專利名稱:圖樣檢測(cè)裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于用光學(xué)方法檢查表面的一種表面檢測(cè)裝置。具體地說(shuō)是用來(lái)檢測(cè)印刷線路板上形成的對(duì)入射光具有低反射率的短路部分及印刷線路板布線圖樣表層鱗剝的缺陷部分的圖樣檢測(cè)裝置。
在日本專利申請(qǐng)NO.33909/81中描述了一種傳統(tǒng)的圖樣檢測(cè)裝置，該裝置選擇用有特定波長(zhǎng)的光。印刷線路板布線圖樣對(duì)這種光的反射率和印刷線路板的絕緣襯底對(duì)這種光的反射率有很大差別。也就是說(shuō)，該裝置利用了布線圖象反射率和被測(cè)物體反射率之間的差別，藉助于具有有限波長(zhǎng)范圍的光，在不易被圖樣表面氧化和表面層污染所影響的條件下，辨別絕緣襯底和布線圖樣。
但是，在以往的技術(shù)中，圖樣表面上良好的直線相交處所造成的不規(guī)則反射被誤判為缺陷，并且也難以檢測(cè)低反射率的短路缺陷。
下面，參照?qǐng)D15比較詳細(xì)地解釋上面提及的日本專利申請(qǐng)中描述的圖樣檢測(cè)裝置。在該裝置中，為了檢測(cè)圖樣缺陷，印刷線路板1的布線平面2′反射的光由探測(cè)器15檢測(cè)。在圖15中，參考數(shù)字2指的是布線圖樣，11是光源，12是把從光源11發(fā)出的光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?1的透鏡，13是半透明鏡，14是透鏡，把從布線平面反射回來(lái)且通過(guò)鏡13的光41聚焦在探測(cè)器15上以形成布線平面2′的圖象。但是，在上述利用從被測(cè)表面反射的光的裝置中，如圖13和14A中用參考數(shù)字5指明的那種在布線圖樣上的淺縫可能被檢測(cè)出來(lái)并認(rèn)為是缺陷，然而，它們不是真正的缺陷。而且，如圖13和14B中用參考數(shù)字6所指明的那種對(duì)光具有低阻率的短路部分卻難以檢測(cè)出來(lái)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種檢測(cè)襯底上布線圖樣的裝置，它能改善以往技術(shù)中的檢測(cè)能力布線圖樣中淺縫不再認(rèn)為是缺陷;不反對(duì)光具有低反射率的短路部分，而且布線圖樣表面鱗剝的缺陷部分都可以確切無(wú)疑地檢測(cè)出來(lái)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種檢測(cè)襯底上布線圖樣的方法和裝置，該裝置不會(huì)把由于通孔偏離預(yù)定位置而造成的接合區(qū)狹窄部分認(rèn)為是缺陷。不僅對(duì)光具有低反射率的短路部分，而且布線圖樣表層鱗剝那種缺陷部分都能夠確切無(wú)疑地檢測(cè)出來(lái)。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明，從印刷線路板襯底或類似物體發(fā)射的螢光用來(lái)檢測(cè)布線圖樣。
為了更確切地檢測(cè)布線圖樣，進(jìn)一步把利用從布線圖樣反射的光的傳統(tǒng)方法和利用來(lái)自襯底的螢光的本發(fā)明方法結(jié)合起來(lái)。因?yàn)椴季€圖樣的截面是梯形，其底邊位于襯底上，由螢光形成的布線圖樣粘合在其上的那部分襯底區(qū)域的圖象在尺寸上不同于反射光形成的布線圖樣表面的圖象，因而不可能把這兩種圖象原封不動(dòng)地重合。在本發(fā)明中，把由螢光形成的圖樣圖象縮小，然后再與反射光形成的圖樣圖象結(jié)合。
為了用單一光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施用螢光和反射光兩種檢測(cè)，為了改善圖樣檢測(cè)操作運(yùn)行中的信噪比，用射入印刷線路板以產(chǎn)生螢光的光中所含有的紅外部分來(lái)形成反射光。
