(57)【要約】【課題】プリント回路基板の光学検査装置及びその方法を提供する。【解決手段】本発明は、プリント回路基板に赤外線帯域の光を照射するステップと、前記プリント回路基板の映像データを獲得するステップと、前記映像データから前記プリント回路基板における異物の有無を検出するステップと、を含むプリント回路基板の光学検査装置及びその方法に関する。開示されたプリント回路基板の光学検査装置及びその方法によれば、赤外線帯域の光を利用して非伝導性異物によって不良品と判別される過検出を低減することができ、電気的な回路パターン検査及び外観検査を同時に処理することができるため、検査速度を向上させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路基板を支持する支持部材と、
前記プリント回路基板に赤外線帯域の光を照射する照明装置と、
前記赤外線帯域の光により生成された前記プリント回路基板に対する映像データを獲得するカメラと、
前記映像データから前記プリント回路基板のパターン成分同士の間に異物が存在するか否かを検出する映像処理処置と、を含むことを特徴とするプリント回路基板の光学検査装置。
【請求項２】
前記照明装置は、赤外線発光ダイオードを具備することを特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板の光学検査装置。
【請求項３】
前記照明装置は、赤外線ランプを具備することを特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板の光学検査装置。
【請求項４】
前記カメラは、赤外線カメラであることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のプリント回路基板の光学検査装置。
【請求項５】
前記照明装置は、透過光を利用することができるように前記支持部材を基準に前記カメラの反対側に位置することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のプリント回路基板の光学検査装置。
【請求項６】
前記照明装置は、反射光を利用することができるように前記支持部材を基準に前記カメラと同じ側に位置することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のプリント回路基板の光学検査装置。
【請求項７】
プリント回路基板に赤外線帯域の光を照射するステップと、
前記プリント回路基板の映像データを獲得するステップと、
前記映像データから前記プリント回路基板における異物の有無を検出するステップと、を含むことを特徴とするプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項８】
前記赤外線帯域の光を照射するステップは、赤外線帯域の透過光を照射することを特徴とする請求項７に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項９】
前記赤外線帯域の光を照射するステップは、赤外線帯域の反射光を照射することを特徴とする請求項７に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項１０】
前記異物の有無を検出するステップは、金属性異物の有無を検出することを特徴とする請求項７に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項１１】
前記異物の有無を検出するステップは、前記プリント回路基板に形成されたパターン同士の間の空間における金属性異物の有無を検出することを特徴とする請求項１０に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項１２】
前記プリント回路基板は、回路パターン形成後、ソルダレジストが塗布される前の状態であることを特徴とする請求項７乃至１１のうち何れか１項に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項１３】
前記プリント回路基板は、回路パターン形成後、ソルダレジストが塗布された後の状態であることを特徴とする請求項７乃至１１のうち何れか１項に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【請求項１４】
前記プリント回路基板は、フレキシブルプリント回路基板であることを特徴とする請求項７乃至１１のうち何れか１項に記載のプリント回路基板の光学検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学検査装置及び方法に関し、さらに具体的に、過検出を最小化するため、プリント回路基板の回路パターン及び外観検査において伝導性異物のみを選択的に検出するプリント回路基板の光学検査装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の駆動集積回路、メモリなどの各種半導体デバイスの製造に用いられる主要材料の一つであるプリント回路基板は、半導体デバイスの小型化、軽量化に伴い、フィルム（ｆｉｌｍ）、テープ（ｔａｐｅ）型などのフレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を多く用いている。フレキシブルプリント回路基板には、例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）基板などがあって、露光、現像、エッチング工程などを経て基板に微細パターンが形成される。最近、かかる自動光学検査における検出すべき欠陥のうち、例えば、埃、金属残留物、及び繊維などが、パターン成分同士の間の空間でパターン成分の短絡や、製品の機能低下などの多くの問題を引き起こしている。
