断层摄影检查装置以及方法与流程

本发明涉及一种断层摄影检查装置以及方法，更详细而言，涉及一种能够无损地检查检查对象的表面及内部的断层摄影检查装置及方法。

背景技术：

智能手机、平板电脑和显示器等的现代电子设备是通过将合成树脂膜、玻璃基板、金属成分、颜料等各种材料层压多层而制造。近年来，随着电子设备的高性能化，这种多层层压产品的结构也发展为高度多层化、超薄化、超精细图案化和芯片封装一体化。在多层层压产品的每个制造步骤中，为了检查外部异物的流入、破损等产品不良，通常利用提取局部产品的样品，破坏样品以目视检查产品是否有异常的方法。但是，这种破坏检查方法不仅存在损坏昂贵的半成品或成品的问题，而且，存在不能对产品进行全面检查，也不能有效地检查超薄化和超精图案化的电子设备的内部缺陷的问题。

为了无损地检查多层层压产品，在韩国专利公开第10-2015-0056713号等公开了利用光学相干断层摄影(opticalcoherencetomography：oct)的无损检查方法。光学相干断层摄影(oct)将近红外光透射到检查对象，检测从每个检查对象的各断层反射的微弱的散射光(信号)，然后对检查对象的内部进行断层摄影。当使用光学相干断层摄影(oct)时，可以以照射到检查对象的光的波长程度的分解能获得检查对象的断层影像，从而，可以获得亚微米单位的高分辨率的检查对象的表面和内部影像。

为了利用光学相干断层摄影(oct)检查对象，检查对象(样本)必须由可以透射及散射(反射)光的材料而制成。若不透射光，则仅可以获得在检查对象的表面反射的影像，即检查对象的表面影像。另一方面，尽管光透射检查对象，但是，若透光率过高，例如，所述检查对象为透明膜等时，在检查对象的内部反射的散射光的强度变得太弱，而不会引起光的干涉，难以利用相机等的光电检测器检测反射光。尤其，如智能手机的显示面板、触摸屏等具有高透射率的材料的层压结构的电子设备的情况下，由于散射信号较弱，因此，难以通过断层摄影获得内部影像。为了防止这种情况，还可以利用将水蒸气吸附在透光率高的检查对象等的方法，故意污染检查对象来增加散射信号之后，执行视觉机器检查、光学干涉断层摄影等，但是，由于污染不均匀、增加污染度的其他的装置、检查后的清洗等而导致生产性降低的问题。另外，当由于污染物引起的反射过多时，难以区分噪声和散射信号，因此，难以进行断层摄影。

在线技术文件

专利文件

(专利文件1)韩国专利公开第10-2015-0056713号

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种断层摄影检查装置及方法，其能够以优异的感应度获得透光性高或在层压面上的光散射少的检查对象的表面及内部的影像。

本发明的其他目的在于，提供一种断层摄影检查装置及方法，其能够无污染或无损地检查检查对象。

为达成所述目的，本发明提供一种断层摄影检查装置，其特征在于，包括：光源22，其产生向检查对象5的内部照射的测量光l；分束器23，其将所述测量光l分割为参考光r和测量光l，将参考光r照射至参考镜24，并将测量光l照射至检查对象5，使在参考镜24反射的参考反射光r1和在检查对象5散射以及反射的信号反射光s重叠来产生干涉光i；扫描部25，其将在所述分束器23分割的测量光l引导至检查对象5的检查位置；散射滤波器30，其安装于在检查对象5反射的反射光的路径上，使在检查对象5反射的反射光散射，使引导至分束器23的信号反射光s的强度增加；以及光电检测器26，其检测所述干涉光i，获得检查对象5的内部影像信号。

而且，本发明提供一种断层摄影检查方法，其特征在于，包括：利用分束器23将从光源22射出的测量光l分割为参考光r和测量光l，将参考光r照射至参考镜24，并将测量光l照射至检查对象5的检查位置p1之后，在分束器23重叠在参考镜24反射的参考反射光r1和在检查对象5的检查位置p1被散射并反射的信号反射光s来生成干涉光i的步骤；利用散射滤波器30散射在检查对象5的检查位置p1反射的反射光r1，增加引导至分束器23的信号反射光s的强度的步骤；以及利用光电检测器26检测通过所述强度增加的信号反射光s而生成的干涉光i，并获得检查对象5的检查位置p1上的影像信号的步骤。

