(57)【要約】  【課題】  大掛りな駆動機構を設けずに電子部品実装用テープキャリアの幅方向の反りを矯正し、且つ反射光による配線パターンの撮像も透過光による配線パターンの撮像も可能としたパターン検査装置を提供する。  【解決手段】  電子部品実装用のテープキャリアに形成された配線パターンの形状を光学的に取得して検査するパターン検査装置において、テープキャリア５を湾曲状態に保持し、このテープキャリア５に形成された配線パターンをラインセンサの撮像領域に次々に配置するドラム体８を設け、さらにこのドラム体８の内部に照明手段１４を備えることで、この照明手段１４が出射してテープキャリア５を透過した光が、ドラム体８の外側に配置された前記ラインセンサによって撮像されることを特徴とする。【選択図】          図２
2009115532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品実装用のテープキャリアに形成された配線パターンの形状を光学的に取得して検査するパターン検査装置において、テープキャリアを湾曲状態に保持し、このテープキャリアに形成された配線パターンをラインセンサの撮像領域に次々に配置するドラム体を設け、さらにこのドラム体の内部に照明手段を備えることで、この照明手段が出射して前記テープキャリアを透過した光が、前記ドラム体の外側に配置された前記ラインセンサによって撮像されることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】
前記ドラム体は、前記テープキャリアの幅方向両端近傍に接触して、テープキャリアの搬送と共に回転する一対の回転円板と、前記一対の回転円板の内側に設けられ、少なくとも前記一対の回転円板が前記テープキャリアと接触する円弧状の角度範囲内では円板形状をなす一対の固定板と、前記一対の固定板の間に回転自在に支持され、搬送される前記テープキャリアの被検査領域の裏面に転接する複数の回転ローラと、前記一対の固定板の間隙に設けられ、前記複数の回転ローラの間隙からこのドラム体の外側に向けて光を出射する照明手段とで構成されることを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
【請求項３】
前記ドラム体に設けられた前記一対の固定板は、前記円弧状の角度範囲以外の部分に立設された隔壁を有し、この隔壁は前記一対の固定板の間隙側の空間とその外側の空間とを分離するものであり、前記一対の固定版の間隙の空間には、前記ドラム体の外部から引き込んだ気体を噴出する噴出口を備えることを特徴とする請求項２に記載のパターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法に用いられるテープキャリア上に形成された配線パターンの検査装置、特に光学的に配線パターンの形状を検査するパターン検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）など、樹脂フィルムを基材とした長尺のテープにＩＣチップを実装して外部端子を設ける集積回路の生産方法が広く利用されている。このテープはテープキャリアと称され、このようなテープキャリアを製造するには、一般に次のような工程を経る。
【０００３】
まず、絶縁基材となる例えばポリイミドフィルムを所望の形状となるようにパンチングしたあと、銅箔を接着剤を介して貼着する。次に銅箔上にフォトレジストを塗布し、フォトマスクを使用して露光、現像しエッチングにより配線パターンを形成する。  そして、配線および配線間を保護するために、配線パターンのうち接続端子となる部分を除いてソルダ−レジストが印刷される。次にソルダ−レジストを乾燥、硬化させたあと露出した接続端子部分に錫めっきや金めっき等の所望のめっき処理が行なわれる。
【０００４】
このような工程を経た後、テープキャリアにＩＣチップが実装されるが、この実装の前であって配線パターンが形成された後の工程で、配線パターンが所望の形状に形成されているか否かを全ピース（ピースは一つの最終製品に使用される配線パターン領域の単位）に対して検査する必要がある。配線パターンの欠陥には、断線、短絡、欠損、突起、飛び散り、ピンホール等様々な形態があり、その他に完全に断線に至っていないパターン幅の細りや、完全に短絡に至っていないパターン幅の太り等の状態も検査の対象として求められているため、これらを総合的に検査可能な光学的な検査手段が広く採用されつつある。
【０００５】