【０００３】
従って、フレキシブルプリント回路基板の製造業者は、製品出荷前の検査において、製品のメッキ領域、ソルダレジスト（ｓｏｌｄｅｒ  ｒｅｓｉｓｔ）領域、半導体ウェーハーなどが実装される領域（ｉｎｎｅｒ  ｌｅａｄ）などの外観検査を核心検査項目に区分している。従って、半導体ＩＣ製造用フレキシブルプリント回路基板の製造業者にとって、検査項目の有効な検査を行うことが生産性及び品質管理の鍵となっている。
【０００４】
現在、自動検査装置、例えば、ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）システム、ＡＶＩ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）システムの製造業者は、フレキシブルプリント回路基板の光学検査において、実際に不良品であるものが良品と判定される未検出現象や、良品性異物及び埃などによる過検出（例えば、規格上良品であるものを不良品と判定するなど）現象を最小化するために多様な技術を開発している。
【０００５】
本発明の出願人により特許出願されたフレキシブルプリント回路基板の回路パターン及び外観を検査する自動検査装置及び方法に関する技術が多様に公開されている。かかる技術は自動光学（又はビジョン）検査時、不良品を良品と検出する未検出現象と、良品を不良品と検出する過検出現象を最小化する。
【０００６】
例えば、特許文献１の「照明装置を具備する自動光学検査システム及びその検査方法」、特許文献２の「フレキシブルプリント回路基板の過検出を防止するための光学的検査システム及びその方法」、特許文献３の「フィルム、テープ型のプリント回路基板の外観検査における過検出防止のためのシステム及びその処理方法」、及び特許文献４の「プリント回路基板の過検出防止のためにリアルタイムモニタリングする自動光学検査システム及びその処理方法」などがある。
【０００７】
このような技術では、フレキシブルプリント回路基板の回路パターン及び外観検査において、凹み、突起、及び短絡などを検出するために可視光線帯域の照明装置を利用して映像データを獲得し、獲得した映像データを基準データと比較して良否を判別する。しかし、可視光線帯域の照明装置を利用して光学検査を行う場合、不良と判別された部位が伝導性（金属性）異物であるか、非伝導性（非金属性）異物であるかを判別することはできない。
【０００８】
これは、映像データのパターン成分とパターン成分との間、即ち、空間成分に残留する非伝導性の異物によりパターン成分同士が電気的に連結されないため、実際には良品であるにも拘わらず、不良と判別される過検出現象をもたらす。
【０００９】
特に、パターン成分の表面上に絶縁成分（例えば、ソルダレジスト等）の物質が塗布されている領域（即ち、ソルダレジスト領域）の内部にパターン成分同士の間（即ち、リードとリードとの間）に存在する異物は絶縁成分層の内部に存在するため、肉眼では判別できない。従って、可視光線帯域の照明装置を利用する場合、例えば、絶縁成分層に可視光線帯域の光で照射して映像データを獲得すると、絶縁成分層全体が暗く写るため、実際には絶縁成分層のパターン成分と空間成分とを区分することすらできないなど、正確な検査ができないという問題がある。
【特許文献１】大韓民国特許出願公開２００６−９８４号
【特許文献２】大韓民国特許第０６６１９１０号
【特許文献３】大韓民国特許出願公開２００６−４３４６２号
【特許文献４】大韓民国特許第０６７３３９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するために創出されたものであって、その目的は、伝導性異物と非伝導性異物とを区別することが難しいために発生する不良品の過検出を防止し、プリント回路基板の回路パターン検査及び外観検査を同時に処理することができるプリント回路基板の光学検査装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の光学検査装置は、プリント回路基板を支持する支持部材と、前記プリント回路基板に赤外線帯域の光を照射する照明装置と、前記赤外線帯域の光により生成された前記プリント回路基板に対する映像データを獲得するカメラと、前記映像データから前記プリント回路基板のパターン成分同士の間に異物が存在するか否かを検出する映像処理処置と、を含む。
【００１２】
ここで、前記照明装置は赤外線発光ダイオードを具備することができる。
【００１３】
また、前記照明装置は赤外線ランプを具備することができる。
【００１４】
さらに、前記カメラは赤外線カメラであり得る。
【００１５】
