(57)【要約】【課題】両面基板のパターンの重なり部分の欠陥を検出する。【解決手段】両面にパターンの形成されたテープ２２の放射線透過画像のうち、第１の金属パターン１１０を透過した第１透過画像１１０Ａの予め設定した濃度と、第２の金属パターン１１２を透過した第２透過画像１１２Ａの予め設定した濃度と、第１の金属パターン１１０及び第２の金属パターン１１２の両方を透過した合成透過画像１１４Ａの予め設定した濃度とに基づいて、合成透過画像１１４Ａを含む第１の金属パターン１１０と第２の金属パターン１１２の重複領域１１６を設定する。コンピュータは、重複領域１１６について、合成透過画像１１４Ａの予め定めた濃度と異なる領域１２０（断線１１８）を欠陥領域として検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に形成された第１の金属パターンと、他方の面に形成された第２の金属パターンとを有する基板に放射線を照射する放射線源と、
前記基板を透過した前記放射線を受けて放射線透過画像を生成する画像生成手段と、
前記放射線透過画像のうち、前記第１の金属パターンを透過した第１透過画像の予め設定した濃度と、前記第２の金属パターンを透過した第２透過画像の予め設定した濃度と、前記第１の金属パターン及び前記第２の金属パターンの両方を透過した合成透過画像の予め設定した濃度とに基づいて、前記合成透過画像を含む前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの重複領域を設定する設定手段と、
前記設定した重複領域について、前記合成透過画像の予め定めた濃度と異なる領域を欠陥領域として検出する欠陥検出手段と、
を有することを特徴とする両面基板の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面と裏面に各々金属パターンの形成された両面基板の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の小型化の要求が強まっており、そのため、半導体装置の外形寸法をほぼ半導体素子の外形寸法にまで小型化したチップサイズパッケージ（以後、ＣＳＰと称す。）の半導体装置が提案されている。
【０００３】
このＣＳＰの半導体装置としては、例えば、半導体素子の外形寸法よりも若干大きい外形寸法の基板上に半導体素子を接着剤などでボンディングし、半導体素子の周縁部に形成された電極と基板の周縁部に形成された電極とを金線などで電気的に接続した構成のものや、半導体素子の外形寸法程度に形成され表面にアレイ状の電極を備えた基板と、半導体素子の裏面側にアレイ状に形成された半田ボールとを融着して電気的に接続する構成など、様々な構成のＣＳＰの半導体装置が提案されている。
【０００４】
このようなＣＳＰの半導体装置の製造においては、１チップに対応して形成される配線、電極、ビームリード及びスルーホールなどのパターンが複数繰り返してパタンニングされたＣＳＰテープを用いて一度に大量のパッケージを製造するようになっている。
【０００５】
このＣＳＰテープは、ポリイミド基材等の基材の表面に蒸着などにより銅箔などの導電膜を形成した後、通常のエッチング技術を用いてＣＳＰ用の配線、電極、ビームリード及びスルーホールなどのパターンを複数繰り返してパタンニングした長尺状のテープである。
【０００６】
このようなテープの製造にあたっては、パターン形成後に配線の断線や欠けのパターン欠陥を、例えば、特許文献１に示されるような検査装置で検査している。従来の検査装置によるパターン欠陥の検出は、テープ表面のパターンをＣＣＤなどの画像読取装置により光学的に読み取り、この読み取られた画像に基づいて欠陥を自動で検出している。この場合、読み取った画像を画像処理にて２値画像化し、パターン欠陥を自動で検出することができる。
【０００７】
しかしながら、テープの両面にパターンが形成されている場合、光学的な検査では、表面の検査と裏面の検査の合計２回の検査をしなければならず、片面にパターンが形成されている場合に比較して２倍の検査時間を要しており、また、パターンの上にレジストが設けられている場合、パターンを検出できない問題がある。カメラを２台用いて表面と裏面とを同時に撮影することも考えられるが、装置構成が複雑化し、装置コストが高くなる問題がある。
