KR900002578B1 - 프린트 기판 페턴 검사방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

프린트 기판 페턴 검사방법 및 그 장치

제 1 도는 본 발명에 관한 잔상 소거 패턴 검출기의 1예의 개요구성을 도시한 도면.

제 2 도는 본 발명에 관한 패턴 검출신호의 처리를 설명하기 위한 도면.

제 3 도(a), (b) 및 제 4 도는 본 발명의 이론적 배경을 설명하기 위한 도면.

본 발명은 특히 프린트(print)기판(基板)의 기재(基材)(substrate) (glass epoxy, glass polyimide 등)에서 발생하는 미약(微弱)한 형광(螢光)을 TV카메라(camera)로 촬상(撮像)하여 검출하고, 회로 패턴(pattern)의 네거티브 패턴(negative pattern)에 따라서, 프린트 기판의 패턴을 고속으로 검사하는 프린트 기판 패턴 검사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

지금까지는, TV카메라를 패턴 검출기로서 사용하여, 프린트 기판의 기재에서 발생하는 형광(螢光)을 검출하여, 회로 패턴의 네거티브 패턴을 촬상하여, 패턴의 결함(缺陷)을 검사하는 장치가 개발되고 있다. 이 장치는, 예를들면 미국 특허출원 제619,918호, 서독 특허출원 제P34223959호 및 일본국 소화 60년도 전자통신학회 총합전체 대회에 있어서의 제1682,1683의 논문에 제시되어 있다.

이것에 의하면, TV카메라로 2차원적(二次元的)으로 촬상하는 관계로, 연속 조명하여, 프린트판을 이동시킨 상태에서 촬상할수가 없고, 프린트판을 유지한 X, Y스테이지(stage)를 스텝 리피트(step repeat)(일정거리 이동시켜서 정지하면, 이것을 반복한다)시키면서, X, Y스테이지를 정지하였을때의 회로 패턴의 정지 화상(畵像)을 TV카메라로 촬상하여 검출하도록 하고 있다.

이 패턴 검출에 있어서, 스트로보 스코프(strobo scope)조명을 사용하는 경우에는, X, Y스테이지를 정지시킬 필요는 없으나, 스트로보 스코프 조명광(照明光)의 강도가 비교적 약하기 때문에, 조명광으로서 스트로보 스코프를 사용할수 없는 것으로 되어있다. 이것에 대한 해결책으로서는, 초고감도(超高感度)의 TV카메라인 SIT(Silicone Intensified Target)촬상관(撮像管)을 패턴 검출기로 사용하는 것이 고려된다. 그러나, SIT 촬상관은 잔상(殘像)이 크기(다음회 주사(走査)에서 30%의 잔상이 남는다)때문에 그 사용은 곤란하게 되고 있다.

본 발명의 목적은 스트로보 스코프 조명을 사용해서 프린트판을 올려놓은 X, Y스테이지를 정지하는 일없이 형광 검출에 의한 프린트판의 회로 패턴의 네거티브 패턴을 초고감도의 TV카메라로 촬상하여 잔상에 의한 영향을 받는 일없이 고속으로 프린트판의 와이어링 패턴(Wiring pattern)을 검사할수 있도록한 프린트 기판 패턴 검사방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

