(57)【要約】【課題】検査対象物の外観を検査するプリント回路基板の自動光学検査装置が開示される。【解決手段】本発明によるプリント回路基板の自動光学検査装置は、プリント回路基板の下面に透過光を照射する第１照明と、プリント回路基板の上面に反射光を照射する第２照明と、前記第１照明と前記第２照明の光が同時に照射されるプリント回路基板の領域を撮像して、透過反射イメージを得る撮像部材と、前記撮像部材から透過反射イメージを受信して、異物が存在するか否かを既設定の明るさレベルと比べて判別する制御部と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路基板の自動光学検査装置であって、
プリント回路基板の下面に透過光を照射する第１照明と、
プリント回路基板の上面に反射光を照射する第２照明と、
前記第１照明と前記第２照明の光が同時に照射されるプリント回路基板の領域を撮像して、透過反射イメージを得る撮像部材と、
前記撮像部材から透過反射イメージを受信して、異物が存在するか否かを既設定の明るさレベルと比べて判別する制御部と、を含むことを特徴とするプリント回路基板の自動光学検査装置。
【請求項２】
前記プリント回路基板は、
孔が形成された穿孔部を有する不透過性基板であ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自動光学検査装置。
【請求項３】
前記プリント回路基板は、
透過性フィルム上に不透過性パターンが形成されたフレキシブル基板であることを 特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板の自動光学検査装置。
【請求項４】
プリント回路基板の自動光学検査方法であって、
プリント回路基板の一面に透過光を照射し、前記透過光が照射されるプリント回路基板の他面に反射光を照射して、前記透過光と前記反射光が同時に照射されるプリント回路基板の領域を撮像して得た透過反射イメージを用いて、プリント回路基板の不良有無を検査することを特徴とするプリント回路基板の自動光学検査方法。
【請求項５】
前記プリント回路基板は、
透過性フィルム上にパターンが形成された基板であり、
前記透過反射イメージを用いた検査は、
前記パターンから得られる明るさを第１明るさレベルに、前記パターンの間の空間から得られる明るさを第２明るさレベルに二値化して、前記パターン上のそして前記パターンの間の空間領域に異物が存在するか否かを同時に判別することを特徴とする請求項４に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
【請求項６】
前記透過反射イメージのパターン領域から得た明るさが前記第１明るさレベルより低いかまたは前記透過反射イメージの空間領域から得た明るさが前記第２明るさレベルより低かったら、異物があると判別することを特徴とする請求項５に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
【請求項７】
前記プリント回路基板はＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）のうち何れか一つであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
【請求項８】
前記プリント回路基板は、
パターン及び孔が形成された穿孔部を有する不透過性基板であり、
前記透過反射イメージを用いた検査は、
前記パターン上に異物があるか否かと前記穿孔部の周辺に異物があるか否かを同時に判別することを特徴とする請求項４に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
【請求項９】
前記プリント回路基板は、
ＢＯＣ（Ｂｏａｒｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）であることを特徴とする請求項８に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
【請求項１０】
前記プリント回路基板は、
パターン及び孔が形成された穿孔部を有するＢＯＣ（Ｂｏａｒｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）であり、
前記穿孔部から得られる明るさを第１明るさレベルに、前記パターンから得られる明るさを第２明るさレベルに二値化して、前記透過反射イメージのパターン領域から得た明るさが前記第１明るさレベルより低いか、または前記透過反射イメージの穿孔部領域から得た明るさが前記第２明るさレベルより低かったら、異物があると判別することを特徴とする請求項４に記載のプリント回路基板の自動光学検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動光学検査方法に関し、さらに詳細には、検査対象物の外観を検査するプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在ＩＣパッケージ用プリント回路基板（ＰＣＢ）のうち、ボードオンチップ（Ｂｏａｒｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ：ＢＯＣ）という製品はメモリ用に使用される。該基板の特徴として、半導体チップが実装される部分に孔が穿孔されるが、最近、穿孔工程で、基板のエッジ断面で削られる部分が一部存在するか、エッジで繊維性異物などが残留する。このような異物は、後で半導体チップを実装するとき実装性を低下させ、半導体チップ面と基板パターン面が実装された後、固有の機能（導通性）を低下させる致命的な不良を誘発している。
