TW201428307A - 基板檢測裝置及基板檢測方法 - Google Patents
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Abstract
基板檢測裝置係包括電阻值計算部、電阻值測定部及控制部。電阻值計算部計算出設置於基板上的數個網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc。電阻值測定部測定數個網格的相對於設計電阻R之測定電阻Rd。控制部藉由將各網格的電阻值分配比Rp及各網格的電阻值分配比之平均□與閾值進行比較,來判斷前述基板之良好與否。電阻值分配比係以各網格的測定電阻Rd之相對於各網格的計算電阻Rc的比率所計算而得。由於能偵測出如鼠嚙狀缺口(bite mouse)這類的裂痕(Nick)缺陷,因而提高了基板檢測的精準度。
Description
本發明係關於一種基板檢測裝置及基板檢測方法。
隨著電子產品之高功能化,因而基板技術也快速地發展著。像這樣的現象,隨著半導體積集度的增加,PCB的積集度(Density)也隨之增加了;像這樣的積集度,可以藉由PCB中電路之微細圖案(Fine Pattern)、微細孔(small hole)、高層(high layer)以及提高PCB的微細通孔(micro via)與組裝(Build Up)技術來達成。
伴隨著電路基板的微細化(Fine Pattern),因而也要求基板具有機能上的信賴性。在當中,於基板電性檢查的情況,雖然以往要求實施只判斷產品之良好與否的基本檢查,然而現今基板亦已要求要對於各網格(NET)實施個別電阻值之測定(4W檢查)了。
這樣一來,就超過了只判斷良好與否的基本檢查,由於判斷產品內的電路寬度、Cu厚度是否一定已成為基準,所以產品的信賴度變更高,亦能夠取得有關信賴性的檢驗項目的B-Hast、EOL電阻中之一定的數據。
但是,即便測定各網格個別之電阻值(4W檢查),由於各電路的製程偏差比通孔開口及電路缺陷不良之電阻值偏差還更大,因而對於如電路的通孔開口(via open)、電路缺陷(Nick)之類的基板之不良現象,藉由習用的4W(或2W)檢查來判斷良好與否是毫無道理的。
亦即,按照電路基板逐漸更加微細化的趨勢,可以想像諸如前述之鼠嚙狀缺口(bite mouse)之類的裂痕(Nick)缺陷的不良發生率亦會變得越來越高。
在下述之先前技術文獻上所記載之專利文獻中,已揭示了一般半導體基板檢測裝置及半導體基板檢測方法。
然而,在這樣的習知基板檢測上,設置於基板上之複數個網格中特定網格上發生不良的情況下,判斷該網格的良好與否是一件困難的事。
從而,對於形成在基板上之複數個網格有關的斷線及短路之偵測,不用多說,更加需要一種甚至能夠偵測出諸如鼠嚙狀缺口(bite mouse)之類的裂痕(Nick)缺陷的新穎精密基板檢測裝置及方法。
(專利文獻1)日本專利第3859446号
本發明係用以解決上述習知技術之問題點,並且本發明之觀點之一係在於提供:能夠對於形成在基板上的複數個網格之設計電阻,使用以計算電阻與測定電阻之比率所計算出的電阻值分配比來偵測出斷線及短路,甚且亦能夠偵測出如裂痕(Nick)
缺陷這類的精密不良之基板檢測裝置及基板檢測方法。
依據本發明的實施形態之基板檢測裝置的構成,係包括:電阻值計算部、電阻值測定部及控制部;其中該電阻值計算部係用以計算設置於基板上之複數個網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc;該電阻值測定部係用以測定前述複數個網格的相對於設計電阻R之測定電阻Rd;該控制部係藉由將以前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率所計算出的各網格之電阻值分配比Rp、及前述各網格的電阻值分配比之平均、與閾值進行比較,來判斷前述基板之良好與否。
