CN1573280A - 图形检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图形检查装置，即使在基板上形成具有如粘合剂层这样的微小凹凸的层，也能够无误识别地利用透射光自动进行图形检查。利用带传送机构向***传送TAB带上的图形，从透射照明装置照射照明光，用CCD线性传感器拍摄图形。透射照明装置由倾斜配置的2个照明装置构成，从倾斜方向照射照明光。拍摄的图像传送到控制部，与检查用的母型图像进行比较，判断图形是否合格。也可以代替倾斜配置透射照明装置，从CCD线性传感器(1b)的视场外照射照明光，或用遮光板覆盖CCD线性传感器的视场内。由于透射照明装置作成上述结构，能够对TAB带照射适度的漫射光，能够得到无斑点或无不均的图像。

Description

图形检查装置

技术领域

本发明涉及一种图形检查方法及装置，特别涉及对利用装带方式的TAB(Tape Automated Bonding)带照射照明光，利用摄像装置拍摄形成在TAB带上的集成电路(IC)等图形，自动进行外观检查的图形检查方法及装置。

背景技术

半导体器件为适应高集成化和高密度组装的要求，推进引线的多端子化和微小化。从有利于该多端子化和微小化的角度出发，采用将半导体芯片与设在薄膜状TAB带上的多个引线连接的方法。

图11表示TAB带的结构一例。

TAB带101中，在厚20～150μm左右(多数在25～75μm)、宽35～165μm左右的树脂薄膜102上，除形成穿孔103的两侧周边部之外，如图11(a)所示，涂布厚10～15μm左右的粘合剂104，并如图11(b)所示，在粘合剂104上面粘贴铜箔等金属箔105。

通过曝光及刻蚀，加工该金属箔105，如图11(c)所示，形成电路等图形106。此时，不去除粘合剂104的层，而原状保留。

图12表示形成实际图形的TAB带101的例子。

在图12中，内部的白色长方形为安装半导体芯片的开口部(器件孔)110，111为布线电路图形。

在这样的TAB带101的制造工序中，需要检查是否正确形成布线电路图形，采用图形检查装置进行检查。

图形检查装置，用照明光照明要检查的TAB带101，用摄像装置或目视检测电路图形的状态(外观)，通过将其与标准图形进行比较，判定所形成的图形是否合格。近年来，也在采用这样一种自动检查装置，其在检查装置的控制部的存储部存储标准图形，将存储的标准图形和利用摄像装置拍摄的实际电路图形进行比较，自动判定是否合格。

为拍摄图形，在对TAB带照射照明光的方法中，有采用反射光的方法和采用透射光的方法。

采用反射光的方法是：从TAB带的上方(形成图形的一侧)照射照明光，从照射照明光的方向，观察由TAB带的反射光形成的电路图形图像的方法，例如，利用摄像元件拍摄图像，并进行图像处理。

例如，在专利文献1中，公开了采用反射光的图形检查装置。

上述专利文献1记载的方法是：对形成图形的带照射从照明装置发出的光，利用CCD摄像机拍摄被照明装置照亮位置的带，并输出到计算机，用计算机进行图像处理，检查图形的缺陷。

另外，采用透射光的方法是：从TAB带的下方(与形成图形的一侧相对的一侧)照明，利用设在TAB带上方(与照射照明光的一侧相对的一侧)的摄像元件，拍摄透过TAB带的透射光形成的电路图形影像。

与采用反射光的方法相比，采用透射光的方法适合图形检查。以下说明其理由。

如图13所示，在刻蚀铜箔等金属箔来形成图形时，形成的图形的截面为梯形状，若比较图形上侧宽度a和下侧宽度b的尺寸，则下侧宽度b宽。众所周知，这是由于刻蚀液从铜箔的表面向内部刻蚀时的漫射和速度形成的。

在检查这样的图形时，当作为照明光采用反射光时，摄像元件采集在布线图像的表面反射的光，其以外的部分则暗。

因此，如图14(a)所示，布线图形即使在下侧与相邻的图形短路，拍摄的图像也作为未短路的正常图形照出。因此，有时漏检缺陷。

另外，当采用透射光时，摄像元件采集透过树脂薄膜的光，其以外的部分则暗。

因此，如图14(b)所示，如果布线图形在下侧与相邻的图形短路，则拍摄的图像短路，因此，作为粗大的异常图形照出，因此，能够检测出缺陷。

专利文献1：特开2000-182061号公报。

但是，在采用透射光时，出现以下问题。如上所述，在形成TAB带的树脂薄膜上，具有用于接合金属箔的粘合剂层，在形成图形后，该层也残留在树脂薄膜上。

众所周知，在通过刻蚀剥离铜箔后的粘合剂层的表面，存在有无数的几μmm的凹凸。最初，粘合剂表面是平坦的。但是，由于在铜箔的背面上形成有许多微小凸起，用于通过拉桩(anchor)效果强固接合，所以其复制在粘合剂的表面上。

