KR101877592B1 - Inspection device - Google Patents

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Abstract

땜납의 촬상 화상의 결락을 없애는 것이 가능한 인쇄 땜납 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 인쇄 땜납 검사 장치의 촬상 소자(70)는 주사 방향의 수선에 대해서 이루는 각 θ가 0°를 넘고 90° 미만으로 되도록 기울어지고, 그 촬상 영역의 긴 방향과 슬릿 조명의 긴 방향이 평행으로 되도록 조사하고 주사했을 때, 이 때의 각도를 존재율이 낮거나 혹은 존재하지 않는 장방형이나 타원형 등의 상기 땜납의 회전각도로 설정되어 있다. 이에 의해 조사광의 긴 방향 중심축과 땜납의 짧은 방향 중심축을 평행으로 되지 않게 하고, 밝기가 떨어지는 장소가 매우 길어지는 현상의 발생을 방지하고, 또 세처레이션부의 결락 화상의 보간을 가능하게 한다.And it is an object of the present invention to provide a printed solder inspecting apparatus capable of eliminating a drop in a picked-up image of solder. The imaging element 70 of the printed solder testing apparatus is irradiated so that the angle formed by the longitudinal direction of the imaging region and the long direction of the slit illumination become parallel to each other, The angle at this time is set to a rotation angle of the solder such as a rectangle or an ellipse in which the abundance ratio is low or does not exist. This prevents the center axis in the longer direction of the irradiation light from being parallel to the center axis in the shorter direction of the solder, thereby preventing the occurrence of a phenomenon in which the brightness is reduced to a very long place and interpolating the missing image of the specimen.

Description

검사 장치{INSPECTION DEVICE}[0001] INSPECTION DEVICE [0002]

본 발명은 기판에 대해 조명하고 촬상하여 당해 기판에 형성된 입체물을 검사하는 검사 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting a solid object formed on the substrate.

예를 들면, 특허 문헌 1에는 영역 카메라, 링(ring) 형상 다단 조명, 및 화상 처리 장치를 가진 검사 장치에 의해 기판에 인쇄된 땜납의 2차원(이하, 2D라고 함)의 검사가 가능하다고 하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 땜납 인쇄란 메탈 마스크(metal mask)로 불리는 얇은 금속판에 설치된 개구부를 통해 페이스트(paste) 형상의 땜납(크림(cream) 땜납)을 기판의 패드(pad) 상에 전사하는 공정을 말한다. 따라서, 기판에 인쇄된 크림 땜납에는 통상 100㎛~150㎛ 정도의 두께가 있다. 이러한 두께 방향의 전사 상황까지 확실하게 파악하기 위해서는 당연히 3차원(이하, 3D라고 함) 측정 기술이 필요하다.For example, Patent Document 1 discloses that it is possible to inspect two-dimensional (hereinafter referred to as 2D) solder printed on a substrate by an inspection apparatus having an area camera, a ring-shaped multistage illumination, and an image processing apparatus . However, solder printing refers to a process of transferring a paste-like solder (cream solder) onto a pad of a substrate through an opening formed in a thin metal plate called a metal mask. Therefore, the cream solder printed on the substrate usually has a thickness of about 100 mu m to 150 mu m. 3D (hereinafter, referred to as 3D) measurement technique is naturally required to reliably grasp the transfer state in the thickness direction.

그렇지만 3D 측정은 측정 대상의 높이를 계측하는 기술이며, 그 높이를 구성하는 재료의 차이를 식별하는 것은 아니고, 따라서 크림 땜납이 패드 상에 얇게 퍼지는 「번짐」이라고 불리는 인쇄 불량의 검출이 곤란하다고 하는 한계를 안고 있다. 한편, 2D 측정은 조명색과 조명의 조사 방향의 최적화에 의해 크림 땜납과 패드 혹은 기판 면을 휘도의 차이, 색의 차이, 표면 상태의 차이로 식별한다고 하는 수법이며, 패드 상에 얇게 퍼진 크림 땜납을 추출할 수 있다고 하는 3D 측정에 대한 보완성을 가지고 있다.However, 3D measurement is a technique for measuring the height of a measurement target, and it is not to identify the difference in the material constituting the height, and therefore it is difficult to detect a printing defect called " smear ", in which the cream solder spreads thinly on the pad There is a limit. On the other hand, 2D measurement is a technique of identifying cream solder and pad or substrate surface by differences in brightness, color difference, and surface state by optimization of illumination color and illumination direction of the illumination, and cream solder thinly spread on pad And has a complement to 3D measurements that can be extracted.

특허 문헌 2에는 영역 카메라, 링(ring) 형상 다단 조명, 슬릿(slit) 광 조명, 및 화상 처리 장치를 가진 검사 장치에 의해 기판에 인쇄된 땜납의 2D 혹은 3D의 검사가 가능하다고 하는 것이 개시되어 있다. 또, 특허 문헌 3에는 슬릿(slit) 광을 비스듬한 방향으로부터 조사하고, 기판의 요철에 의해 발생하는 슬릿 광적(光跡)의 요철 정보를 바로 위에 설치된 촬상 장치로 촬상함으로써 기판에 인쇄된 땜납의 3D의 검사가 가능하다고 하는 것이 개시되어 있다.Patent Document 2 discloses that 2D or 3D inspection of a solder printed on a substrate by an inspection apparatus having an area camera, a ring-shaped multi-stage illumination, a slit light illumination, and an image processing apparatus is possible have. Patent Document 3 discloses a method of irradiating slit light from an oblique direction and picking up irregularity information of slit light generated by the irregularities of the substrate with an imaging device provided immediately thereon to obtain 3D It is possible to perform the inspection of the image.

일본국 특허공개 2003-224353호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-224353 일본국 특허공개 2004-317126호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317126 일본국 특허공개 2005-207918호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-207918

상술한 특허 문헌 2, 3에 기재의 인쇄 땜납 검사 장치에서는, 1개의 광학계에 2D 검사용의 다단 링 조명과 3D 검사용의 슬릿 조명을 실장함으로써 2D 검사와 3D 검사의 양방이 실시 가능하다. 그렇지만, 3D 검사가 슬릿(slit) 광을 조사하면서 검사 대상을 연속 스캔함으로써 촬상하는 방식인데 반해, 2D 검사는 다단 링 조명을 조사, 정지한 상태의 검사 대상을 촬상한다고 하는 방식이며, 그 동작이 다르기 때문에 동시 실행은 곤란하였다. 그 때문에, 공용 광학계 구성을 채용해도 3D 검사와 2D 검사는 개별적으로 실시 하지 않을 수 없어, 2D 검사와 3D 검사의 양방을 실시하는 경우, 검사 대상인 기판을 2회 검사해야 한다고 하는 검사 시간면에서의 문제점을 안고 있었다.In the printed solder inspection apparatuses described in Patent Documents 2 and 3, both the 2D inspection and the 3D inspection can be performed by mounting the multi-stage ring illumination for 2D inspection and the slit illumination for 3D inspection in one optical system. However, the 2D inspection is a method of picking up an inspection object in a state of irradiating and stopping the multi-stage ring illumination, while the 3D inspection is a method of imaging by continuously scanning an object while irradiating slit light, Simultaneous execution is difficult because it is different. Therefore, even if a common optical system configuration is adopted, the 3D inspection and the 2D inspection must be carried out individually, and in the case of performing both of the 2D inspection and the 3D inspection, the inspection time required to inspect the substrate to be inspected twice I had a problem.

그래서, 예를 들면, 도 15의 3D용의 조명(11a, 11b), 2D용의 조명(21a, 21b), 조명(31a, 31b), 및 조명(41a, 41b)과 같이 2방향으로부터 마주보도록 조사하고, 또 각각의 조명광의 장축 방향의 중심은 촬상용 렌즈(60)및 카메라(50)의 광축을 일직선으로 통과하도록 배치되어 있는 구성의 인쇄 땜납 검사 장치가 본 출원인으로부터 제안되어 있다(일본국 특허공개 2009-36736호 공보 참조). 이 2방향으로부터의 조사는, 도 16에 나타내듯이, 주사함으로써 조사 대상물인 땜납 A의 전주(全周)를 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 그렇지만, 엄밀하게는 이 2방향으로부터의 조사만으로는 땜납 A 등의 입체물에 대해 사각 또는 조도가 촬상 곤란한 밝기까지 떨어지는 장소가 발생하고, 촬상 화상의 결락이 일어나 땜납의 올바른 형상의 촬상을 할 수 없는 사례가 발생하였다.Thus, for example, it is possible to use the 3D illumination lights 11a and 11b, the 2D illumination lights 21a and 21b, the lights 31a and 31b, and the lights 41a and 41b, And the center of the illumination light in the major axis direction is arranged so as to pass straight through the optical axis of the lens for image capture 60 and the camera 50. The applicant of the present invention has proposed a print solder inspection apparatus Patent Publication No. 2009-36736). As shown in Fig. 16, the irradiation from these two directions aims at irradiating the entire circumference of the solder A as an object to be irradiated by scanning. However, strictly speaking, there is a case where only the irradiation from these two directions causes a quadrature or a roughness of the solid object such as the solder A to fall down to a brightness difficult to capture, a drop in the captured image occurs, .