又,前述電阻值計算部係使用下述的數學公式1及數學公式2,來計算出前述各網格的計算電阻Rc。
R c =R segment1+R segment2+...+R segmentN (數學公式2)
此處,前述各網格係由複數個區段(segment 1、segment 2、...、segment N)所構成;Rsegment為各區段電阻;σ為該區段之電阻率;1為該區段的長度;A為該區段之截面積。
又,前述控制部使用下述的數學公式3,來計算出前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率,即前述各網格之個別的電阻值分配比Rp。
此處,Rp係各網格之電阻值分配比;Rc係各網格之計算電阻;Rd係各網格之測定電阻。
又,前述控制部係對於前述各網格的電阻值分配比Rp為在第一閾值的範圍內之情況下,將其判斷成良品;而將前述第一閾值的範圍以外的情況判斷成不良品。此時,前述第一閾值可以介於50%至138%。
又,前述控制部係計算出前述各網格之電阻值分配比的平均,在由前述平均減去前述各網格的電阻值分配比得到之值的絕對值為小於第二閾值的情況,判斷為良品;而前述絕對值大於或等於第二閾值的情況,判斷為不良品。此時,前述第二閾值為0%~100%中之任一者,前述第二閾值之值愈小則前述基板檢測之精準度就愈高。
另一方面,根據本發明之實施形態的基板檢測方法,包括:(A)電阻值計算部計算出設置於基板上之各網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc的步驟,(B)電阻值測定部測定前述各網格的相對於設計電阻R之測定電阻Rd的步驟,以及(C)將由前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率所計算出的各網格之電阻值分配比Rp、前述各網格的電阻值分配比之平均、與閾值進行比較,並判斷前述基板之良好與否的步驟。
又,在前述(A)步驟中,前述各網格的計算電阻Rc係使用下述的數學公式1及數學公式2計算而得。
R c =R segment1+R segment2+...+R segmentN (數學公式2)
此處,前述各網格係由複數個區段(segment 1、
segment 2、‥、segment N)所構成,Rsegment為各區段電阻;σ為該區段的電阻率;1為該區段的長度;A為該區段的截面積。
再者,在前述(B)步驟中,前述各網格的測定電阻Rd係由流通於各網格的電流或電壓所測定而得。
此外,前述(C)步驟係包括(C1)使用下述的數學公式3計算出:前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率,即計算前述各網格的電阻值分配比Rp的步驟,及(C2)比較前述計算出的各網格之電阻值分配比Rp與第一閾值,在前述各網格的電阻值分配比Rp為在前述第一閾值的範圍內之情況,將前述基板判斷為良品,而在前述第一閾值的範圍以外之情況,將前述基板判斷為不良品之步驟。
此處,Rp為各網格的電阻值分配比;Rc為各網格的計算電阻;Rd為各網格的測定電阻。此時,前述第一閾值可以介於50%至138%。
又,前述(C)步驟係在前述(C1)步驟後更進一步包括:(C3)將前述所計算出的各網格之電阻值分配比Rp的總和除以總網格數,以計算出前述各網格之電阻值分配比的平均之步驟,以及(C4)在前述所計算出的電阻值分配比之平均與前述各網格之電阻值分配比Rp之差的絕對值為小於第二閾值之情況,將前述基板判斷為良品;在前述絕對值為大於或等於前述第二閾值之情況,將前述基板判斷為不良品之步驟。此時,前述第二閾值介於0%至100%中之任一者;前述第二閾值的值愈小,則前述
基板之偵測出不良品的精準度就會愈高。
1‧‧‧基板
2‧‧‧電路
10‧‧‧電阻值計算部
20‧‧‧電阻值測定部
30‧‧‧儲存部
40‧‧‧輸入部
50‧‧‧顯示部
60‧‧‧控制部