そして、光学的手段を用いた検査方法は、検査対象であるテープキャリア上に形成された配線パターンの画像を取得し、この画像と、予め記憶させた良品のパターン画像或いは当該配線パターンのＣＡＤデータとを画像処理手段により比較し判断する方法が一般的である。また、高精細な検査対象の画像を取得するために、撮像素子を１列に並べて配置したラインセンサを使用し、テープキャリア上の検査対象ピースをテープキャリアの搬送方向或いは搬送方向と直交する方向に走査して画像を取得する方法が多く採用されている。そして、前記ラインセンサで配線パターンを撮像する際に、テープキャリアの表面が平面になるように支持して撮像を行なう方法と、テープキャリアの表面が搬送方向に湾曲するように支持して撮像を行なう方法がある。
【０００６】
配線パターンが形成されたテープキャリアは、その基材となるポリイミドフィルム等の樹脂層と配線パターンとなる銅等の金属層が接着されて形成されたものであるが、両者の熱膨張係数の差から、通常テープキャリアの幅方向に反りが発生する。この反りは前記ラインセンサと検査対象との距離に意図せぬ変化を与えるものであり、ラインセンサを組み込んだカメラと検査対象の全域とを、可能な限り等距離で撮像できるようにする工夫が必要となる。そこで、撮像対象となるテープキャリアの表面を平面に支持するために特許文献１では、テープの幅方向両端にあるパーフォレーションエリアを機械的に把持し、テープを幅方向に引っ張る手段を開示している。
【０００７】
また、テープキャリアをテープの搬送方向に湾曲させても、テープの幅方向の反りを抑制することができるので、特許文献２では図６で示すように検査用ドラム５１の湾曲した側面の上部側に沿ってテープキャリアが搬送されるようにしている。ここで、図６に基づいて従来の技術を説明する。図６（ａ）は従来のパターン検査装置の正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）において、カメラ５２の方向から検査対象を見た様子を描いてある。図６（ａ）において、符号５３は巻き出し部、５４は検査部、５５は巻き取り部である。そして検査対象のテープキャリア５６は、巻き出し部５３に装着した巻き出しリール５７から巻き出され、検査部５４を通った後巻き取り部５５に装着された巻き取りリール５８に収納される。
【０００８】
検査部５４におけるテープキャリア５６の搬送は、案内ローラ５９、５９′、テンションローラ６０、６０′及び検査ドラム５１によって行われ、テンションローラ６０、６０′は上下動可能な軸に支持され、所定の荷重でテープキャリア５６を下方へ押圧することにより、検査ドラム５１上のテープキャリア５６に適度なテンションを付与している。また、符号５０はリング型の照明であり、拡散光を検査ドラム上の検査対象に照射し、その反射光をカメラ５２が撮像し、検査対象ピースに形成された配線パターンの画像を取得する。
【０００９】
図６（ｂ）は検査対象を上方からみた図であり、検査ドラム５１がシャフト６１を中心に回転可能に支持されている様子が描かれている。ここで、６２、６２′は前記シャフト６１を回転自在に支持する軸受けであり、６３はシャフト６１に回転力を与えるモータである。そして、検査ドラム５１の回転に同期して巻き出しリール５７及び巻き取りリール５８が回転するとともに、カメラ５２はテープキャリアの移動距離に同期して画素単位の周期でテープ表面の検査対象ピースを撮像する。符号６４で示すラインが固定されたカメラ５２によって撮像されるライン状の領域である。
【００１０】
また、図６では前記ライン６４で示したように１台のカメラ５２に設けられたラインセンサの撮像領域（撮像ラインの長さ）が検査対象ピース全幅をカバーできる場合を示したが、現実には微細な画素に対応する撮像素子を多数並べたラインセンサのライン長さにも市場への流通という意味で限界があり、これに対して検査対象であるテープキャリアの幅は益々拡大方向に移行している。そこで、図７に示すような方法が公知技術となっている。図７（ａ）には符号６５、６５′で示す２台のカメラとそれぞれに対応する照明６６、６６′が、相対的に傾斜角度を有して検査部に備わっており、これら以外の構成要素は図１０（ａ）と同等であるので、符号を付した詳細な説明は省略する。
【００１１】
ここで、２台のカメラは相対的に傾斜角度を有して設けられているのと同時に、図７（ａ）を見て前後方向に位置をずらして設けてあり、カメラ６５は図７（ｂ）において符号６７で示すラインをその撮像領域とし、カメラ６５′は同図において符号６７′で示すラインをその撮像領域としており、それぞれのカメラで検査領域をキャリアテープの幅方向に分担するようにしている。この例示では２台のカメラを用いて説明したが、更に多数のカメラを用いることも可能である。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２８５９７号公報（第４頁、図５）