즉, 도 17에 나타내듯이, 슬릿 조명에서의 땜납 조사 상태는, 슬릿 조명 단축 방향은 마주보는 쌍으로 되는 라인 조명을 주사시킴으로써 주사 방향에 대해 전후를 모두 조사할 수가 있다. 슬릿 광의 구조로서 장축 방향은 조사폭보다 짧은 폭의 광원으로부터 조사광이 조사되고 있기 때문에, 조사광에 퍼짐 각도가 발생하고, 땜납 A 등의 입체물에 대해 슬릿 조명의 장축 방향에 사각 또는 조도가 촬상 곤란한 밝기까지 떨어지는 장소(도시 굵은 선 부분 B를 제외한 부분(땜납 A의 저면에 가까운 부분))이 발생하고, 촬상 화상의 결락이 일어나 땜납의 올바른 형상의 촬상을 할 수 없는 경우가 있다. 직접 반사에 의한 세처레이션(saturation)으로 색정보 등이 소실되는 문제도 포함하고 있다.In other words, as shown in Fig. 17, the solder irradiation state in the slit illumination can be irradiated both before and after the scanning direction by scanning a pair of opposing line lights in the minor axis direction of the slit illumination. As a structure of the slit light, the irradiation light is irradiated from a light source having a width shorter than the irradiation width in the major axis direction, so that a spreading angle is generated in the irradiated light and a rectangular or roughness in the long axis direction of the slit light, (A portion except for the thick line portion B (a portion close to the bottom surface of the solder A)) is generated, and the picked-up image is lost, and the solder can not be picked up in the correct shape. And includes the problem that color information is lost due to saturation due to direct reflection.

또, 이 현상은 장방형이나 타원형 등과 같이 종횡비가 다르고, 직선 또는 직선에 가까운 장변을 가지는 땜납 등의 입체물에 대해 현저하고 땜납 기판의 기판 각도에 의해 검출되는 면적이 달라져 버리는 경우가 있다.In addition, this phenomenon is remarkable for three-dimensional objects such as solder having a long side near to a straight line or a straight line, such as a rectangular shape, an elliptical shape, etc., and the area detected by the substrate angle of the solder substrate may be changed.

구체적으로는, 도 18과 같은 땜납 기판으로 예를 든 경우, 도 18(a)의 기판 각도 0° 회전과 도 18(b)의 기판 각도 90° 회전에서 검출되는 면적이 달라 버린다. 도 18(a)의 조사광 L의 긴 방향 중심축 a1과 땜납 A의 장방형이나 타원형 등의 짧은 방향의 중심축 a2가 평행으로 되는 경우는, 도 18(b)의 조사광 L의 긴 방향 중심축 a1과 땜납 A의 장방형이나 타원형 등의 짧은 방향 중심축 a2가 직교하는 경우와 비교하여 밝기가 떨어지는 장소(도시 굵은 선 부분 b1)가 매우 길어지기 때문이다. 또한, 도시 점부분 b2는 점이다.Specifically, in the case of the solder substrate as shown in Fig. 18, the area detected at the substrate angle of 0 deg. In Fig. 18 (a) and at the substrate angle of 90 deg. In Fig. 18 (b) is different. When the central axis a1 of the irradiation light L in FIG. 18 (a) is parallel to the central axis a2 of the solder A in a short direction such as a rectangle or an ellipse, This is because the place (bold line b1) where the brightness is lowered becomes very long as compared with the case where the axis a1 and the short axis center axis a2 such as a rectangle or an ellipse of the solder A are orthogonal. The point b2 is a point.

또, 땜납 인쇄 검사 장치에 대해 검사 택트(tact)의 고속화가 요구되고 있다. 그 검사 택트 중의 촬상 카메라로부터 데이터 처리 장치로의 데이터 전송에 걸리는 시간이 카메라(50)의 수광 소자(70)의 화소수(데이터 전송량)에 의해 결정되어 버린다. 즉, 도 19에 나타내듯이, 지금까지의 2D와 3D의 동시 촬상에 사용되고 있는 카메라(50)의 촬상 소자(70)의 촬상 영역의 배치는, 2D 검사에서 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 삼원색(RGB)의 조명용으로 각 1라인(합계 3라인)(71R, 71G, 71B), 3D 검사에서 안쪽용, 앞쪽용으로 각 40라인(합계 80라인)(72, 73)으로 되어 있다. 2D 검사의 RGB의 조명용의 촬상 영역에서는, 이미지 화상을 취하기 위해 1라인으로 촬상 가능하지만, 3D 검사용의 촬상 영역에서는 광 절단법에 의한 높이 계측이기 때문에, 촬상 영역에 조사된 촬상 영역의 장축 방향을 횡단하는 라인 조명광이 연속한 단축 방향의 변위량의 데이터가 필요하기 때문에 40라인의 폭을 필요로 하고 있다. 이에 의해 2D 검사용의 촬상 영역으로부터 데이터 전송량이 큰 폭으로 증가하고 있다.In addition, it is required to increase the inspection tact for the solder printing inspection apparatus. The time taken to transfer data from the imaging camera to the data processing apparatus in the inspection tact is determined by the number of pixels (data transmission amount) of the light receiving element 70 of the camera 50. That is, as shown in Fig. 19, the arrangement of the imaging region of the imaging element 70 of the camera 50, which has been used for simultaneous imaging of 2D and 3D, (Total of three lines) 71R, 71G and 71B for the three primary colors of RGB (RGB) for lighting, 40 lines (72 lines, Respectively. In the imaging region for illumination of RGB in the 2D inspection of the 2D inspection, the image can be captured in one line in order to take an image image. However, in the imaging region for 3D inspection, height measurement is performed by the optical cutting method. The data of the amount of displacement in the uniaxial direction in which the line illumination light traversing the continuous line direction is required is required, so that the width of 40 lines is required. As a result, the amount of data transferred from the imaging region for 2D inspection has been greatly increased.

또, 종래, 기판에 형성된 막 또는 층의 위치 관리와 두께의 관리가 곤란하였기 때문에 기판에 형성된 막 또는 층의 충분한 관리를 할 수 없었다.In addition, since it is difficult to manage the position and the thickness of the film or layer formed on the substrate, it has been impossible to sufficiently manage the film or layer formed on the substrate.

본 발명은 상기와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 입체물의 촬상 화상의 결락을 없애는 것이 가능한 검사 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of eliminating loss of a sensed image of a three-dimensional object.

또, 촬상 화상의 데이터 전송량의 삭감이 가능한 검사 장치를 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide an inspection apparatus capable of reducing the data transfer amount of a captured image.

상기 목적 달성을 위해, 본 발명의 검사 장치에서는, 기판에 대해 조명하고 촬상하여, 상기 기판에 형성된 입체물을 검사하는 검사 장치로서, 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 소정의 각도 기울이고, 상기 촬상 소자의 촬상 영역의 긴 방향과 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하고, 상기 입체물의 일부 또는 전부는, 종횡비가 다르고, 직선 또는 직선에 가까운 장변을 가지고, 상기 슬릿 조사광의 긴 방향의 중심축과, 상기 입체물의 짧은 방향의 중심축이 평행으로 되는 경우는, 밝기가 떨어지는 장소가 길어지고, 상기 소정의 각도는, 상기 슬릿 조사광의 긴 방향의 중심축과 상기 입체물의 짧은 방향의 중심축이 평행하지 않게 함으로써, 상기 밝기가 떨어지는 장소가 길어지는 것을 억제하는 각도인 것을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above object, an inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting a solid object formed on the substrate, wherein the imaging device is inclined at a predetermined angle with respect to a perpendicular line in the scanning direction, Wherein a part of or all of the three-dimensional object has a long side which is different from the aspect ratio and which is close to a straight line or a straight line, and the center axis of the slit irradiation light in the long direction and the center axis of the slit irradiation light are parallel to each other, When the center axis of the three-dimensional object in the short direction is parallel, the place where the brightness falls is long, and the predetermined angle is set such that the center axis in the long direction of the slit irradiation light and the center axis in the short direction of the three- So that the position where the brightness is lowered is prevented from being lengthened.

이에 의해 조사광의 긴 방향 중심축과 입체물의 짧은 방향 중심축을 평행으로 되지 않게 하고, 밝기가 떨어지는 장소가 매우 길어지는 현상의 발생을 방지하고, 또 세처레이션부(saturation part)의 결락 화상의 보간을 가능하게 한다.As a result, the central axis in the longer direction of the irradiation light and the center axis in the shorter direction of the solid object are not parallel to each other, thereby preventing the occurrence of a phenomenon in which the brightness is reduced to a very long place and the interpolation of the missing image of the saturation part .