為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，按照本發(fā)明，提出了利用螢光形成的布線圖樣的廓影，從螢光圖象中去掉存在于接合區(qū)中的通孔圖象的方法和裝置。更詳細(xì)地說(shuō)是把螢光形成的布線平面圖象縮小到布線圖樣的廓影消失，然后放大到結(jié)合區(qū)的圖象恢復(fù)到原來(lái)尺寸。這樣，在經(jīng)過(guò)縮小和放大加工后得到的圖象只包含接合區(qū)的圖象。然后對(duì)上述圖象和螢光形成的圖象取邏輯積，得到的只是布線圖樣的圖象。
下面，先描述按照本發(fā)明的一種方式的圖樣檢測(cè)裝置的光學(xué)系統(tǒng)和電路結(jié)構(gòu)，然后描述其特性。
按照本發(fā)明的一種方式，圖樣檢測(cè)裝置包括第一光源用來(lái)照明印刷線路板或陶瓷線路板的布線平面;第一探測(cè)器用來(lái)探測(cè)從印刷線路板或陶瓷線路板的襯底發(fā)射的螢光;第一濾光器從光源發(fā)出的光中取出能迅速產(chǎn)生螢光的光分量;第二濾光器濾去從布線平面反射的光，透過(guò)來(lái)自襯底的螢光;第一聚焦透鏡在第一探測(cè)器上形成布線圖樣的螢光成象;第一半透明鏡把從第一光源來(lái)的光導(dǎo)向布線平面;把從襯底發(fā)射的螢光導(dǎo)向第一聚焦透鏡和第一探測(cè)器;第一電子線路把螢光形成的圖樣圖象送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并把數(shù)字圖象轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制圖樣圖象;第一存儲(chǔ)來(lái)自第一電子線路的二進(jìn)制圖樣圖象;電子線路轉(zhuǎn)換第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的二進(jìn)制圖樣圖象的極性，也就是說(shuō)，得到存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器中黑白圖象的負(fù)象，并把負(fù)象縮小;第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)極性轉(zhuǎn)換過(guò)的縮小的圖樣圖象;第二光源用來(lái)照明布線平面;第二探測(cè)器用來(lái)探測(cè)從布線平面反射的光;第二聚焦透鏡在第二探測(cè)器上形成布線圖象的反射光圖象;第二半透明鏡把從第二光源來(lái)的光導(dǎo)向布線平面，把反射光導(dǎo)向第二聚焦透鏡和第二探測(cè)器;第二電子線路把反射光形成的圖樣圖象加到模數(shù)轉(zhuǎn)換器并把數(shù)字圖象轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制圖樣圖象;第三存儲(chǔ)器把來(lái)自第二電子線路的二進(jìn)制圖樣圖象存儲(chǔ)起來(lái);掩蔽電子線路用第二存儲(chǔ)器的內(nèi)容來(lái)掩蔽第三存儲(chǔ)器的內(nèi)容;從掩蔽電子線路的輸出中取出缺陷的電子線路用極性轉(zhuǎn)換過(guò)的縮小了的螢光圖樣圖象來(lái)掩蔽反射光形成的圖樣圖象以檢測(cè)缺陷。上述按照本發(fā)明的一種方式的圖樣檢測(cè)裝置有如下特點(diǎn)與螢光有關(guān)的第一光源、第一聚焦透鏡和第一半透明鏡都可分別用作與反射光有關(guān)的第二光源、第二聚焦透鏡和第二半透明鏡。
可以用超高壓水銀燈作為照明布線平面的光源。
與光軸成45°放置的，反射蘭光，透過(guò)紅光的二色鏡用作半透明鏡，把從襯底發(fā)射的螢光和從布線平面反射的光通過(guò)聚焦透鏡分別導(dǎo)向第一、第二探測(cè)器。
產(chǎn)生螢光并把它導(dǎo)向聚焦透鏡的光學(xué)系統(tǒng)可以用作產(chǎn)生反射光并把它導(dǎo)向聚焦透鏡的光學(xué)系統(tǒng)。
從用來(lái)取出能夠迅速產(chǎn)生螢光的光分量的第一濾光器透過(guò)的少量紅外分量從布線平面反射，反射的紅外分量由第二探測(cè)器探測(cè)。用紅外反射鏡把反射的紅外光和螢光分開(kāi)，并把螢光和反射光分別導(dǎo)向第一、第二探測(cè)器。這樣，從單一光源發(fā)出的光中取出的分量和紅外分量分別用來(lái)產(chǎn)生螢光和反射光。
