JPH04248451A - Method for detecting flaw - Google Patents
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、シャドウマスク、リー
ドフレーム、螢光表示管用電極などの製造に使用される
金属基板、或いはその金属基板にレジストコーティング
を施してなる基材等の表面の異物、欠陥等（以下単に欠
陥と総称する）の有無を検出する欠陥検出方法に関する
。[Industrial Application Field] The present invention is directed to the prevention of foreign matter on the surface of metal substrates used in the manufacture of shadow masks, lead frames, electrodes for fluorescent display tubes, etc., or base materials made of metal substrates coated with resist. , relates to a defect detection method for detecting the presence or absence of defects, etc. (hereinafter simply referred to as defects).
【０００２】0002
【従来の技術】シャドウマスク、リードフレーム、螢光
表示管用電極などの製造に適用されているフォトファブ
リケーション工程には、金属基板に対する前処理（脱脂
）、レジストコーティング工程、製版工程、エッチング
、剥離及び洗浄工程等があり、これらの各工程は、自動
化（インライン化）されているが、各工程のモニター及
び外観検査の自動化は行われておらず、目視による外観
検査に頼っている。しかしなから、これらの自動化に対
してのニーズは大きいものがある。特にレジストコーテ
ィング後の基板に対する外観検査の自動化の要望には根
強いものがある。これは、レジストコーティングにおい
て欠陥が発生すると良品率に対する影響が大きいからで
ある。[Prior Art] The photofabrication process used to manufacture shadow masks, lead frames, electrodes for fluorescent display tubes, etc. includes pretreatment (degreasing) of metal substrates, resist coating process, plate making process, etching, and peeling. Each of these processes is automated (in-line), but the monitoring and visual inspection of each process is not automated and relies on visual visual inspection. However, there is a great need for automation in these areas. In particular, there is a deep-rooted desire to automate the visual inspection of substrates after resist coating. This is because when a defect occurs in the resist coating, it has a large effect on the yield rate.
【０００３】0003
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
ところ、レジストコーティング後の基板の欠陥を自動的
に検出可能な欠陥検出装置として実用運用できる装置は
開発されていない。これは、フォトファブリケーション
に用いる材料の表面の特性によって、欠陥検出が困難な
ためである。[Problems to be Solved by the Invention] However, at present, no device has been developed that can be practically used as a defect detection device that can automatically detect defects in a substrate after resist coating. This is because defect detection is difficult due to the surface characteristics of the materials used for photofabrication.
【０００４】一般的に平面上に付着した異物の検出には
、被検査面に対してレーザ光等の検出光を照射し、異物
による散乱光を検出する方法が知られている（例えば、
特開昭６０−６７８４５号公報参照）。従って、レジス
トコーティング後の基材表面の異物検出にもこの技術を
適用することが考えられる。しかしながら、フォトファ
ブリケーションに用いられる材料の多くは、金属材料を
圧延したもの（金属基板）であり、表面にかなり大きい
あらさ（ガラス基板やシリコン基板に比較して）がある
ため、この表面にレーザ光を照射すると、表面の凹凸に
より乱反射し、その散乱光がノイズとなって異物からの
散乱光を隠してしまい、異物検出が不可能となる。
また、その金属基板に対してレジストをコーティングす
ると、レジストコーティング層表面は平坦となる。しか
しながら、フォトファブリケーションに用いられるレジ
ストは、通常カゼイン、ＰＶＡなどの水溶性コロイドに
重クロム酸塩を添加したものである。これらのレジスト
はほぼ透明で、異物検出のために照射された光に対して
も透明であるので、金属材料表面のあらさにより乱反射
してしまい、やはり異物の検出を困難なものにしている
。[0004] In general, a method is known for detecting foreign matter adhering to a flat surface, in which the surface to be inspected is irradiated with detection light such as a laser beam and light scattered by the foreign matter is detected (for example,
(See Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-67845). Therefore, it is conceivable to apply this technique to the detection of foreign substances on the surface of a substrate after resist coating. However, many of the materials used in photofabrication are rolled metal materials (metal substrates), and their surfaces have fairly large roughness (compared to glass substrates or silicon substrates). When light is irradiated, it is diffusely reflected by the unevenness of the surface, and the scattered light becomes noise and hides the scattered light from the foreign object, making it impossible to detect the foreign object. Furthermore, when the metal substrate is coated with a resist, the surface of the resist coating layer becomes flat. However, resists used in photofabrication are usually made by adding dichromate to water-soluble colloids such as casein and PVA. These resists are almost transparent and are also transparent to the light irradiated to detect foreign objects, so the roughness of the surface of the metal material causes diffuse reflection, making it difficult to detect foreign objects.