D‧‧‧差
S10~S80‧‧‧步驟
P‧‧‧位置
第1a圖係正常的電路基板之剖面圖。
第1b圖係具有缺陷的電路基板之剖面圖。
第2圖係根據本發明之一實施形態的基板檢測裝置之功能方塊圖。
第3a~3b圖係以根據本發明之基板檢測裝置所獲得的各網格之電阻值分配比的曲線圖。
第4圖係顯示本發明的實施形態之一的基板檢測方法之流程圖。
第5a~5c圖係例示利用根據本發明之基板檢測裝置及基板檢測方法,能夠偵測出不良基板的不良基板實例照片。
第6a~6c圖係例示利用根據本發明之基板檢測裝置及基板檢測方法,能夠偵測出不良基板之不良基板實例照片。
第7a~7c圖係例示利用根據本發明之基板檢測裝置及基板檢測方法,能夠偵測出不良基板的不良基板實例照片。
本發明之特徵及優點,將由附加之圖面、以下之詳細的說明而更為明瞭清楚。
在詳細說明本發明之前,本說明書及申請專利範圍中所使用的用語、單語不可以普通的辭典上之意味來解釋,而是應該遵照發明者以最佳的方法說明其本身之發明所適切定義之用語的概念之原則,以符合本發明的技術的思想之意義與概念來
解釋解釋。
本發明之目的、特定長處及新穎特徵,藉由與附加的圖面有關之以下的詳細說明及較佳實施形態而更為明瞭清楚。在本說明書中,敬請留意:各圖面之構成元件上附加參照號碼之際,只要是相同的構成元件,即使是顯示於不同的圖面上,亦盡可能地附加相同號碼。又,「第一」、「第二」、「一面」、「他面」等之用語,應是為了區別某一構成元件與其他的構成元件而使用的用語,因而構成元件不應因前述用語而受到限定。以下,在說明本發明之際,對於有可能致使本發明之要旨變為不明瞭的有關之公知技術,則省略它的詳細說明。
以下,參照附加圖面,來詳細地說明本發明之較佳的實施形態。
第1a圖為正常的電路基板之剖面圖;第1b圖為具有缺陷的電路基板之剖面圖。參照第1a圖及第1b圖;於基板1上繪製有電路2的圖案時,雖然是應如第1a圖所示而正常地形成,然而如第1b圖所示,有時電路有會部分脫離、破損的裂痕(Nick)缺陷(或鼠嚙狀缺口(bite mouse)缺陷);或者電路有一部分會完全地脫離而斷線、或與其他的電路重合而有可能發生短路之缺陷。
為了偵測出諸如此類的基板上之缺陷,特別是基板之斷線及短路,甚而也為了偵測出如第3b圖所示的裂痕(Nick)缺陷,不用多說,當然需要更精密的基板檢測裝置及方法。
第2圖係根據本發明之一實施形態的基板檢測裝置之功能方塊圖。
參照第2圖,根據本發明之一實施形態的基板檢測裝置之構成係包括:電阻值計算部10、電阻值測定部20、儲存部30、輸入部40、顯示部50、及控制部60。
電阻值計算部10係用以依各網格(net)個別地計算出設置於一個基板(1pcs)之複數個相對於設計電阻R之計算電阻Rc。
此處所稱之「網格(net)」係指形成於電性連接的二個電極墊(pad)間之電路的意思,一般而言,在一個基板(1pcs)內可形成有複數個網格。
此時,一個網格可以依區間而分別具有不同電阻率σ、長度1、及截面積A;如此區別的各個區間稱呼為區段(segment)。亦即,一個網格係由具有不同的電阻率σ、長度1、及截面積A之複數個區段(segment 1、segment 2、...、segment N)所形成。
諸如此類的區段,係能夠使用該區段的電阻率σ、長度1、及截面積A,如下述的數學公式1所示地換算成電阻。
從而,由於一個網格是由複數個區段所形成,因而設置於一個網格上的設計電阻R就會是各區段電阻(Rsegment 1、Rsegemnt 2、...、Rsegment N)的總和。亦即,能夠以如下述的數學公式2所示地計算出設置於一個網格上的相對於設計電阻R之計算電阻Rc。
R c =R segment1+R segment2...+R segmentN (數學公式2)
因此,前述電阻值計算部10就能夠如上述所示地,使用前述數學公式1及數學公式2,依各網格分別地計算出設置於一個基板(1pcs)上之複數個網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc。