紅外透過(guò)鏡可以代替紅外反射鏡，把螢光和反射的紅外光分開(kāi)來(lái)。
探測(cè)螢光的第一探測(cè)器是一種高靈敏度探測(cè)器，在波長(zhǎng)范圍為400-700毫微米范圍內(nèi)具有光譜敏感性。它是一種攝象管，如硒砷碲攝象管或光導(dǎo)攝象管。
探測(cè)反射的紅外光的第二探測(cè)器是一種高靈敏度探測(cè)器，其光譜敏感范圍是波長(zhǎng)為700～1100毫微米，它也是一種攝象管。如硅光導(dǎo)攝象管。
第一濾光器用于取出能夠迅速產(chǎn)生螢光的光分量。這是一種能透過(guò)少量紅外光的濾光片，如蘭色濾光片B370或B390。
第二濾光器用于濾去能夠迅速產(chǎn)生螢光的光分量從布線平面反射的光，透過(guò)螢光和反射的紅外光。這是一種黃色或桔色的玻璃板，能夠透過(guò)波長(zhǎng)范圍為450～560毫微米的光分量。
把由螢光形成的圖樣圖象的縮小圖象與反射光形成的圖象結(jié)合用來(lái)檢測(cè)缺陷。
上面描述的是按照本發(fā)明的一種方式的圖樣檢測(cè)裝置。這里，按照本發(fā)明的另一種方式提供一種圖樣檢測(cè)裝置。該裝置包括光源用來(lái)照明印刷線路板或陶瓷線路板的布線平面;第一探測(cè)器用來(lái)探測(cè)印刷線路板或陶瓷線路板襯底反射的螢光;第二探測(cè)器用來(lái)探測(cè)從布線平面反射的紅外光;第一濾光器從光源發(fā)出的光中取出能迅速產(chǎn)生螢光的激勵(lì)光分量;第二濾光器濾去從布線平面反射的激勵(lì)光分量，透過(guò)從襯底來(lái)的螢光和從布線平面反射的紅外光;聚焦透鏡在第一、第二探測(cè)器上形成布線圖樣的圖象;半透明鏡把從光源來(lái)的光導(dǎo)向布線平面，把從襯底來(lái)的螢光和從布線平面反射的紅外光通過(guò)聚焦透鏡分別導(dǎo)向第一、第二探測(cè)器;紅外反射鏡把反射的紅外光與螢光分開(kāi);第一電子線路把螢光形成的圖樣圖象送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并把得到的數(shù)字圖樣圖象轉(zhuǎn)為二進(jìn)制圖樣圖象;第一存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自第一電子線路的二進(jìn)制圖樣圖象;第二電子線路把反射的紅外光形成的圖樣圖象送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并把所得的數(shù)字圖樣圖象轉(zhuǎn)為二進(jìn)制圖樣圖象;第三存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自第二電子線路的二進(jìn)制圖樣圖象;二級(jí)縮小電路把第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的圖樣圖象縮小到布線圖樣的圖象消失;二級(jí)放大電路把來(lái)自二級(jí)縮小電路的縮小圖象放大，放大倍數(shù)與縮小倍數(shù)一致;第四存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自二級(jí)放大電路的圖象即經(jīng)過(guò)二級(jí)縮小和二級(jí)放大的圖象;一級(jí)縮小電路把螢光形成的圖樣圖象縮小到其線寬等于反射的紅外光形成的圖樣圖象的線寬;第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自一級(jí)縮小電路的縮小圖樣圖象的顛倒極性的形式;第一掩蔽電路對(duì)存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)器中的圖象和存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)器中的圖象取邏輯積;第五存