【０００３】
このような現実で光学検査業界では、検査をしようとする基板面とイメージセンサ（カメラ）の間に平行に照明を位置させて、基板面に光を照射する方式で検査を行なった。しかし、このような照明位置（反射照明）では、穿孔されている境界部に異物が存在しても、穿孔された部位が暗くて異物の検出が不可能であった。このような孔が形成されている境界部で発生する不良を検出するためには、透過光を照射して得たイメージにより、孔が形成されている部分の境界部の不良を認識する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このように一面を検査するために、上部照明と下部照明でそれぞれイメージを取得して検査すると、検査速度が遅くなって、生産性低下及びデータ処理速度による様々な問題を引き起こすようになる。
【０００５】
本発明の目的は、迅速な検査が可能なプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の目的は、穿孔部の異物検査とパターンの外観検査とを同時に実施できるプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の目的は、ソルダレジスト（ＳＲ）内の異物を容易に検査できるプリント回路基板の自動光学検査装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明によるプリント回路基板の自動光学検査装置は、プリント回路基板の下面に透過光を照射する第１照明と、プリント回路基板の上面に反射光を照射する第２照明と、前記第１照明と前記第２照明の光が同時に照射されるプリント回路基板の領域を撮像して、透過反射イメージを得る撮像部材と、前記撮像部材から透過反射イメージを受信して、異物が存在するか否かを既設定の明るさレベルと比べて判別する制御部と、を含む。
【０００９】
本実施の形態において、前記プリント回路基板は、孔が形成された穿孔部を有する不透過性基板である。
【００１０】
本実施の形態において、前記プリント回路基板は、透過性フィルム上に不透過性パターンが形成されたフレキシブル基板である。
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明によるプリント回路基板の自動光学検査方法、プリント回路基板の一面に透過光を照射し、前記透過光が照射されるプリント回路基板の他面に反射光を照射して、前記透過光と前記反射光が同時に照射されるプリント回路基板の領域を撮像して得た透過反射イメージを用いて、プリント回路基板の不良有無を検査する。
【００１２】
本実施の形態において、前記プリント回路基板は、透過性フィルム上にパターンが形成された基板であり、前記透過反射イメージを用いた検査は、前記パターンから得られる明るさを第１明るさレベルに、前記パターンの間の空間から得られる明るさを第２明るさレベルに二値化して、前記パターン上のそして前記パターンの間の空間領域に異物が存在するか否かを同時に判別する。
【００１３】
本実施の形態において、前記透過反射イメージのパターン領域から得た明るさが前記第１明るさレベルより低いかまたは前記透過反射イメージの空間領域から得た明るさが前記第２明るさレベルより低かったら、異物があると判別する。
【００１４】
本実施の形態において、前記プリント回路基板はＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）のうち何れか一つである。
【００１５】
本実施の形態において、前記プリント回路基板は、パターン及び孔が形成された穿孔部を有する不透過性基板であり、前記透過反射イメージを用いた検査は、前記パターン上に異物があるか否かと前記穿孔部の周辺に異物があるか否かを同時に判別する。
【００１６】
本実施の形態において、前記プリント回路基板は、ＢＯＣ（Ｂｏａｒｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）である。
【００１７】
本実施の形態において、前記プリント回路基板は、パターン及び孔が形成された穿孔部を有するＢＯＣ（Ｂｏａｒｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）であり、前記穿孔部から得られる明るさを第１明るさレベルに、前記パターンから得られる明るさを第２明るさレベルに二値化して、前記透過反射イメージのパターン領域から得た明るさが前記第１明るさレベルより低いか、または前記透過反射イメージの穿孔部領域から得た明るさが前記第２明るさレベルより低かったら、異物があると判別する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、反射光と透過光を同時に照射して得た反射透過イメージを、既設定の基準データの照度量と比べて、パターン上にそしてパターン間の空間領域に異物が存在するか否かを同時に判別するか、またはパターン上に異物があるか否かと穿孔部の周辺に異物があるか否かを同時に判別することができるという格別な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