또, 2D·3D 동시 촬상용 광학계의 촬상 영역과 슬릿 조명군을 2식(式) 사용하고, 촬상 소자의 조작 방향과 직교하는 방향의 중심에 대해 경사지게 한 1식째의 촬상 영역의 밝기가 떨어지는 장소나 세처레이션에 의해 색정보 등을 소실하는 부분을 촬상할 수 있는 각도로 경사지게 한 2식째의 촬상 영역에서 촬상하여 주사시키고, 취득한 화상 데이터를 합산함으로써, 1회의 주사에 의해 상기 입체물의 실질적인 전주(全周) 조사에서의 촬상 데이터를 얻는 것을 특징으로 하고 있다.In addition, it is also possible to use a two-type (expression) imaging region and a slit illumination group of an optical system for simultaneous 2D and 3D imaging and to determine a position where a brightness of a first imaging region, which is inclined with respect to a center in a direction orthogonal to the operation direction of the imaging element, Or by taking a picture in a second imaging area which is tilted at an angle capable of picking up a portion where color information or the like disappearing due to the stereolithography, and summing the acquired image data so that a substantial electric pole The image pickup data in the entire circumference survey is acquired.

종래, 영역 카메라에서의 4방향으로부터의 조사 기술의 경우, 4개의 조명을 시간차로 전환할 필요가 있고, 전환 시간이 검사 택트에 가산되어 버린다. 또, 조명 전환에 의한 시야 단위의 스텝 동작은, 정제(錠劑)와 같이 연속적으로 촬상을 행하지 않으면 택트가 늦은 검사로의 전용의 장해로 된다. 이에 반해 본 발명은 조명은 항상 점등이 가능하고 연속적인 라인 스캔 방식이기 때문에 정제 검사에의 전용도 용이하게 된다.Conventionally, in the case of the irradiation technique from four directions in the area camera, it is necessary to switch the four lights to the time difference, and the switching time is added to the inspection tact. In addition, the step operation in the field of view by the illumination switching is a special obstacle to the examination which is late in tact unless the imaging is continuously performed like the tablet. On the other hand, since the illumination is always lighted and the continuous line scanning method is employed in the present invention, it is easy to use the illumination in the tablets inspection.

또, 슬릿 조명을 촬상 렌즈 광축에 대해 외측으로 기울이는 것을 특징으로 하고 있다.Further, the slit light is tilted outward with respect to the optical axis of the imaging lens.

이에 의해 입체물의 측면의 반사 강도를 높일 수가 있다.As a result, the reflection intensity of the side surface of the three-dimensional object can be increased.

또, 3D 검사부에 위상 쉬프트법에 의한 높이 측정을 채용하는 것을 특징으로 하고 있다.In addition, the 3D inspection unit employs height measurement by the phase shift method.

이에 의해 종래에 비해 큰 폭으로 데이터 전송량을 삭감할 수 있어 검사 택트의 단축을 할 수 있다.As a result, the data transfer amount can be reduced to a large extent as compared with the prior art, and the inspection tact can be shortened.

또, 다른 2개소의 촬상 영역을 마주본 2방향으로부터의 위상 슬릿 조명으로 조사함으로써, 1회의 촬상 동작에 의해 전주(全周)의 3D 검사를 행하고, 동시에 RGB 화상을 취득하고, 그것들을 합산하여 실질적인 칼라 화상을 취득하는 것을 특징으로 하고 있다. 칼라 화상에서, 2D 검사(위치 결정 처리를 포함함)나 검사 정보의 칼라 표시를 행하는 것도 포함한다.In addition, by irradiating the other two imaging regions with phase slit illumination from two opposing directions, 3D inspection of the entire circumference is performed by one imaging operation, RGB images are acquired at the same time, and they are summed Thereby obtaining a substantial color image. In the color image, it also includes performing 2D inspection (including positioning processing) and color display of inspection information.

또, 2D·3D 동시 촬상용 광학계의 촬상 영역과 슬릿 조명군을 2식 사용하고, 일방을 적색~적외의 장파장 광, 타방을 자외~청색의 단파장 광의 조명으로 함으로써, 2D 화상에서 미리 기판에 형성된 막 또는 층의 장소를 특정하고, 일방의 조명으로 막 또는 층의 하층의 높이를 계측하고, 그 높이를 높이의 기준으로 하여 타방의 조명으로 막 또는 층의 상면의 높이를 계측하고, 막 또는 층의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하고 있다.It is also possible to use two types of imaging regions of a 2D / 3D simultaneous imaging optical system and a slit illumination group, and one of them is a long wavelength light from red to infrared and the other is light of short wavelength light from ultraviolet to blue. The position of the film or layer is specified and the height of the film or the lower layer of the layer is measured with one illumination and the height of the film or the upper face of the layer is measured by the other illumination with the height as a reference of the height, Is measured.

이에 의해 기판에 형성된 막 또는 층의 위치 관리와 두께의 관리를 행할 수 있다.
본 발명의 검사 장치에서는, 기판에 대해 조명하고 촬상하여, 상기 기판에 형성된 입체물을 검사하는 검사 장치로서, 촬상 소자는 2차원 촬상용의 촬상 영역을 2개 가지고, 상기 2개의 촬상 영역의 긴 방향은 서로 평행이고, 상기 2개의 촬상 영역 각각에 대응하는 슬릿 조명광이 조사되고, 상기 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 소정의 각도 기울이고, 상기 2개의 촬상 영역의 각각은, 그 긴 방향과, 그것에 대응하는 상기 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하고, 상기 입체물의 일부 또는 전부는, 종횡비가 다르고, 직선 또는 직선에 가까운 장변을 가지고, 어느 하나의 상기 슬릿 조사광의 긴 방향의 중심축과, 상기 입체물의 짧은 방향의 중심축이 평행으로 되는 경우는, 밝기가 떨어지는 장소가 길어지고, 상기 소정의 각도는, 어느 하나의 상기 슬릿 조사광의 긴 방향의 중심축과 상기 입체물의 짧은 방향의 중심축이 평행하지 않게 함으로써, 상기 밝기가 떨어지는 장소가 길어지는 것을 억제하는 각도인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 검사 장치에서는, 기판에 대해 조명하고 촬상하여, 상기 기판에 형성된 입체물을 검사하는 검사 장치로서, 제1의 촬상 소자는 2차원 촬상용의 제1의 촬상 영역을 1개 가지고, 상기 제1의 촬상 영역에 대응하는, 제1의 슬릿 조명광과 제2의 슬릿 조명광이 조사되고, 상기 제1의 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 제1의 각도 기울이고, 상기 제1의 촬상 영역의 긴 방향과, 상기 제1의 슬릿 조명광 및 상기 제2의 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하고, 제2의 촬상 소자는 2차원 촬상용의 제2의 촬상 영역을 1개 가지고, 상기 제2의 촬상 영역에 대응하는, 제3의 슬릿 조명광과 제4의 슬릿 조명광이 조사되고, 상기 제2의 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 제2의 각도 기울이고, 상기 제2의 각도는 상기 제1의 각도와 다르고, 상기 제2의 촬상 영역의 긴 방향과, 상기 제3의 슬릿 조명광 및 상기 제4의 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.
This makes it possible to manage the position and thickness of the film or layer formed on the substrate.
An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting a solid matter formed on the substrate, wherein the image pickup element has two image pickup regions for two-dimensional image pickup, The slit illumination light corresponding to each of the two imaging regions is irradiated and the imaging element is tilted at a predetermined angle with respect to the perpendicular in the scanning direction and each of the two imaging regions has a And a part of or all of the three-dimensional object has a long side near to a straight line or a straight line, the center axis of the slit irradiation light in the long direction, When the central axes of the three-dimensional object in the short direction are parallel, the place where the brightness falls is long, and the predetermined angle is Group by the slit light irradiated so long direction of the central axis with the central axis of the transverse direction of the solid object is not parallel in, and is characterized in that the angle at which the brightness is suppressed to be place a long falling.
An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting a solid object formed on the substrate, wherein the first image pickup element has one first image pickup region for two-dimensional image pickup, The first slit illumination light and the second slit illumination light corresponding to the imaging region of the first imaging region are irradiated and the first imaging element is inclined at a first angle with respect to the perpendicular in the scanning direction, Direction and the longitudinal direction of the first slit illumination light and the second slit illumination light are parallel and the second imaging element has one second imaging area for two-dimensional imaging, and the second imaging element has one second imaging area for two- The third slit illumination light and the fourth slit illumination light corresponding to the imaging region are irradiated and the second imaging element is tilted at a second angle with respect to the perpendicular in the scanning direction, Different from the angle, and the second photographing The long direction of the image area and the long direction of the third slit illumination light and the fourth slit illumination light are parallel to each other.