如果使照明光透过铜箔剥离后的粘合剂，则照明光因从铜箔被面复制的凹凸进行漫反射而漫射并变暗，在用CCD摄像机等拍摄的图像上产生黑色的斑点或不均。

当在能看见这样的斑点或不均的状态下进行图像处理时，若斑点或不均位于图形附近，则将其作为布线的一部分进行处理。在检查装置将其与标准图形进行比较时，有时将斑点或不均作为布线的粗度误认，判断为不合格制品。

此外，不在图形附近的斑点或不均，有时识别为灰尘，判断为不合格制品。这样，尽管实际上不是不合格品，但装置判断为不合格，出现误检测。

当采用透射照明时，因这样的粘合剂层的微小凹凸造成的斑点或不均而产生误检测，所以，采用透射光的图形的自动检查装置难于实用化。在使用反射照明时，由于拍摄粘合剂层时照得较暗，所以，不产生这样的问题。

发明内容

本发明是为解决上述以往技术中存在的问题而提出的，目的是即使在基板上形成具有如粘合剂层的微小凹凸的层，也不产生误检测，能够实现采用透射光的图形自动检查。

为解决上述问题，将摄像装置配置在相对于基板与照明装置相反的一侧，从摄像装置的视场外照射作为漫射光的照明光，对基板进行透射照明。

例如，在射出照明装置的照明光的部分设置漫射板，将射出照明光的光源配置在视场外侧，使其中心光线(在从照明光源射出的光线中，光强度最大的光线)不直接入射到摄像装置。

或者，将摄像装置配置成：使上述照明装置的光源的中心光线倾斜照射到基板，并使上述中心光线不直接入射到其受像面相对于基板平行配置的摄像装置。

此外，在照明装置和基板之间配置覆盖上述摄像装置的视场内区域的遮光板，以使照明装置光源的中心光线不直接入射到摄像装置。

此处，上述摄像装置的视场是指在摄像元件的受像面上成像的物体面上的范围(区域)，当上述摄像装置为线性传感器时，视场宽度不大于1mm，长度为根据摄像装置的受像元件的长度确定的长度。

在作为摄像装置采用线性传感器时，由于如上所述视场宽度窄，使上述照明装置与摄像装置在视场的宽度方向上一同进行扫描，得到基板上的图形。

利用摄像装置拍摄的基板图像的图形传输到控制部，被进行图像处理，与预先存储的标准图形进行比较，判定基板上图形是否合格。

在透射光图像上产生斑点或不均的原因认为如下。

如图2(a)所示，在向粘合剂层入射照明光时，当垂直入射基板的成分的光入射无凹凸的部分时，该光直接透过。另外，在入射到具有凹凸的部分时，因漫反射而漫射，因此直接透过的光的成分减少。

当将摄像装置配置在相对于基板与上述照明装置相反一侧时，来自上述照明装置的最大光强度的中心光线，大致垂直入射到上述基板的无凹凸的部分。

该光的大部分直接透过并入射到摄像元件，在由摄像装置受像的图像上无凹凸的部分被照得较亮。

此外，在入射到具有凹凸的部分时，如上所述，由于因漫反射而漫射，即使上述光强度大的中心线入射到该部分，也减少直接透射的光的成分。因此，在用摄像装置受像的图像中具有凹凸的部分被照得较暗。即，在被摄像元件受像的图像中，局部出现亮度差异。

另外，如果将照明装置的光源配置在摄像元件的视场外，以使来自照明装置的光源的中心光线通过基板直接入射到摄像元件，则从该光源射出的强度较大的中心光线，不会通过基板上的无凹凸的部分而直接入射到摄像装置。

即，若如上设置，则如图2(b)所示，即使向无凹凸的部分入射光强度较小的漫射光，也减少在无凹凸的部分直接透过并入射到摄像元件的强光成分。因此，与从照明装置发出的中心光线垂直入射到上述基板上的无凹凸的部分的情况相比，无凹凸的部分被照得较暗。