【特許文献２】特開２００５−３６４５号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
これまで述べた従来技術を考察すると、特許文献１のように、撮像対象となる領域のテープキャリアを平面に支持するようにした場合、ラインセンサによる走査の方向をテープの搬送方向に行なうこともテープの幅方向に行なうことも可能であり、テープの一方の面側にカメラと照明を配置して反射光による画像を取得することも、テープの一方の面側にカメラを配置し、他方の面側に照明を配置して透過光による画像を取得することも可能である。
【００１４】
これに対して、テープの幅方向にカメラと照明を精密に移動させながら走査するという、テープの搬送に加えて大掛りな駆動系を必要とする方法を切り捨てた場合、従来の課題であったキャリアテープの幅方向の反りを矯正するには、図６及び図７に基づいて説明した特許文献２に係る検査ドラムを用いる方法は、検査装置の低コスト化に非常に有利であるという特徴がある。しかしながら、この検査ドラムを用いた方式では、反射光を利用した撮像には前記メリットを有するが、透過光を利用した撮像が困難であり、検査対象の様々な品種に適した撮像方法を提供するという面では問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は第１の態様として、電子部品実装用のテープキャリアに形成された配線パターンの形状を光学的に取得して検査するパターン検査装置において、テープキャリアを湾曲状態に保持し、このテープキャリアに形成された配線パターンをラインセンサの撮像領域に次々に配置するドラム体を設け、さらにこのドラム体の内部に照明手段を備えることで、この照明手段が出射して前記テープキャリアを透過した光が、前記ドラム体の外側に配置された前記ラインセンサによって撮像されることを特徴とするパターン検査装置を提供する。
【００１６】
また本発明は第２の態様として、前記ドラム体は、前記テープキャリアの幅方向両端近傍に接触して、テープキャリアの搬送と共に回転する一対の回転円板と、前記一対の回転円板の内側に設けられ、少なくとも前記一対の回転円板が前記テープキャリアと接触する円弧状の角度範囲内では円板形状をなす一対の固定板と、前記一対の固定板の間に回転自在に支持され、搬送される前記テープキャリアの被検査領域の裏面に転接する複数の回転ローラと、前記一対の固定板の間隙に設けられ、前記複数の回転ローラの間隙からこのドラム体の外側に向けて光を出射する照明手段とで構成されることを特徴とする第１の態様として記載のパターン検査装置を提供する。
【００１７】
さらに本発明は第３の態様として、前記ドラム体に設けられた前記一対の固定板は、
前記円弧状の角度範囲以外の部分に立設された隔壁を有し、この隔壁は前記一対の固定板の間隙側の空間とその外側の空間とを分離するものであり、前記一対の固定版の間隙の空間には、前記ドラム体の外部から引き込んだ気体を噴出する噴出口を備えることを特徴とする第２の態様として記載のパターン検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様によれば、ラインセンサの撮像範囲に位置するテープキャリアを、ドラム体を用いて搬送方向に湾曲させるので、大掛りな駆動機構を設けなくてもテープの幅方向の反りが矯正できる。また、ドラム体内部に照明手段を設けてテープキャリアを透過した透過光をラインセンサで撮像することができる。また、ドラム体の外側に設けたラインセンサに加えて、従来どおりドラム体の外側に照明手段を設けておくことで、検査対象の品種や検査方法に応じて、反射光による撮像と透過光による撮像を選択することが可能になる。さらにテープキャリアを往復搬送させることで、同一の検査対象に対して反射光による撮像と透過光による撮像との両方の撮像結果を取得できる。
【００１９】
また本発明の第２の態様によれば、テープキャリアの幅方向両端近傍を一対の回転円板を用いてテープの搬送方向に円弧状に支持し、それ以外の部分（テープの幅方向中央部近傍）は複数の回転ローラを用いてテープの搬送方向に略円弧状に支持することができる。したがって、テープキャリアを全体としてテープの搬送方向に湾曲して保持することができる。またこのような構造にすることで、内部に設けた照明手段が発する光を、回転ローラの間隙を通過させてドラム体の外側に出射できる。
【００２０】