電阻值測定部20係用以測定設置於前述基板上之複數個網格的相對於設計電阻R之測定電阻Rd。
亦即,前述電阻值測定部20係透過預定的測定探針(未圖示),來測定各網格的二個電極墊間之電阻值,然而此時所測定到的是來自流通於各網格的電性信號(例如,電流或電壓)之測定電阻Rd。
諸如此類的前述電阻值測定部20,例如,它可以包括安培計或電壓計。
儲存部30係預先儲存有設置於一個基板(1pcs)上的全網格之設計值(各網格的區段個別之長度、截面積、及電阻率等)。
又,前述儲存部30係能夠儲存:由前述電阻值計算部10所計算出的各網格之計算電阻Rc、及由前述電阻值測定部20所測定的各網格之測定電阻Rd。
輸入部40為於檢測基板時供使用者輸入後述之閾值等之物品,例如,可以使用鍵盤等。
顯示部50為能夠於檢測基板時顯示後述之各網格之個別的電阻值分配比Rp之曲線等。藉由透過像這類的顯示部50所顯示之曲線,就能夠即刻地以視覺認知到該網格之不良情況。
控制部60係將以前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率所計算出的各網格之電阻值分配比Rp、及前述各網格之電阻值分配比的平均與閾值進行比較,藉以判斷前述基板之良好與否。
具體而言,前述控制部係使用藉由前述電阻值計算部10所計算出的各網格之計算電阻Rc、與藉由前述電阻值測定部20所測定的各網格之測定電阻Rd,來計算出各網格之電阻值分配比Rp。
此處,前述各網格之電阻值分配比Rp係前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率,可以藉由如下述的數學公式3來求得。
當前述控制部60使用前述數學公式3來計算出各網格之電阻值分配比Rp時,可獲得如第3a圖及第3b圖所示的各網格之個別的電阻值分配比Rp之曲線。
參照第3a圖,可明白各網格的個別之電阻值分配比Rp為約80%並且是均一地分布著。這是意味著:對被檢查基板實施電性檢查的結果,該被檢查基板之電路為一致地被設計成設計值之約80%左右。
此時,前述控制部60,在前述各網格之個別的電阻值分配比Rp為在閾值的預定範圍(例如,約50%至138%)的情況,能夠將前述基板判斷為良品;在前述各網格之個別的電阻值分配比Rp為在前述閾值的範圍以外之情況,能夠將前述基板判斷為
不良品(1次基板檢測)。
參照第3b圖,各網格之個別的電阻值分配比Rp幾乎皆為約80%並且均一地分布著,然而顯示出在某一個特定網格(例如,網格號碼18)中,電阻值分配比Rp為約120%(P位置)。
此時,前述控制部60,在各網格之個別的電阻值分配比的平均、與前述特定位置(例如,P位置)的電阻值分配比Rp之差(例如,D)的絕對值為在閾值(例如,30%)以下的情況,能夠將前述基板判斷為良品;在前述絕對值為大於或等於閾值的情況,能夠將前述基板判斷為不良品(2次基板檢測)。
像這樣的前述控制部60,在第4圖所示的基板檢測方法中將更詳細地說明。
第4圖係顯示根據本發明之一實施形態的基板檢測方法之流程圖。
參照第4圖,根據本發明之一實施形態的基板檢測方法,電阻值計算部10係使用上述的數學公式1及數學公式2,來計算出設置於基板上之各網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc(S10)。
其次,電阻值測定部20係由使用預定的測定裝置(例如,安培計或電壓計)所測定得到的電流或電壓,來測定設置於前述基板上之各網格的相對於設計電阻R之測定電阻Rd(S20)。
再其次,控制部60係用以計算:以前述各網格的測定電阻Rd之相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率所計算出的各網格之電阻值分配比Rp、及前述各網格之電阻值分配比的平均
(S30)。