【０００５】上述の状況を図を用いて説明すると以下の
ようになる。図３は、検出光を基板に照射して、異物か
らの散乱光を検出することにより欠陥を検出する方法の
原理を示すものであり、１は表面を検査されるべき基材
、１ａはその基材を構成する金属基板、１ｂはその表面
に形成されたレジストコーティング層、２は検出光、３
は異物、４はその異物による散乱光、５はレンズ、６は
検出器である。図３において、基材１の表面を検出光２
で照射し、その表面からの散乱光を検出器６で検出しな
がら検出器６を基材表面に沿って移動させる。基材表面
に異物が無い場合にはあまり散乱光が生じないが、もし
、基材表面に異物３があると、その異物３によって検出
光２が散乱され、その散乱光４が検出器６に到達するた
め、図４に示すように検出器６の信号レベルは異物の有
る位置で立ち上がる。これにより、異物による欠陥の存
在が判明する。[0005] The above-mentioned situation will be explained as follows using a diagram. Figure 3 shows the principle of a method for detecting defects by irradiating the substrate with detection light and detecting the scattered light from foreign objects. 1 is the substrate whose surface is to be inspected, 1a is the substrate. A metal substrate constituting a base material, 1b a resist coating layer formed on its surface, 2 a detection light, 3
4 is a foreign object, 4 is light scattered by the foreign object, 5 is a lens, and 6 is a detector. In FIG. 3, the surface of the base material 1 is detected by the light 2
The detector 6 is moved along the surface of the base material while the detector 6 detects the scattered light from the surface. If there is no foreign matter on the base material surface, not much scattered light will be generated, but if there is a foreign matter 3 on the base material surface, the detection light 2 will be scattered by the foreign matter 3, and the scattered light 4 will be transmitted to the detector 6. As a result, the signal level of the detector 6 rises at the position where the foreign object is located, as shown in FIG. This reveals the presence of defects due to foreign matter.
【０００６】しかしながら、現実のフォトファブリケー
ションでは、使用される基板は金属であり、更にコーテ
ィングされるレジストは検出光に対して透明である場合
が多い。図５はその状況を示している。図５に示すよう
に基板１ａの表面にあらさが存在する場合、散乱光検出
器６には異物３からの散乱光４と共に基板表面からの散
乱光７も到達する。このため図６にしめすようにノイズ
成分が大きくなり異物からの信号の検出を困難にする。However, in actual photofabrication, the substrate used is metal, and the resist coated thereon is often transparent to detection light. Figure 5 shows the situation. As shown in FIG. 5, when there is a roughness on the surface of the substrate 1a, the scattered light 4 from the foreign object 3 as well as the scattered light 7 from the substrate surface reach the scattered light detector 6. Therefore, as shown in FIG. 6, the noise component increases, making it difficult to detect signals from foreign objects.