此外，在上述漫射光入射到具有凹凸的部分的情况下，如图2(b)所示，在具有凹凸的部分漫射而同样照得较暗。

因此，与图2(a)所示的情况相比，具有凹凸的部分或不具有凹凸的部分，在亮度上都无大的差异，在拍摄的图像上不易产生斑点或不均。

在本发明中，如上所述，由于对将照明装置的光源配置在摄像装置的视场外的基板进行照明，所以，图像上不易出现漫反射造成的斑点或不均，不会因斑点或不均误识别布线粗度，能够防止误检测。

附图说明

图1表示本发明实施例的图形检查装置的构成例。

图2表示在摄像装置的正下面配置照明光源时和在摄像装置的视场外配置照明光源时的、基板上的凹凸部分的光被漫射的情况。

图3表示***的详细构成例。

图4表示作为透射照明装置使用LED光源，并在透射照明装置的射出口设置漫射板时的配光图形、和透射照明装置的配置例。

图5表示将TAB带介于中间，而在CCD线性传感器的正下方配置透射照明装置，并示出用CCD线性传感器拍摄的图像的亮度特性。

图6表示在CCD线性传感器的视场外侧配置透射照明装置的情况下，用CCD线性传感器拍摄的图像的亮度分布特性。

图7表示在作为检查对象的TAB带上形成的检查图形(布线图形)的一部分。

图8表示在CCD线性传感器的视场外侧配置透射照明装置时的***的构成例。

图9表示在CCD线性传感器的视场内配置透射照明装置时的***的构成例。

图10表示采用卤光源时的透射照明装置的构成例。

图11表示一例TAB带的结构。

图12表示形成有图形的TAB带的例子。

图13表示在浸蚀铜箔等金属箔形成图形时所形成的图形的剖面。

图14是说明作为照射光采用反射光时漏检的图形不合格的图。

具体实施方式

图1表示本发明实施例的图形检查装置的构成例。

另外，在以下的实施例中说明基板为TAB带的情况，但本发明也能适用于除TAB带以外的、利用透射照明光的各种基板的检查。

本实施例的图形检查装置，如图1所示，具有：由传送TAB带5的输出盘11或收卷盘12等构成的带传送机构10、对从输出盘11输出的TAB带5照射照明光并拍摄图形5a的***1、使***1的在TAB带的检查图形5a上进行扫描的扫描装置2、对不合格图形附加标记的标记部3。此外，还具有控制部4，该控制部4比较拍摄的图形和作为标准的母型，并判定制品的是否合格，并且控制***1、扫描装置2、标记部3及带传送机构10的运转。

***1包括：2个透射照明装置1a，从背面侧照明TAB带5；摄像装置1b，将TAB带5介于中间，设在与透射照明装置1a相对地位置上，对由透过TAB带5的照明光形成在TAB带5上的电路等图形5a进行拍摄。

透射照明装置1a，适宜选择输出透过TAB带5的波长的光的光源。摄像装置1b是对照明光的波长具有感光灵敏度的例如CCD线性传感器，以下，说明作为摄像装置1b采用CCD线性传感器的情况。另外，只要能够使透射照明装置1a的光量充分大，也可以采用能够全部拍摄整个检查图形的CCD传感器，来代替CCD线性传感器。

扫描装置2，在TAB带的检查图形5a上，在该图的纸面前后方向上对CCD线性传感器1b和透射照明装置1a进行扫描，得到TAB带5的整体图像。

在图1中，当TAB带5的成为检查对象的图形5a，由上述带传送机构10传送到***1的规定位置上时，在该位置停止TAB带5，并利用上述扫描装置2使透射照明装置1a、CCD线性传感器1b在该图的纸而前后方向上进行扫描。由此，从上述透射照明装置1a射出的照明光，透过TAB带上的检查图形5a，被CCD线性传感器1b接受，由CCD线性传感器1b拍摄检查图形5a的图像。

该图像传送到控制部4，在控制部4，将由CCD线性传感器1b拍摄的检查图形5a的图像、和预先存储在控制部4中的检查用母型(标准图形)图像进行比较，判断检查图形5a的是否合格。