【０００８】
レジストが設けられている基板を検査する場合には、Ｘ線カメラで撮影したＸ線透過画像を検査員がモニタ上で確認し、パターン欠陥を判断することができる。
【特許文献１】特開２００３−２７９４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、Ｘ線透過画像を画像処理して２値画像化し、パターンを光学的に読み取る検査装置と同様に、パターン欠陥を自動で検出することも考えられる。
【００１０】
例えば、Ｘ線透過画像のうち、表面のパターンのみの領域（または裏面のパターンのみの領域）において断線が生じていた場合、パターンの輪郭形状が変わるため、画像処理（予め設定した基準と比較する）を行って、欠陥があることを判断することができる。
【００１１】
しかしながら、表面と裏面の両面にパターンが形成されている両面基板の場合、Ｘ線透過画像を２値画像化した場合、表面のパターンと裏面のパターンとが重なった部分において何れか一方のパターンに断線が生じた場合に２値画像上で断線部分が消えてしまい、従来装置ではこのようなパターン欠陥を検出することが出来ない問題があった。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、両面基板のパターンの重なり部分の欠陥を検出可能な両面基板の検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の両面基板の検査装置は、一方の面に形成された第１の金属パターンと、他方の面に形成された第２の金属パターンとを有する基板に放射線を照射する放射線源と、前記基板を透過した前記放射線を受けて放射線透過画像を生成する画像生成手段と、前記放射線透過画像のうち、前記第１の金属パターンを透過した第１透過画像の予め設定した濃度と、前記第２の金属パターンを透過した第２透過画像の予め設定した濃度と、前記第１の金属パターン及び前記第２の金属パターンの両方を透過した合成透過画像の予め設定した濃度とに基づいて、前記合成透過画像を含む前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンの重複領域を設定する設定手段と、前記設定した重複領域について、前記合成透過画像の予め定めた濃度と異なる領域を欠陥領域として検出する欠陥検出手段と、を有することを特徴としている。
【００１４】
次に、請求項１に記載の両面基板の検査装置の作用を説明する。
【００１５】
請求項１に記載の両面基板の検査装置では、放射線源から基板に向けて放射線が照射され、画像生成手段は基板を透過した放射線を受けて放射線透過画像を生成する。
【００１６】
基板には、一方の面に第１の金属パターンが形成され、他方の面に第２の金属パターンが形成されているので、放射線透過画像には、第１の金属パターンと第２の金属パターンの両方が映る。
【００１７】
設定手段は、放射線透過画像のうち、第１の金属パターンを透過した第１透過画像の予め設定した濃度と、第２の金属パターンを透過した第２透過画像の予め設定した濃度と、第１の金属パターン及び第２の金属パターンの両方を透過した合成透過画像の予め設定した濃度とに基づいて、合成透過画像を含む第１の金属パターンと第２の金属パターンの重複領域を設定する。
【００１８】
そして、欠陥検出手段は、上記のようにして設定した重複領域について、合成透過画像の予め定めた濃度と異なる領域を欠陥領域として検出する。即ち、第１の金属パターンと第２の金属パターンとが重なって映っている領域（重複領域）において、例えば、少なくとも一方のパターンに断線が生じているとすると、断線している部分の領域の濃度が他の部分と異なることになるので、濃度の異なる領域を欠陥として検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明の両面基板の検査装置によれば、従来技術では出来なかった両面基板のパターンの重なり部分の欠陥を検出することができる、という優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の適用された検査装置１０を説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の検査装置１０は、大別して巻き出しユニット１２、光学検査装置１４、Ｘ線検査装置１６、マーキング装置１８、及び巻き取りユニット２０を備えている。