즉, 본 발명은 프린트 기판의 보내기 속도와 동기(同期)해서 발광(發光)시키는 스트로보 스코프 광원(光源)과, 그 스트로보 스코프 광원에서 점멸(點滅)조사(照射)된 빛(光)을 집광(集光)하여, 프린트 기판위에 조사하는 집광 렌즈(lens)와, 상기 스트로보 스코프 광원에서 빛을 여기광(勵起光)으로 변환하는 필터(filter)와, 그 집광 렌즈로 집광되어, 또한 필터로 변환된 여기(勵起)광을 반사하여 프린트 기판에 수직으로 입사(入射)하고, 프린트 기판의 기재에서 여기되는 형광을 통과하는 하프미러(half-mirror)와, 그 하프미러를 통과한 형광을 결상(結像)하는 결상 렌즈와, 상기 하프미러를 통과한 형광에서 다시 형광이외의 빛을 제거하는 필터와, 상기 결상 렌즈에서 결상된 형광의 상(傷)을 촬상하는 TV카메라와, 상기 스트로보 스코프 광원을 점등(點燈)하여, 그 TV카메라로 촬상해서 얻어지는 앞에서의 프레임(frame)일때에서의 패턴 영상(映像)신호를 잔상 상당분(相當分)감쇠시킨 상태로 기억하는 기억수단과, 그 기억수단에 기억되어, 감쇠된 패턴 신호를 상기 스트로보 스코프 광원을 점등하여, 상기 TV카메라로 촬상해서 얻어지는 이번회의 프레임일때의 패턴 영상신호에서 빼내는 수단과, 그 빼내는 수단에서 얻어지는 신호에 의해서 와이어링 패턴의 네거티브 패턴을 얻어, 이것을 기준 패턴 발생수단에서 얻어지는 기준 패턴과 비교하는 비교수단을 구비해서, 프린트 기판을 올려놓은 테이블(table)을 연속적으로 이동시킨 상태에서, TV가 촬상하였을때, 잔상에 의한 영향을 받는 일없이, 프린트 기판의 와이어링 패턴이 정상인가, 아닌가를 검사하도록한 것을 특징으로하는 프린트 기판 패턴 검사방법 및 그 장치이다.

다음에 본 발명을 도면에 도시한 실시예에 따라서 구체적으로 설명한다. 1은 글래스 에폭시, 글래스 폴리이미드 등으로 형성되어서 형광을 발하는 기재 1a와 와이어링 패턴 1b로 되는 프린트 기판이다. 2는 X, Y테이블이며, 프린트 기판 1을 올려놓고 X, Y방향으로 주행하는 것이다. 3은 스트로보 스코프 광원이며, 상기 X, Y테이블 2를 주행시키는 제어장치 15로 부터의 신호로서 X, Y테이블 2의 주행에 동기하여 점멸하는 것이다. 4는 하프미러이며, 다이크로익미러로 구성하는 것이 좋다. 이 하프미러 4는 스트로보 스코프 광원 3으로 점멸된 여기광을 반사하여 프린트 기판 1의 기재 1a에서 여기된 형광을 통과시키는 것이다. 통상 다이크로익미러 4는 빛이 45도의 각도로 입상하였을 경우, 파장 460nm이하의 빛의 투과율은 0%로 대략 전반사하고, 파장 510nm이상의 빛의 투과율은 90%이상, 나머지는 반사하는 것이며, 하프미러에 비해서 여기광의 반사율 및 형광의 투과울이 우수하다. 6은 스트로보 스코프 광원 3에서 발한 빛을 집광하여 평행광으로 변환하는 집광 렌즈이다. 13은 스트로보 스코프 광원 3과 다이크로익미러 4와의 사이에 마련된 청색(blue)필터이며, 파장 300nm에서 460nm까지의 파장의 빛을 통과시키는 것이다. 5는 프린트 기판 1의 기재 1a에 의해서 여기되고 다이크로익미러 4를 통과한 형광 패턴상을 결상시키는 결상 렌즈이다. 7은 결상 렌즈로 결상된 형광 패턴을 촬상하는 초고감도의 TV카메라(Silicone Intensified Target Image Tube)이다. 14는 TV카메라 7과 다이크로익미러 4와의 사이에 마련된 황색 필터로 파장 500nm이상의 형광을 투과시켜, 파장 500nm이하의 빛을 반사시키는 것이다.