도 1은 본 발명의 일실시의 형태와 관련되는 인쇄 땜납 검사 장치의 촬상 소자를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 인쇄 땜납 검사 장치의 슬릿 조명을 나타내는 사시도이다.
도 3은 슬릿 조명에 의한 작용을 나타내는 제1의 도이다.
도 4는 슬릿 조명에 의한 작용을 나타내는 제2의 도이다.
도 5는 슬릿 조명에 의한 작용을 나타내는 제3의 도이다.
도 6은 다른 슬릿 조명에 의한 작용을 나타내는 제1의 도이다.
도 7은 다른 슬릿 조명에 의한 작용을 나타내는 제2의 도이다.
도 8은 또 다른 슬릿 조명에 의한 작용을 나타내는 도이다.
도 9는 촬상 소자의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 10은 촬상 소자의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 11은 도 1의 인쇄 땜납 검사 장치의 다른 슬릿 조명을 나타내는 도이다.
도 12는 도 1의 인쇄 땜납 검사 장치의 또 다른 슬릿 조명을 나타내는 도이다.
도 13은 촬상 소자를 고속 데이터 처리화한 예를 나타내는 도이다.
도 14는 레지스트 높이의 측정을 나타내는 도이다.
도 15는 본 발명에 적용 가능한 종래의 인쇄 땜납 검사 장치의 사시도이다.
도 16은 종래의 문제점을 나타내는 제1의 도이다.
도 17은 종래의 문제점을 나타내는 제2의 도이다.
도 18은 종래의 문제점을 나타내는 제3의 도이다.
도 19는 종래의 촬상 소자를 나타내는 도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an image pickup device of a printed solder testing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
Fig. 2 is a perspective view showing a slit light of the printed solder testing apparatus of Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is a first view showing an action by the slit illumination. Fig.
4 is a second view showing the action by the slit illumination.
5 is a third view showing the action by the slit illumination.
Fig. 6 is a first diagram showing an action by another slit illumination. Fig.
Fig. 7 is a second diagram showing an action by another slit illumination. Fig.
Fig. 8 is a view showing another slit illumination.
9 is a diagram showing another example of an image pickup device.
10 is a view showing still another example of the image pickup device.
11 is a view showing another slit light of the printed solder testing apparatus of FIG.
12 is a view showing another slit light of the printed solder testing apparatus of Fig.
13 is a diagram showing an example of high-speed data processing of an image pickup device.
14 is a diagram showing the measurement of the resist height.
15 is a perspective view of a conventional printed solder testing apparatus applicable to the present invention.
16 is a first diagram showing a conventional problem.
17 is a second diagram showing a conventional problem.
FIG. 18 is a third view showing a conventional problem. FIG.
19 is a diagram showing a conventional image pickup device.

본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는 특허 청구의 범위와 관련되는 발명을 한정하는 것은 아니고, 또 실시 형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합의 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not limit the invention relating to the scope of the claims and not all combinations of the features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.

(1) 수법 1    (1) Method 1

도 1에 나타내듯이, 촬상 소자(70)를 주사 방향의 수선에 대해서 이루는 각θ가 「0°를 넘고 90° 미만」으로 되도록 기울인다. 이 때의 각도 θ를 존재율이 낮거나 혹은 존재하지 않는 장방형이나 타원형 등의 땜납의 회전각도로 설정함으로써, 실용상, 땜납을 촬상계의 광축을 축으로 회전해도 회전하기 전과 동등한 촬상 화상을 얻을 수 있다. 수법 1은, 도 2에 나타내듯이, 슬릿 조명 L1, L2의 장축 방향의 조사를 2방향으로 함으로써, 장축 방향의 촬상의 밝기가 떨어지는 장소를 감소시킨다. 그 결과, 고정밀의 검사 결과를 얻을 수 있고, 또 땜납을 촬상계의 광축을 축으로 회전해도 회전하기 전과 동등한 촬상 화상을 얻을 수 있다.As shown in Fig. 1, the angle &thetas; formed by the image pickup element 70 with respect to the perpendicular in the scanning direction is tilted so as to be " By setting the angle &thetas; at this time to the rotation angle of solder such as rectangular or elliptical shape with low presence ratio or no existence, practically, picked images equivalent to those before rotation even when rotating the optical axis of the imaging system as an axis are obtained . In the method 1, as shown in Fig. 2, the irradiation of the slit lights L1 and L2 in the major axis direction is performed in two directions, thereby reducing the place where the brightness of image pickup in the major axis direction is decreased. As a result, a high-precision inspection result can be obtained, and even if the solder is rotated about the optical axis of the image pickup system as an axis, a picked-up image equivalent to that before the rotation can be obtained.

수법 1은 장방형이나 타원형 등과 같이 종횡비가 다르고, 직선 또는 직선에 가까운 장변을 가지는 땜납 등의 입체물에 특히 유효하다.Method 1 is particularly effective for a solid object such as a solder having an aspect ratio different from a rectangular shape or an elliptical shape and having a long side near a straight line or a straight line.

구체적으로는, 도 18에 나타내는 땜납 A가 만일 45° 회전한 것이 다수를 차지한 경우, 도 2의 조명과 촬상 소자의 회전각도(이루는 각)를 45°로 해 버리면 도 18의 문제가 발생해 버린다. 땜납 A로서 만일 30° 회전한 것, 45° 회전한 것, 회전 없음의 3종류가 많이 존재하고 있는 경우는, 도 1의 촬상 소자(70)의 회전각도 θ를 20°로 하면, 땜납 A의 짧은 방향 중심축과 평행으로는 되지 않기 때문에 밝기가 떨어지는 장소가 매우 길어지는 현상은 일어나지 않게 된다.Concretely, if the solder A shown in Fig. 18 occupies a large number of turns by 45 degrees, if the angle of rotation (the angle formed) between the illumination of Fig. 2 and the image pickup element is made 45 degrees, . If there are three types of solder A, that is, if the solder A is rotated by 30 °, by 45 °, and when there is no rotation, if the rotation angle θ of the image pickup device 70 of FIG. 1 is 20 °, It does not become parallel with the central axis in the short direction, so that the place where the brightness falls is not very long.

촬상 소자(70)의 촬상 영역의 긴 방향과 조명의 긴 방향이 평행으로 되도록 조명은 조사되기 때문에, 존재율이 낮거나 혹은 존재하지 않는 각도에 도 1의 촬상 소자(70)의 회전각도 θ를 설정하면, 땜납 A의 짧은 방향 중심축과 평행으로는 되지 않는다.Since the illumination is irradiated so that the long direction of the imaging region of the imaging element 70 is parallel to the long direction of the illumination, the rotation angle [theta] of the imaging element 70 in Fig. 1 It is not parallel to the center axis of the solder A in the short direction.

도 1의 햇칭부(71R, 71G, 71B)의 2D 촬상 영역의 1식째의 장축 방향으로 조명광 L1의 장축 방향이 평행으로 되도록 2D 조명의 일방측을 조사한다. 햇칭부(71R, 71G, 71B)의 2D 촬상 영역의 2식째의 장축 방향으로 조명광 L2의 장축 방향이 평행으로 되도록 2D 조명의 반대측을 조사한다. 햇칭부의 2D 촬상 영역의 1식째와 2식째는 평행 관계로 된다. 따라서, 2D 조명광의 일방측과 반대측과 촬상 영역의 1식째와 2식째는 모두 평행 관계로 된다. 도 2에 있어서 마주보는 1쌍의 조명이 조명 1식이다.One side of the 2D illumination is irradiated so that the long axis direction of the illumination light L1 becomes parallel to the long axis direction of the first image of the 2D imaging area of the hatched portions 71R, 71G, 71B in Fig. The opposite side of the 2D illumination is irradiated so that the long axis direction of the illumination light L2 becomes parallel to the long axis direction of the second expression of the 2D imaging regions of the hatched portions 71R, 71G, and 71B. The first and second expressions of the 2D imaging region of the hatched portion are in a parallel relationship. Therefore, the one-side and the opposite sides of the 2D illumination light and the first and second expressions of the imaging region are in a parallel relationship. In Fig. 2, a pair of facing lights is one illumination.