（巻き出しユニット）
巻き出しユニット１２は、合成樹脂製のフィルムベース上に金属パターンの形成されたテープ（例えば、ＴＡＢテープ、ＣＯＦテープ等）２２とスペーサテープ２４とを共に巻き取ってロール状に形成したロール２６を保持する巻き出し側リール軸２８、テープ２２と共に引き出されたスペーサテープ２４を巻き取って保持する巻き出し側スペーサテープ軸３０を備えている。
【００２３】
ロール２６の送出し側には、テープ２２をガイドするガイドローラ３２、スペーサテープ２４をガイドするガイドローラ３４、及びダンサー３６が配置されている。
（光学検査装置）
光学検査装置１４には、ダンサー３８、ローラ４０、ローラ４２が順に配置されている。
【００２４】
ローラ４０とローラ４２とは間隔をあけて水平に配置されており、ローラ４０とローラ４２との間には、テーブル４４が配置されている。
【００２５】
テーブル４４の中央上方には、レンズ、及びＣＣＤラインセンサからなる光学式の画像読取装置４６が配置されている。
【００２６】
テープ２２は、ローラ４０とローラ４２とに掛け渡され、ローラ４０とローラ４２が回転することで一方向に一定の速度で送られ、テーブル４４上を通過する際に上記画像読取部でテープ２２の上面（回路パターン等）が撮影される。なお、ローラ４０、及びローラ４２は、コンピュータ等を含む制御装置４８によって回転が制御されている。
【００２７】
ＣＣＤラインセンサからの画像情報は、制御装置４８の画像処理を行うコンピュータ（図示せず）に送られ、コンピュータはＣＣＤラインセンサからの画像信号（情報）に基づいて画像処理を行ってパターンの欠陥を光学的に検出する。
【００２８】
なお、検査画像等は、後述する表示装置８０のモニタ８２に表示することができる。
（Ｘ線検査装置）
次に、Ｘ線検査装置１６には、ロングダンサー５２、ローラ５４、ローラ５６が順に配置されている。
【００２９】
テープ２２は、ローラ５４とローラ５６とに掛け渡されている。ローラ５４とローラ５６は、制御装置４８によって制御されるモータ（図示せず）で回転される。
【００３０】
このローラ５４とローラ５６との間には、テープ２２の搬送経路上側に画像生成装置５８が配置されている。
【００３１】
画像生成装置５８は、回転ドラム６０を備えている。回転ドラム６０は、回転軸がテープ２２の搬送方向と直交し、かつテープ２２と平行とされている。
【００３２】
回転ドラム６０の外周表面には、輝尽性蛍光体を含む放射線画像変換層が配置されている。
【００３３】
回転ドラム６０は、Ｘ線の透過を阻止可能な金属で形成されている。なお、回転ドラム６０は、鉛等の金属板が外周面側（輝尽性蛍光体の下側）に貼り付けたものであっても  い。
【００３４】
この回転ドラム６０は、制御装置４８によって制御されるモータ（図示せず）によって回転される。
【００３５】
ローラ５４とローラ５６との間には、テープ２２の搬送経路下側にＸ線発生装置６２が配置されており、Ｘ線発生装置６２は、上方の回転ドラム６０に向けてＸ線を照射する。
【００３６】
なお、Ｘ線発生装置６２は、Ｘ線の照射側に図示しない鉛等の金属からなるスリット６４を備え、回転ドラム６０の下端に向けて、回転軸方向に細長い長方形状にＸ線が照射されるようになっている。
【００３７】
なお、Ｘ線の照射領域の大きさは、テープ２２の搬送経路上において、テープ２２の幅方向の寸法としては、テープ２２の幅と同等（検査装置位に応じてテープ２２の幅よりも狭くても良い。）で、テープ搬送方向の寸法としては、テープ２２の幅方向の寸法よりも小さく設定されている。
【００３８】