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、表面があらい金属基板、或いはその金属基板上に
透明なレジストコーティング層を設けてなる基材等の被
検査材に対して、コーティング層上、コーティング層内
、基板表面等の欠陥を検出することが可能な欠陥検出方
法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to coat a material to be inspected, such as a metal substrate with a rough surface, or a substrate formed by providing a transparent resist coating layer on the metal substrate. An object of the present invention is to provide a defect detection method capable of detecting defects on a layer, in a coating layer, on a substrate surface, etc.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明者らは鋭意検討の結果、レジスト乾燥後の冷
却過程において基板上のサビ、異物及びレジスト上の異
物等は、基板又はレジスト等と比較して温度が異なり、
そのためその表面から放出される物理量、例えば赤外線
放射率が異なっており、これを検出することにより欠陥
の存在を検出することが可能であることを見出した。本
発明はかかる知見に基づいてなされたもので、被検査材
表面より放出される物理量を、その表面を多数の微小面
積部分に分け、各微小面積部分毎に測定し、その測定値
より欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥検出方法を要
旨とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have conducted intensive studies and found that during the cooling process after resist drying, rust, foreign matter on the substrate, foreign matter on the resist, etc. are removed from the substrate or the resist. The temperature is different compared to resist etc.
Therefore, the physical quantities emitted from the surfaces, such as infrared emissivity, are different, and it has been found that by detecting this, it is possible to detect the presence of defects. The present invention was made based on this knowledge, and the physical quantity emitted from the surface of the material to be inspected is divided into a large number of small area parts and measured for each small area part, and defects are detected from the measured values. The gist of this paper is a defect detection method characterized by performing the following.
【０００９】本発明において欠陥検出の対象とする被検
査材は、シャドウマスク、リードフレーム、螢光表示管
用電極などの製造に使用される金属基板、或いはその金
属基板にレジストコーティングを施してなる基材等であ
る。これらの被検査材の表面欠陥の検出時期としては、
被検査材を加熱した後の冷却時とすることが好ましい。
例えば、基板上にレジストをコーティングし、そのコー
ティングされたレジストを加熱して乾燥させ、加熱乾燥
されたレジストコーティング済基板を冷却する工程にお
いて、冷却中の基板のレジストコーティング層表面より
放出される物理量を測定することが好ましい。冷却中の
被検査材では、欠陥のある部分から放出される物理量と
欠陥の無い部分から放出される物理量との差が顕著に生
じるので検出が容易となる。In the present invention, the material to be inspected for defect detection is a metal substrate used for manufacturing shadow masks, lead frames, electrodes for fluorescent display tubes, etc., or a substrate formed by applying a resist coating to the metal substrate. materials, etc. The timing for detecting surface defects on these inspected materials is as follows:
It is preferable to carry out the test at the time of cooling after heating the material to be inspected. For example, in the process of coating a resist on a substrate, heating and drying the coated resist, and cooling the heated and dried resist-coated substrate, a physical quantity is released from the surface of the resist coating layer of the substrate during cooling. It is preferable to measure. In the material to be inspected while it is being cooled, there is a noticeable difference between the physical quantity emitted from a defective part and the physical quantity emitted from a defect-free part, making detection easier.
【００１０】本発明において検出する物理量としては、
被検査材表面から放射される赤外線を用いることができ
る。被検査材表面から放射される赤外線を、その表面の
微小面積部分毎に測定する手段としては、赤外線領域に
感度を持つ固体撮像素子を用いることが好ましい。The physical quantities detected in the present invention are as follows:
Infrared rays emitted from the surface of the material to be inspected can be used. As a means for measuring the infrared rays emitted from the surface of the material to be inspected for each minute area of the surface, it is preferable to use a solid-state imaging device sensitive to the infrared region.
