印刷电路板的光学检查装置和其方法

专利名称：印刷电路板的光学检查装置和其方法
技术领域：
本发明涉及光学检查装置和方法，更具体地说，涉及为了使过度检 测最小化而在印刷电路板的电路图案和外观检査中仅选择性地检测传导 性异物的印刷电路板的光学检查装置和其方法。
背景技术：
随着半导体器件的小型化和轻量化，液晶显示装置的驱动集成电路、 存储器等各种半导体器件的制造中使用的主要材料之一的印刷电路板，
多数使用了薄膜(film)、带状(tape)类型等的挠性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board)。挠性印刷电路板中例如有TAB (Tape Automatic Bonding即，巻带自动结合)、COF (Chip On Film即，芯片覆膜)衬底 等，经过曝光、显影、刻蚀工艺等，在衬底上形成细微图案。最近，在 有关的自动光学检査中应该检测出的缺陷中，引起了很多由灰尘、金属 残留物和纤维等在图案成分之间的空间中导致图案成分的短路和产品功 能降低等的问题。
从而，挠性印刷电路板的生产企业在产品出厂前的检査中，将产品 的电镀区域、阻焊剂(solder resist)区域、安装半导体晶片等的(inner lead 即，内部引脚)区域等的外观检查列为核心检査项目。从而，对半导体 IC制造用挠性印刷电路板的生产企业来说，进行检査项目的有效检查成 为生产性和质量管理的关键。
当前，自动检査装置、例如AOI (Automated Optical Inspection即， 自动光学检查)系统、AVI (Automated Visual Inspection即，自动可视检 查)系统的生产企业，为了使挠性印刷电路板的光学检查中的、实际不 合格的产品被判定为合格品的未检测现象和因为合格性异物和灰尘等而 过度检测(例如，将标准上合格的产品判定为不合格品等)的现象最小 化，开发出了多种技术。由本发明申请人提出专利申请的、有关检査挠性印刷电路板的电路 图案和外观的自动检査装置和方法的技术，已经公开了许多种。有关技 术在自动光学(或者视觉)检査时，使将不合格品检测为合格品的未检 测现象和将合格品检测为不合格品的过度检测现象最小化。
例如，有专利文献l的"具有照明装置的自动光学检査系统和其检査
方法"、专利文献2的"用于防止挠性印刷电路板的过度检测的光学的检 査系统和其方法"、专利文献3的"用于防止薄膜、带状印刷电路板的外 观检査中的过度检测的系统和其处理方法"以及专利文献4的"为了防止 印刷电路板的过度检测而实时监控的自动光学检查系统和其处理方法"等。
在这样的技术中，为了在挠性印刷电路板的电路图案和外观检査中 检测凹陷、突起和短路等，利用了可见光线波段的照明装置获得影像数 据，将获得的影像数据与基准数据比较来判别是否合格。但是，在利用 可见光线波段的照明装置进行光学检查的情况下，不能够判别被判别为 不合格的部位是传导性(金属)异物还是非传导性(非金属)异物。
由于影像数据的图案成分与图案成分之间、即空间成分中残留的非 传导性异物并未使图案成分彼此之间电连接，因此，上述技术就导致了 不论实际是否是合格品都判别为不合格的过度检测现象。
特别是，在图案成分的表面上涂覆着绝缘成分(例如，阻焊剂等) 物质的区域(即，阻焊剂区域)内部，图案成分彼此之间(即，导线与 导线之间)存在的异物是存在于绝缘成分层的内部，因此，不能够用肉 眼判别。从而，在利用可见光线波段的照明装置的情况下，例如，若用 可见光线波段的光照射在绝缘成分层上来获得影像数据，则整个绝缘成 分层就被拍摄得较暗，因此，实际上并不能区分绝缘成分层的图案成分 和空间成分，从而就有不能正确检查的问题。
专利文献1韩国公开专利第2006—984号(