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自第一掩蔽電路輸出的基于反射的紅外光的圖樣圖象;第二掩蔽電路對(duì)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器內(nèi)的圖象和存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)器內(nèi)的圖象取邏輯積;第六存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來(lái)自第二掩蔽電路輸出的基于螢光的圖樣圖象;缺陷取出電路對(duì)存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)器的圖象和存儲(chǔ)在第六存儲(chǔ)器的圖象實(shí)行排除或運(yùn)算。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，為了同時(shí)得到使用螢光的優(yōu)點(diǎn)(如對(duì)光有低反射率的短路可以檢測(cè)出來(lái);通孔從預(yù)定位置的偏離不被認(rèn)為是缺陷)和使用反射的紅外光的優(yōu)點(diǎn)(如布線圖樣表面鱗剝的缺陷部分可以檢測(cè)出來(lái))，螢光形成的圖象經(jīng)過(guò)二級(jí)縮小和二級(jí)放大后得到的圖象既用于掩蔽由反射的紅外光形成的圖象，也用于掩蔽由螢光形成的圖象經(jīng)過(guò)一級(jí)縮小而得到的圖象。通過(guò)這些掩蔽運(yùn)算，從反射的紅外光形成的圖象中只取出布線圖樣的圖象，類似地從螢光形成的圖象中只取出布線圖樣的圖象。這兩類只有布線圖樣的圖象用缺陷檢測(cè)單元組合，找出圖樣的缺陷來(lái)。
下面，連同附圖作出的詳細(xì)描述將使本發(fā)明更為明瞭。其中圖1給出了按照本發(fā)明利用螢光的圖樣檢測(cè)裝置實(shí)施方案的簡(jiǎn)圖。
圖2給出了按照本發(fā)明同時(shí)利用螢光和反射光的圖樣檢測(cè)裝置的實(shí)施方案的簡(jiǎn)圖。
圖3是圖2中給出的實(shí)施方案的變型的簡(jiǎn)圖。
圖4和5分別給出了圖2和3中示出的濾光器16和18的光譜透過(guò)特性曲線圖。
圖6給出了圖2和3中示出的探測(cè)器19的光譜敏感特性曲線圖。
圖7給出了圖2中示出的鏡20的光譜透過(guò)特性曲線圖。
圖8給出了圖2和3中示出的探測(cè)器15的光譜敏感特性曲線圖。
圖9給出了圖3中示出的鏡21的光譜透過(guò)特性曲線圖。
圖10給出了按照本發(fā)明的圖樣檢測(cè)裝置中缺陷檢測(cè)電路單元的一個(gè)例子的方框圖。
圖11給出了缺陷檢測(cè)電路單元另一個(gè)例子的方框圖。
圖12給出了圖10中電路部分的詳細(xì)線路圖。
圖13給出了被測(cè)的有通孔印刷線路板部件平面圖。
圖14A、14B和14C分別是沿圖13中線A-A、B-B和C-C取的截面圖。
圖15給出了利用被測(cè)物體的反射光的傳統(tǒng)的圖樣檢測(cè)裝置的簡(jiǎn)圖。
圖16-22給出了在檢測(cè)沒(méi)有通孔的印刷布線圖樣時(shí)得到的圖象。
圖23給出了缺陷檢測(cè)電路單元進(jìn)一步例子的方框圖。
圖24和25是圖23中給出的電路部分的詳細(xì)電路圖。
圖26-33給出了從有通孔的印刷線路板的圖象中取出缺陷的過(guò)程中形成的圖象。
下面，參照?qǐng)D1-22，詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。