또, 2D 촬상 영역만 2식, 조명을 1식 준비하고, 일방측에서 후방(이 경우 기울기 후방)으로부터의 조사 화상, 반대측에서 전방(이 경우 기울기 전방)으로부터의 조사 화상을 취득함으로써, 도 3과 같이 밝기가 떨어지는 장소 c1, c2의 보간뿐만이 아니라, 세처레이션부 d1, d2의 결락 화상의 보간이 가능하게 된다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 세처레이션부 d1, d2의 결락 화상의 보간을 하기 위해서는, 일방측과 반대측에서 각각 다른 촬상 화상이 필요하고, 그 결과, 촬상 영역이 2식 필요하다.In addition, two types of illumination and one illumination are prepared for only the 2D imaging area, and an irradiation image from one side (behind the tilt in this case) and an irradiation image from the opposite side (from the front in the tilt in this case) It is possible to interpolate not only the interpolation of the places c1 and c2 where brightness decreases but also the missing images of the specular portions d1 and d2. As can be seen from Fig. 3, in order to interpolate the missing images of the specular portions d1 and d2, different captured images are required from the one side and the opposite side, and as a result, two imaging regions are required.

3D 촬상에 대해서는, 촬상 영역 2개소(1식)와 조명 1식이므로, 원래 일방측에서 후방(이 경우 기울기 후방)으로부터의 조사 화상, 반대측에서 전방(이 경우 기울기 전방)으로부터의 조사 화상을 취득할 수가 있다.As for the 3D image pickup, since the two imaging regions (one type) and the illumination type one are used, an irradiated image from the original one side to the back (in this case, from the inclined back) and an irradiated image from the opposite side There is a number.

수법 1의 메카니즘에 대해 상세하게 설명한다.The mechanism of Method 1 will be described in detail.

슬릿 조사광의 긴 방향 중심축과 평행으로 되는 부분이 밝기가 떨어지는 장소로 된다. 그 이유는 도 4와 같이 슬릿 조명광은 긴 방향 중심축 방향의 광 La(조사 대상의 짧은 방향 중심축 a2와 평행한 면과 교차하는 일은 없음(조사하지 않음))와 장축 방향의 외측을 향하는 광 Lb(조사 대상의 짧은 방향 중심축 a2와 평행한 면과 교차하는 일은 없음(조사하지 않음))와 단축 방향으로 퍼지는 광 Lc(조사 대상의 짧은 방향 중심축 a2와 평행한 면과 교차하는 일은 없음(조사하지 않음))의 성분밖에 존재하지 않는다. 따라서, 주사 시켜도 슬릿 조사광의 긴 방향 중심축과 평행으로 되는 땜납 A의 짧은 방향 중심축과 평행한 면을 향하는 방향의 광이 존재하지 않기 때문에 밝기가 떨어지는 장소로 된다.The portion of the slit irradiation light that is parallel to the longitudinal center axis becomes a place where the brightness decreases. The reason is that the slit illumination light does not intersect with the light La in the long direction center axis direction (it does not intersect the plane parallel to the short axis direction central axis a2 of the object to be irradiated (not irradiated)) and the light Lb (which does not intersect the plane parallel to the short-axis direction central axis a2 of the object to be irradiated (not irradiated)) and the light Lc that spreads in the minor axis direction (does not intersect the plane parallel to the short- (Not irradiated)). Therefore, even when scanning is performed, there is no light in the direction parallel to the short axis center axis of the solder A which is parallel to the longitudinal center axis of the slit irradiation light.

도 5, 도 6의 조사 방식의 경우, 먼저 말한 슬릿 조명광의 성질로 긴 방향 중심축 방향의 광 La와 장축 방향의 외측을 향하는 광 Lb와 단축 방향으로 퍼지는 광 Lc가 존재하고 있다. 도 5, 도 6과 같이 슬릿 조명광의 긴 방향 중심축 방향의 광 La와 단축 방향으로 퍼지는 광 Lc가 땜납 A의 좌측의 면에 교차한다(조사한다). 도 2와 같이 조명을 배치하므로 반대측의 슬릿 조명광의 긴 방향 중심축 방향의 광 La와 단축 방향으로 퍼지는 광 Lc가 땜납 A의 우측의 면에 교차한다(조사한다). 또, 주사함으로써 일방측은 땜납 A의 중심보다 좌측을 조사하고, 반대측에서 땜납 A의 중심보다 우측을 조사하는 것이 가능하여 실질적으로 전주에 걸쳐 촬상 가능한 밝기의 땜납 화상으로 된다.5 and 6, light La in the direction of the central axis in the long axis direction, light Lb in the direction of the major axis direction and light Lc extending in the uniaxial direction exist due to the property of the aforementioned slit illumination light. As shown in Figs. 5 and 6, the light La in the longitudinal center axis direction of the slit illumination light and the light Lc spread in the minor axis direction intersect (illuminate) the left side surface of the solder A. Since the illumination is arranged as shown in Fig. 2, the light La in the direction of the central axis of the slit illumination light on the opposite side and the light Lc spreading in the minor axis direction intersect (illuminate) on the right side of the solder A. Further, by scanning, one side can irradiate the left side from the center of the solder A, and the opposite side can irradiate the right side from the center of the solder A, resulting in a substantially solder image of brightness that can be picked up across the entire circumference.

기판 회전시의 밝기가 떨어지는 장소에 대해서는, 도 7과 같이 슬릿 조명 일방측과 타방측에서 기판 회전시의 밝기가 떨어지는 장소 c3의 위치가 다른 화상을 취득할 수 있기 때문에, 일방측의 화상과 타방측의 화상으로 서로 보간함으로써 기판 회전시의 밝기가 떨어지는 장소를 검사 결과에 영향을 주지 않을 정도로 작게 할 수가 있다. 이에 반해 c1, c2는 밝기가 떨어지는 장소가 길어진다.As for the place where the brightness at the time of substrate rotation is lowered, since the image at the position c3 where the brightness at the time of rotation of the substrate is different at one side and the other side of the slit light is different as shown in Fig. 7, It is possible to make the place where the brightness at the time of substrate rotation drop is small enough not to affect the inspection result. On the other hand, c1 and c2 have a longer brightness.

도 6과 같이 단축 방향으로 퍼지는 광 Lc는 긴 방향 전체에 존재하기 때문에 긴 방향 중심축으로부터 떨어진 위치에 땜납 A가 있는 경우라도 긴 쪽 중심축과 같은 효과가 얻어진다.As shown in Fig. 6, the light Lc spreading in the minor axis direction exists in the entire longitudinal direction, so that even when the solder A is located at a position away from the central axis in the long direction, the same effect as that of the long side central axis can be obtained.

(2) 수법 2    (2) Method 2

수법 2는 형상에 관계없이 모든 형상의 땜납 등의 입체물에 유효하다.Method 2 is effective for solid objects such as solder of all shapes regardless of shape.

수법 2에서는 슬릿 조명을 2식 사용한다. 1식째의 슬릿 조명 L1, L2의 밝기가 떨어지는 곳과 다른 장소에서, 밝기가 떨어지는 각도로 경사진 2식째의 슬릿 조명 L1, L2에 의해 조사하여 촬상한다. 이들의 얻어진 화상 데이터를 합산함으로써 각각의 슬릿 조명 L1, L2에서 발생하는, 작은 밝기가 떨어지는 장소 c3을 더 안정된 밝기로 촬상할 수 있고, 세처레이션에 의한 색정보의 소실 장소 d1, d2를 서로 보간함으로써 실질적으로 전주 조사된 촬상 화상을 얻을 수 있다(도 8 참조).In method 2, two slit lights are used. Illumination is performed by the slit lights L1 and L2 of the second equation inclined at an angle at which the brightness falls at a place different from the place where the brightness of the first slit lights L1 and L2 is lowered. By summing up the obtained image data, it is possible to pick up the place c3 where the small brightness is dropped in each of the slit lights L1 and L2 with a more stable brightness, and the loss locations d1 and d2 of the color information due to the healing are interpolated , Thereby obtaining a picked-up image substantially irradiated on the entire surface of the sheet (refer to Fig. 8).

상기 수법 2를 실현하는데 있어서 필요한 현행의 2D·3D 동시 촬상 땜납 인쇄 검사 장치의 개조 내용으로서, 촬상 카메라의 FPG 프로그램 등을 변경하고, 촬상 소자(70)에 도 9와 같은 2D·3D 동시 촬상의 촬상 영역(71R, 71G, 71B, 72, 73)에 경사지게 한 상태로 2식분 작성하는 것이 필요하다. 또, 2D·3D 동시 촬상에 사용되는 슬릿 조명도 마찬가지로 2식 사용하고, 촬상 영역(71R, 71G, 71B, 72, 73)의 장축 방향의 중심과 슬릿 조명광의 장축 방향의 중심이 평행이고, 또한 슬릿 조명광이 촬상 영역을 조사하도록 한다.As an alteration of the current 2D / 3D simultaneous imaging solder printing inspection apparatus required for realizing the above-described method 2, the FPG program of the imaging camera is changed and the imaging device 70 is changed to the 2D / 3D simultaneous imaging It is necessary to prepare two portions in a state of being inclined to the imaging regions 71R, 71G, 71B, 72, The slit illumination used for simultaneous 2D and 3D imaging is also used in two equations. The centers of the imaging regions 71R, 71G, 71B, 72, and 73 in the major axis direction are parallel to the center in the major axis direction of the slit illumination light, Thereby allowing the slit illumination light to illuminate the imaging area.