具體而言,前述控制部60係能夠使用上述的數學公式3來計算前述各網格之電阻值分配比Rp;前述各網格之電阻值分配比的平均係能夠以藉由前述電阻值計算部10所計算出的各網格之電阻值分配比Rp之總和除以總網格數計算而得。
在前述S30步驟後,前述控制部60係將前述各網格之電阻值分配比Rp、及前述各網格之電阻值分配比的平均、與預定的閾值進行比較,來判斷前述基板之良好與否(S40~S80)。
具體而言,前述控制部60係判斷:前述計算出的各網格之電阻值分配比Rp是否在第一閾值的範圍內(S40);在前述各網格之電阻值分配比Rp為在第一閾值的範圍內之情況,將前述基板判斷為良品(S70);在前述第一閾值的範圍以外之情況,將前述基板1次判斷為不良品(S80)。
此處,前述第一閾值可以介於50%至138%。
前述控制部60係能夠在S40步驟中進行偵測前述基板之斷線及短路之1次判斷。
另一方面,前述控制部60係能夠進行:用以偵測出如第1b圖所示的像鼠嚙狀缺口(bite mouse)之類的裂痕(Nick)缺陷,藉由調整前述閾值而更精密地偵測前述基板的不良情況之2次判斷。
即,前述控制部60,在需要更精密地偵測出基板之不良的情況下,判斷是否進行2次檢查(S50)。
在進行2次檢查的情況,前述控制部60係判斷:在S30步驟中所計算出的前述各網格之電阻值分配比之平均、與
前述各網格之電阻值分配比Rp之差的絕對值是否小於第二閾值(S60);在前述絕對值小於第二閾值的情況,將前述基板判斷為良品;在前述絕對值大於或等於前述第二閾值的情況,將前述基板判斷為不良品。
此處,前述第二閾值能夠設定為0%至100%中之任何一個值。此時,前述第二閾值之值愈小,則偵測出前述基板之不良情況之精準度就會愈高。
第5a~7c圖係例示:能夠藉由根據本發明的基板檢測裝置及基板檢測方法而偵測出基板之不良情況的不良基板實例照片。
第5a~7c圖係形成於基板上的電路有一部分完全脫離而斷線之發生有斷線缺陷的電路之一例子;第6a~6c圖係形成於基板上的電路有一部分相互連接而發生短路缺陷的電路之一例子;第7a~7c圖係形成於基板上的電路有一部分破損而成為鼠嚙狀缺口(bite mouse)形態之發生有裂痕(Nick)缺陷的電路之一例子。
根據本發明之一實施形態的基板檢測裝置及方法係藉由將形成於基板的複數個網格之相對於設計電阻之計算電阻與測定電阻的比率所計算出的電阻值分配比、與閾值進行比較,偵測出該網格之不良情況;進而能夠偵測出如第5a~6c圖所示這類的前述基板之斷線及短路。
又,根據本發明係能夠藉由調整前述閾值來偵測出如第7a~7c圖所示的鼠嚙狀缺口(bite mouse)這類的裂痕(Nick)缺陷,因而能夠提高前述基板檢測的精準度。
依據本發明,藉由將以設置於基板上的複數個網格之相對於設計電阻的計算電阻、與測定電阻之比率所計算出的電阻值分配比、閾值進行比較,進而偵測出該網格之不良現象,可以偵測出前述基板之斷線及短路。
此外,依據本發明,藉由調整前述之閾值亦可偵測出如鼠嚙狀缺口(bite mouse)之類的裂痕(Nick)缺陷,因而可提高前述基板檢測之精準度。
以上雖然已基於具體的實施形態而詳細地說明了本發明,然而此為用以具體說明本發明而已,本發明不因而受此所限定;只要是具有該技術領域中通常知識者,皆明白在本發明之技術思想內是能夠有變形、改良的。
本發明之單純變形或變更的任一者皆是屬於本發明之領域;本發明之具體保護範圍可藉由附加的申請專利範圍而變為明確。
10‧‧‧電阻值計算部
20‧‧‧電阻值測定部
30‧‧‧儲存部
40‧‧‧輸入部
50‧‧‧顯示部
60‧‧‧控制部
Claims (14)
- 一種基板檢測裝置,包括:電阻值計算部,係用以計算出被設置在基板上之複數個網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc;電阻值測定部,係用以測定前述複數個網格的相對於設計電阻R之測定電阻Rd;及控制部,係對於各網格的電阻值分配比Rp及前述各網格的電阻值分配比之平均與閾值進行比較,藉以判斷前述基板之良好與否;其中,該各網格的電阻值分配比Rp係經由計算前述各網格之測定電阻Rd相對於前述各網格之計算電阻Rc的比例而求得。