发明效果

根据本发明的断层摄影检查装置及方法，不会污染或破损检查对象，能以优异的感应度获得透光性高或在层压上的光散射少的检查对象的表面及内部的影像。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的断层摄影检查装置的外观的图。

图2是用于根据本发明的断层摄影检查装置的光学相干断层摄影部的结构框图。

图3及图4是用于说明在根据本发明的断层摄影检查装置中信号反射光s的强度通过散射滤波器而增加的过程的图及照片。

图5是示出在根据本发明的断层摄影检查装置中通过散射滤波器去除因反射光的噪声的过程的照片。

图6是示出根据本发明获得检查对象的三维断层摄影影像的过程的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明。

图1是示出根据本发明的一实施例的断层摄影检查装置的外观的图。如图1所示，根据本发明的断层摄影检查装置包括光学相干断层摄影部20、30(opticalcoherencetomographydevice；oct)，作为用于安装所述光学相干断层摄影部20、30及检查对象(样本，省略图示)的单元，还可包括xy平台12、z轴驱动部14、倾斜驱动部16及框架10。所述xy平台12在上部安装检查对象，以能够在平行于地面的方向，即在x、y方向(水平方向))上移动的方式安装于框架10上，来调整检查对象的x、y方向的检查位置。所述z轴驱动部14在上下方向上，即在z方向上移动所述光学相干断层摄影部20、30，以调整检查对象与光学相干断层摄影部20、30之间的距离。所述倾斜驱动部16(tiltingactuator)可旋转地安装所述光学相干断层摄影部20、30，以调整检查对象与光学相干断层摄影部20、30之间的摄影角度。所述框架10是常规的固定框架，在该固定框架安装有所述xy-平台12、z轴驱动部14及倾斜驱动部16。

图2是用于根据本发明的断层摄影检查装置的光学相干断层摄影部20、30的结构框图。如图2所示，所述光学相干断层摄影部20、30是对检查对象进行断层摄影来获得检查对象的表面及内部影像的装置，包括对检查对象5进行断层摄影的断层摄影模块20及散射滤波器30。所述断层摄影模块20以通常的方式执行光学相干断层摄影(opticalcoherencetomography：oct)(例如，参见韩国专利公开第10-2015-0056713号)，来获得检查对象的一维(a-scan)、二维(b-scan)及三维(c-scan)影像，由此，不仅获得检查对象的表面和形状的信息，而且，还能获得检查对象的内部是否存在异物(气泡、微尘等)的信息、异物的大小、异物所存在的层的位置、异物的体积以及内部损坏位置等的信息。

所述断层摄影模块20，包括：光源22、分束器23(beamsplitter)、参考镜24(referencemirror)、扫描部25、及光电检测器26。如图1所示，所述断层摄影模块20可由一个模块形态的装置而实现，但并不局限于此。所述光源22产生照射检查对象5的内部的测量光l。用于光学相干断层摄影(oct)的测量光l通常是相干长度短的宽带光(broadbandlow-coherencelight)，例如，波长为750nm至1500nm的近红外光。所述分束器23将测量光l分割为参考光r和测量光l，并将参考光r照射至参考镜24，将测量光l照射至检查对象5，使在参考镜24反射的参考反射光r1和在检查对象5散射并反射的信号反射光s重叠(superimpose)来产生干涉光(interferencelight)i，然后将生成的干涉光i引导至光电检测器26。所述分束器23，例如将所述测量光l可以分割为强度为50:50的参考光r和测量光l。由于所述分束器23起到使参考反射光r1和信号反射光s重叠的作用，因此，也被称为光耦合器(coupler)。所述扫描部25起到将由分束器23分割的测量光l引导至检查对象5的检查位置的作用，例如，依次改变测量光l的反射角，对检查对象5的表面进行二维扫描，将在检查对象5散射的信号反射光s引导至分束器23。作为所述扫描部25可以使用通过通常的检流计(galvanometer)调整反射角来扫描测量光l的功能的反射镜。如上所述，所述参考镜24相位扫描并反射参考光r。当所述测量光l照射到检查对象5的内部时，测量光l在由多层构成的检查对象5的各层被散射及反射，以产生微细的信号反射光s。所述光电检测器26检测所述信号反射光s和在所述参考镜24反射的参考反射光r1重叠的干涉光i，以获得检查对象5的内部影像信号。根据需要，所述断层摄影模块20，还包括：聚焦透镜28a，用于聚集测量光l和信号反射光s；物镜28b；以及快门(省略图示)，用于使测量光l和信号反射光s交替通过。

