KR20210110025A - 도전성 패턴의 결함 검사 방법 - Google Patents

도전성 패턴의 결함 검사 방법 Download PDF

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Abstract

예시적인 실시예들에 따른 도전성 패턴의 결함 검사 방법은 도전성 패턴을 포함하는 검사 대상체로부터 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함하는 검사 영상을 획득한다. 검사 영상으로부터 예비 결함들을 포함하는 복수의 예비 이미지들을 획득한다. 예비 이미지들 중 예비 결함의 길이가 소정 값 이상인 경우 일차 결함을 포함하는 일차 이미지로 분류한다. 일차 이미지들 중 일차 결함이 패턴 영역 내에만 존재하는 경우 도전성 패턴의 크랙 결함으로 판단한다. 도전성 패턴의 결함과 보호 필름의 결함을 효과적으로 구분할 수 있다.

Description

도전성 패턴의 결함 검사 방법{METHOD FOR INSPECTING DEFECT OF CONDUCTIVE PATTERN}
본 발명은 도전성 패턴의 결함 검사 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 영상 처리 기법을 활용한 도전성 패턴의 결함 검사 방법에 관한 것이다.
각종 전자 기기들에 내장되는 전자 회로의 설계가 점차 복잡해지고 있다. 이에 따라, 회로의 고집적화를 달성하기 위하여 회로 패턴의 선폭이 점차 감소되고 있다.
패턴의 선폭이 감소할 경우, 패턴의 폭 방향으로 발생하는 미세 크랙에 의해 배선이 단절될 수 있다. 특히, 굴곡 등의 변형이 요구되는 전자 기기에 있어서, 패턴의 폭 방향으로 형성된 미세 크랙은 회로의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
예를 들면, 휴대 장치에 적용되는 터치 센서의 경우, 휴대 장치의 크기를 최소화하기 위하여 유연성 인쇄 회로 기판(FPCB)과 연결되는 패드부가 굴곡될 수 있다. 이 경우, 패드부에 미세 크랙이 존재할 경우, 굴곡에 의해 회로가 단절될 수 있다.
따라서, 패턴의 미세 크랙을 정밀히 검사하는 방법에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만, 검사 시 미세 크랙이 패턴을 덮는 보호층, 인캡슐레이션층 또는 패시베이션층 상에 형성된 스크래치와 혼동될 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허공보 제10-2011-0024608호는 검사 대상물을 지지 유닛 상에 안착시키고 단파장 광을 사용하여 크랙을 검사하는 장치를 개시하고 있으나, 패턴 상의 미세 크랙과 절연성 보호 필름 상의 스크래치를 구분하지 못한다.
한국공개특허공보 제10-2011-0024608호
본 발명의 일 과제는 우수한 검출력을 갖는 도전성 패턴의 결함 검사 방법을 제공하는 것이다.
1. 도전성 패턴을 포함하는 검사 대상체로부터 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함하는 검사 영상을 획득하는 단계; 상기 검사 영상으로부터 예비 결함들을 포함하는 복수의 예비 이미지들을 획득하는 단계; 상기 예비 이미지들 중 상기 예비 결함의 길이가 소정 값 이상인 이미지를 일차 결함을 포함하는 일차 이미지로 분류하는 단계; 및 상기 일차 이미지들 중 상기 일차 결함이 상기 패턴 영역 내에만 존재하는 경우 도전성 패턴의 크랙 결함으로 판단하는 단계를 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
2. 위 1에 있어서, 상기 비패턴 영역 내에는 절연성 보호 필름이 배치되며 상기 도전성 패턴은 배제된, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
3. 위 2에 있어서, 상기 일차 결함이 상기 비패턴 영역으로 연장되는 경우, 상기 절연성 보호 필름 상에 형성된 스크래치 결함으로 판단하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
4. 위 1에 있어서, 상기 예비 이미지들을 획득하는 단계는 상기 예비 결함을 강조하는 제1 전처리를 수행하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
5. 위 4에 있어서, 상기 예비 결함의 인접 영역 주변을 배경 처리하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
6. 위 1에 있어서, 상기 일차 이미지로 분류하는 단계 이후, 상기 일차 이미지에 포함된 상기 패턴 영역을 강조하는 제2 전처리를 수행하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
7. 위 6에 있어서, 상기 제2 전처리는 상기 일차 이미지 전체 영역의 명암 대비를 증가시키는 것을 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
8. 위 6에 있어서, 상기 제2 전처리 후, 상기 일차 결함의 인접 영역 주변을 배경 처리하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
9. 위 1에 있어서, 상기 검사 대상체는 터치 센서를 포함하며, 상기 도전성 패턴은 상기 터치 센서의 패드를 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면 일차 결함이 패턴 영역 내에만 존재하는 경우 크랙 결함으로 판정할 수 있다. 이 경우, 도전성 패턴에 형성된 크랙 결함과 도전성 패턴 상에 배치된 보호 필름 상의 스크래치 결함을 효과적으로 구분할 수 있다. 따라서, 크랙 결함을 포함하지 않는 검사 대상체가 불량으로 판정되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 예비 결함을 강조하는 제1 전처리 및 패턴 영역을 강조하는 제2 전처리를 포함하여 크랙 결함과 스크래치 결함의 차이를 보다 강조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 도전성 패턴의 결함 검사 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 검사 대상체의 개략적인 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 예시적인 실시예들에 따라 획득된 예비 이미지들이다.