公开日2006.01.06)专利文献2韩国登记专利第0661910号(登记日2006.12.20)专利文献3韩国公开专利第2006_43462号(
公开日2006.05.15)专利文献4韩国登记专利第0673397号(登记日2007.01.17)

发明内容
本发明用于解决上述问题，其目的在于，提供一种印刷电路板的光 学检査装置和其方法，它们防止因为难以区别传导性异物和非传导性异 物而产生的不合格品的过度检测，能够同时处理印刷电路板的电路图案 检査和外观检查。
为了达到上述目的，本发明的光学检査装置包括支撑部件，支撑 印刷电路板；照明装置，向上述印刷电路板照射红外线波段的光；摄影 机，获得由上述红外线波段的光生成的上述印刷电路板的影像数据；影 像处理装置，根据上述影像数据，检测在上述印刷电路板的图案成分彼 此之间是否存在异物。
在此，上述照明装置能够具有红外线发光二极管。
此外，上述照明装置能够具有红外线灯。
另外，上述摄影机可以是红外线摄影机。
此外，上述照明装置可以位于以上述支撑部件为基准的上述摄影机 的相对侧，以便能够利用透射光。
另外，上述照明装置可以位于以上述支撑部件为基准的上述摄影机 的相同侧，以便能够利用反射光。
此外，根据本发明的其他特征，提供一种自动地光学检査至少一个 印刷电路板的方法。根据该方法，包括向印刷电路板照射红外线波段 的光的步骤；获得上述印刷电路板的影像数据的步骤；根据上述影像数 据，检测上述印刷电路板中有无异物的步骤。
在此，在照射上述红外线波段的光的步骤，照射红外线波段的透射光。
在此，可在照射上述红外线波段的光的步骤，照射红外线波段的反 射光。
另外，可在检测有无上述异物的步骤，检测有无金属异物。 此外，可在检测有无上述异物的步骤，检测在上述印刷电路板上形 成的图案彼此之间的空间中有无金属异物。
另外，上述印刷电路板可以是形成电路图案后涂覆阻焊剂之前的状态。
此外，上述印刷电路板可以是形成电路图案后涂覆了阻焊剂之后的 状态。
另外，上述印刷电路板可以是挠性印刷电路板。 发明效果
如上所述，本发明的印刷电路板的光学检査装置通过利用照射红外 线波段的光的照明装置，能够仅选择传导性异物进行检测。
从而，在电路图案和外观检查中，通过从检测对象中除外有非传导 性异物的合格品，能够使过度检测最小化。
此外，为了使在印刷电路板制造工艺中处理多次检査工艺而收获率 降低的现象最小化，通过利用红外线波段的照明装置，就能够同时实施 电路图案的电气性检査和外观检查。


图1是示出本发明的实施方式的检查印刷电路板的光学检査装置的 结构的图。
图2是示出本发明的实施方式的检査印刷电路板的光学检査装置的 结构的图。
图3是示出印刷电路板的电镀区域和阻焊剂区域的图。
图4是示出图3的电镀区域和阻焊剂区域的剖面图。
图5是示出图4的阻焊剂区域的图案成分和空间成分的平面图。
图6是示出本发明的光学检查方法的检查过程的流程图。
图7是示出在一般的自动光学检查中因为非传导性异物而判别为不
合格的印刷电路板的影像数据的照片。
图8是示出在本发明的自动光学检查中检测出非传导性异物后判别
为合格品的印刷电路板的影像数据的照片。
具体实施例方式
本发明的实施方式可以变形为各种各样方式，本发明的范围不限定 于以下的实施方式。本实施方式是为了向本发明所属领域内的普通技术人员提供更完整的说明。从而，为了强调明确的说明而夸张放大了附图 中的要素形状。
以下，基于附图中的图1至图8，详细地说明本发明的实施方式。 图1和图2是示出本发明的检査印刷电路板的光学检査装置的结构 的图。
如图1和图2所示，本发明的光学检査装置100包括支撑部件101、 照明装置102、摄影机104、透镜106和影像处理装置108。
支撑部件101用于在本发明的光学检査中支撑印刷电路板，照明装 置102具有红外线发光二极管或红外线灯，向印刷电路板110照射红外 线波段的光。