1식째의 촬상 영역(71R, 71G, 71B, 72, 73)의 경사는 촬상 소자(70)의 Y축 중심에 대해 이루는 각 θ가 「0°를 넘고 90° 미만」으로 하고, 1식째의 촬상 화상의 사각을 촬상 가능한 각도가 되도록 2식째의 촬상 영역(71R, 71G, 71B, 72, 73)을 마련한다.The inclination of the first imaging regions 71R, 71G, 71B, 72, and 73 is set such that the angle formed by the Y-axis center of the imaging element 70 is "more than 0 degrees and less than 90 degrees" Second imaging regions 71R, 71G, 71B, 72, and 73 are provided so as to obtain an angle at which a rectangular image is captured.

또한, 도 8에서 설명한 것처럼 세처레이션에 의한 색정보의 소실 장소 d1, d2를 서로 보간할 수가 있으므로, 도 9에 나타내듯이, 각각의 햇칭부에 있어서 2D 촬상 영역(71R, 71G, 71B)은 1식 있으면 좋다.As shown in Fig. 9, the 2D imaging regions 71R, 71G, and 71B in the respective hatched portions are arranged in the order of 1 It is good if there is expression.

또한, 도 9와 같은 촬상 소자(70)의 방향에서 기울기의 촬상 영역(71R, 71G, 71B, 72, 73)을 확보하는 것은 촬상 소자(70)의 설계가 필요하기 때문에 대체안으로서 도 10과 같이 2개의 촬상 소자(70)를 1개의 카메라(50)에 실장하고, 수법 2의 촬상 영역(71R, 71G, 71B, 72, 73)의 배치를 실현할 수 있다.In addition, securing the imaging regions 71R, 71G, 71B, 72, and 73 with the inclination in the direction of the imaging element 70 as shown in Fig. 9 requires the design of the imaging element 70, It is possible to realize the arrangement of the imaging regions 71R, 71G, 71B, 72, and 73 of the method 2 by mounting two imaging elements 70 in the same camera 50. [

(3) 수법 3    (3) Method 3

수법 3은 형상에 관계없이 모든 형상의 땜납 A 등의 입체물에 유효하다.Method 3 is effective for solid objects such as solder A of all shapes regardless of shape.

수법 3으로 하고 마주보는 1식의 슬릿 조명 L1, L2의 긴 방향 중심축을 a측과 b측에서 촬상 렌즈 광축 LA를 축으로 하여 선대칭으로 되도록 비켜 놓음으로써 조사의 퍼짐 각도로 a측은 왼쪽 사이드를 조사하고, b측은 오른쪽 사이드를 조사하도록 함으로써 장축 방향의 조사 사각을 없앨 수가 있다(도 11 참조).The center axis in the long direction of the slit lights L 1 and L 2 facing each other in the method 3 is shifted so as to be in line symmetry about the imaging lens optical axis LA at the a side and the b side so that the a side is irradiated with the left side And the b side irradiates the right side, thereby eliminating the irradiation angle in the major axis direction (see Fig. 11).

이 때에 슬릿 조명광 L1, L2는 a측의 긴 방향 중심축이 촬상 영역의 좌단에 오도록 하고, b측의 긴 방향 중심축이 촬상 영역의 우단에 오도록 한다. 즉, 각 슬릿 조명광 L1, L2의 유효 선 길이가 촬상 영역의 2배 이상의 길이인 것이 필요하게 된다.At this time, the slit illumination lights L1 and L2 are arranged so that the long-axis central axis on the a side is located at the left end of the imaging region and the long-axis central axis on the b side is located at the right end of the imaging region. That is, it is necessary that the effective line length of each of the slit illumination lights L1 and L2 is twice or more the length of the imaging area.

또, 이 광축을 비켜 놓음과 아울러, 도 12와 같이 a, b측 양방의 슬릿 조명을 촬상 렌즈 광축 LA에 대해 외측으로 기울임으로써 땜납 A의 측면의 반사 강도를 높일 수가 있다.It is also possible to increase the reflection intensity of the side surface of the solder A by tilting both the a and b side slit lights outward relative to the imaging lens optical axis LA as shown in Fig.

또, RGB로 조사 각도를 가지런히 하고, 땜납 A의 색을 충실히 재현하고, 색상 데이터와 명암을 모두 사용하는 화상 인식을 채용함으로써 조도 얼룩짐에 의한 명암의 화상의 오판정을 방지할 수가 있다.In addition, it is possible to prevent the erroneous determination of bright and dark images due to unevenness of illumination by adjusting the irradiation angle of RGB, faithfully reproducing the color of solder A, and employing image recognition using both color data and lightness.

(4) 위상 쉬프트법    (4) Phase shift method

3D 검사의 높이 측정의 수법을 촬상 영역이 4라인으로 해결되는 위상 쉬프트법(일본국 특허공개 2003-121115호 공보 참조)으로 변경함으로써, 현행의 방식에 비해 데이터 전송량을 큰 폭으로 삭감한다(도 13 참조). 상기 수법을 실현하는데 있어서 필요한 현행의 2D·3D 동시 촬상 땜납 인쇄 검사 장치의 개조 내용으로서 촬상 카메라의 FPG 프로그램 등을 변경하고, 3D-1, 3D-2용으로 각 4라인의 촬상 영역(72, 73)을 만들 수 있도록 한다. 또, 도 15의 슬릿 조명(10a, 10b)을 위상 슬릿 조명으로 치환하는 것이 필요하다. 상기 수법에 의해 위상 슬릿 조명의 조사 위치가 각각 다른 촬상 영역을 조사하기 때문에, 마주본 2방향으로부터의 조사를 행할 수 있기 때문에 1회의 촬상 동작에 의해 전주(全周)의 3D 검사를 행할 수 있게 된다.By changing the method of height measurement of the 3D inspection to the phase shift method (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-121115) in which the imaging area is resolved by four lines, the data transmission amount is greatly reduced as compared with the current method 13). The FPG program or the like of the imaging camera is changed as the modification contents of the current 2D / 3D simultaneous imaging solder printing inspection apparatus necessary for realizing the above method, and the imaging regions 72, 72 for each of the four lines for 3D-1 and 3D- 73). It is also necessary to replace the slit lights 10a and 10b of Fig. 15 with phase slit lights. Since the irradiating positions of the phase slit illumination are irradiated to different imaging regions by the above method, irradiation from two opposing directions can be performed, so that 3D inspection of the entire circumference can be performed by one imaging operation do.

(5) 기판에 형성된 막 또는 층의 높이의 측정    (5) Measurement of the height of the film or layer formed on the substrate

3D 계측용 조명에서 「적색~적외의 장파장 광은 레지스트(resist)를 투과한다」, 「자외~청색의 단파장 광은 레지스트를 투과하지 않는다」라고 하는 특성이 기재되어 있다(일본국 특허 제3878165호 공보 참조). 이 특성으로부터 도 15의 슬릿 조명(11a)을 적색~적외의 장파장 광, 슬릿 조명(11b)을 자외~청색의 단파장 광의 조명으로 함으로써 2D 화상으로 미리 레지스트층 R의 장소를 특정해 둔다. 촬상 자체는 3D 화상 취득과 동시도 가능하다. 즉, 동일 촬상 소자에서 2D용, 3D용의 촬상 영역을 마련하고 있고, 주사시키면서 화상 데이터를 2D용과 3D용이 1대 1로 되도록 취득하고 있기 때문에, 1회의 주사 동작에서 2D용, 3D용의 화상 데이터의 취득이 가능하고, 레지스트층 R의 장소를 특정하는 처리의 전용에 별도 화상을 취득하는 동작은 불필요하다. 슬릿 조명(11a)으로 레지스트층 R의 하층 R1의 높이를 계측하고, 그 높이를 높이의 기준(높이 0), 슬릿 조명(11b)으로 레지스트층 R의 표면 R2의 높이를 계측하고, 레지스트층 R의 두께 Rh를 측정할 수가 있다(도 14 참조).In the illumination for 3D measurement, "long-wavelength light of red to infrared passes through resist", and "short wavelength light of ultraviolet to blue wavelength does not transmit through resist" (Japanese Patent No. 3878165 See the publication). From this characteristic, the location of the resist layer R is specified in advance as a 2D image by setting the slit illumination 11a of FIG. 15 as long-wavelength light of red to infrared and the slit illumination 11b as illumination of short wavelength of ultraviolet to blue wavelength. The imaging itself can be performed simultaneously with the 3D image acquisition. In other words, since the image pickup area for 2D and 3D is provided in the same image pickup device and the image data is acquired so as to be one to one for both 2D and 3D while being scanned, It is possible to acquire data, and an operation of acquiring a separate image for exclusive use in processing for specifying the location of the resist layer R is unnecessary. The height of the lower layer R1 of the resist layer R is measured by the slit illumination 11a and the height of the surface R2 of the resist layer R is measured by the height reference (height 0) and the slit illumination 11b, It is possible to measure the thickness Rh (see Fig. 14).