도 6 내지 도 8은 도 3 내지 도 5의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 제1 전처리된 이미지들이다.
도 9 내지 도 11은 도 6 내지 도 8의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 배경 처리된 이미지들이다.
도 12 및 도 13은 도 3 및 도 4의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 제2 전처리된 이미지들이다.
도 14 및 도 15는 도 12 및 도 13의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 배경 처리된 이미지들이다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 도전성 패턴을 포함하는 검사 대상체로부터 획득된 검사 영상으로부터 예비 결함을 검출하고, 예비 결함의 길이가 소정 값 이상인 경우 일차 결함으로 분류하고, 일차 결함이 패턴 영역 내에만 존재하는 경우 도전성 패턴의 크랙 결함으로 판단하는 도전성 패턴의 결함 검사 방법을 제공한다. 도전성 패턴의 결함과 보호 필름의 결함을 효과적으로 구분할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 도전성 패턴의 결함 검사 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 도전성 패턴을 포함하는 검사 대상체로부터 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함하는 검사 영상을 획득할 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 검사 대상체의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 검사 대상체(10)는 기재(100) 및 도전성 패턴(110)을 포함할 수 있다. 기재(100) 및 도전성 패턴(110) 상부에는 절연성 보호 필름(120)이 배치될 수 있다.
기재(100)는 도전성 패턴(110)의 지지체로 제공될 수 있다. 기재(100)는 광투과성을 가질 수 있다. 기재(100)는 예를 들면, 유리, 고분자 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 고분자의 예로서, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 들 수 있다. 상기 무기 절연 물질의 예로서, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 금속 산화물 등을 들 수 있다.
도전성 패턴(110)은 금속, 합금, 금속 와이어 또는 도전성 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도전성 패턴(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC)) 을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
기재(100) 상에 도전성 패턴(110)이 형성되지 않은 부분은 개구부(115)로 정의될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도전성 패턴(110)은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 도전성 금속 산화물을 포함할 수도 있다. 상기 도전성 금속 산화물은 예를 들면, 투명성을 가질 수 있다.
절연성 보호 필름(120)은 예를 들면, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 실록산계 수지 등과 같은 수지를 포함하는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 절연성 보호 필름(120)은 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 사용하여 형성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 검사 대상체(10)는 터치 센서를 포함할 숭 있다. 도전성 패턴(110)은 상기 터치 센서의 패드를 포함할 수 있다. 상기 패드는 상기 터치 센서와 회로 기판의 연결부로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도전성 패턴(110)은 선형일 수 있다. 예를 들면, 선형 도전성 패턴은 제1 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 도전성 패턴(110)의 선폭은 100 내지 200㎛일 수 있다.
상기 검사 영상에서 도전성 패턴(110)에 대응되는 영역은 패턴 영역으로 정의되고, 도전성 패턴(110)이 형성되지 않은 부분(개구부(115))에 대응되는 영역은 비패턴 영역으로 정의될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 검사 영상은 반사계 광학 검사 장치에 의해 획득될 수 있다. 이 경우, 상기 패턴 영역이 밝게 나타나고 상기 비패턴 영역이 어둡게 나타날 수 있다.
상기 검사 영상으로부터 예비 결함들을 포함하는 복수의 예비 이미지들을 획득할 수 있다(예를 들면, 단계 S20). 상기 예비 결함들은 상기 검사 영상에서 주변 영역들 대비 명도가 상이한 지점(예를 들면, 픽셀)들이 연속적으로 연결되어 결함으로 의심되는 부분을 포함할 수 있다. 상기 검사 영상을 상기 예비 결함을 중심으로 확대 및 크롭하여 상기 예비 이미지를 획득할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 예시적인 실시예들에 따라 획득된 예비 이미지들이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 예비 이미지들은 예비 결함(200, 202, 204)들, 패턴 영역(210) 및 비패턴 영역(220)을 포함할 수 있다.