例えば、本発明の実施の形態は様々な形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施の形態によって限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、当業界で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。したがって、図面における要素の形状などは、より明確な説明を強調するために誇張される。
【００２０】
本発明の実施の形態を添付の図１乃至図５Ｄに基づいて詳しく説明する。また、前記図面において同一の機能を行う構成要素には同一の参照符号を付ける。
【００２１】
本発明の検査装置及び方法は、不透過性基板の外観（異物、変色、汚染等）検査とその基板に形成された穿孔部の不良（ｂｕｒｒ）を同時に検査するのに非常に適合する。また、本発明の検査装置及び方法は、透過性フィルムに形成されたパターン上の異物とパターン間の空間の異物を同時に検査するのに非常に適する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態による自動光学検査システムの構成を説明するための図であり、図２は、第１照明部材と第２照明部材を備えた検査部を示す図である。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、本発明の自動光学検査システム１００は、プリント回路基板からなる検査対象物を反射光と透過光を同時に使用して自動検査するシステムである。図１において、表示された実線矢印は検査対象物の移動経路を表し、点線矢印は信号伝送を表す。
【００２４】
自動光学検査システム１００は、ローダ部（ｌｏａｄｅｒ）１１０、検査部１２０、アンローダ部（ｕｎｌｏａｄｅｒ）１３０及びこれら構成要素の諸般の動作を制御する制御部１４０を含む。
【００２５】
ローダ部１１０は、フィルムまたはテープ形態のプリント回路基板がリールまたはロール形態で連続的につながっている検査対象物を検査部１２０に提供するか、または単品形態のプリント回路基からなる検査対象物を検査部１２０に提供する。そして、アンローダ部１３０は、検査が終わった検査対象物を検査部１２０から回収する。
【００２６】
検査部１２０は、ローダ部１１０から提供された検査対象物に反射光と透過光を同時に照射して、透過反射イメージを獲得し、これを制御部１４０に提供する。
【００２７】
検査部１２０は、検査対象物１０の上面に反射光を照射する第１照明部材１２４、検査対象物の下面に透過光を照射する第２照明部材１２６、及び第１照明部材１２４と前記第２照明部材１２６の光（反射光、透過光）が同時に照射されるプリント回路基板の領域を撮像して透過反射イメージを得る撮像部材１２２を含む。
【００２８】
制御部１４０は、典型的なコンピュータシステム（一名、マイコン）で備えられ、自動光学検査に伴う諸般の動作を制御及び処理する。そして、制御部１４０は、撮像部材１２２から反射透過イメージを受信して検査対象物の不良を判別する。すなわち、制御部１４０は、既に入力されたプログラムによって、（１）基準イメージの照度値（明るさ）と検査対象物の透過イメージの照度値との差、および（２）基準イメージの照度値（明るさ）と検査対象物の反射イメージの照度値との差を利用して、異物が存在するか否かを判別する。
【００２９】
（不透過性プリント回路基板検査）
図３Ａ及び図３Ｂは、孔が形成された穿孔部１２を有する不透過性基板を検査対象物１０ａにして、反射光と透過光を照明して得られた明るさレベル（照度量）を示すグラフである。ここで、検査する対象物１０ａは、穿孔部１２を有するボードオンチップ（ＢＯＣ）のような不透過性基板である。
【００３０】
図３Ａを参照すると、検査対象物１０ａは、不透過性基板１１上にパターン１３と穿孔部１２を有する。ここで、穿孔部１２から得られる明るさを第１明るさレベルに、前記パターンから得られる明るさを第２明るさレベルに二値化する。例えば、第１明るさレベルは２５０Ｌ〜２８０Ｌ範囲（非常に明るい）であり、第２明るさレベルは１００Ｌ〜１３０Ｌ範囲（明るい）であり、パターンがない基板の明るさレベルは１０〜４０Ｌ範囲（暗い）であり得る。
【００３１】
図３Ａのグラフに示すように、パターン１３から得られる明るさとパターン１３が形成されていない基板上から得られる明るさは、透過光と反射光のうち反射光の影響のみを受けるため、反射光のみを照射して得た明るさと殆ど等しく表れる。しかし、穿孔部１２の明るさは透過光の影響を直接的に受けるため、他の部分（パターン）から得られる明るさより相対的に明るく表れる。
【００３２】
図３Ｂに示すように、穿孔部１２に異物（ｂｕｒｒ）１２ａがある場合は、穿孔部１２に該当する部分の明るさが第２明るさレベル以下に急激に下がるため、穿孔部１２に異物があるか否かを容易に判別することができる。勿論、パターン１３上の異物検査や、基板上の外観検査（異物、スクラッチ、変色、汚染など）は、既存の反射光のみを用いて検査する方式と同様に行なうことができる。
【００３３】
例えば、反射光のみを使用して反射イメージを得る場合、穿孔部１２には光反射がないため暗く表れ、穿孔部１２に異物１２ａがあるとしてもその区分が容易ではない。しかし、本発明のように、反射光と透過光を同時に用いて反射透過イメージを得ると、透過光は穿孔部１２を除いた他の部分には影響を与えず、穿孔部１２にのみ提供されるため、他の部分に比べて相対的に明るくなり、従って穿孔部１２での異物１２ａ判別が容易になる。
【００３４】
図４Ａは、反射光と透過光を同時に照射して得た反射透過イメージであり、図４Ｂは、パンチングにより孔が形成された穿孔部分を反射光のみを照射して得た反射イメージである。
【００３５】