また、前記照明装置は透過光を利用することができるように前記支持部材を基準に前記カメラの反対側に位置することができる。
【００１６】
さらに、前記照明装置は反射光を利用することができるように前記支持部材を基準に前記カメラと同じ側に位置することができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴によれば、少なくとも一つのプリント回路基板を自動的に光学検査する方法が提供される。この方法によれば、プリント回路基板に赤外線帯域の光を照射するステップと、前記プリント回路基板の映像データを獲得するステップと、前記映像データから前記プリント回路基板における異物の有無を検出するステップと、を含む。
【００１８】
ここで、前記赤外線帯域の光を照射するステップは、赤外線帯域の透過光を照射することができる。
【００１９】
また、前記赤外線帯域の光を照射するステップは、赤外線帯域の反射光を照射することができる。
【００２０】
さらに、前記異物の有無を検出するステップは、金属性異物の有無を検出することができる。
【００２１】
また、前記異物の有無を検出するステップは、前記プリント回路基板に形成されたパターン同士の間の空間における金属性異物の有無を検出することであり得る。
【００２２】
さらに、前記プリント回路基板は、回路パターン形成後、ソルダレジストが塗布される前のものであり得る。
【００２３】
また、前記プリント回路基板は、回路パターン形成後、ソルダレジストが塗布された後のものであり得る。
【００２４】
さらに、前記プリント回路基板は、フレキシブルプリント回路基板であり得る。
【発明の効果】
【００２５】
上述のように、本発明のプリント回路基板の光学検査装置は、赤外線帯域の光を照射する照明装置を利用することによって伝導性異物のみを選別して検出することができる。
【００２６】
従って、回路パターン及び外観検査において、非伝導性異物による良品を検出対象から除外することができ、過検出を最小化することができる。
【００２７】
また、プリント回路基板の製造工程で複数回の検査工程を処理して収率が低下する現象を最小化するため、赤外線帯域の照明装置を利用することによって、電気的な回路パターン及び外観検査を同時に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態は様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、本発明の属する分野における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面での要素の形状などはより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【００２９】
以下、添付図面の図１乃至図８に基づき、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
図１及び図２は本発明によるプリント回路基板を検査する光学検査装置の構成を示す図である。
【００３１】
図１及び図２に示すように、本発明の光学検査装置１００は、支持部材１０１、照明装置１０２、カメラ１０４、レンズ１０６、及び映像処理装置１０８を含む。
【００３２】
支持部材１０１は、本発明の光学検査のためにプリント回路基板１１０を支持し、照明装置１０２は赤外線発光ダイオード又は赤外線ランプを具備して赤外線帯域の光をプリント回路基板１１０に照射する。
【００３３】
この時、照明装置１０２が透過光を利用する場合、照明装置１０２は、図１に示すように支持部材１０１を基準にカメラ１０４の反対側に位置することが望ましく、反射光を利用する場合、照明装置１０２は、図２に示すように支持部材１０１を基準に前記カメラ１０４と同じ側に位置することが望ましい。特に、本発明によれば、映像データから回路パターンがメッキされたメッキ領域（図３の１１４）と、内部にパターン成分と空間成分とが形成され、上部にソルダレジストが形成されたソルダレジスト領域（図３の１１８）を、電気的な回路パターン検査及び外観検査のために赤外線帯域の光信号を照射する照明装置１０２を利用して映像データを獲得する。
【００３４】
レンズ１０６及びカメラ１０４は赤外線帯域の光信号をプリント回路基板１１０を介して受信して映像データを獲得する。例えば、赤外線帯域の照明装置１０２を利用して映像データを獲得するためには、赤外線レンズを利用して映像データを獲得するか、赤外線帯域は可視光線帯域より焦点距離がさらに長いので、一般レンズを用いる場合、レンズ焦点距離をより長くする。また、赤外線レンズは可視光線帯域と赤外線帯域との焦点距離を同一にするレンズであるため、焦点距離を調整する必要はない。この時、カメラ１４０と赤外線帯域の光を受光するレンズ１０６とを赤外線カメラに代用することができることは無論である。
【００３５】
そして、映像処理装置１０８は、映像データからプリント回路基板１１０のパターン成分同士の間に存在する異物を検出するが、赤外線を利用したため、非伝導性異物は検出されず、伝導性異物のみが選択的に検出される。即ち、自然に非伝導性異物は良品と判別される。従って、映像処理装置１０８により赤外線帯域の光から獲得した映像データを用いて、電気的な回路パターン検査及び外観検査を同時に遂行することができる。
