JP2006080216A - 基板の品質評価方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パッドの中心座標を短時間で精度よく求めることにより、貫通穴中心のパッド中心に対するずれ量の検出精度を向上させ、信頼性に優れる基板の品質評価方法および検査装置を提供する。
【解決手段】 基板１の表面側または裏面側から光を照射して基板１に加工された貫通穴４を撮像し、得られた撮像データから貫通穴４の中心Ｐの座標を求め、基板１の表面側および裏面側から光を照射して基板１の表面側に形成されたパッド３を撮像し、得られた撮像データから前記パッド３の中心Ｏの座標を求める。そして、パッド３毎に、貫通穴中心Ｐのパッド中心Ｏに対するずれ量δを求め、求めたずれ量δが許容値内にある場合は合格、ずれ量δが１箇所でも許容値から外れている場合は不合格とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、パッドに加工された貫通穴中心のパッド中心に対するずれ量から基板の品質を評価するようにした基板の品質評価方法および検査装置に関する。

電子機器の小型化、高密度実装化に伴い、プリント基板は複数の基板を積層した多層配線基板が主流となっている。多層配線基板では、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続する必要がある。そこで、多層配線基板の絶縁層に下層の導電層に達するビアホール（貫通穴）を形成し、ビアホールの内部に導電性メッキを施すことにより、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続している。

図４は、基板の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

絶縁物２で形成された基板１の表面には導電性のパッド（銅箔）３が配置されている。パッド３には多層基板を上下に接続するための貫通穴４が加工されている。貫通穴４の中心Ｐがパッド３の中心Ｏからずれていると、上下に配置される基板１間の導通が不十分になり、所望の性能が得られない場合がある。そこで、生産性および基板の信頼性を向上させるため、貫通穴４を加工した後、中心Ｐの中心Ｏに対するずれ量を調べ、このずれ量が予め定める範囲内にある場合は、基板１を製品とするために次の工程に送り、その他の場合は不良品として修正または廃棄する。

中心Ｐの中心Ｏに対するずれ量は、以下のようにして求める。図４に示すパッド３の近傍を上方から照射すると、絶縁物２からの反射光強度はパッド３からの反射光強度よりも小さい。また、貫通穴４からの反射光はほとんどなく、強度は０に近い。そこで、同図に示す領域を撮像し、絶縁物２からの反射光強度よりも大きい値を閾値として撮像データを２値化すると、パッド３の領域と貫通穴４の領域を同時に識別することができる。得られた領域に基づいて貫通穴４およびパッド３の輪郭を識別し、それぞれの輪郭から中心Ｏと中心Ｐの座標を求めるようにすれば、中心Ｐの中心Ｏに対するずれを直ちに求めることができる。しかし、輪郭を求める演算は時間を要する。

そこで、２値化されたデータの面積重心をそれぞれの中心とすることにより作業能率を向上させていた。

なお、撮像データを２値化して被写体を識別する例として、特許文献１では、フラックスを介してプリント基板の表面に載置されたはんだボールの位置を検査するため、はんだボールが載置されたプリント基板の表面をラインカメラで撮像し、ラインカメラから出力されたビデオ信号の電圧（すなわち撮像データ）を予め定める電圧値と比較することにより白と黒の２値データに分け、黒のデータをプリント基板、白のデータをはんだボールとして識別している。
特開２００１−３２６４５６号公報

貫通穴の中心は、面積重心とほぼ一致するが、パッドの面積重心は貫通穴の位置により値が変化する。このため、貫通穴中心のパッド中心に対するずれ量を正確に求めることはできない。

本発明の目的は、パッドの中心座標を短時間で精度よく求めることにより、貫通穴中心のパッド中心に対するずれ量の検出精度を向上させ、信頼性に優れる基板の品質評価方法および検査装置を提供するにある。