上述检查用母型，可以通过预先利用摄像装置拍摄合格的实际制品，并基于该拍摄的图形制作，也可以根据CAD数据制作。

另外，关于图形是否合格的判定方法，以往提出了多种方法，可以从中选择适当的判定方法。

对TAB带上的各检查图形5a进行上述是否合格的判定的上述检查的结果，当判定TAB带上的图形5a不合格时，将TAB带上的不合格图形的位置存储到控制部4，在将该图形传送到标记部3时，实施着色或穿孔的标记，然后，卷绕到收卷盘12上。

图3表示上述***1的详细构成例。该图中，示出了采用倾斜配置的2个照明装置的情况的例子，以便如图1所示使从光源放出的光的中心光线相对于TAB带5倾斜照射，该图(a)是从TAB带5的传送方向观察的图，(b)是从CCD线性传感器1b侧观察TAB带5的图。另外，在图3中示出了将CCD线性传感器1b、透射照明装置1a，在与带的传送方向正交的方向上进行扫描的情况。

在***1中，设置具有开口部的工作台1c，当将TAB带5上的检查图形5a停止在工作台1c上的预定位置时，利用扫描装置2，使透射照明装置1a、CCD线性传感器1b在该图(a)、(b)的箭头方向(TAB带5的宽度方向)上进行扫描；从倾斜的方向，通过上述开口部对TAB带5上的检查图形5a照射照明光。然后，由CCD线性传感器1b接受透过检查图形5a的光，检查图形5a的图像被CCD线性传感器1b采集。

CCD线性传感器1b的视场，如该图(a)、(b)所示，扫描方向的宽度a窄，与扫描方向正交的方向的长度b大于检查图形5a的同方向的长度。此外，与透射照明装置1a的CCD线性传感器1b的扫描方向正交的方向的长度，如该图(b)所示，大于CCD线性传感器1b的视场的长度。

因此，通过使CCD线性传感器1b在该图的箭头方向上扫描一次，能够将检查图形5a整体的图像采集到CCD线性传感器1b。另外，CCD线性传感器1b的扫描方向的视场的宽度实际为几μm。

作为上述透射照明装置1a的光源1d，例如，能够适当选择LED光源、卤光源等能够射出透过TAB带5的波长的光的光源，在透射照明装置1a的光射出口，设置漫射板1e例如毛玻璃。

但是，如果只设置上述漫射板1e，不能使从光源1d射出的照明光充分形成漫射光，通过TAB带5的检查图形5a，从透射照明装置1b放出的强度较大的中心光线入射到CCD线性传感器1b。因此，在这样直接照明时，与以往同样，产生漫反射造成的亮度差异。

为此，在本实施例中，倾斜配置透射照明装置1a，以使从光源放出的中心光线不直接入射到CCD线性传感器1b，光倾斜入射到TAB带5。

若这样配置，则适度漫射的照明光照射在TAB带5，可不易出现如前所述的因漫反射造成的斑点或不均。

另外，也可以霜(磨砂)加工光源1d的密封体，来取代设置上述漫射板1e。

图4表示作为透射照明装置1a的光源1d采用LED光源，在透射照明装置1a的射出口设置漫射板1e时的配光图形、和透射照明装置1a的配置例。上述透射照明装置1a的LED光源为在该图的纸面前后方向上多列排列多个LED的光源，如上所述，该纸面前后的方向的长度大于CCD线性传感器1b的视场的长度b，配光图形5a的形状在纸面的前后方向上大致相同。

在此例中，倾斜配置透射照明装置1a，以使从透射照明装置1a射出的光的中心光线和CCD线性传感器1b的光轴的角度达到15度；在纸面的左右方向上，对上述透射照明装置1a和CCD线性传感器1b，拍摄检查图形5a的图像。

如该图所示，关于LED光源的配光特性，中心光线的光量相对强于中心光线以外的光线，但是，通过这样配置透射照明装置1a，能够向TAB带5照射适度漫射的照明光。

另外，在以上的说明中，使透射照明装置1a、CCD线性传感器1b在与TAB带5的传送方向正交的方向上进行扫描，但也可以使透射照明装置1a、CCD线性传感器1b在TAB带5的传送方向上进行扫描。

图5是表示如在现有例中说明，将TAB带介于中间，来将透射照明装置配置在CCD线性传感器的正下方，并示出了用CCD线性传感器采集的图像的亮度分布特性。图6是表示如本实施例所示，从倾斜方向照射照明光，并示出用CCD线性传感器采集的图像的亮度分布特性，横轴表示图像上的位置，纵轴表示亮度。