这时，在照明装置102利用透射光的情况下，如图1所示，最好使 照明装置102位于以支撑部件101为基准的摄影机104的相对侧，在利 用反射光的情况下，如图2所示，最好使照明装置102位于以支撑部件 101为基准的上述摄影机104的相同侧。特别是，根据本发明，为了电路 图案的电气性检查和外观检査，利用照射红外线波段的光信号的照明装 置102，在电镀有电路图案的电镀区域(图3的114)和上部形成有阻焊 剂的阻焊剂区域(图3的118)上获得影像数据，所述阻焊剂区域内部形 成有图案成分和空间成分。
透镜106和摄影机104通过印刷电路板110接收红外线波段的光信 号来获得影像数据。例如，为了利用红外线波段的照明装置102获得影 像数据，或者是利用红外线透镜来获得影像数据，或者是在使用一般透 镜的情况下，因为红外线波段焦距比可见光线波段的更长，因而进一步 增长透镜焦距。此外，由于红外线透镜是使可见光线波段和红外线波段 的焦距相同的透镜，因此，不需要调整焦距。这时当然可以将摄影机140 和接受红外线波段的光的透镜106取代为红外线摄影机。
然后，影像处理装置108根据影像数据检测印刷电路板110的图案 成分彼此之间存在的异物，但是由于被检测的异物利用了红外线，因此， 不检测非传导性异物而选择性地仅检测出传导性异物。即，自然就将非 传导性异物判别为合格品。从而，能够使用由影像处理装置108从红外 线波段的光获得的影像数据，同时完成电路图案的电气性检查和外观检査。
在此，参照图3至图5，关于印刷电路板110的结构进行说明，利用 本发明的光学检查装置100对该印刷电路板110进行电路图案的电气性 检查和外观检査。
如图3至图5所示，在印刷电路板110的制造工艺中，在基底112 上形成了电路图案114、 116之后，在电路图案114、 116上涂覆电镀层 和阻焊剂，印刷电路板110包括电镀区域114、阻焊剂区域118和安装半 导体芯片等的内部引脚(i皿erlead)区域113。涂覆区域114由被电镀的 图案成分114a和空间成分114b构成，所述空间成分114b位于图案成分 114a之间。在阻焊剂区域118，为了保护被电镀的图案成分116a和空间 成分116b，在上部涂覆了阻焊剂118a。
阻焊剂区域118与电镀区域114同样，在图案成分116a与图案成分 116a之间的内部空间116b中存在异物，由于这样的异物中包含有成为产 品短路原因的传导性异物，因此引起产品性能上致命性的问题。
但是，由于在上述阻焊剂区域118的内部存在的异物包含着阻焊剂 成分，因此，如图7所示，若照射可见光线波段的光，就很难根据获得 的影像数据来区别是良性异物(即，非传导性异物)还是不良性异物(即， 传导性异物)。
另一方面，本发明的光学检查装置100能够利用红外线波段的照明 装置102，自动且选择性地仅判别如上异物中的传导性异物。 以下，关于本发明的光学检查方法进行说明。
图6是示出本发明的光学检査方法的检査过程的流程图。在印刷电 路板上电镀了电路图案后的电气性检查、或者在上部涂上了阻悍剂后的 外观检査中，处理图6所示的检査过程。
如图6所示，在步骤150中向印刷电路板照射红外线波段的光，在 步骤152中获得印刷电路板的影像数据。在此，通过作为红外线波段的 光而照射红外线波段的透射光或者红外线波段的反射光，可获得影像数 据。
在步骤154中，根据影像数据检测并判别印刷电路板中有无异物， 特别是金属异物。S卩，检测在印刷电路板上形成的图案成分114a彼此之间的空间成分114b、或者阻焊剂区域118的图案成分116a与图案成分 116a之间的内部空间116b中有无金属异物。
这时，印刷电路板可以是形成了电路图案后涂覆阻焊剂之前的状态， 也可以是形成了电路图案后涂覆了阻焊剂的状态。与现有技术在涂覆了 阻焊剂之后难以发现有无金属异物的情况不同，根据本发明，在任何情 况下照射红外线波段的光，都能够容易检测有无金属异物。