이것은 본래 기판의 절연 처리 목적인 레지스트의 위치 관리와 두께를 관리함으로써, 기판의 레지스트 개구부의 생산에의 피드백과 기판의 레지스트부의 절연 성능을 안정시키기 위한 관리를 행할 수 있다.This can manage the positional control and the thickness of the resist, which is originally intended for the insulation treatment of the substrate, to provide feedback to the production of the resist opening portion of the substrate and to stabilize the insulating performance of the resist portion of the substrate.

- 레지스트층의 높이 측정의 구체적 순서 -    - a specific order of height measurement of the resist layer -

1. 적색~적외의 장파장 광의 촬상 대상의 높이가 0일 때 조사되는 포지션을 결정해 둔다. 포지션의 결정 방식에 대해 광학계는 촬상면에 평행한 평면(이후 조립 기준면이라고 함)에서 촬상 렌즈의 초점이 맞는 곳을 기준으로 하여 조립한다. 세라믹판 등과 같은 플랫(flat)인 판을 준비하고, 그 상면이 조립 기준면에 대해 높이가 0으로 되도록 설치한다. 그 상태로 플랫인 판을 조사했을 때에, 예를 들어, 11a의 라인이 촬상 화상의 212화소째를 조사하도록 설치한다. 또, 11b에 있어서 812화소째를 조사하도록 설치한다. 이에 의해 촬상 대상의 높이가 바뀌면, 예를 들어 11a의 조사 위치가 204화소째, 11b의 조사 위치가 820화소째로 이동한다. 조사 각도와 1화소 근처의 거리를 기초로 조사 포지션의 이동량으로부터 높이를 측정할 수 있다. 적색~적외의 광원과 자외~청색의 광원은 각각의 파장을 조사하는 광원이지만 백색과 같은 복수 파장으로 이루어지는 광원의 광을 사용하고 필터를 이용하여 적색~적외 혹은 자외~청색만을 투과시키고 조사를 한다. 혹은, 촬상 카메라측에서 필터를 이용하여 적색~적외 혹은 자외~청색의 파장만을 투과시키고 수광시키는 방법도 가능하다.1. The position to be examined when the height of the object to be imaged of red to infrared wavelength light is 0 is determined. With respect to the position determination method, the optical system is assembled based on a plane parallel to the imaging plane (hereinafter referred to as an assembly reference plane) with the focus of the imaging lens as a reference. A flat plate such as a ceramic plate or the like is prepared and the upper surface of the plate is set so as to be zero in height with respect to the assembly reference plane. When the flat plate is irradiated in this state, for example, the line 11a is set so as to irradiate the 212nd pixel of the sensed image. In addition, it is provided so as to irradiate 812 pixels in 11b. Thus, when the height of the object to be imaged is changed, for example, the irradiation position of 11a is moved to the 204th pixel and the irradiation position of 11b is moved to the 820th pixel. The height can be measured from the movement amount of the irradiation position based on the irradiation angle and the distance near one pixel. The light source of red to infrared and the light source of ultraviolet to blue is a light source for irradiating respective wavelengths, but light of a light source having a plurality of wavelengths such as white is used, and only a red to infrared or ultraviolet to blue . Alternatively, it is also possible to use a filter on the imaging camera side to transmit only the wavelengths of red to infrared or ultraviolet to blue, and to receive the light.

2. 자외~청색의 단파장 광의 촬상 대상의 높이가 0일 때 조사되는 포지션을 결정해 둔다.2. Determine the position to be examined when the height of the object of short-wavelength light from ultraviolet to blue is zero.

3. 먼저 산출한 레지스트층의 위치에서 적색~적외의 장파장 광의 포지션 이동량으로부터 높이를 산출한다. 예를 들어, 40㎛이다.3. From the position of the resist layer calculated first, the height is calculated from the position shift amount of red to infrared long wavelength light. For example, 40 占 퐉.

4. 먼저 산출한 레지스트층의 위치에서 자외~청색의 단파장 광의 포지션 이동량으로부터 높이를 산출한다. 예를 들어, 100㎛이다.4. From the position of the resist layer calculated first, the height is calculated from the amount of positional movement of ultraviolet to blue short wavelength light. For example, 100 mu m.

5. 적색~적외의 장파장 광에 있어서, 40㎛의 높이가 측정되고 있기 때문에, 이 기판은 이 지점에서는 40㎛ 부풀어 올라 있기 때문에, 자외~청색의 단파장 광의 높이 100㎛로부터 40㎛를 빼면 레지스트의 두께 60㎛를 알 수 있다.5. Since the height of 40 m is measured in the red to infrared long wavelength light, the substrate is swollen at 40 占 퐉 at this point. Therefore, when the height of short wavelength light of ultraviolet to blue is subtracted from 100 占 퐉 to 40 占 퐉, A thickness of 60 mu m can be known.

상술한, 기판에 형성된 막 또는 층의 높이의 측정 기술은 전자 기판에 도포된 레지스트층뿐만 아니라, 자외~청색을 투과하지 않고, 적색~적외를 투과하는 재질로 이루어지는 막 또는 층이면 마찬가지로 그 막 또는 층의 두께를 측정할 수가 있다.The technique of measuring the height of a film or layer formed on a substrate as described above can be applied not only to a resist layer coated on an electronic substrate but also to a film or a layer made of a material that transmits red to infrared rays, The thickness of the layer can be measured.

예로서 리플로우(reflow) 후의 완성 기판에 강성 강화와 방습 등의 기판 보호를 목적으로 한 투명 또는 반투명인 코팅층이 형성되는 경우가 있다. 본 기술이 탑재된 장치를 전자 기판 생산 공정의 코팅 공정의 하류에 설치함으로써, 상기 코팅층의 2차원적인 유무, 칠 얼룩짐 이외, 두께 측정을 기초로 한 검사를 위해 두께의 얼룩짐이나 코팅층의 이물질 파묻힘 두께의 관리가 가능하다.For example, a transparent or semitransparent coating layer may be formed on the finished substrate after reflow for the purpose of strengthening rigidity and protecting the substrate such as moisture and moisture. By installing the device equipped with the present technology on the downstream side of the coating process of the electronic substrate production process, thickness unevenness or impurities in the coating layer can be detected for inspection based on thickness measurement in addition to the two- Thickness management is possible.

이 예의 경우에 측정되는 두께는 레지스트층과 코팅층의 합산된 두께로 되기 때문에 코팅층만의 두께의 관리가 필요한 경우는, 전공정(예를 들어 본 기술이 탑재된 인쇄 땜납 검사 장치)의 레지스트층의 두께 정보를 취득하고, 측정된 두께로부터 레지스트층의 두께를 뺀 값을 코팅층의 두께로 하는 것이 필요하다.In the case of this example, the measured thickness is the summed thickness of the resist layer and the coating layer. Therefore, when it is necessary to control the thickness of only the coating layer, the thickness of the resist layer of the previous step (for example, It is necessary to obtain the thickness information and to set the value obtained by subtracting the thickness of the resist layer from the measured thickness as the thickness of the coating layer.

단, 리플로우 후의 코팅층의 도포 상황의 관리가 중요하게 되는 부분은, 칩의 리브(rib)의 부분 등의 레지스트가 잘라내어진 개구부로 되기 때문에, 그 부분만의 코팅층의 두께의 측정이면 전공정(前工程)의 레지스트층의 두께의 정보는 필요없게 된다.However, the portion where the coating state of the coating layer after the reflow is important becomes the opening portion where the resist such as the rib portion of the chip is cut off. Therefore, if the thickness of the coating layer alone is measured, The information on the thickness of the resist layer in the previous step) is not necessary.

이상과 같이 기판에 형성된 막 또는 층의 높이의 측정 기술은 자외~청색을 투과하지 않고, 적색~적외를 투과하는 재질로 이루어지는 막 또는 층의 두께를 측정할 수가 있다.As described above, the technique of measuring the height of a film or a layer formed on a substrate can measure the thickness of a film or a layer made of a material that transmits red to infrared rays, without passing through ultraviolet to blue.