さらに本発明の第３の態様によれば、テープキャリアが薄く、しかも幅方向に広い品種であっても、ドラム体の外部から引き込んだ気体を一対の固定板の間隙の空間で噴出させ内圧を高めることができるので、一対の固定板の間に支持された複数の回転ローラの間隙に位置するテープキャリアに対して湾曲の内側から圧力を加えることができる。したがって、ラインセンサによる撮像位置も含めた回転ローラの間隙に位置するテープキャリアが湾曲の内側方向に凹むことなく、テープキャリアを全体としてテープの搬送方向に湾曲して保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に添付図面を参照して本発明に係るパターン検査装置の実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず図１に基づいて本発明に係るパターン検査装置の全体構成を説明する。図１において、符号１は巻き出し部、２は検査部、３は巻き取り部である。そして、装置全体の動作を制御する制御部、取得した画像から検査結果を導き出す画像処理部及び検査演算部、検査結果等を表示する表示部も全体構成に含まれるが、ここでは図示を省略する。また、図１では必要最小限の構成を示しており、実際の検査ラインでは検査部２と巻き取り部３との間に、検査部２で欠陥候補とされたピースを顕微鏡で拡大して再確認する顕微鏡ベリファイ部や欠陥ピースと判断されたピースに欠陥を意味するマーキングを行なうマーキング部等が設けられる場合がある。
【００２３】
まず図を見て左から、巻き出し部１には巻き出しリール４が装着されており、この巻き出しリール４には未検査のテープキャリア５が収納されている。テープキャリア５は配線パターン面が図を見て上側になった状態で検査部２へと搬送される。そして検査部２に搬送されたテープキャリア５は回転自在に支持された案内ローラ６の上部を通り、次にテンションローラ７の下部を通る。このテンションローラ７は上下動可能な軸に支持され、所定の荷重でテープキャリア５を下方へ押圧することにより、もう一つのテンションローラ７′と共にドラム体８の上部を通るテープキャリア５に適度なテンションを付与している。そしてドラム体８の上部を通りテンションローラ７′の下部を通ったテープキャリア５は、巻き取り部３に装着された巻き取りリール９に巻き取られ収納される。
【００２４】
符号１０で示すのはカメラであり、内部にはテープキャリア５の幅方向にライン状に撮像素子を並べたラインセンサが備えられている。そして撮像レンズはドラム体上部に湾曲して保持されたテープキャリア５に向けられ、撮像対象である配線パターンにフォーカスを合わせてある。ここで、一点鎖線で描き符合１１を付してあるのはリング形照明手段であり、本発明にかかるドラム体８の内部に収納した照明手段用いて透過光の撮影を行なうだけでなく、反射光の撮影も行なう場合を考慮して設けてある。また、図１ではカメラ１０を１台のみ描いてあるが、図７に基づいて従来の技術を説明したように、幅広のテープキャリアに対応するため、ドラム体の回転軸に撮像レンズを向けて複数のカメラを設けることができる。
【００２５】
次に図２に基づいてドラム体８の構造について説明する。図２は図１に示したドラム体８を同じ方向から見た正面図でありテープキャリア５がドラム体８の上部に接触し、湾曲した状態を示している。本実施形態の場合はドラム体８の上部半分である中心角１８０度の円弧部分にテープキャリア５が接触しているが、これは１８０度に限るものではなく増減させてもよい。また、正面に見える手前側の回転円板１２は図示しない背面側の回転円板と対をなすものであり、これに隠れて点線で描かれた６つの回転ローラ１３がテープキャリア５の被検査範囲の裏面に転接しつつ回転自由に支持されている。また、これも点線で描かれた照明手段１４が、ドラム体８の内部から上方に向けて拡散光を出射している。
【００２６】
ベース１５には軸受け１６が立設されており、この軸受け１６には駆動軸１７が回転自在に支持されると共に固定板の筒状突起１８Ａが固定されている。また、手前側の回転円板１２に固定された第１のタイミングプーリ１９と駆動軸１７に固定された第２のタイミングプーリ２０とにタイミングベルト２１が懸架されている。
【００２７】
次に図３に基づいてドラム体８の構造を説明する。図３はドラム体８の右側面を描いた側面図であり、図を見て左側が正面側、右側が背面側である。前述した回転円板１２と対をなすのが背面側に配置されたもう一つの回転円板１２′でありそれぞれの外周には若干の段差を置いてリング状の突起１２Ａ、１２Ａ′が立設されている。また、これら突起１２Ａ、１２Ａ′の内側に隠れるように一対の固定板１８、１８′が設けられており、一方の固定板１８に備わる筒状突起１８Ａは軸受け１６に、他方の固定板１８′に備わる筒状突起１８Ａ′は軸受け１６′にそれぞれ固定されている。
【００２８】