在步骤154中，若判别为影像数据中存在异物，就前进到步骤S156， 确定不是非传导性异物而是传导性异物，即使肉眼也能够容易仅选择出 传导性异物，在步骤160判定为不合格品。S卩，虽然由于空间成分和非 传导性异物亮度类似而难以区别，但只有传导性异物则明确地拍摄到。
另一方面，若判别为影像数据中不存在异物，就前进到步骤158，可 以判断为不存在异物，或者仅存在非传导性异物，于是，在步骤162中 判定为合格品。
从而，在影像数据上肉眼能看见为异物的就自然能够判定为是传导 性异物，结果就能够判定为是不合格品。
例如，图7是示出在一般的自动检查装置中利用可见光线波段的照 明装置获得的印刷电路板的影像数据的照片，图8是示出在本发明的自 动光学检查中利用红外线波段的照明装置获得的印刷电路板的影像数据 的照片。
这样的印刷电路板中的、作为液晶显示面板的驱动集成电路用(LCD DRIVER IC)的衬底所使用的TAB和COF等产品，经过曝光、显影工 艺等生产工艺之后，在已形成了电路图案和空间的状态下实施电路图案 的电气性检査。作为后续工艺，实施图案上的电镀和涂覆绝缘成分如阻 焊剂的工艺等，最后对印刷电路板的成品进行外观检査。特别是在这样 的电路图案和外观检査中，使用照射可见光线波段的光(透射光或者反 射光)的照明装置获得影像数据。
根据获得的影像数据10，检测图案成分12与图案成分12之间、即 空间成分14中的突起和短路(short)等不合格，若分析这样的不合格来 看，既有图案(传导性、金属)不合格的情况，也有存在非传导性异物 成分16的情况。但是，这样的非传导性异物对产品的性能不产生影响，而且能够在后续的电镀和清洗工艺中去掉，因此，应该在图案检查工艺 中判定为合格品。但是，若像现有技术这样利用可见光线波段的照明装
置来获得透射光(或者反射光)的影像数据10，就不能够判别这样的异 物16是传导性(金属)还是非传导性(非金属)。其结果，将合格品判 定为不合格品的过度检测现象增多，生产企业的收获率降低，成本方面 难以确保竞争力。
此外，在进行图案检查工艺之后，经过电镀和阻焊剂工艺等，在成 品状态下实施最终的外观检查。这时，在阻焊剂内部的图案成分与图案 成分之间的空间中也存在异物，最近，这样的异物中包括导致产品短路 的传导性异物，弓l起了产品性能上的致命性问题。
但是，由于在这样的存在于阻焊剂区域内部中的图案成分与图案成 分之间的空间区域中所存在的异物包括了阻焊剂成分，因此，若照射一 般的可见光线区域的光，就难以区别是合格异物(非传导性异物)还是 不合格异物(即传导性异物)。
从而，本发明通过照射非现有技术的可见光线波段的、波长长的红 外线波段的光，来实施印刷电路板的电路图案和外观检査，由此能够根 据影像数据容易地区分合格异物和不合格性异物，从而能够使过度检测 最小化。
艮口，如图7和图8所示，因为在用可见光线波段的光获得了相同印 刷电路板的影像数据10中，明确地拍摄有非传导性异物16，因此就能判 别为是不合格品，而在如本发明所述地用红外线波段的光获得的影像数 据120中难以识别非传导性异物126,因此就检测不到异物而判别为合格
口
叩o
因此，首先利用照射红外线波段的光的照明装置，向印刷电路板照 射光而获得影像数据。这时，影像数据120被区分为绝缘成分层下面的 图案成分122和空间成分124，空间成分122拍摄得较亮，而图案成分 124拍摄得较暗。
假如在空间成分124上存在非传导性异物126时，示出比平均形成 的空间成分的亮度低一些的亮度，因此，如图8所示，空间成分124和 非传导性异物16就几乎没有区别。从而，本发明在如上所述的空间成分124上存在异物126时，比较 图案成分或者空间成分的亮度，就能够容易地仅选择绝缘成分层118的 内部空间成分116b上的金属异物进行检测，这在以前的光学检査装置中 的检查中是不可能的。这时，检测方法可以是参照异物的照度计的等级 变化和面积等进行检测。