テープ２２の搬送と共に回転ドラム６０は図１において反時計回り（図１の矢印Ａ方向）に回転する。なお、Ｘ線発生装置６２は、Ｘ線管の１点（発生点Ｐ）から出射するので、Ｘ線は放射状に出射されることになる。したがって、Ｘ線管の発生点からテープ２２までの距離をＡ、Ｘ線管の発生点から輝尽性蛍光体までの距離をＢとすると、テープ２２は、輝尽性蛍光体上で、Ｂ／Ａ倍拡大されて写ることになるので、回転ドラム６０の周速は、テープ２２の搬送速度のＢ／Ａ倍とする。
【００３９】
回転ドラム６０の周囲には、Ｘ線の照射位置よりも回転方向下流側に、励起光照射装置６３、検出装置６５、消去光照射装置６６が順に配置されている。
【００４０】
図２に示すように、励起光照射装置６３は、輝尽性蛍光体を励起し発光させる励起光Ｌａを出射する励起光光源（例えば、レーザーダイオード等）６８、モータ７０によって回転駆動され励起光Ｌａを偏向させるポリゴンミラー７２、およびポリゴンミラー７２によって偏向された励起光を輝尽性蛍光体上に集光させる光学系７４等から構成されている。この励起光照射装置６３は、例えば、レーザープリンタ等に用いられている光走査装置を利用することもできる。
【００４１】
励起光光源６８から出射された励起光Ｌａは、ポリゴンミラー７２、光学系７４を介して回転ドラム６０の外周面に設けた輝尽性蛍光体上に主走査方向（回転ドラム６０の回転軸方向と平行。図２の矢印Ｂ方向。）に繰り返し走査される。
【００４２】
そして、励起光Ｌａが輝尽性蛍光体上を主走査方向に繰り返し走査している間に、回転ドラム６０の回転により輝尽性蛍光体は副走査方向（回転ドラム６０の回転方向）に移動され、これにより励起光Ｌａは輝尽性蛍光体上を二次元的に走査することになる。
【００４３】
なお、本実施形態の励起光照射装置６３では、ポリゴンミラー７２の回転により、励起光Ｌａを回転ドラム６０の軸方向一端から他端まで主走査可能としている。
【００４４】
また、励起光照射装置６３の近傍には、検出装置６５が配置されている。
【００４５】
検出装置６５は、輝尽性蛍光体から発生した輝尽発光光Ｌｂが入射する集光ガイド７６、及び集光ガイド７６の射出端から出射した輝尽発光光Ｌｂを光電的に検出するフォトマルチプライヤー７８を備えている。
【００４６】
輝尽発光光Ｌｂは、フォトマルチプライヤー７８に入射した後、光電変換されて電気的なアナログ信号として制御装置４８に出力される。
【００４７】
制御装置４８では、フォトマルチプライヤー７８から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して２次元画像データとして画像メモリに記憶する。なお、画像メモリには、光学的に読み取った画像を記憶するエリアと、Ｘ線で読み取った画像を記憶するエリア等を備えている。
【００４８】
また、フォトマルチプライヤー７８からの画像情報は、制御装置４８の画像処理を行うコンピュータ（図示せず）に送られ、コンピュータはフォトマルチプライヤー７８からの画像信号（情報）に基づいて画像処理を行って欠陥の検出を行うことができる。
【００４９】
図１に示すように、制御装置４８には表示装置８０が接続されている。表示装置８０は、画像メモリの二次元データを入力し、映像信号に変換し出力する映像信号処理回路、及び映像信号処理回路から出力された映像信号に基づく画像を表示するモニタ８２を備えている。
【００５０】
消去光照射装置６６は、回転ドラム６０の軸方向に沿って長いランプ（例えば、ハロゲンランプ、蛍光灯、キセノンランプ等）、及びランプからの消去光をドラム表面に集める反射板を供えている。
【００５１】
なお、図示はしないが、Ｘ線検査装置１６からＸ線が外部に漏れないように、装置内部に鉛板等からなる遮蔽が行われている。
（マーキング装置）
マーキング装置１８には、ロングダンサー８４、ローラ８６、ローラ８８、ショートダンサー９０が順に配置されている。
【００５２】
テープ２２は、ローラ８６とローラ８８とに掛け渡されている。
【００５３】
ローラ８６とローラ８８との間には、欠陥有りと検知されたパッケージパターンの予め定めた位置にマーキングを施すマーキングユニット９２が配置されている。
（巻き取りユニット）
巻き取りユニット２０は、マーキング装置１８のテープ搬送方向下流側に配置されている。