图7表示在TAB带上形成的检查图形5a的一部分(布线图形)。图5、图6表示由CCD线性传感器拍摄如图7所示的布线图形，在与布线图形正交的方向(图7的箭头所示方向)上，直线状地扫描所采集的图像时的亮度分布特性的图。图5所示的“线路”的部分是布线图形，“空间”的部分是树脂薄膜(涂布粘合剂的、具有凹凸的部分)。

如图5、图6所示，“线路”的部分由于不透光，所以拍摄为较暗，而“空间”的部分透光，所以拍摄成较亮。

如以往例中所示，在从CCD线性传感器的正下方照明时，如图5所示，空间部分的亮度大致在60～80的范围内不均匀，亮度小的部分是斑点的部分。

在图5所示的以往例的情况下，空间部分的亮度不匀，因此，在对上述图像进行图像处理并进行自动检查时，对于暗的部分，例如亮度60的部分与亮度80的部分相比拍摄为较暗，实际上即使照明光透过，也有可能将暗的部分误认为布线粗度。

对此，如本实施例，在从倾斜方向照射照明光时，如图6所示，几乎没有斑点的影响，空间部分的亮度几乎相等。因此，在对上述图像进行图像处理并自动检查时，能够可靠区别线路和空间，不会误检测。

在图1、图3、图4中，示出了从倾斜方向照射照明光时的情况，但是，如图8所示，即使将透射照明装置1a配置在CCD线性传感器1b的视场外侧，也能够得到同样的效果。

即，从透射照明装置1a放出的中心光线不直接入射到CCD线性传感器1b，所以，透过TAB带5的照明光中，透过其有凹凸的部分及没有凹凸的部分的光都作为漫散同等程度的光，入射到摄像元件，与图3的情况一样，能够得到无斑点或无不均的图像。

此外，如图9所示，也可以在照明装置和基板之间，配置覆盖上述摄像装置的视场内区域的遮光部件6，不会使从照明装置的光源射出的中心光线直接入射到摄像装置中。如果配置这样的遮光部件6，则与图1～图3、图7同样，透过TAB带5的照明光，透过其有凹凸的部分及没有凹凸的部分的光都作为漫射同等程度的光，入射到摄像元件，与图3时一样，能够得到无斑点或无不均的图像。

图10是表示作为光源采用卤光源时的上述***1的构成例的图。

如该图所示，用反光镜21a聚光从卤光源21发出的光，通过选择滤波器22a、光纤22b，并透过TAB带5的波长的光，被引导到相对于TAB带5倾斜配置的2个光射出部22c，从光射出部22c射出。

光射出部22c是将光纤22b的前端收束成长方形状的，在其光射出口设置漫射板1e。从光射出部22c射出的长方形状的光照射在TAB带5上，由设在TAB带5上侧的CCD线性传感器1b接受光。

上述光射出部22c和CCD线性传感器1b，如上所述，利用未图示的扫描装置扫描，拍摄检查图形的图像。

发明效果

综上所述，在本发明中，从摄像装置的视场外照射作为漫射光的照明光，对基板进行透射照明，并用摄像器件拍摄基板上的图形，对基板上的图形进行检查，所以，不因粘合剂的凹凸引起的漫反射而造成的亮度差异。因此，在拍摄的图像中，斑点或不均较少，不会因斑点或不均造成误认布线粗度，能够防止误检测。

Claims (3)

1.一种图形检查装置，利用摄像元件拍摄形成有布线等图形的基板，并自动进行检查，其特征在于，具有：

拍摄基板表面的摄像装置；

照明装置，位于相对于上述基板与上述摄像装置相反的一侧，从上述摄像装置的视场外，照射作为漫射光的照明光；

控制装置，将利用摄像装置拍摄的基板图像的图形和预先存储的标准图形进行比较来进行检查。

2.如权利要求1记载的图形检查装置，其特征在于：

在射出上述照明装置的照明光的部分设置漫射板，射出上述照明光的光源的中心光线倾斜照射到基板上。

3.一种图形检查装置，利用摄像元件拍摄形成有布线等图形的基板，并自动进行检查，其特征在于，具有：

拍摄基板表面的摄像装置；

照明装置，位于相对于上述基板与上述摄像装置相反的一侧，照射作为漫射光的照明光；

遮光板，配置在上述照明装置和基板之间，覆盖上述摄像装置的视场内区域；

控制装置，将利用摄像装置拍摄的基板图像的图形和预先存储的标准图形进行比较来进行检查。

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