上記した課題を解決するため、本発明の第１の手段は、基板表面上のパッドに加工された貫通穴の位置精度を、前記貫通穴中心の前記パッド中心に対するずれ量に基づいて評価するようにした基板の品質評価方法において、前記基板の表面側または裏面側から光を照射して前記貫通穴を撮像し、得られた撮像データから前記貫通穴中心の座標を求め、前記基板の表面側および裏面側から光を照射して前記パッドを撮像し、得られた撮像データから前記パッド中心の座標を求め、得られた前記パッド中心の座標と前記貫通穴中心の座標とから前記位置精度を評価することを特徴とする。

また、本発明の第２の手段は、上記第１の手段である基板の品質評価方法において、前記基板の裏面側から照射され前記貫通穴を透過する光の前記基板の表面における強度が前記パッドから反射される反射光の強度と同等以上になるように、前記基板の裏面側から照射される光の強度を設定することを特徴とする。

また、本発明の第３の手段は、撮像装置と、前記撮像データを処理する画像処理装置と、前記画像処理装置によって処理されたデータを用いて判定を行う判定処理装置と、前記基板の表面側に配置され前記基板を照射する第１の照射装置と、前記基板の裏面側に配置され前記基板を照射する第２の照射装置と、を備え、基板表面上のパッドに加工された貫通穴の位置精度を、前記貫通穴中心の前記パッド中心に対するずれ量に基づいて評価するようにした基板の検査装置において、前記第１または第２の照射装置により前記基板を照射して前記貫通穴を撮像し、得られた撮像データから前記貫通穴中心の座標を求め、前記第１および第２の照射装置により前記基板を照射して前記パッドを撮像し、得られた撮像データから前記パッド中心の座標を求め、得られた前記貫通穴中心の座標と前記パッド中心の座標とから前記位置精度を評価することを特徴とする。

パッドに加工された貫通穴の影響を受けることなくパッド中心の座標を正確に求めることができるので、評価の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る被加工物の検査装置の概略構成を示す図である。

ＸＹテーブル１０は、中央部に穴１０ａが形成されており、図示を省略する駆動装置により水平なＸ、Ｙ方向に移動自在である。

ＸＹテーブル１０上には、上ガラス１１および下ガラス１２を介してワークである基板１が固定されている。

ＸＹテーブル１０の上方にはＣＣＤカメラ１３と照明装置１４とが配置され、下方には照明装置１５が配置されている。

ＣＣＤカメラ１３は、図示を省略する上下駆動装置により、図の上下方向に移動自在である。ＣＣＤカメラ１１は、画像処理装置１６、判定処理装置１７を介して制御装置１８に接続されている。

制御装置１８は、ＸＹテーブル１０、ＣＣＤカメラ１３、ＣＣＤカメラ１３の上下駆動装置、照明装置１４、１５、画像処理装置１６および判定処理装置１７を制御する。

次に、本発明の動作を説明する。

図２は、本発明の作業手順を示すフローチャートである。また、図３は撮像データを模式的に示す図であり、（ａ）は貫通穴、（ｂ）はパッドである。

まず、基板１に形成された総ての貫通穴中心の座標（すなわち貫通穴４の中心座標）を以下の手順により求める（手順Ｓ１０）。

すなわち、照明装置１５を動作（点灯）させた状態で基板１に加工された総ての貫通穴４を撮像し、得られた撮像データを画像処理装置１６により２値化し、判定処理装置１７によりそれぞれの貫通穴４の中心座標Ｐを求め、求めた結果を記憶装置に記憶あるいはファイルに保存する。

このように基板１を裏面側（下側）から照射すると、図３（ａ）に示すように、貫通穴４の輪郭が鮮明になるので、貫通穴４を容易に識別できる。したがって、各貫通穴４の中心座標Ｐを精度良く求めることができる。