【００５４】
巻き取りユニット２０は、ロール状に形成したスペーサテープ２４を保持する巻き取り側スペーサテープ軸９４と、スペーサテープ２４と検査済みのテープ２２とを共に巻き取る巻き取り側リール軸９６を備えている。
【００５５】
巻き取り側リール軸９６のテープ巻取り側には、テープ２２の搬送方向を変更するローラ９８、１００が配置されている。また、巻き取り側スペーサテープ軸９４のテープ巻取り側には、ローラ１０２、ショートダンサー１０４が配置されている。
（作用）
次に、本実施形態の検査装置１０の作用を説明する。
【００５６】
先ず最初に、片面に金属のパターンが形成されたテープ２２の検査手順を説明する。
【００５７】
ロール２６から引き出されたテープ２２は、テーブル４４の上に搬送され、画像読取装置４６によりテープ上面（パターンの形成されている側）が順次撮影される。そして、画像読取装置４６から出力された画像情報は、制御装置４８のコンピュータに送られて画像処理され、テープ２２の撮影画像がモニタ８２に表示されると共に、テープ２２に欠陥があるか否かの判断が行われる。
【００５８】
ここで、欠陥が異物の場合、光学的な撮影画像からは重大な欠陥である金属異物か否かの判断が困難である。本実施形態の検査装置１０では、光学的に欠陥があると判断された場合に、確認（ベリファイ）のためにＸ線による検査を自動で行う。
【００５９】
画像読取装置４６を通過したテープ２２は一定の速度で搬送され、欠陥があると判断された部分がＸ線検査装置１６にて撮影される。テープ２２は、合成樹脂製のベースフィルムの上に金属のパターンが形成されているものであるため、金属以外の塵等は金属に比較してＸ線を良く透過してしまうため放射線画像としては映らず、パターンの欠陥として誤認識することは無い。したがって、金属異物以外の塵による過検出は極めて少なくなる。一方、ショート等の原因となる金属の塵は、放射線画像として映るので、重大な欠陥であることが判断できる。したがって、Ｘ線による検査を行うことで、検査結果の品質が向上する。
【００６０】
本実施形態の検査装置１０では、放射線画像に映った金属異物を装置が自動で判定するので、検査員を不要とすることが可能となる。なお、検査員がモニタ８２の画像を見て欠陥を判断しても良いのは勿論である。
【００６１】
また、金属のパターンの上にレジストが載って光学的にパターンが見えない場合がある。レジストは金属に比較してＸ線を良く透過してしまうため、Ｘ線検査によりパターンの画像を確実に得ることができる。
【００６２】
次に、図３（Ａ）の模式図で示すように、両面に金属のパターンが形成されたテープ２２の検査手順を説明する。図３（Ａ）は、テープ２２の一部分を示しており、表面に第１の金属パターン１１０が形成され、裏面に第２の金属パターン１１２が形成されている。
【００６３】
両面にパターンの形成されたテープ２２を検査する場合、パターンの形成されている部分は全てＸ線検査装置１６にて撮影を行う。
【００６４】
Ｘ線検査装置１６にて撮影された放射線透過画像には、図３（Ｂ）に示すように、テープ表面側に形成されている第１の金属パターン１１０を透過した第１透過画像１１０Ａと、テープ裏面に形成されている第２の金属パターン１１２を透過した第２透過画像１１２Ａの両方が映る。
【００６５】
制御装置４８の画像処理用のコンピュータ（本発明の設定手段）は、放射線透過画像のうち、第１の金属パターン１１０を透過した第１透過画像１１０Ａの予め設定した濃度と、第２の金属パターン１１２を透過した第２透過画像１１２Ａの予め設定した濃度と、第１の金属パターン１１０及び第２の金属パターン１１２の両方を透過した合成透過画像１１４Ａの予め設定した濃度とに基づいて、合成透過画像１１４Ａを含む第１の金属パターン１１０と第２の金属パターン１１２の重複領域（図３（Ｂ）の正方形の領域）１１６を設定する。
【００６６】
ここで、例えば、図３（Ｃ）に示すように、第１の金属パターン１１０と第２の金属パターン１１２とが交差している部分において、第１の金属パターン１１０に断線１１８があった場合、交差部分の放射線透過画像は、図３（Ｄ）に示すようになる。