L1, L2 슬릿 조명
50 카메라 60 렌즈
70 촬상 소자
L1, L2 slit light
50 Camera 60 Lens
70 image pickup element

Claims (9)

기판에 대해 조명하고 촬상하여, 상기 기판에 인쇄된 땜납을 검사하는 검사 장치로서,
촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 소정의 각도 기울이고,
상기 촬상 소자의 촬상 영역의 긴 방향과 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하고,
상기 땜납의 일부 또는 전부는, 종횡비가 다르고, 직선 또는 직선에 가까운 장변을 가지고,
상기 슬릿 조명광의 긴 방향의 중심축과, 상기 땜납의 짧은 방향의 중심축이 평행으로 되는 경우는, 상기 주사 방향으로 주사하면, 밝기가 떨어지는 장소가 길어지고,
상기 소정의 각도는, 상기 슬릿 조명광의 긴 방향의 중심축과 상기 땜납의 짧은 방향의 중심축이 평행하지 않게 하여 상기 주사 방향으로 주사함으로써, 상기 밝기가 떨어지는 장소가 길어지는 것을 억제하는 각도인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
An inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting solder printed on the substrate,
The imaging device is tilted at a predetermined angle with respect to the waterline in the scanning direction,
The longitudinal direction of the imaging region of the imaging element and the longitudinal direction of the slit illumination light are parallel,
Part or all of the solder has a long side which is different from the aspect ratio and is straight or straight,
When the center axis of the slit illumination light in the long direction and the center axis of the solder in the short direction are parallel to each other,
The predetermined angle is an angle for suppressing the elongation of the place where the brightness is lowered by scanning in the scanning direction so that the central axis in the long direction of the slit illumination light and the central axis in the short direction of the solder are not parallel Characterized by:
삭제delete 제1항에 있어서,
2차원·3차원 동시 촬상용 광학계가 마주본 쌍의 슬릿 조명으로 상기 땜납의 주사 방향의 전후를 조사하고, 상기 2차원·3차원 동시 촬상용 광학계가 마주본 쌍의 슬릿 조명의 긴 방향 중심축을 촬상 렌즈의 주사 방향의 광축을 축에 선대칭으로 되도록 비켜 놓고, 퍼짐을 가지는 슬릿 조명광의 장축 방향의 상기 광축으로부터 우측의 조사 성분으로 상기 땜납의 중심으로부터 좌측을 조사하고, 장축 방향의 상기 광축으로부터 좌측의 조사 성분으로 상기 땜납의 중심으로부터 우측을 조사함으로써, 주사시키고 촬상하고, 취득한 화상 데이터를 합산함으로써, 2개의 슬릿 조명으로, 상기 땜납의 실질적인 전주 조사에서의 촬상 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
The method according to claim 1,
The optical system for two-dimensional / three-dimensional simultaneous imaging irradiates the front and back of the solder in the scanning direction with a pair of slit lights facing each other, and the optical system for two- The optical axis in the scanning direction of the imaging lens is displaced so as to be in line symmetry with respect to the axis and the left side from the center of the solder is irradiated with the irradiation component on the right side from the optical axis in the long axis direction of the slit illumination light having spread, Of the solder is irradiated to the right side from the center of the solder to scan and pick up the image and the obtained image data is summed up to obtain the image pickup data in the substantial electrodeposition of the solder with two slit lights .
제3항에 있어서,
슬릿 조명을 촬상 렌즈 광축에 대해 외측으로 기울이는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
The method of claim 3,
And the slit illumination is tilted outward with respect to the imaging lens optical axis.
제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
3차원 검사부에 위상 쉬프트법에 의한 높이 측정을 채용하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
And a height measurement by a phase shift method is employed for the three-dimensional inspection unit.
제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
다른 2개소의 촬상 영역을, 마주본 2방향으로부터의 위상 슬릿 조명으로 조사함으로써, 1회의 촬상 동작에 의해 전주의 3D 검사를 행하고, 동시에 RGB 화상을 취득하고, 그것들을 합산하여 실질적인 칼라 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
The other two imaging regions are irradiated with the phase slit illumination from the two opposing directions to perform the 3D inspection of the electrophoresis by one imaging operation and acquire RGB images at the same time and add them to obtain a substantial color image And the inspection device.
제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
2차원·3차원 동시 촬상용 광학계의 촬상 영역과 슬릿 조명군을 2식 사용하고, 일방을 적색~적외의 장파장 광, 타방을 자외~청색의 단파장 광의 조명으로 함으로써, 2D 화상에서 미리 기판에 형성된 막 또는 층의 장소를 특정하고, 일방의 조명으로 상기 막 또는 층의 하층의 높이를 계측하고, 그 높이를 높이의 기준으로 하여 타방의 조명으로 상기 막 또는 층의 상면의 높이를 계측하고, 상기 막 또는 층의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
It is possible to use two types of imaging regions of the optical system for two-dimensional / three-dimensional simultaneous imaging and the slit illumination group and to make one of the long wavelength light from red to infrared and the other light to short wavelength light of ultraviolet to blue wavelength, Measuring a height of a lower layer of the film or layer with one illumination and measuring a height of the upper surface of the film or layer with the other illumination with the height as a reference of the height; And the thickness of the film or layer is measured.
기판에 대해 조명하고 촬상하여, 상기 기판에 인쇄된 땜납을 검사하는 검사 장치로서,
촬상 소자는 2차원 촬상용의 촬상 영역을 2개 가지고,
상기 2개의 촬상 영역의 긴 방향은 서로 평행이고,
상기 2개의 촬상 영역 각각에 대응하는 슬릿 조명광이 조사되고,
상기 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 소정의 각도 기울이고,
상기 2개의 촬상 영역의 각각은, 그 긴 방향과, 그것에 대응하는 상기 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하고,
상기 땜납의 일부 또는 전부는, 종횡비가 다르고, 직선 또는 직선에 가까운 장변을 가지고,
어느 하나의 상기 슬릿 조명광의 긴 방향의 중심축과, 상기 땜납의 짧은 방향의 중심축이 평행으로 되는 경우는, 상기 주사 방향으로 주사하면, 밝기가 떨어지는 장소가 길어지고,
상기 소정의 각도는, 어느 하나의 상기 슬릿 조명광의 긴 방향의 중심축과 상기 땜납의 짧은 방향의 중심축이 평행하지 않게 하여 상기 주사 방향으로 주사함으로써, 상기 밝기가 떨어지는 장소가 길어지는 것을 억제하는 각도인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
An inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting solder printed on the substrate,
The imaging element has two imaging regions for two-dimensional imaging,
The long sides of the two imaging regions are parallel to each other,
The slit illumination light corresponding to each of the two imaging regions is irradiated,
The imaging element is tilted at a predetermined angle with respect to the perpendicular in the scanning direction,
Each of the two imaging regions is arranged such that a long direction thereof and a long direction of the slit illumination light corresponding thereto are parallel,
Part or all of the solder has a long side which is different from the aspect ratio and is straight or straight,
When the center axis of the long direction of the slit illumination light and the center axis of the short direction of the solder are parallel to each other,
The predetermined angle is suppressed by extending the position where the brightness is lowered by scanning in the scanning direction so that the central axis of the longer direction of the slit illumination light and the central axis of the shorter direction of the solder are not parallel to each other Wherein the angle is an angle.
기판에 대해 조명하고 촬상하여, 상기 기판에 인쇄된 땜납을 검사하는 검사 장치로서,
제1의 촬상 소자는 2차원 촬상용의 제1의 촬상 영역을 1개 가지고,
상기 제1의 촬상 영역에 대응하는, 제1의 슬릿 조명광과 제2의 슬릿 조명광이 조사되고,
상기 제1의 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 제1의 각도 기울이고,
상기 제1의 촬상 영역의 긴 방향과, 상기 제1의 슬릿 조명광 및 상기 제2의 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하고,
제2의 촬상 소자는 2차원 촬상용의 제2의 촬상 영역을 1개 가지고,
상기 제2의 촬상 영역에 대응하는, 제3의 슬릿 조명광과 제4의 슬릿 조명광이 조사되고,
상기 제2의 촬상 소자를 주사 방향의 수선에 대해서 제2의 각도 기울이고,
상기 제2의 각도는 상기 제1의 각도와 다르고,
상기 제2의 촬상 영역의 긴 방향과, 상기 제3의 슬릿 조명광 및 상기 제4의 슬릿 조명광의 긴 방향이 평행으로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
An inspection apparatus for illuminating and imaging a substrate and inspecting solder printed on the substrate,
The first imaging device has one first imaging region for two-dimensional imaging,
The first slit illumination light and the second slit illumination light corresponding to the first imaging region are irradiated,
The first imaging device is tilted at a first angle with respect to the perpendicular in the scanning direction,
The long direction of the first imaging region and the long direction of the first slit illumination light and the second slit illumination light are parallel,
The second imaging device has one second imaging area for two-dimensional imaging,
The third slit illumination light and the fourth slit illumination light corresponding to the second imaging region are irradiated,
The second imaging device is tilted at a second angle with respect to the perpendicular in the scanning direction,
Wherein the second angle is different from the first angle,
And the long direction of the second imaging region and the long direction of the third slit illumination light and the fourth slit illumination light are parallel to each other.
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