특징으로 하는 회로패턴의 결함 검사방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 (a)단계에서,
    상기 기판은 인쇄회로기판 또는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 회로패턴 결함 검사방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 (a)단계에서,
    상기 캐패시터 센서는 상기 회로패턴의 타측과 평행하게 비접촉 대향하는 것을 특징으로 하는 회로패턴 결함 검사방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 (d)단계에서 상기 임피던스 변화의 측정은,
    상기 캐패시터 센서에서 나타나는 전압 변화 또는 전류 변화를 측정하여 수행되는 것을 특징으로 하는 회로패턴의 결함 검사방법.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 (b)단계에서 교류 전압을 인가하고,
    상기 (c)단계에서 상기 레이저빔에 의해 표면음향파가 발생하여, 상기 회로패턴의 일측과 비아를 통해 연결된 상기 회로패턴의 타측에 전달되며,
    상기 (d)단계에서 상기 교류 전압의 주파수와 상기 표면음향파의 주파수를 통해 상기 캐패시터 센서에서 발생하는 임피던스 변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 회로패턴의 결함 검사방법.
KR1020090118701A 2009-12-02 2009-12-02 회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법 KR101109302B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090118701A KR101109302B1 (ko) 2009-12-02 2009-12-02 회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법
US12/716,948 US8410465B2 (en) 2009-12-02 2010-03-03 Apparatus and method for inspecting defects of a circuit pattern formed on a substrate using a laser and a non-contact capacitor sensor
JP2010053887A JP5175311B2 (ja) 2009-12-02 2010-03-11 回路パターンの欠陥検査装置およびその検査方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090118701A KR101109302B1 (ko) 2009-12-02 2009-12-02 회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110062112A KR20110062112A (ko) 2011-06-10
KR101109302B1 true KR101109302B1 (ko) 2012-01-31

Family

ID=44068388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090118701A KR101109302B1 (ko) 2009-12-02 2009-12-02 회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8410465B2 (ko)
JP (1) JP5175311B2 (ko)
KR (1) KR101109302B1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110053658A (ko) * 2009-11-16 2011-05-24 삼성전기주식회사 기판의 회로패턴 결함 검사장치 및 검사방법
KR101913311B1 (ko) * 2012-04-09 2019-01-15 삼성디스플레이 주식회사 실리콘 박막 측정 방법, 실리콘 박막 결함 검출 방법, 및 실리콘 박막 결함 검출 장치
CN105589231B (zh) * 2016-03-09 2019-04-30 京东方科技集团股份有限公司 非接触式探针信号加载装置
CN108012444A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 苏州泓舰自动化科技有限公司 一种电路板屏蔽罩插件机
CN108575086A (zh) * 2017-03-08 2018-09-25 台达电子电源(东莞)有限公司 电子元器件接脚位置采集装置、识别装置及自动插件机
CN110773518B (zh) * 2019-11-06 2021-01-22 哈尔滨工业大学 一种激光清洗实时监测装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020032383A (ko) * 2000-10-26 2002-05-03 가네꼬 히사시 비파괴 검사 방법
JP2004191282A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Fujitsu Ltd 欠陥検査方法および欠陥検査装置
KR20050002819A (ko) * 2002-02-01 2005-01-10 옵토닉스 인코포레이티드 집적 회로의 동적 진단 테스트를 위한 장치 및 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3506838A (en) * 1968-02-02 1970-04-14 Cutler Hammer Inc Photoelectric defect detector responding to inequality of residual charges on pairs of capacitors connected to pairs of photocells
JPS59106125A (ja) * 1982-12-10 1984-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ボンデイング面接触検出装置
JPH03210470A (ja) * 1990-01-12 1991-09-13 Hitachi Ltd 材料表面の検査方法及びその装置
DE4018993A1 (de) * 1990-06-13 1991-12-19 Max Planck Inst Eisenforschung Verfahren und einrichtung zur untersuchung beschichteter metalloberflaechen
JPH07229945A (ja) * 1994-02-17 1995-08-29 Hioki Ee Corp 電子部品の加振による足浮き検出方法
WO2000013229A1 (fr) * 1998-09-01 2000-03-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dispositif pour evaluer un assemblage par bosses et procede y relatif, et dispositif de production d'un composant a semiconducteur et procede y relatif
US6686757B1 (en) 1999-09-30 2004-02-03 Advanced Micro Devices, Inc. Defect detection in semiconductor devices
JP2010016279A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板測定装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020032383A (ko) * 2000-10-26 2002-05-03 가네꼬 히사시 비파괴 검사 방법
KR20050002819A (ko) * 2002-02-01 2005-01-10 옵토닉스 인코포레이티드 집적 회로의 동적 진단 테스트를 위한 장치 및 방법
JP2004191282A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Fujitsu Ltd 欠陥検査方法および欠陥検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110128011A1 (en) 2011-06-02
KR20110062112A (ko) 2011-06-10
JP2011117925A (ja) 2011-06-16
JP5175311B2 (ja) 2013-04-03
US8410465B2 (en) 2013-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101109302B1 (ko) 회로패턴의 결함 검사장치 및 그 검사방법
US5517110A (en) Contactless test method and system for testing printed circuit boards
CN101023317A (zh) 检查装置及检查方法暨检查装置用传感器
KR101184489B1 (ko) 기판의 회로패턴 결함 검사방법
JP2009250761A (ja) 基板接続検査装置
JP5105442B2 (ja) プリント基板の検査装置および検査方法
KR101039049B1 (ko) 비접촉 검사방식을 적용한 단선 및 단락 검출용 칩 스케일 패키지 기판 및 그 검사장치
JP5420277B2 (ja) 回路基板検査装置および回路基板検査方法
JP6109060B2 (ja) プリント基板検査装置
JP2015007552A (ja) プリント基板の検査方法
JP3599929B2 (ja) 回路基板のパターン静電容量測定方法
JP2006200973A (ja) 回路基板検査方法およびその装置
JP3717241B2 (ja) 基板検査方法及び装置
Reverdy et al. Electro Optical Terahertz Pulse Reflectometry, a non destructive technique to localize defects on various type of package
Kwon et al. Identification of interconnect failure mechanisms using RF impedance analysis
JP2011099745A (ja) 回路基板検査装置および回路基板検査方法
JP2000232141A (ja) 半導体パッケージ用基板の導通検査方法
US8704545B2 (en) Determination of properties of an electrical device
JP2735048B2 (ja) 電子部品の半田接続検査方法及び検査装置
JP3717502B2 (ja) 検査装置及び検査方法
JP2011191185A (ja) 検査装置及び電子装置の製造方法
TWI437243B (zh) 電性連接缺陷模擬測試方法及其系統
JP3080158B2 (ja) プリント基板の検査方法及び検査装置
KR101565314B1 (ko) 간접 접촉 프로빙 시스템 및 이를 이용한 프로빙 방법
JP2006343264A (ja) 回路配線基板の特性インピーダンス検査装置及びそれを用いた回路配線基板の特性インピーダンスの検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160111

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee