印刷線路板光學檢查方法和光學檢查設備的製作方法
2023-09-10 00:22:10 3
專利名稱：印刷線路板光學檢查方法和光學檢查設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及印刷線路板光學檢查方法和應用於印刷線路板的圖案檢查的圖案檢查設備。
背景技術：
近年來，印刷線路板的密度和圖案精細度驚人地增加，使得通過諸如用肉眼檢查的外貌檢查來檢驗圖案形成變得很困難。所以在當前的印刷線路板製作過程中，在圖案形成後，圖案檢驗通常通過自動光學檢查(AOI)設備來執行。這種AOI設備是這樣一種光學檢查設備，它用來光學檢測物體的外貌，並藉助於使用計算機的圖像處理來檢驗質量。
這種光學檢查設備可以檢測不能通過電路開路-短路測試被發現的、諸如圖案線條的過薄、過厚、和缺失那樣的缺陷。然而，由於該方法僅僅分析從要被檢查的表面上面觀看的圖像，所以光學檢查不能檢測諸如從圖案上方形成的凹陷和缺痕那樣的缺陷。這些缺陷也不能被電檢測，並且在市場上通過導體疲勞斷接會產生不方便性。用於檢查這些缺陷的光學檢查設備的熟知的例子是一種能夠通過提取在焦點位置的高度之間的差值來檢查在圖案的厚度方向上的缺陷的光學檢查設備和一種按照反射強度以不同的顏色顯示連線部分和通過重疊這些連線部分以不同的顏色顯示缺失部分的圖案檢查設備，正如在例如日本專利申請KOKAI公布號11-250253和7-151699中公開的。
不幸地，不存在很經濟和實際的以及可以檢測諸如從圖案上方形成的凹陷和缺痕那樣的缺陷的光學檢查方法和光學檢查設備。
發明內容
考慮到以上情形作出本發明，並且本發明的目的是提供能夠容易地檢測諸如從圖案上方形成的凹陷和缺痕那樣的缺陷的印刷線路板光學檢查方法和光學檢查設備。
按照本發明的實施例，光學檢查印刷線路板的圖案的方法包括塗覆步驟，用塗料塗覆被形成在印刷線路板的要被檢查的圖案表面上、並具有等於或大於參考圖案厚度的厚度的所有的圖案，和檢查步驟，光學掃描已經經受過塗覆步驟的印刷線路板的要被檢查的圖案表面，以便得到要被檢查的圖案表面的圖像，並且從圖像檢測被塗覆以塗料的圖案，以檢查要被檢查的圖案表面上的圖案。
按照本發明的另一個實施例，用於光學檢查印刷線路板的圖案的設備包括塗料塗覆單元，用塗料塗覆被形成在印刷線路板的要被檢查的圖案表面上的、並具有等於或大於參考圖案厚度的厚度的所有的圖案；和檢查單元，光學掃描由塗覆單元塗覆以塗料的印刷線路板的要被檢查的圖案表面，以便得到要被檢查的圖案表面的圖像，並且從圖像檢測被塗覆以塗料的圖案，以檢查要被檢查的圖案表面上的圖案。
本發明能實施一種能夠容易地檢測諸如從圖案上方形成的凹陷和缺痕那樣的缺陷的印刷線路板光學檢查方法和光學檢查設備。
在以後的說明中將闡述本發明的附加的目的和優點，並且從說明中可以部分地明白，或可以通過本發明的實踐學習這些目的和優點。通過此後具體地指出的手段和組合可以實現和得到本發明的目的和優點。
被引入的構成技術說明書的一部分的附圖顯示本發明的實施例，它連同以上給出的一般說明和下面給出的實施例的詳細說明一起用來說明本發明的原理。
圖1是顯示按照本發明的第一和第二實施例的光學檢查方法被應用到的光學檢查設備的安排的例子的概念圖；圖2是用於說明按照本發明的第一和第二實施例的缺陷圖案檢測方法的圖(顯示具有缺失部分Sa的圖案Pi)；圖3是用於說明按照本發明的第一和第二實施例的缺陷圖案檢測方法的圖(顯示其中圖2的圖案Pi被塗覆以塗料R1的狀態)；圖4是用於說明按照本發明的第一和第二實施例的缺陷圖案檢測方法的圖(顯示圖3所示的、被塗覆以塗料R1的圖案Pi的檢測的圖像PT)；圖5是用於說明按照本發明的第一和第二實施例的缺陷圖案檢測方法的圖(顯示具有缺失部分Sb的圖案Pj)；圖6是用於說明按照本發明的第一和第二實施例的缺陷圖案檢測方法的圖(顯示其中圖5的圖案Pj被塗覆以塗料R1的狀態)；圖7是用於說明按照本發明的第一和第二實施例的缺陷圖案檢測方法的圖(顯示圖6所示的、被塗覆以塗料R1的圖案Pj的檢測的圖像PT)；圖8是用於說明在按照本發明的第二實施例的光學檢查方法中的(用塗料塗覆要被檢查的圖案表面的)檢查步驟的圖；圖9是用於說明在按照本發明的第二實施例的光學檢查方法中的(從圖像檢測缺陷的圖案的)檢查步驟的圖；圖10是用於說明在按照本發明的第二實施例的光學檢查方法中的(施加用於拋光的阻焊塗料)檢查步驟的圖；圖11是顯示按照本發明的第二實施例的光學檢查方法的處理過程的流程的例子的流程圖；圖12是用於說明在按照本發明的第三實施例的光學檢查方法中的(用塗料塗覆要被檢查的圖案表面的)檢查步驟的圖；以及圖13是用於說明在按照本發明的第二實施例的光學檢查方法中的(檢測圖像的缺陷圖案和擦除塗料的)檢查步驟的圖。
具體實施例方式
下面參考附圖描述本發明的實施例。
按照本發明的印刷線路板光學檢查方法是通過以下步驟而實施的用塗料塗覆被形成在印刷線路板的要被檢查的圖案表面上的、並具有等於或大於參考圖案厚度的厚度的所有的圖案(銅箔表面)的塗覆步驟；和光學掃描經受塗覆步驟的印刷線路板的要被檢查的圖案表面，以便得到要被檢查的圖案表面的圖像，並且從圖像檢測被塗覆以塗料的圖案，以檢查要被檢查的圖案表面上的圖案的檢查步驟。圖1顯示實施這個光學檢查方法的按照本發明的第一實施例的光學檢查設備的安排。
按照本發明的第一實施例的光學檢查設備包括臺11、塗料塗覆輥子13、光學掃描器15、和檢查設備17。
具有被形成在要被檢查的圖案表面上的、要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn的印刷線路板12被放置在臺11上，以使得要被檢查的圖案表面被暴露。
塗料塗覆輥子13由驅動機構14驅動，以便在被放置在臺11上的要被檢查的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面上沿預定的方向(方向a1)移動。通過這種驅動控制，塗料塗覆輥子13用用於圖案檢測的塗料R1塗覆作為被放置在臺11上的要被檢查的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面上形成的、要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn之一、並具有等於或大於預定參考圖案厚度的厚度的每個圖案(銅箔表面)。更具體地，塗料塗覆輥子13在要被檢查的圖案表面上沿預定的方向(方向a1)旋轉地移動，而同時在輥子與要被檢查的圖案表面之間保持預定的間隔，並且作為被形成在要被檢查的圖案表面上的、要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn之一、並具有等於或大於參考圖案厚度的厚度的每個圖案部分被塗覆以塗料R1。塗料R1具有預定的顏色，通過這種顏色，當檢查設備17根據從光學掃描器15得到的圖像數據執行圖案檢測時可以清楚地看到被塗覆以這種塗料的部分。
光學掃描器15被驅動機構16驅動，以便在被放置在臺11上的要被檢查的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面上沿預定的方向(方向a2)移動。光學掃描器15具有照明單元(光源)151，用來照明要被檢查的圖案表面；和光接收單元152，其接收從要被檢查的圖案表面反射的光。光學掃描器15通過在驅動機構16的驅動控制下光學掃描要被檢查的圖案表面而生成該圖案表面的圖像數據。
檢查設備17例如是具有顯示單元的信息處理器，它根據來自光學掃描器15的輸入圖像數據對於被形成在要被檢查的圖案表面上的要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn執行圖像檢測。例如，檢查設備17把由圖像數據表示的圖案與預備的檢查圖案對照，並且檢測在圖像數據的圖案中缺失的部分(例如由於從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷的圖案)。
在圖1所示的光學檢查設備中，在塗覆步驟中，塗料塗覆輥子13利用用於圖案檢測的塗料R1塗覆作為被放置在臺11上的要被檢查的印刷線路板的要被檢查的圖案表面上形成的、要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn之一、並具有等於或大於預定參考圖案厚度的厚度的每個圖案(銅箔表面)。
然後，在檢查步驟中，光學掃描器15光學掃描經受上述的塗覆步驟的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面，並得到要被檢查的圖案表面的圖像，檢查設備17對於被形成在要被檢查的圖案表面上的圖案P1，P2，...，Pn執行圖像檢測，並檢測由於從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷的圖案。應當指出，在塗覆步驟施加的塗料R1在跟隨在檢查步驟後面的步驟中被去除。
圖2到4顯示缺陷圖案檢測的例子。圖2顯示具有諸如從圖案上方形成的凹陷和缺痕的缺失部分Sa的圖案Pi。圖3顯示其中圖2的圖案Pi通過塗料塗覆輥子13被塗覆以塗料R1的狀態。圖4顯示當檢查設備17通過光學掃描器15對如圖3所示的、被塗覆以塗料R1的圖案Pi執行圖像檢測時的檢測的圖像PT。
圖5到7顯示可由以上的實施例的光學檢查設備檢測的缺陷圖案的另一個檢測的例子。圖5顯示通過在圖案的寬度的方向變細或切削而形成的、具有缺失部分Sb的圖案Pj。圖6顯示其中圖5所示的圖案Pj通過塗料塗覆輥子13被塗覆以塗料R1的狀態。圖7顯示當檢查設備17通過光學掃描器15對如圖6所示的、被塗覆以塗料R1的圖案Pj執行圖像檢測時的檢測的圖像PT。
通過使用上述的實施例的檢查設備進行的圖案檢查，有可能通過排除具有例如由於從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷的圖案的缺陷電路板而提供高可靠度的印刷線路板。
下面參考圖8到11描述本發明的第二實施例。第二實施例與第一實施例的不同之處在於，在塗覆步驟中施加阻焊塗料作為塗料R1。也就是，作為跟隨在上述的檢查步驟後面的保護層印刷步驟的一部分(預步驟)，阻焊塗料在塗覆步驟時被施加。圖8到10顯示在第二實施例中的圖案檢查步驟，在圖11中的流程圖顯示圖案檢查步驟以及在該圖案檢查步驟之前和之後的步驟。
在圖案檢查步驟之前的圖案形成步驟(步驟S11)中，圖案被形成在印刷線路板12的圖案形成表面上。在這個圖案形成步驟中，通過使用光刻膠的曝光和顯影的光刻方法或使用保護層印刷的印刷方法，在印刷線路板12的圖案形成表面上形成圖案P1，P2，...，Pn。
在跟隨在這個圖案形成步驟後面的圖案檢查步驟(步驟S12到S14)中，檢查在圖案形成步驟中形成的圖案。
在圖案檢查步驟中，要被檢查的圖案表面首先在塗料塗覆步驟(步驟S12)被塗覆以塗料，然後在跟隨在這個塗料塗覆步驟後面的檢查步驟(步驟S13)，檢查被形成在要被檢查的圖案表面上的圖案。
在這個塗料塗覆步驟中，如圖8所示，塗料塗覆輥子13利用用於圖案檢測的、作為塗料R1的阻焊塗料塗覆作為被放置在臺11上的要被檢查的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面上形成的、要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn(圖8到10隻顯示圖案P作為說明的例子)之一、並具有等於或大於預定參考圖案厚度的厚度的每個圖案(銅箔表面)。通過考慮在檢查步驟中的圖案檢測，事先選擇在這種塗覆步驟中使用的阻焊塗料的顏色(通常淺綠色)、粘滯度等等。
在跟隨在這個塗覆步驟後面的檢查步驟中，如圖9所示，光學掃描器15光學掃描經受上述的塗覆步驟的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面，並得到要被檢查的圖案表面的圖像，檢查設備17對於被形成在要被檢查的圖案表面上的要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn執行圖像檢測，並檢測由於從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷圖案。應當指出，在這個檢查中，不像上述的第一實施例，沒有被塗覆以阻焊塗料的部分(焊接部分)被排除在要被檢查的目標以外。這些被排除在要被檢查的目標以外的圖案部分是在其中諸如從圖案上方形成的凹陷和缺痕那樣的缺陷因為在以後的零件安裝步驟中焊料被堆疊而被消除的部分。
如果在這個檢查步驟中檢測到缺陷圖案(步驟S14中的NG)，則步驟管理器被告知這個信息，並且其上檢測到這個缺陷圖案的印刷線路板12被排除在以後的步驟以外。
如果在檢查步驟中沒有檢測到缺陷的圖案(步驟S14中的OK)，則圖案表面在塗料塗覆步驟中再次被塗覆以塗料(步驟S15)。
第二次塗料塗覆步驟是保護層印刷的最後步驟，並且如圖10所示，施加作為塗料R2的用於拋光的阻焊塗料。在這個步驟，作為用於拋光的阻焊塗料，選擇顏色、粘滯度等等。
通過包括如上所述的某些保護層印刷步驟的圖案檢查，有可能通過排除具有例如由於從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷圖案的缺陷電路板而提供高可靠度的印刷線路板。
下面參考圖12和13描述本發明的第三實施例。第二實施例與第一實施例的具體不同之處在於，光學掃描器15具有用於與在圖案檢查步驟中光學掃描器15的掃描運動同步地、去除粘接到已經受過圖案檢測的圖案表面的塗料的裝置。
在圖12所示的塗料塗覆步驟中，正如較早先描述的第一實施例那樣，塗料塗覆輥子13利用用於圖案檢測的、作為塗料R1的阻焊塗料塗覆作為被放置在臺11上的要被檢查的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面上形成的、要被檢查的圖案P1，P2，...，Pn之一、並具有等於或大於參考圖案厚度的厚度的每個圖案(銅箔表面)。
在跟隨在這個塗覆步驟後面的檢查步驟中，如圖13所示，光學掃描器15光學掃描經受上述的塗覆步驟的印刷線路板12的要被檢查的圖案表面，並得到要被檢查的圖案表面的圖像，檢查設備17對於被形成在要被檢查的圖案表面上的圖案P1，P2，...，Pn執行圖像檢測，並檢測由於例如從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷的圖案。與這個檢查步驟中光學掃描器15的掃描運動相同步地，去除粘接到已經經受過圖案檢測的圖案表面的塗料。在圖13所示的例子中，通過擦除等去除粘接到圖案表面的塗料R1的塗料去除機構18被附著到光學掃描器15的、在掃描方向的後端部分，由此與光學掃描器15的掃描運動同步地去除粘接到已經受過圖案檢測的圖案表面的塗料。
也有可能在第三實施例中通過排除具有由於例如從圖案上方形成的凹陷和缺痕產生的缺陷圖案的缺陷電路板而提供高可靠度的印刷線路板。
本領域技術人員將容易知道另外的優點和修改。所以，本發明在它的更廣義的方面不限於這裡顯示的和描述的具體的細節和代表性實施例。因此，可以作出各種修改而不背離如由所附權利要求和它們的等價物規定的、本發明一般概念的精神或範圍。
權利要求
1.一種光學檢查印刷線路板的圖案的方法，其特徵在於，包括塗覆步驟，用塗料塗覆被形成在印刷線路板的要被檢查的圖案表面上、並具有不小於參考圖案厚度的厚度的所有的圖案；和檢查步驟，光學掃描經受過塗覆步驟的印刷線路板的要被檢查的圖案表面，以便得到要被檢查的圖案表面的圖像，並且從圖像檢測被塗覆以塗料的圖案，以檢查要被檢查的圖案表面上的圖案。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於，所述塗覆步驟是保護層印刷步驟的一部分，以及所述塗料是阻焊塗料。
3.按照權利要求1的方法，其特徵在於，所述檢查步驟包括去除被施加到要被檢查的掃描的圖案表面的塗料的步驟。
4.一種用於光學檢查印刷線路板的圖案的設備，其特徵在於包括塗料塗覆單元，利用塗料塗覆被形成在印刷線路板的要被檢查的圖案表面上的、並具有不小於參考圖案厚度的厚度的所有的圖案；和檢查單元，光學掃描由塗料塗覆單元塗覆以塗料的印刷線路板的要被檢查的圖案表面，以便得到要被檢查的圖案表面的圖像，並且從圖像檢測被塗覆以塗料的圖案，以檢查要被檢查的圖案表面上的圖案。
5.按照權利要求4的設備，其特徵在於，由塗料塗覆單元施加的塗料是阻焊塗料。
6.按照權利要求4的設備，其特徵在於，所述檢查單元包括用來去除被施加到要被檢查的被掃描的圖案表面的塗料的塗料去除單元。
全文摘要
本發明涉及印刷線路板光學檢查方法和光學檢查設備。在本發明的檢查方法中，塗料塗覆輥子(13)利用用於圖案檢測的塗料R1塗覆作為被放置在臺(11)上的要被檢查的印刷線路板(12)的要被檢查的圖案表面上形成的、要被檢查的圖案P
文檔編號H05K3/00GK1892203SQ200610008608
公開日2007年1月10日 申請日期2006年2月17日 優先權日2005年6月28日
發明者長谷川健治 申請人:株式會社東芝