次に、基板１に形成された総てのパッド中心の座標（すなわちパッド３の中心座標）を以下の手順により求める（手順Ｓ２０）。

すなわち、照明装置１４と照明装置１５を動作させた状態で基板１に加工された総てのパッド３を撮像し、得られた撮像データを画像処理装置１６により２値化し、判定処理装置１７によりそれぞれのパッド中心の座標Ｏを求め、求めた結果を記憶装置に記憶あるいはファイルに保存する。

なお、照明装置１５は、貫通穴４を透過する光の基板１の表面における強度がパッド３から反射される反射光の強度と同等以上になるように、照度を調整しておく。

このように基板１を裏面側（下側）から照射すると、図３（ｂ）に示すように、輪郭を２点鎖線で示す貫通穴４は２値化する際にパッド３と見なされるので、パッド３を容易に識別できる。したがって、各パッドの中心座標を面積重心としても精度良く求めることができる。

次に、各パッドにおいてパッドの中心座標と貫通穴の中心座標から貫通穴中心Ｐのパッド中心Ｏに対するずれ量δを求め、求めた結果を記憶する（手順Ｓ３０）。そして、総てのパッド３において貫通穴４のずれ量δが予め設定された許容値内であるかどうかを確認し（手順Ｓ４０）、ずれ量δが予め設定された許容値内の場合は検査した基板１が合格であることを表示して（手順Ｓ５０）、処理を終了する。また、ずれ量δが予め設定された許容値から外れるものが１箇所でもある場合は、該当するパッド３の位置とずれ量δを記録し（手順Ｓ６０）、不合格を表示して（手順Ｓ７０）、処理を終了する。

なお、上記の実施形態では、手順Ｓ１０において照明装置１５を動作させたが、照明装置１４を用いて基板１の上方から貫通穴４を照射するようにしても良い。

また、手順Ｓ５０において、ずれ量δを出力するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る被加工物の検査装置の概略構成を示す図である。 本発明の作業手順を示すフローチャートである。 本発明における撮像データを模式的に示す図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１ 基板
３ パッド
４ 貫通穴
Ｏ パッド３の中心
Ｐ 貫通穴４の中心
δ ずれ量

Claims (3)

1. 基板表面上のパッドに加工された貫通穴の位置精度を、前記貫通穴中心の前記パッド中心に対するずれ量に基づいて評価するようにした基板の品質評価方法において、
   前記基板の表面側または裏面側から光を照射して前記貫通穴を撮像し、得られた撮像データから前記貫通穴中心の座標を求め、
   前記基板の表面側および裏面側から光を照射して前記パッドを撮像し、得られた撮像データから前記パッド中心の座標を求め、
   得られた前記パッド中心の座標と前記貫通穴中心の座標とから前記位置精度を評価することを特徴とする基板の品質評価方法。
2. 前記基板の裏面側から照射され前記貫通穴を透過する光の前記基板の表面における強度が前記パッドから反射される反射光の強度と同等以上になるように、前記基板の裏面側から照射される光の強度を設定することを特徴とする請求項１に記載の基板の品質評価方法。
3. 撮像装置と、前記撮像データを処理する画像処理装置と、前記画像処理装置によって処理されたデータを用いて判定を行う判定処理装置と、前記基板の表面側に配置され前記基板を照射する第１の照射装置と、前記基板の裏面側に配置され前記基板を照射する第２の照射装置と、を備え、基板表面上のパッドに加工された貫通穴の位置精度を、前記貫通穴中心の前記パッド中心に対するずれ量に基づいて評価するようにした基板の検査装置において、
   前記第１または第２の照射装置により前記基板を照射して前記貫通穴を撮像し、得られた撮像データから前記貫通穴中心の座標を求め、
   前記第１および第２の照射装置により前記基板を照射して前記パッドを撮像し、得られた撮像データから前記パッド中心の座標を求め、
   得られた前記貫通穴中心の座標と前記パッド中心の座標とから前記位置精度を評価することを特徴とする基板の検査装置。

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