【００６７】
ちなみに、図３（Ｄ）において、パターンの形成されていない部分の濃度が最も濃く、次に濃い濃度の部分は、第１の金属パターン１１０を透過した第１透過画像１１０Ａ、及び第２の金属パターン１１２を透過した第２透過画像１１２Ａであり、最も低濃度の部分は、第１の金属パターン１１０及び第２の金属パターン１１２の両方を透過した合成透過画像１１４Ａとなる。
【００６８】
断線１１８部分の濃度は、Ｘ線が第１の金属パターン１１０のみを通過しているので、第１透過画像１１０Ａの濃度と同じになる。
【００６９】
制御装置４８の画像処理用のコンピュータ（本発明の欠陥検出手段）は、上記のようにして設定した重複領域１１６について、合成透過画像１１４Ａの予め定めた濃度と異なる領域１２０（本実施形態では、第１透過画像１１０Ａの濃度同じ濃度の部分）を欠陥領域として検出する。
【００７０】
このように、重複領域１１６においては、断線１１８部分の濃度と、断線していない部分（２つのパターンが重なっている部分）の濃度が異なるので、重複領域１１６の濃度分布を見ることで、欠陥（断線）があることを画像処理により容易に検出することができる。
【００７１】
なお、欠陥が検出された場合にはマーキング装置１８が欠陥のあるパターンに対応して予め決定した箇所にマーキングを行う。
［その他の実施形態］
上記検査装置１０の励起光照射装置６３は、ポリゴンミラー７２の回転により、励起光Ｌａを回転ドラム６０の軸方向一端から他端まで主走査可能としているが、放射線画像のサイズによって回転ドラム６０の軸方向長さを長くした場合、走査範囲が不足するような場合がある。このような場合には、励起光照射装置６３を回転ドラム６０の軸方向に複数台配置しても良い。この場合、一方の励起光走査ビームと、これに隣接する他方の励起光走査ビームとがドラム周方向に見て多少オーバーラップするように走査を行う。輝尽性蛍光体に励起光を複数回照射すると、輝尽発光光が弱くなるが、画像処理で補正すれば良い。
【００７２】
上記実施形態では、輝尽性蛍光体を回転ドラム６０の外周表面に設けたが、一対のローラに掛け渡した無端ベルトの表面に輝尽性蛍光体を設けても良い。この場合、反対側の輝尽性蛍光体にＸ線が照射されないように、ローラの間にＸ線を遮蔽する鉛板等を配置する。
【００７３】
上記実施形態では、長尺状のテープ２２の欠陥を検出する例を示したが、被検査物はテープ状に限らず、通常のプリント基板等のテープ２２に比較して短いものであっても良い。このような被検査物の場合、ゴム等のＸ線を透過し易い材料からなるベルトコンベア等で搬送すれば良く、従来のように複数枚のイメージングプレートを使用することなく、複数の被検査物を連続的に検査することが可能となる。
【００７４】
上記実施形態では、被検査物を搬送しながら検査を行ったが、被検査物を固定し、Ｘ線検査装置１６を搬送しても同様に検査を行うことが可能である。
【００７５】
また、上記検査装置１０では、テープ２２を透過したＸ線を回転ドラム６０の外周表面に設けた輝尽性蛍光体を含む放射線画像変換層で受け、輝尽性蛍光体からの輝尽発光光に基づいて画像を得たが、本発明はこれに限らず、Ｘ線検査装置としてイメージインテンシファイア等を用いた一般的なＸ線カメラを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】検査装置を正面から見た構成図である。
【図２】励起光照射装置、及び検出装置の斜視図である。
【図３】（Ａ）はテープの一部分を示すテープ表面側から見た平面図であり、（Ｂ）は図３（Ａ）の一部分の放射線透過画像であり、（Ｃ）は断線のあるテープの一部分を示すテープ表面側から見た平面図であり、（Ｄ）は図３（Ｃ）の一部分の放射線透過画像である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  検査装置
１６  Ｘ線検査装置
２２  テープ
４６  画像読取装置
４８  制御装置
【図１】
2008051583.tif 000003
【図２】
2008051583.tif 000004
【図３】
2008051583.tif 000005