図４Ａに示すように、反射透過イメージを見れば、パターンが形成された基板の上面は反射光から影響を受けてパターンの形状が非常に明らかに見えるだけでなく（ｂで表示した部分）、穿孔部では透過光の影響を受けて穿孔部で突出した繊維性異物を鮮明に確認できることが分かる（ａで表示した部分）。
【００３６】
しかし、図４Ｂのように反射光のみを用いる場合、基板上面のパターン形状は鮮明に見えるが、穿孔部（ｃで表示した部分）はパターンが形成されない基板と殆ど区分し難い程度に暗く表現されていて、その穿孔部の境界を確認し難いだけでなく、穿孔部にある繊維性異物の確認は殆ど不可能である。
【００３７】
（透過性プリント回路基板検査）
図５Ａ乃至図５Ｃは、透過性フィルム１４に不透過性パターン１５を有するフレキシブル基板を検査対象物１０ｂにして、反射光と透過光を照射して得た明るさレベルを示すグラフである。ここで、検査する対象物は、不透過性パターンを有する透過性フィルム形態のＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）のうち一つであり得る。
【００３８】
図５Ａを参照すると、検査対象物１０ｂは、透過性フィルム１４上にパターン１５とＳＲ（ｓｏｌｄｅｒ  ｒｅｓｉｓｔ）層１６を有する。ここで、パターン１５の間の空間から得られる明るさを第１明るさレベルに、パターン１５から得られる明るさを第２明るさレベルに二値化する。例えば、第１明るさレベルは１８０Ｌ〜２１０Ｌ範囲（非常に明るい）であり、第２明るさレベルは１００Ｌ〜１３０Ｌ範囲（明るい）であり得る。
【００３９】
図５Ａのグラフに示すように、パターン１５から得られる明るさは、透過光と反射光のうち反射光の影響のみを受けるため、反射光のみを照射して得た明るさと殆ど等しく表れる。しかし、パターン１５とパターン１５の間の空間の明るさは反射光だけでなく透過光の影響も同時に受けるため、パターン１５から得られる第２明るさより相対的に明るく表れる。
【００４０】
図５Ｂに示すように、パターン１５とパターン１５の間の空間に異物１８がある場合は、空間に該当する部分の明るさが第１明るさレベルから急激に第２明るさレベルよりも下がるため、パターン１５とパターン１５間の空間の異物の有無を容易に判別することができる。パターンとパターン間の空間に異物がある場合、透過光は異物によって遮断され、反射光だけで明るさが得られるが、異物の場合、パターン（金属性パターン）よりその反射量が著しく小さく、特にＳＲ層１６による光の損失によってその明るさが著しく下がる。したがって、パターン１５とパターン１５間の空間に異物がある場合、第２明るさレベルより低い明るさ（例えば、４０Ｌ〜７０Ｌ範囲に暗く表れる）が表れる。
【００４１】
図５Ｃに示すように、パターン１５上に異物１８がある場合は、パターン１５空間に該当する部分の明るさが第２明るさレベルよりも低くなるため、容易にパターン上の異物の有無を判断することができる。
【００４２】
図５Ｄに示すように、パターン１５を覆っているＳＲ層１６が剥がれた場合は、パターン１５が外部に露出し、したがって、反射光が直接的に照射されて反射するので、パターン１５空間に該当する部分の明るさが第１明るさレベルよりも著しく高くなる。したがって、パターン１５空間に該当する部分の明るさが第１明るさレベルより高くなる場合、パターン１５上のＳＲ層１６が剥がれたか（ＳＲ層不良）を判別することができる。
【００４３】
上述したように、本発明は、反射光と透過光を同時に照射して得た反射透過イメーを、既設定の基準データの照度量と比べて、パターン上にそしてパターン間の空間領域に異物が存在するか否かを同時に判別するか、またはパターン上に異物があるか否かと穿孔部の周辺に異物があるか否かを同時に判別することができるという格別な効果がある。
【００４４】
以上、本発明による自動光学検査装置及び方法の構成及び作用を上記の説明及び図面によって図示したが、これは例として説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想から逸脱しな範囲内で様々な変化及び変更が可能なのは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態による自動光学検査システムの構成を説明するための図である。
【図２】第１照明部材と第２照明部材を備えた検査部を示す図である。
【図３Ａ】不透過性基板を対象にして反射光と透過光を照明して得られた明るさレベル（照度量）を示すグラフである。
【図３Ｂ】不透過性基板を対象にして反射光と透過光を照明して得られた明るさレベル（照度量）を示すグラフである。
【図４Ａ】反射光と透過光を同時に照射して得られた反射透過イメージである。
【図４Ｂ】パンチングにより形成された穿孔部分を反射光だけを照射して得られた反射イメージである。
【図５Ａ】透過性基板を対象にして反射光と透過光を照明して得られた明るさレベルを示すグラフである。
【図５Ｂ】透過性基板を対象にして反射光と透過光を照明して得られた明るさレベルを示すグラフである。
【図５Ｃ】透過性基板を対象にして反射光と透過光を照明して得られた明るさレベルを示すグラフである。
【図５Ｄ】透過性基板を対象にして反射光と透過光を照明して得られた明るさレベルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１１０  ローダ部
１２０  検査部
１３０  アンローダ部
１４０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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