所述散射滤波器30安装于在检查对象5反射的反射光的路径上，散射在检查对象5反射的反射光，从而使被引导至分束器23的信号反射光s的强度增加。作为所述散射滤波器30可以使用具有使在检查对象5反射的反射光透射及散射的表面粗糙度(roughness)的、即在表面形成有凹凸的散射膜。所述散射滤波器30的粗糙度可以根据被引导至分束器23的信号反射光s的强度及/或波长而适当设定。若所述散射滤波器30的粗糙度太低，则反射光的散射小，因此信号反射光s的放大效果不明显，若所述散射滤波器30的粗糙度过高，则反射光的光损失变大而信号反射光s的强度变低。因此，应该通过适当地调整散射滤波器30的粗糙度来增加信号反射光s的强度。所述散射滤波器30的粗糙度可以为#300目至#900目，例如为#600目。在此，目是指在筛子上形成的用于测量粉末的粒径的孔数，表示每平方英寸(25.4mm)的孔数。当用网眼表示所述散射滤波器30的粗糙度时，意味着附着具有相应粒径(尺寸)的粉体以在散射滤波器30的表面上形成凹凸。

图3及图4是用于说明在根据本发明的断层摄影检查装置中通过散射滤波器30增加信号反射光s的强度的过程的图。下面，参照图3说明信号反射光s的强度的增加效果，但是信号反射光s的强度的增加不限于以下的说明或理论。参照图3的a，在没有散射滤波器30的情况下，测量光l直接照射到放置在不透明xy平台12上的透明的检查对象5上。当所述检查对象5的透光性，即透明度高时，测量光在检查对象5的表面p1散射并返回到光电检测器26的方向(即，测量光l的照射方向)的反射光s1的强度非常弱，光电检测器26不能清晰地获得检查对象5的前面p1的影像。另一方面，由于在检查对象5的后面p2散射并入射到光电检测器26的反射光s2的强度比较强，因此，光电检测器26可以清晰地获得检查对象5的后面p2的影像。在图4的a示出所获得的检查对象5的截面照片的一例。如图4的a所示，虽然清晰地出现检查对象5的后面p2的影像，但是，检查对象5前面p1的影像不清晰。

另一方面，参考图3的b，当散射滤波器30安装在检查对象5上时，测量光l通过散射滤波器30照射到检查对象5。当所述检查对象5的透明度高时，测量光在检查对象5的表面p1散射后返回到光电检测器26的反射光s1的强度非常弱，但是，在检查对象5的表面p1反射的反射光r1被散射滤波器30散射生成返回光电检测器26的方向的第二反射光s3，因此，在光电检测器26清晰地得到检查对象5的前面p1影像。另一方面，在检查对象5的后面p2散射并入射到光电检测器26上的反射光s2被散射滤波器30散射而强度相对变弱，但是，在检查对象5的后面p2反射的反射光r2也被散射滤波器30散射而生成返回到光电检测器26的方向的第二反射光s4，因此，光电检测器26还可以获得检查对象5的后面p2影像。在图4的b示出了所获得的检查对象5的截面照片的一例。如图4的b所示，当安装有散射滤波器30时，清晰地出现了检查对象5的前面p1及后面p2影像。

所述散射滤波器30可以安装在检查对象5和分束器23之间的信号反射光s的路径上的任意位置，例如，在所述检查对象5的附近，相隔0.5mm至100mm，优选为5mm至60mm，更优选为10mm至40mm的距离与检查对象5平行地设置。如上所述，在未安装所述散射滤波器30的情况下，从分束器23射出的测量光l的一部分直接在检查对象5散射s1、s2后，再次通过分束器23由光电检测器26检测。另一方面，如本发明，当安装有散射滤波器30时，由于由散射滤波器30生成的散射光s3、s4的光路不同于原来的散射光s1、s2的光路，因此因光路之差，在检查信号上会发生失真(误差)。为了使这种失真最小化，优选地，散射滤波器30安装在尽可能靠近检查对象5的位置，散射滤波器30的厚度尽可能薄。所述散射滤波器30的厚度可以为0.05mm至5mm，优选为0.1mm至3mm，更优选为0.5mm至2mm，所述散射滤波器30的尺寸优选大于检查对象5使得在检查对象5反射的信号反射光s都可以通过散射滤波器30。