즉, 제 3 도(a)에 도시한 것과 같이, X, Y스테이지 2에 의해서, 패턴이 형성되고 있는 프린트 기판 1을 주사하는 한편, 스트로보 스코프 광원 3으로 부터의 스트로보 스코프 광을 집광 렌지 6에 의해서 평행광속(平行光束)으로 한 후, 청색 필터 13에 의해, 460nm이하의 여기광은 다이크로익미러 4를 거쳐서 프린트 기판 1에 조사한다. 프린트 기판 1의 기재 la에서 여기된 형광을 다이크로익미러 4와, 황색미러 14를 통과하고, 와이어링 패턴 lb로 부터의 반사광은 차단되어, 결상 렌즈 5를 거쳐서 TV카메라 7로 검출되지만, 어떤 프레임 주사시에서의 패턴 검출신호 S_N은 제 3 도(b)에 도시한 것과 같이 얻어지는 것으로 된다. 제 3 도(b)는 전(前)프레임 주사시에서의 패턴 위치 상태(□표시)가 프린트 기판 1의 주행에 의해서, 금회의 프레임 주사시에는 □표시의 패턴 위치 상태로 변화하는 것에 의해서, 금회의 프레임 주사시에서의 주(主)주사선위의 신호, 즉 패턴 검출신호가 어떻게 얻어지는 가를 도시한 것이다. 제 3 도(b)중에서, V_N은 금회 프레임 주사시에 본래적(本來的)으로 검출되어야 할 검출신호 부분을, 또 V_N-1은, 앞서의 프레임 주사시에서의 그것이며, 금회의 프레임 주사시에서의 패턴 검출신호 S_N중에 잔상 성분으로서 포함되는 것으로 되어 있다.

이와같이, 패턴 검출신호에는, 앞서의 프레임 주사시에서의 잔상 성분이 포함되어 있으나, 이것을 일반적으로 설명하면, 제 4 도에 도시한 것과 같다. 제 4 도에 도시한 것과 같이, 어떤 프레임 주사시에 특정 주사선상에서 검출되는 패턴 검출신호 S_N에는, 앞서의 프레임 이전의 주 주사로 검출된 패턴 검출신호 S_N-1, S_N-2가 잔상 성분으로 포함되어 있는 것을 알수 있다. 다음회 프레임 주사시에 검출되는 패턴 검출신호 S_N+1에는 또 전 프레임 주사시에 검출된 패턴 검출신호 S_N이 잔상 성분으로 포함되도록 되는 것이다.

따라서, 잔상의 감쇠율을 k(0〈k〈1)로 하여 패턴 검출신호 S_N, S_N+1을 표시하면 다음과 같이 된다.

S_N=V_N+kV_N-1+k²V_N-2+ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (1)

S_N+1=V_N+1+kV_N+k²V_N-1+ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (2)

식(2)에는 또 식(3)과 같이 변형될수가 있게 된다.

S_N+1=V_N+1+k(V_N+kV_N-1+…)=V_N+1+kS_N‥‥‥‥‥‥‥ (3)

따라서, VN+1은 식(4)에 의해서 구해지는 것을 알 수 있다.

V_N+1=S_N+1-kS_N‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (4)

즉, 어떤 프레임 주사시에서의 진(眞)의 패턴 검출신호는 그 프레임 주사시에 실제로 검출된 패턴 신호에서, 앞서의 프레임에서의 그것에 감쇠율(減衰率)k를 곱(乘)한 것을 빼내는 것에 의해서 얻어지는 것이다.

이제 본 발명을 구체적으로 설명하면, 제 1 도는 본 발명에 관한 잔상 소거 패턴 검출기의 1예에서의 개요구성을 도시한 것이다.

이에 의하면, TV카메라 7에서 패턴 검출신호가 얻어질때까지는, 제 3 도(a)에 도시한 것과 마찬가지로 되어 있으나, 패턴 검출신호는, 그후 다음과 같이 처리되는 것으로 되어 있다.