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板檢測裝置,其中前述電阻值計算部係以下述之數學公式1及數學公式2計算出前述各網格之計算電阻Rc;
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板檢測裝置,其中前述控制部係使用下述之數學公式3計算出相對於前述各網格之計算電 阻Rc之前述各網格之測定電阻Rd之比例,即前述各網格之個別的電阻值分配比Rp;
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板檢測裝置,其中前述控制部係將前述各網格之電阻值分配比Rp在第一閾值的範圍內的情況判斷為良品;將在前述第一閾值的範圍以外的情況判斷為不良品。
- 如申請專利範圍第4項所記載之基板檢測裝置,其中前述第一閾值係介於50%至138%。
- 如申請專利範圍第1項所記載之基板檢測裝置,其中前述控制部係計算出前述各網格之電阻值分配比的平均,在由前述平均減去前述各網格之電阻值分配比所得到的值之絕對值為小於第二閾值的情況,判斷為良品;而在前述絕對值為大於或等於第二閾值的情況,判斷為不良品。
- 如申請專利範圍第6項所記載之基板檢測裝置,其中前述第二閾值係介於0%至100%中之任一者,且前述第二閾值之值愈小,則前述基板檢測之精準度愈高。
- 一種基板檢測方法,係包括:(A)以電阻值計算部計算出被設置在基板上之各網格的相對於設計電阻R之計算電阻Rc之計算步驟;(B)以電阻值測定部測定相對於前述各網格的設計電阻R之測定電阻Rd之測定步驟;及(C)藉由將各網格的電阻值分配比Rp及前述各網格的電阻值分配比之平均與閾值進行比較,以判斷前述基板優良與否之判斷步驟;其中該各網格的電阻值分配比Rp係計算前述各網格之測定電阻Rd相對於前述各網格之計算電阻Rc的比率而得。
- 如申請專利範圍第8項所記載之基板檢測方法,其在前述(A)步驟中,前述各網格之計算電阻Rc係以下述之數學公式1及數學公式2計算而得;
- 如申請專利範圍第8項所記載之基板檢測方法,其於前述(B)步驟中,前述各網格之測定電阻Rd係可由流通於各網格的電流 或電壓測定而得。
- 如申請專利範圍第8項所記載之基板檢測方法,其中前述(C)步驟係包括:(C1)使用下述之數學公式3來計算前述各網格之測定電阻Rd相對於前述各網格的計算電阻Rc的比率的前述各網格之電阻值分配比Rp的計算步驟;以及(C2)將前述計算求出的各網格之電阻值分配比Rp與第一閾值進行比較,在前述各網格之電阻值分配比Rp為在前述第一閾值之範圍內的情況,將前述基板判斷為良品;在前述第一閾值的範圍以外的情況,將前述基板判斷為不良品之判斷步驟;
- 如申請專利範圍第11項所記載之基板檢測方法,其中前述第一閾值係介於50%至138%。
- 如申請專利範圍第11項所記載之基板檢測方法,其中前述(C)步驟係在前述(C1)步驟之後,更進一步包括:(C3)將前述計算求出的各網格之電阻值分配比Rp之總和,除以總網格數,計算出前述各網格之電阻值分配比的平均之計算步驟;以及 (C4)在前述計算求出的電阻值分配比之平均、與前述各網格之電阻值分配比Rp間之差的絕對值為小於第二閾值的情況,將前述基板判斷為良品;在前述絕對值為大於前述第二閾值的情況,將前述基板判斷為不良品之判斷步驟。
- 如申請專利範圍第13項所記載之基板檢測方法,其中前述第二閾值係介於0%至100%中之任一者,且前述第二閾值之值越小,則檢測出前述基板的不良品之精準度越高。
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