【００３６】
ここで、本発明の光学検査装置１００を利用して電気的な回路パターン検査及び外観検査を行うためのプリント回路基板１１０の構成について、図３乃至図５を参照して説明する。
【００３７】
図３乃至図５に示すように、プリント回路基板１１０は、製造工程において、ベース基板１１２に回路パターン１１４，１１６を形成した後、回路パターン１１４，１１６上にメッキ及びソルダレジストを塗布することにより製造されていて、メッキ領域１１４、ソルダレジスト領域１１８、及び半導体チップなどが実装される内部リード（ｉｎｎｅｒ  ｌｅａｄ）領域１１３を含む。塗布領域１１４は、メッキされたパターン成分１１４ａとパターン成分１１４ａとの間の空間成分１１４ｂとで構成され、ソルダレジスト領域１１８は、メッキされたパターン成分１１６ａ及び空間成分１１６ｂを保護するため、上部にソルダレジスト１１８ａが塗布される。
【００３８】
ソルダレジスト領域１１８は、パターン成分１１６ａとパターン成分１１６ａとの間の内部空間１１６ｂにメッキ領域１１４と同様に異物が存在するが、このような異物には、製品の短絡の原因となる伝導性異物が含まれるため、製品の性能上致命的な問題を引き起こす。
【００３９】
だが、かかるソルダレジスト領域１１８の内部に存在する異物は、ソルダレジスト成分で包まれているため、図７に示すように、可視光線帯域の光を照射すると、獲得した映像データ１０から良品性異物（即ち、非伝導性異物）であるか、不良性異物（即ち、伝導性異物）であるかを区別するのが難しい。
【００４０】
一方、本発明の光学検査装置１００は、赤外線帯域の照明装置１０２を利用して、このような異物のうち伝導性異物のみを自動的かつ選択的に判別することができる。
【００４１】
以下、本発明による光学検査方法について説明する。
【００４２】
図６は、本発明による光学検査方法の検査手順を示すフローチャートである。この手順はプリント回路基板に回路パターンがメッキされた後の電気的な検査、又は上部にソルダレジストがコーディングされた後の外観検査において処理される。
【００４３】
図６に示すように、ステップＳ１５０で赤外線帯域の光をプリント回路基板に照射して、ステップＳ１５２でプリント回路基板の映像データを獲得する。ここで、赤外線帯域の光は、赤外線帯域の透過光又は赤外線帯域の反射光を照射して映像データを獲得することができる。
【００４４】
ステップＳ１５４で映像データからプリント回路基板における異物、特に金属性異物の有無を検出して判別する。即ち、プリント回路基板に形成されたパターン成分１１４ａ同士の間の空間成分１１４ｂ、又はソルダレジスト領域１１８のパターン成分１１６ａとパターン成分１１６ａとの間の内部空間１１６ｂにおける金属性異物の有無を検出する。
【００４５】
この時、プリント回路基板は、回路パターン形成後、ソルダレジストが塗布される前の状態であり得、回路パターン形成後、ソルダレジストが塗布された後の状態でもあり得る。従来の技術がソルダレジストが塗布された後は金属性異物の有無の発見が難しかったことと異なって、本発明によれば、何れの場合でも赤外線帯域の光を照射して金属性異物の有無を容易に検出することができる。
【００４６】
ステップＳ１５４で映像データに異物が存在すると判別されると、ステップＳ１５６に進み、非伝導性異物でなく伝導性異物であることが確定され、肉眼でも容易に伝導性異物のみを選別して検出することができ、ステップＳ１６０で不良品と判定される。即ち、空間成分と非伝導性異物とは明るさが類似しているため、その区別が難しいが、伝導性異物のみが存在する場合、明確に写るためである。
【００４７】
一方、映像データに異物が存在しないと判別されると、ステップＳ１５８に進み、異物が存在しないか、非伝導性異物のみが存在すると判断されるため、ステップＳ１６２で良品と判定される。
【００４８】
従って、映像データ上で肉眼で異物に見えるものは、自然に伝導性異物であると判定することができ、結局不良品と判定することができる。
【００４９】
例えば、図７は一般的な自動検査装置で可視光線帯域の照明装置を利用して獲得したプリント回路基板の映像データを示す写真であって、図８は本発明による自動光学検査で赤外線帯域の照明装置を利用して獲得したプリント回路基板の映像データを示す写真である。
【００５０】
このようなプリント回路基板のうち液晶表示パネルの駆動集積回路用（ＬＣＤ  ＤＲＩＶＥＲ  ＩＣ）の基板として使われるＴＡＢやＣＯＦなどの製品は、露光、現像工程などの生産工程を経て、回路パターンと空間とが形成された状態で、電気的な回路パターン検査が実施される。後続工程としてパターン上のメッキ及び絶縁成分、例えば、ソルダレジストを塗布する工程などを実施して、プリント回路基板の完成品を最終的に外観検査する。特に、このような回路パターン又は外観検査において、可視光線帯域の光（透過光又は反射光）を照射する照明装置を使用して映像データを獲得する。
【００５１】