즉, TV카메라 7에 의한 N+1회째, 주사에 의해서 검출된 패턴 검출신호 S_N+1은 A/D변환기 8에서 다치(多値)디지탈(digital)신호로 변환된 후, 이것에 잔상 감쇠율 k(이 수치는 레지스터 9에 사전에 설정되어 있다)가 승산기(乘算器)10에서 곱해지도록 되어 있다. 그후는, 레지스터(register)11을 거쳐서 여러 단계의 화상 버퍼 메모리(buffer memory)12에 차례로 소정 어드레스(address)순으로 격납(格納)되도록 되어 있다. 한편, 이 버터 메모리 12에는, 이미 TV카메라 7에 의한 N번째의 주사에 의해서 얻어진 패턴 검출신호 S_N에 감쇠율k가 곱해진것(kS_N)이 격납되어 있는 것에 의해, 패턴 검출신호 S_N+1에 동기하여 버퍼 메모리 12에서 대응하는 kS_N을 S_N+1격납전에 호출한 후 차분기(差分器)16에서 차분을 구하도록 하면 잔상의 영향이 없는 N+1회째 주사시에서의 진의 패턴 검출신호 V_N+1(=S_N+1-kS_N)가 얻어지는 것이다.

제 2 도는 이상 기술한 처리과정을 설명하기 위한 것이지만, 이것에 대해서는 특별히 설명을 요하지 않는다.그리고 진의 패턴 검출신호 V_N+1은 바이너리(binary)회로 17에서 바이너리 신호로 변환되어, 1주사선분을 기억하는 쉬프트 레지스터(shift resister)군 18을 차례로 입력됨과 동시에 각 쉬프트 레지스트로 부터의 출력을 쉬프트 레지스터로 구성된 절출(切出)회로 19(예를들면 5×5의 화소(pixels)에 절출되어서 기억된다. 한편 기준 패턴 발생수단으로서 예를들면 1~19까지의 장치를 별도로 마련하고, 이 별도로 마련된 X, Y테이블 2에 기준으로 되는 프린트 기판 1을 올려놓은 것에 의해 구성되며, 별도로 마련된 절출 회로에서 기준 패턴을 발생시킬수가 있다.

그리고, 비교 회로 20에서 검사용 프린트 기판의 패턴이 절출 회로 19에 절출된 화소와 기준 패턴이 절출 회로에 절출된 화소와 비교하여 위치 엇갈림을 고려해서 일치하지 않는 부분을 절출하여 검사되는 것으로 된다.

그리고, 검사용 프린트 기판 1과, 기준으로 되는 프린트 기판을 동일한 X, Y테이블 2에 나란이 올려놓으면 최초의 셋팅을 정확하게 하면, 각 TV카메라로 같은 장소를 촬상할수 있어, 비교 회로 20에서 대략 같은 화소(위치 어긋남을 허용하는 범위)끼리 비교할수가 있다. 이것들을 비교하는 것은 구체적으로 미국특허 제 4148065 호에 개시되어 있으므로 생략한다.