【００１１】[0011]
【作用】被検査材に加熱或いは冷却によって温度変化を
与えた時、被検査材表面の欠陥の無い部分と欠陥の部分
とでは温度が異なり、このため、被検査材表面から放出
される物理量例えば赤外線放射量に分布が生じる。本発
明では、このような被検査材表面より放出される物理量
を、前記被検査材の表面を多数の微小面積部分に分け、
その微小面積部分毎に測定することにより、被検査材表
面から放出される物理量の分布を知ることができ、測定
値が他の部分に比べて極端に異なっている部分を表面の
欠陥として検出できる。[Operation] When a temperature change is applied to the inspected material by heating or cooling, the temperature is different between the defect-free and defective areas on the inspected material's surface, and for this reason, physical quantities emitted from the inspected material surface, such as A distribution occurs in the amount of infrared radiation. In the present invention, the physical quantity emitted from the surface of the material to be inspected is determined by dividing the surface of the material to be inspected into a large number of small area parts,
By measuring each minute area, it is possible to know the distribution of physical quantities emitted from the surface of the material to be inspected, and areas where the measured values are extremely different compared to other areas can be detected as surface defects. .
【００１２】特に、レジストコーティング済の基板を冷
却する工程において、その冷却中の基板のレジストコー
ティング層表面より放射される赤外線量は、サビ、異物
等の欠陥の有無によって大きく異なるので、その赤外線
量を、赤外線領域に感度を持つ固体撮像素子を用いて測
定することにより、欠陥を検出できる。In particular, in the process of cooling a resist-coated substrate, the amount of infrared rays emitted from the surface of the resist coating layer of the substrate during cooling varies greatly depending on the presence or absence of defects such as rust and foreign matter. Defects can be detected by measuring this using a solid-state imaging device sensitive to the infrared region.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は金属基板に対するレジストコーティン
グ工程において本発明方法によって欠陥を検出する実施
例を示すものであり、１１は金属基板のロール、１２は
そのロールから繰り出される金属基板、１３は金属基板
を搬送する搬送ローラ、１４は金属基板１２の脱脂を行
う脱脂装置、１５はその金属基板１２にレジストコーテ
ィングを行うレジストコーティング装置、１６はレジス
トコーティング層を乾燥させるために加熱する乾燥装置
、１７は乾燥装置１６の下流において金属基板１２のレ
ジストコーティング層表面を観察するように配置された
赤外線画像カメラである。この赤外線画像カメラ１７は
、図２に示すように、二次元配列の赤外線領域に感度を
持つＣＣＤ等の固体撮像素子１７ａと、金属基板１２の
表面から放射されている赤外線１８を固体撮像素子１７
ａ上に結像させる集光レンズ１７ｂ等を備えており、そ
の固体撮像素子１７ａからの信号はモノクロモニター（
図示せず）に送られるようになっている。[Example] Fig. 1 shows an example of detecting defects by the method of the present invention in a resist coating process for metal substrates, in which 11 is a roll of metal substrates, 12 is a metal substrate unrolled from the roll, and 13 is a metal substrate. 14 is a degreasing device that degreases the metal substrate 12; 15 is a resist coating device that applies resist coating to the metal substrate 12; 16 is a drying device that heats the resist coating layer; 17; is an infrared imaging camera placed downstream of the drying device 16 to observe the surface of the resist coating layer of the metal substrate 12. As shown in FIG. 2, this infrared imaging camera 17 includes a two-dimensional array of solid-state imaging devices 17a such as CCDs that are sensitive to infrared regions, and a solid-state imaging device 17a that captures infrared rays 18 emitted from the surface of a metal substrate 12.
It is equipped with a condensing lens 17b etc. to form an image on the solid-state image sensor 17a, and the signal from the solid-state image sensor 17a is displayed on a monochrome monitor (
(not shown).