獲得した映像データ１０から、パターン成分１２とパターン成分１２との間、即ち、空間成分１４に突起や短絡（ｓｈｏｒｔ）のような不良が検出されるが、このような不良品を分析してみると、パターン性（伝導性、金属性）の不良である場合もあれば、非伝導性の異物成分１６が存在する場合もある。だが、このような非伝導性の異物は、製品の性能には問題を引き起こすことはなく、後続工程であるメッキ及び洗浄工程で除去されるため、パターン検査工程では良品と判定されるべきである。しかし、従来のように可視光線帯域の照明装置を利用して透過光（又は反射光）の映像データ１０を獲得すれば、このような異物１６が伝導性（金属性）であるか、非伝導性（非金属性）であるかを判別することができない。その結果、良品を不良品と判定する過検出現象が増加して、製造業者の収率が低下し、コスト面での競争力の確保が難しい。
【００５２】
また、パターン検査工程を行って、メッキ、ソルダレジスト工程などを経て、完成品の状態で、最終的な外観検査を実施する。この時、ソルダレジスト内部のパターン成分とパターン成分との間の空間にも異物が存在するが、このような異物には、製品に短絡を招く伝導性異物が含まれ、最近、この伝導性異物が、製品の性能上致命的な問題を引き起こしている。
【００５３】
だが、このようなソルダレジスト領域内部に存在するパターン成分とパターン成分との間の空間領域に存在する異物は、ソルダレジスト成分で包まれているため、一般の可視光線帯域の光を照射すると、良品性異物、即ち、非伝導性異物であるか、不良性異物、即ち、伝導性異物であるかを区別するのが難しい。
【００５４】
従って、本発明は従来の可視光線帯域でなく、波長の長い赤外線帯域の光を照射してプリント回路基板の回路パターン及び外観検査を実施することにより、映像データから良品性異物と不良性異物とを容易に区分することができ、これによって過検出を最小化することができる。
【００５５】
即ち、図７及び図８に示すように、同じプリント回路基板に関して、可視光線帯域の光で獲得した映像データ１０では、非伝導性異物１６が明確に写るため、不良品と判別され得るが、本発明のように、赤外線帯域の光で獲得した映像データ１２０では、非伝導性異物１２６を識別することが難しいため、検出されず、良品と判別される。
【００５６】
このため、先ず、赤外線帯域の光を照射する照明装置を利用してプリント回路基板に光を照射して映像データを獲得する。この時、映像データ１２０は絶縁成分層の下のパターン成分１２２及び空間成分１２４に区分されるが、空間成分１２２は明るく写り、パターン成分１２４は暗く写る。
【００５７】
もし、空間成分１２４上に非伝導性異物１２６が存在する場合、平均的に形成される空間成分の明るさより若干低い明るさを示すため、図８に示すように、空間成分１２４と非伝導性異物１６とはほとんど区別がつかない。
【００５８】
従って、本発明は、このような空間成分１２４上に異物１２６が存在する時、パターン成分又は空間成分の明るさと比較して従来の光学検査装置で検査が不可能であった絶縁成分層１１８の内部空間成分１１６ｂ上の金属性異物のみを容易に選別して検出することができる。この時、異物の照度計のレベル変化、面積などを参照して検出することができる。
【００５９】
以上で、本発明によるプリント回路基板の光学検査装置及び方法の構成及び作用について詳細な説明と図面に基づき示したが、これは実施の形態を例に挙げて説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想を離脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態によるプリント回路基板を検査する光学検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態によるプリント回路基板を検査する光学検査装置の構成を示す図である。
【図３】プリント回路基板のメッキ領域及びソルダレジスト領域を示す図である。
【図４】図３のメッキ領域とソルダレジスト領域を示す断面図である。
【図５】図４のソルダレジスト領域のパターン成分及び空間成分を示す平面図である。
【図６】本発明による光学検査方法の検査手順を示すフローチャートである。
【図７】一般的な自動光学検査で非伝導性異物による不良と判別されたプリント回路基板の映像データを示す写真である。
【図８】本発明による自動光学検査で非伝導性異物を検出して良品と判別されたプリント回路基板の映像データを示す写真である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  光学検査装置
１０２  照明装置
１０４  カメラ
１０６  レンズ
１０８  映像処理装置
１１０  プリント回路基板
１１２  ベース基板
１１３  内部リード領域
１１４  メッキ領域
１１８  ソルダレジスト領域
【図１】
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【図２】
2009122089.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009122089.tif 000006
【図５】
2009122089.tif 000007
【図６】
2009122089.tif 000008
【図７】
2009122089.tif 000009
【図８】
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