이와같이 본 발명은 일반으로 TV카메라등의 잔상의 영향이 있는 패턴 검출기를 사용한 경우에, 잔상의 영향을 없앨 목적으로 사용할수 있다. 특히 회로 패턴을 고속으로 검출할 목적에 대해서 사용할수가 있고, 스트로브 스코프 조명으로 패턴을 영출멈춤을 검출하는 경우에, 잔상의 영향을 피할수가 있으므로, 매회(每回)에서의 TV주사 검출신호를 패턴 검출에 이용할수가 있게 된다. 상술과 같이, 형광(螢光)을 패턴 검출에 이용하는 경우나, 스트로보 스코프 조명을 사용하는 경우, 미약한 형광을 검출하는 경우에는 초고감도의 TV카메라를 사용할수 밖에 없으나, 초고감도 TV카메라는 일반으로 잔상이 크며, 그 사용은 곤란하게 되어 있다. 그러나, 본 발명에 의하면, 초고감도의 TV카메라와 스트로브 스코프와의 조합으로 매회에서의 TV주사신호를 이용할수가 있어, 고속으로 패턴이 검출 가능하게 되며, 따라서 패턴의 검사도 고속으로 행할수가 있게된다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의한 경우는 잔상이 큰 패턴 검출기에 의해서 패턴 검출을 행하는 경우에, 그 잔상에 의한 영향을 받는 일없이 패턴이 검출될수가 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 스트로브 스코프 광원(3)을 프린트 기판(1)의 보내기 속도와 동기하여 발광하고, 점멸 조사된 빛을 집광 렌즈(6)로 집광하고, 필터(13)로 여기광으로 변환하고, 하프미러(4)에 의해 상기 여기광을 반사하여 프린트 기판(1)에 수직으로 입사하여, 프린트 기판의 기재(1a)에서 발생하는 형광을 통과시키고, 하프미러를 통과한 형광상을 결상 렌즈(5)에 의해 결상시키고 동시에 필터(14)에 의해 형광이외의 빛을 제거하여 형광상만을 통과시키고, TV카메라(7)에 의해, 결상된 형광상만을 촬상하고, 상기 스트로보 스코프 광원을 점등하여 TV카메라에 의해 얻어지는 전회의 프레임시에서의 패턴영상신호를 잔상 상당분 감쇠시켜서 기억수단으로 기억하고, 상기 스트로보 스코프 광원을 점등하여 상기 TV카메라에 의해 얻어지는 이번회의 프레임에서의 패턴 영상신호를 빼내서, 와이어링 패턴의 네거티브 패턴을 얻고, 이 와이어링 패턴의 네거티브 패턴과 기준 패턴을 비교하여 프린트 기판의 와이어링 패턴이 정상인가, 아닌가를 검사하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판의 패턴 검사방법.
2. 프린트 기판(1)의 보내기 속도와 동기하여 발광시키는 스트로보 스코프 광원(3)과, 그 스트로보 스코프 광원에서 점멸조사된 빛을 집광하여 프린트 기판위에 조사하는 집광 렌즈(6)와, 상기 스트로보 스코프 광원에서의 빛을 여기광으로 변환하는 필터(13)와, 상기 집광 렌즈(6)로 집광되며, 또한 필터(13)로 변환된 여기광을 반사하여 프린트 기판(1)에 수직으로 입사하여 프린트 기판의 기재(1a)에서 여기되는 형광을 통과하는 하프미러(4)와, 그 하프미러를 통과한 형광을 결상하는 결상 렌즈(5)와, 상기 하프미러를 통과한 형광에서 다시 형광이외의 빛을 제거하는 필터(14)와, 상기 결상 렌즈로 결상된 형광상을 촬상하는 TV카메라(7)와, 상기 스트로보 스코프 광원을 점등하여 그 TV카메라로 촬상하여 얻어지는 전회의 프레임시에서의 패턴 영상신호를 잔상 상당분 감쇠시킨 상태에서 기억하는 기억수단과, 그 기억수단에 기억되어 감쇠된 패턴 영상신호를 상기 스트로보 스코프 광원을 점등하여 상기 TV카메라로 촬상하여 얻어지는 금회 프레임시에서의 패턴 영상신호에서 빼내는 수단과, 기준 패턴을 발생시키는 기준 패턴 발생수단과, 그 빼내는 수단에서 얻어지는 신호에 의해서 와이어링 패턴의 네거티브 패턴을 얻어 이것을 기준 패턴 발생수단에서 얻어지는 기준 패턴과 비교하는 비교수단을 갖춘 것을 특징으로하는 프린트 기판의 패턴 검사장치.
3. 특허청구범위 제 2 항에 있어서, 상기 하프미러를 다이크로익미러로 구성한 것을 특징으로하는 프린트 기판의 패턴 검사장치.
4. 특허청구범위 제 2 항에 있어서, 상기 TV카메라에서 얻어지는 영상신호를 디지탈 영상신호로 변환하는 A/D변혼기(8)를 갖춘 것을 특징으로하는 프린트 기판의 패턴 검사장치.
5. 특허청구범위 제 4 항에 있어서, 상기 A/D변환기에서 얻어지는 디지탈 영상신호에 감쇠율 k를 곱셈하는 멀티 플라이어(10)(plier)를 갖추고 이 멀티 플라이어의 출력을 상기 기억수단에 기억시키도록 구성한 것을 특징으로하는 프린트 기판의 패턴 검사장치.

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