【００１４】次に上記構成の装置の動作を説明する。ロ
ーラ１１から金属基板１２が連続的に引き出され、走行
中の金属基板１２に対して、脱脂、レジストコーティン
グ、及び乾燥が一連の工程として行われ、金属基板１２
の表面にレジストコーティング層１２ａ（図２参照）が
形成される。乾燥装置１６を出たレジストコーティング
済の金属基板１２はその後、搬送されながら自然冷却さ
れる。その冷却途中の金属基板１２のレジストコーティ
ング層１２ａの表面が赤外線画像カメラ１７によって観
察される。すなわち、赤外線画像カメラ１７は、その下
を通過する金属基板１２のレジストコーティング層表面
の所定範囲（図２でハッチングで示す部分）を観察し、
固体撮像素子１７ａの多数の素子によって、その素子に
対応するレジストコーティング層表面の微小面積部分か
ら放射される赤外線量を測定し、その結果をモノクロモ
ニターに表示する。ここで、冷却途中のレジストコーテ
ィング済金属基板１２は、サビや異物等の欠陥の存在し
ない状態では全体が一様な状態にモノクロモニターに表
示され、その時の濃度はその金属基板の温度に応じたも
のとなっている。例えば、金属基板を高温位置で観察す
ると白色であり、低温位置では黒色である。ところが、
例えば基板上にサビが存在するとその部分だけ温度が高
い（周辺の基板に比較して）状態が続き、白く輝いてい
るように観察される。かくして、モノクロモニターの表
示を目視することにより、欠陥を検出できる。また、固
体撮像素子１７ａからの信号を所定の基準値と比較し、
異常部分を検出することにより、金属基板の表面の欠陥
を検出できる。上記した赤外線画像カメラ１７に接続さ
れたモノクロモニターを目視観察した結果、レジストコ
ーティング層１２ａの下の金属基板表面のサビ、レジス
トコーティング層１２ａの表面に付着していた異物を検
出することができた。Next, the operation of the apparatus having the above configuration will be explained. The metal substrate 12 is continuously pulled out from the roller 11, and degreasing, resist coating, and drying are performed as a series of steps on the moving metal substrate 12.
A resist coating layer 12a (see FIG. 2) is formed on the surface. After leaving the drying device 16, the resist-coated metal substrate 12 is naturally cooled while being transported. The surface of the resist coating layer 12a of the metal substrate 12 during cooling is observed by the infrared imaging camera 17. That is, the infrared imaging camera 17 observes a predetermined range (the hatched part in FIG. 2) of the surface of the resist coating layer of the metal substrate 12 passing under it,
A large number of elements of the solid-state image sensor 17a measure the amount of infrared rays emitted from a minute area portion of the surface of the resist coating layer corresponding to the element, and the results are displayed on a monochrome monitor. Here, the resist-coated metal substrate 12 that is being cooled is displayed in a uniform state on the monochrome monitor as a whole when there are no defects such as rust or foreign matter, and the concentration at that time is determined according to the temperature of the metal substrate. It has become a thing. For example, when a metal substrate is observed at a high temperature position, it is white, and when observed at a low temperature position, it is black. However,
For example, if there is rust on a board, the temperature of that part remains high (compared to the surrounding board), and it appears to shine white. Thus, defects can be detected by visually observing the display on the monochrome monitor. Further, the signal from the solid-state image sensor 17a is compared with a predetermined reference value,
By detecting abnormal portions, defects on the surface of the metal substrate can be detected. As a result of visual observation of the monochrome monitor connected to the above-mentioned infrared imaging camera 17, it was possible to detect rust on the surface of the metal substrate under the resist coating layer 12a and foreign matter adhering to the surface of the resist coating layer 12a. .
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上説明したように本発明の欠陥検出方
法は、被検査材表面から放出される物理量例えば赤外線
量を、被検査材の表面の微小面積部分毎に測定するもの
であるので、その測定値の異常な部分を検出することに
よって欠陥を検出することができ、その際、金属基板表
面のあらさの影響をあまり受けることなく、また表面に
透明なレジストコーティング層があっても欠陥検出が可
能であるという効果を有している。As explained above, the defect detection method of the present invention measures the physical quantity emitted from the surface of the material to be inspected, such as the amount of infrared rays, for each minute area portion of the surface of the material to be inspected. Defects can be detected by detecting abnormal parts of the measured values, and can be detected without being affected by the roughness of the metal substrate surface, and even if there is a transparent resist coating layer on the surface. This has the effect of making it possible.