また、一対の回転円板１２、１２′は前述の一対の固定板に備わる筒状突起１８、１８′にそれぞれ回転自在に軸着されており、背面側の第１のタイミングプーリ１９′と第２のタイミングプーリ２０′にも、タイミングベルト２１′が懸架されている。従って、モータ２２が駆動して駆動軸１７が回転することにより、一対の回転円板１２、１２′は同一方向に同一角度の回転を行なう。そして、一対の回転円板１２、１２′が回転しても静止状態を保つ一対の固定板１８、１８′は、互いの間隙の上部において６つの回転ローラ１３を回転自在に支持しており、それ以外の下部においては、その外周に互いの方向に立設した隔壁１８Ｂ、１８Ｂ′が設けられており、両外壁の先端が当接した状態となっている。
【００２９】
次に図４に基づいてさらにドラム体８の構造を説明する。図４（ａ）はドラム体８を正面から見て、内部が分かりやすいように正面側の回転円板１２、固定板１８及び駆動系部材の図示を省略したものである。図４（ａ）において背面側の回転円板１２′にはリング状の突起１２Ａ′が立設されており、その外周面が回転ローラ１３の表面と符号アの部分で一致するようになっている。したがって、搬送すべきテープキャリア５の幅方向両端のパーフォレーションエリアにはリング状の突起１２Ａ′の外周面が接触して回転すると共に、テープキャリア５の幅方向両端近傍以外の部分、つまり検査対象領域の裏面には、回転ローラ１３が転接する。
【００３０】
そして照明手段１４は、背面側の固定板１８′の手前側、つまり一対の固定板１８、１８′の間隙に配置されている。ここで、符号１４Ａは円柱状の光源ランプ、１４Ｂはリフレクタ、１４Ｃは光源ランプ１４Ａが出射する指向性の強い光を拡散光に返還する拡散レンズである。また本実施形態では、ランプの発光のための電源ケーブル１４Ｄを固定板１８′に設けた筒状突起１８Ａ′の穴から引き入れているが、この穴から光ファイバーの束であるライトガイドを引き入れてドラム体８の内部に光出射部を設ければ、光源装置をドラム体８の外部に設けることができる。
【００３１】
図４（ｂ）は図４（ａ）に示す断面イ−イを見た図である。ただしこの断面図では、図４（ａ）で図示を省略した正面側の回転円板１２や固定板１８等を描いてある。ここで、符号２３は正面側の固定板１８に備わる筒状突起１８Ａの穴に連設したノズルであり、連設部と対向する一端が閉止され、側面に複数の噴出口２３Ａを備えている。そして前記筒状突起１８Ａの開口部から気体を注入し、噴出口２３Ａから噴出させるものである。このドラム体８は下部が一対の固定板１８、１８′に立設した隔壁１８Ｂ、１８Ｂ′によって覆われているので、その内圧が高まると、湾曲状態のテープキャリア５の内面に圧力を加える。
【００３２】
テープキャリア５が薄く幅広であっても上記のような作用を奏するので、テープキャリア５に局所的な変形が発生せず、テープの搬送方向に素直に湾曲した状態を作り出すことができる。また、本実施形態では一対の固定板は完全な円板形状をなし、隔壁１８Ｂ、１８Ｂ′もその外周にそって円弧形状となっているが、回転ローラ１３が配置される円弧状の角度範囲以外の部分は円板形状である必要はなく、図４（ａ）と対応させて描いた図５に示すような形状としても同様の効果を奏する。さらに、本実施形態ではドラム体８の正面側から気体を注入し、背面側から照明手段用の電源あるいはライトガイドを導入するように説明したが、これが前後逆であってもよいし、前記隔壁１８Ｂ、１８Ｂ′に導入口を穿設し、これらをドラム体８内に引き入れてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図
【図２】本発明の実施形態を示す要部正面図
【図３】本発明の実施形態を示す要部側面図
【図４】本発明の実施形態を示す正面図及び断面図
【図５】本発明の実施形態を示す正面図
【図６】従来の技術を示す正面図及び詳細図
【図７】従来の技術を示す正面図及び詳細図
【符号の説明】
【００３４】
１  巻き出し部
２  検査部
３  巻き取り部
４  巻き出しリール
５  テープキャリア
６、６′  案内ローラ
７、７′  テンションローラ
８  ドラム体
９  巻き取りリール
１０  カメラ
１１  リング形照明手段
１２、１２′  回転円板
１３  回転ローラ
１４  照明手段
１５  ベース
１６、１６′  軸受け
１７  駆動軸
１８、１８′  固定板
１９、１９′  第１のタイミングプーリ
２０、２０′  第２のタイミングプーリ
２１、２１′  タイミングベルト
２２  モータ
２３  ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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