如图3所示，通常，相对于检查对象5以预定角度a倾斜照射测量光l，这是为了防止在检查对象5正反射的反射光r1、r2直接进入光电检测器26。由于正反射的反射光r1、r2的强度太强，因此，当所述反射光r1、r2直接照射到光电检测器26时，反射光r1、r2成为噪声，导致无法检测强度弱的散射光s1、s2的信号。然而，根据本发明在断层摄影检查装置安装散射滤波器30时，散射滤波器30散射反射光r1、r2而减小噪声进入物镜28b和光电检测器26，从而，可以检测到散射光s1、s2的信号。图5是示出根据散射滤波器30的有无检测反射光r1、r2的状态的图。当测量光l垂直照射到检查对象5，并未安装有散射滤波器30时，如图5的a所示，显示光电检测器26的反射光r1、r2的信号很强。另一方面，当安装有散射滤波器30时，如图5的b所示，反射光r1、r2被散射，并且在光电检测器26未出现因反射光r1、r2引起的噪声。

接着，参照图1、2、3及6说明根据本发明的断层摄影检查方法。图6是示出根据本发明获得检查对象的三维断层摄影影像的过程的图。如图1、2、3及6所示，为了根据本发明执行检查对象5的断层摄影检查，首先，从断层摄影模块20的光源22发射的测量光l利用分束器23分割为参考光r和测量光l，将参考光r照射至参考镜24，并将测量光l照射至检查对象5的预定深度的检查位置p1，然后，将在参考镜24反射的参考反射光r1和在检查对象5的检查位置p1散射并反射的信号反射光s在分束器23重叠以生成干涉光i。此时，利用所述散射滤波器30散射在检查对象5的检查位置p1反射的反射光r1，从而，增加被引导至分束器23的信号反射光s的强度。如此，当由光电检测器26检测到由强度增加的信号反射光s生成的干涉光i时，能得到检查对象5的检查位置p1处的影像信号。

如此，获得在预定的检查位置p1的影像信号之后，如通常的光学干涉断层摄影(oct)，改变参考镜24的位置(参照图2)调整获得影像信号的检查位置的深度p2(p1→p2，z方向，参考图3的a)。如此，将在改变参考镜24的位置的同时，在检查对象5的预定的检查位置p1根据深度(z方向位置)获得影像信号的过程称为一维扫描(a-scan)。在预定的检查位置p1根据深度获得影像信号之后，例如利用扫描部25使测量光l在检查对象5的左右方向(y方向)上移动的同时(p1→p3)，反复一维扫描获得对检查对象5的切断面5b的影像信号(参照图3的b)。如上所述，将获得检查对象5的一个切断面5b的影像信号的过程称为二维扫描(b-scan)。在获得检查对象5的一个切断面5b的影像信号之后，例如，移动图1所示的xy平台12以使检查对象5在前后方向(x-方向)上移动(p1，p3→p4)的同时，反复所述一维扫描(a-scan)和二维扫描(b-scan)获得检查对象5的三维内部影像，将此过程称为三维扫描(c-scan)(参照图3的c)。

根据本发明的断层摄影检查装置及方法，当检查对象5的透明度高而在检查对象5的表面及内部各层产生的散射光s弱时，通过放大散射光s的强度，可以清晰地获得检查对象5的表面和内部边界的影像。另外，即使在检查对象5检测到强度强的反射光(噪声)时，也具有去除反射光(噪声)的效果。作为可通过本发明的断层摄影装置检查的检查对象，可以例举由多层而成的触摸屏面板、显示面板等，尤其，可以获得具有透光性优异的透明层的检查对象5的内部断层影像。

以上，参照例示实施例说明了本发明，但本发明并不局限于上述的实施例。权利要求范围应最广义解释使得包括例示实施例的所有变形、等价构造以及功能。