【図１】本発明の実施例を示す概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の要部の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of the main parts of FIG. 1;
【図３】従来の異物検出方法を説明する概略側面図であ
る。FIG. 3 is a schematic side view illustrating a conventional foreign object detection method.
【図４】図３の検出器の信号を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the signal of the detector of FIG. 3;
【図５】従来の異物検出方法の問題点を説明する概略側
面図である。FIG. 5 is a schematic side view illustrating problems with a conventional foreign object detection method.
【図６】図５の検出器の信号を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the signal of the detector of FIG. 5;
１１ 金属基板のロール
１２ 金属基板
１２ａ レジストコーティング層
１３ 搬送ローラ
１４ 脱脂装置
１５ レジストコーティング装置１６ 乾
燥装置
１７ 赤外線画像カメラ
１７ａ 固体撮像素子
１７ｂ 集光レンズ
１８ 赤外線11 Metal substrate roll 12 Metal substrate 12a Resist coating layer 13 Conveying roller 14 Degreasing device 15 Resist coating device 16 Drying device 17 Infrared image camera 17a Solid-state image sensor 17b Condensing lens 18 Infrared
Claims (3)
、その表面を多数の微小面積部分に分け、各微小面積部
分毎に測定し、その測定値より欠陥検出を行うことを特
徴とする欠陥検出方法。1. A defect characterized in that the physical quantity emitted from the surface of a material to be inspected is divided into a large number of small area parts, measured for each small area part, and defects are detected from the measured values. Detection method.
そのコーティングされたレジストを加熱して乾燥させ、
加熱乾燥させたレジストコーティング済基板を冷却する
工程において、冷却中の基板のレジストコーティング層
表面より放出される赤外線を、その表面を多数の微小面
積部分に分け、各微小面積部分毎に測定し、その測定値
より欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥検出方法。2. Coating a resist on a substrate,
The coated resist is heated and dried,
In the process of cooling a resist-coated substrate that has been heat-dried, the infrared rays emitted from the surface of the resist coating layer of the substrate being cooled are divided into a number of small area parts, and each of the small area parts is measured. A defect detection method characterized by detecting defects from the measured values.
層表面より放出される赤外線を、赤外線領域に感度を持
つ固体撮像素子を用いて測定することを特徴とする請求
項２記載の欠陥検出方法。3. The defect detection method according to claim 2, wherein infrared rays emitted from the surface of the resist coating layer of the substrate being cooled are measured using a solid-state imaging device sensitive to the infrared region.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571791A JPH04248451A (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Method for detecting flaw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571791A JPH04248451A (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Method for detecting flaw |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04248451A true JPH04248451A (en) | 1992-09-03 |
Family
ID=12449614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3571791A Pending JPH04248451A (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Method for detecting flaw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04248451A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2442122A (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Automatic detection of coating defects |
| JP2011237383A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Nippon Steel Corp | Defect detection method and defect detection system for materials |
| US20200408600A1 (en) * | 2018-01-11 | 2020-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inspection method, inspection apparatus, production method, and production system for heatsink |
| KR102602641B1 (en) * | 2023-02-15 | 2023-11-16 | (주)아인테크놀러지 | Apparatus for inspection crack of a substrate |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3571791A patent/JPH04248451A/en active Pending
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| GB2442122B (en) * | 2006-09-21 | 2009-08-05 | Bosch Gmbh Robert | Automatic detection of coating defects |
| US8000515B2 (en) | 2006-09-21 | 2011-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Automatic detection of coating flaws |
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| US11802797B2 (en) * | 2018-01-11 | 2023-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Inspection method, inspection apparatus, production method, and production system for heatsink |
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