以上，基于详细的说明和附图，示出了本发明涉及的印刷电路板的 光学检査装置和方法的结构和作用，但这只不过是举例说明了实施方式， 可以在不脱离本发明的技术思想的范围内做各种变化和变更。
权利要求
1、一种印刷电路板的光学检查装置，其特征在于，包括支撑部件，支撑印刷电路板；照明装置，向上述印刷电路板照射红外线波段的光；摄影机，获得由上述红外线波段的光生成的上述印刷电路板的影像数据；影像处理装置，根据上述影像数据，检测在上述印刷电路板的图案成分彼此之间是否存在异物。
2、 如权利要求1所述的印刷电路板的光学检査装置，其特征在于， 上述照明装置具有红外线发光二极管。
3、 如权利要求l所述的印刷电路板的光学检查装置，其特征在于， 上述照明装置具有红外线灯。
4、 如权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板的光学检査装置， 其特征在于，上述摄影机是红外线摄影机。
5、 如权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板的光学检查装置， 其特征在于，上述照明装置位于以上述支撑部件为基准的上述摄影机的相对侧， 以便能够利用透射光。
6、 如权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板的光学检査装置， 其特征在于，上述照明装置位于以上述支撑部件为基准的上述摄影机的相同侧， 以便能够利用反射光。
7、 一种印刷电路板的光学检查方法，其特征在于，包括 向印刷电路板照射红外线波段的光的步骤； 获得上述印刷电路板的影像数据的步骤；根据上述影像数据，检测上述印刷电路板中有无异物的步骤。
8、 如权利要求7所述的印刷电路板的光学检査方法，其特征在于，在照射上述红外线波段的光的步骤，照射红外线波段的透射光。
9、 如权利要求7所述的印刷电路板的光学检查方法，其特征在于， 在照射上述红外线波段的光的步骤，照射红外线波段的反射光。
10、 如权利要求7所述的印刷电路板的光学检查方法，其特征在于， 在检测有无上述异物的步骤，检测有无金属异物。
11、 如权利要求IO所述的印刷电路板的光学检査方法，其特征在于， 在检测有无上述异物的步骤，检测在上述印刷电路板上形成的图案彼此之间的空间中有无金属异物。
12、 如权利要求7至11中任一项所述的印刷电路板的光学检査方法， 其特征在于，上述印刷电路板是形成电路图案后涂覆阻焊剂之前的状态。
13、 如权利要求7至11中任一项所述的印刷电路板的光学检查方法， 其特征在于，上述印刷电路板是形成电路图案后涂覆了阻悍剂之后的状态。
14、 如权利要求7至11中任一项所述的印刷电路板的光学检查方法， 其特征在于，上述印刷电路板是挠性印刷电路板。
全文摘要
本发明提供一种印刷电路板的光学检查装置和其方法。本发明涉及印刷电路板的光学检查装置及其方法，该方法包括向印刷电路板照射红外线波段的光的步骤；获得上述印刷电路板的影像数据的步骤；根据上述影像数据，检测上述印刷电路板中有无异物的步骤。根据该公开的印刷电路板的光学检查装置和其方法，能够利用红外线波段的光来降低因为非传导性异物而判别为不合格品的过度检测，能够同时处理电气性电路图案检查和外观检查，从而能够提高检查速度。
文档编号G01N21/956GK101435781SQ20081016916
公开日2009年5月20日 申请日期2008年11月4日 优先权日2007年11月12日
发明者崔铉镐, 金敏秀 申请人:Aju高技术公司