상기 예비 결함의 길이가 소정 값 이상인 경우 상기 예비 결함을 일차 결함으로 분류할 수 있다. 상기 일차 결함을 포함하는 예비 이미지는 일차 이미지로 분류될 수 있다(예를 들면, 단계 S30).
상기 소정 값은 도전성 패턴(110)의 폭의 50%일 수 있다. 크랙의 길이가 도전성 패턴(110)의 폭의 50% 이상일 경우, 굴곡 시 도전성 패턴(110)의 파단 및 단절이 쉽게 일어날 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 범위 미만의 예비 결함을 크랙 후보에서 배제함으로써, 상기 크랙을 효과적으로 구분할 수 있다. 바람직하게는, 상기 소정 값은 60%일 수 있다.
도 6 내지 도 8은 도 3 내지 도 5의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 제1 전처리된 이미지들이다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 이미지를 제1 전처리하여 상기 예비 결함을 강조할 수 있다.
상기 제1 전처리는 상기 예비 결함을 제외한 상기 영역의 명도를 단일화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상기 예비 결함을 제외한 영역을 흑화 처리할 수 있다. 반대로, 상기 예비 결함의 명도가 낮을 경우 상기 예비 결함을 제외한 영역을 백화 처리할 수도 있다. 예를 들면, 노이즈 제거 기법을 통해 상기 예비 결함을 제외한 영역에서 상기 명도 차이가 불연속적으로 나타나는 부분들의 명도를 흑화 또는 백화 처리할 수 있다.
또한, 제1 전처리는 상기 예비 결함과 주변 영역의 상대적 명도 차이를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전처리는 상기 예비 결함의 명도를 증가시키고 상기 주변 영역의 명도를 감소시키거나, 상기 예비 결함의 명도를 감소시키고, 상기 주변 영역의 명도를 증가시킬 수 있다
상기 제1 전처리에 의해 상기 예비 결함이 강조되어 상기 예비 결함의 형태, 길이 등이 쉽게 분석될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 도 6 내지 도 8의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 배경 처리된 이미지들이다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 결함으로부터 인접한 소정 영역(예비 인접 영역)의 주변을 배경 처리할 수 있다.
상기 배경 처리는 상기 예비 이미지의 상기 예비 인접 영역을 제외한 영역을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 검사가 필요한 영역을 집중적으로 검사하여 검사 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 6, 도 7, 도 9 및 도 10에 도시된 제1 예비 결함(200) 및 제2 예비 결함(202)은 길이가 도전성 패턴(110) 및 패턴 영역(210)의 선폭 대비 약 50% 이상으로서, 상기 일차 결함으로 분류될 수 있다. 도 3 및 도 4의 이미지는 상기 일차 이미지로 분류될 수 있다.
도 8 및 도 11에 도시된 제3 예비 결함(204)은 길이가 도전성 패턴(110) 및 패턴 영역(210)의 선폭 대비 약 30%로서, 상기 일차 결함으로부터 배제될 수 있다.
상기 일차 이미지들의 상기 일차 결함이 패턴 영역(210) 내에만 존재하는 경우 도전성 패턴(110)의 크랙 결함으로 판단할 수 있다(예를 들면, 단계 S40).
도 12 및 도 13은 도 3 및 도 4의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 제2 전처리된 이미지들이다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 일차 이미지들을 제2 전처리할 수 있다. 상기 제2 전처리는 패턴 영역(210)을 강조하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전처리를 통해 패턴 영역(210)의 명도를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 패턴 영역(210)과 비패턴 영역(220)의 경계가 보다 명확해질 수 있다. 따라서, 상기 일차 결함이 비패턴 영역(220)으로 연장되는지, 패턴 영역(210) 내에만 형성되는지 용이하게 검사할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 전처리는 상기 일차 이미지 전체 영역의 명암 대비를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 패턴 영역(210)과 비패턴 영역(220)의 명암 대비가 극대화되어 상기 경계가 명확하게 시인될 수 있다.
도 14 및 도 15는 도 12 및 도 13의 이미지들이 예시적인 실시예들에 따라 배경 처리된 이미지들이다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 일차 결함으로부터 인접한 소정 영역(일차 인접 영역)의 주변을 배경 처리할 수 있다.
상기 배경 처리는 상기 예비 이미지의 상기 일차 인접 영역을 제외한 영역을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 검사가 필요한 영역을 집중적으로 검사하여 검사 정확도를 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 일차 결함이 비패턴 영역(220)으로 연장될 경우, 절연성 보호 필름(120) 상에 형성된 스크래치 결함으로 판단할 수 있다.
따라서, 도전성 패턴(110) 상에 형성된 크랙 결함과 절연성 보호 필름(120) 상에 형성된 스크래치 결함을 효과적으로 구분할 수 있다. 이 경우, 검사 대상체(10)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 상기 스크래치 결함에 의해 검사 대상체(10)가 불량으로 판정되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 검사 공정을 자동화하여 육안 검사 시의 오류를 배제하고 검사 효율을 증가시킬 수 있다.
10: 검사 대상체
100: 기재 110: 도전성 패턴
120: 절연성 보호 필름

Claims (9)

  1. 도전성 패턴을 포함하는 검사 대상체로부터 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함하는 검사 영상을 획득하는 단계;
    상기 검사 영상으로부터 예비 결함들을 포함하는 복수의 예비 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 예비 이미지들 중 상기 예비 결함의 길이가 소정 값 이상인 이미지를 일차 결함을 포함하는 일차 이미지로 분류하는 단계; 및
    상기 일차 이미지들 중 상기 일차 결함이 상기 패턴 영역 내에만 존재하는 경우 도전성 패턴의 크랙 결함으로 판단하는 단계를 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 비패턴 영역 내에는 절연성 보호 필름이 배치되며 상기 도전성 패턴은 배제된, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 일차 결함이 상기 비패턴 영역으로 연장되는 경우, 상기 절연성 보호 필름 상에 형성된 스크래치 결함으로 판단하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 예비 이미지들을 획득하는 단계는 상기 예비 결함을 강조하는 제1 전처리를 수행하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 예비 결함의 인접 영역 주변을 배경 처리하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 일차 이미지로 분류하는 단계 이후, 상기 일차 이미지에 포함된 상기 패턴 영역을 강조하는 제2 전처리를 수행하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제2 전처리는 상기 일차 이미지 전체 영역의 명암 대비를 증가시키는 것을 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제2 전처리 후, 상기 일차 결함의 인접 영역 주변을 배경 처리하는 것을 더 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 검사 대상체는 터치 센서를 포함하며, 상기 도전성 패턴은 상기 터치 센서의 패드를 포함하는, 도전성 패턴의 결함 검사 방법.
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KR20110024608A (ko) 2009-09-02 2011-03-09 아주하이텍(주) 광학 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법

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