圖1給出了按照本發(fā)明的圖樣檢測(cè)裝置的實(shí)施方案，該方案只利用螢光。此方案基于下列事實(shí)當(dāng)用強(qiáng)紫光或紫外光照用印刷線路板或陶瓷線路板的布線平面和保護(hù)層圖樣時(shí)，從襯底及保護(hù)膜發(fā)射螢光。這樣產(chǎn)生的螢光可用來(lái)形成被測(cè)布線圖樣的負(fù)象。在圖1中參考數(shù)字1標(biāo)明印刷線路板(或陶瓷線路板)，在它暴露于激勵(lì)光時(shí)，其襯底可以產(chǎn)生螢光。2是由銅、鉻或其它金屬制成的布線圖樣，2′是板1的布線平面;4是板1的襯底;11是高亮度光源;12是聚光透鏡;16是第一濾光器;17是半透明鏡;18是第二濾光器;14是聚焦透鏡;19是探測(cè)器。從光源11發(fā)出的光引通過(guò)聚光透鏡12達(dá)到濾光器16。濾光器16從光31中取出能在印刷線路板或陶瓷線路板的襯底4和保護(hù)膜產(chǎn)生螢光的光分量。濾光器16由例如所謂蘭色濾光片B370制成。該蘭色濾光片370在波長(zhǎng)為370毫微米處有最大透過(guò)率，可以透過(guò)波長(zhǎng)范圍為300-460毫微米的光。取出的光分量從半透明鏡17反射。反射光方向與入射光方向成90°角，然后入射到板1。入射到板1的光作為從襯底或保護(hù)膜發(fā)射螢光的激勵(lì)光32。光42包含從襯底或保護(hù)膜發(fā)射的螢光及布線平面2′反射的光32。光42通過(guò)半透明鏡17達(dá)到濾光器18。濾光器18只通過(guò)波長(zhǎng)比激勵(lì)光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的螢光，把螢光同從布線平面2′反射的激勵(lì)光32分開(kāi)來(lái)。濾光器18由例如所謂黃色濾光器Y50構(gòu)成，它反射波長(zhǎng)短于500毫微米的光，透過(guò)波長(zhǎng)長(zhǎng)于500毫微米的光。由濾光器18把螢光43和反射光32分開(kāi)。分開(kāi)后的螢光43由聚焦透鏡14在探測(cè)器19的光電轉(zhuǎn)換面上聚焦，形成布線圖樣2的負(fù)象。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，圖1中所示的實(shí)施方案利用了從板1襯底或類似物反射的螢光，因而可以形成布線圖樣的負(fù)象而不受如圖13或14A中所示的布線圖樣表面淺縫5的影響，即與布線圖樣是否光滑無(wú)關(guān)。而且，對(duì)光具有低反射率的短路部分6(如在圖13和圖14B中示出的)留在板1的襯底上時(shí)，部位6處不會(huì)產(chǎn)生螢光，因而最后檢測(cè)出作為缺陷的短路部分6。
如上所述，布線圖樣可以用發(fā)自襯底的螢光來(lái)檢測(cè)而不受布線圖樣上外來(lái)物質(zhì)的影響。但是，布線圖樣表面層鱗剝的缺陷部分在螢光形成的布線圖樣的負(fù)象中發(fā)現(xiàn)不了。這種缺陷部分除用螢光外，可以加用從布線平面反射的光來(lái)檢測(cè)。
現(xiàn)在，參考圖2-15，解釋按照本發(fā)明的圖樣檢測(cè)裝置的另一種實(shí)施方案。圖2給出上述實(shí)施方案。在圖2中，與圖1中同樣的參考數(shù)字標(biāo)明相同部分。藉助于紅外反射鏡20在探測(cè)器15′上圖象成為倒象。然而本解釋是在沒(méi)有這種倒象的假定下進(jìn)步的。本實(shí)施方案和圖1的實(shí)施方案不同之處在于進(jìn)一步裝備了探測(cè)反射的紅外光的外探測(cè)器15′和紅外反射鏡20。要注意到探測(cè)器15′對(duì)紅外光的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于圖15的傳說(shuō)圖樣檢測(cè)裝置中用的探測(cè)器15。參照?qǐng)D2，從高亮度光源11發(fā)出的光31通過(guò)聚光透鏡12入射到第一濾光器16，在襯底4能迅速產(chǎn)生螢光的光分量即激勵(lì)光32通過(guò)第一濾光器16，然后從半透明鏡17反射。其反射光方向與入射光方向成90°角。最后入射到布線平面2′上。第一濾光器16不僅透過(guò)激勵(lì)光32，還透過(guò)少量紅外光。它由例如蘭色濾光片B370或B390構(gòu)成。最好是用與光軸成45°放置的蘭反射/紅透射二色性鏡作為半透明鏡17。上述二色性鏡反射短波長(zhǎng)光，透過(guò)和螢光和紅外光那樣的長(zhǎng)波長(zhǎng)光。光42包含從襯底來(lái)的螢光，從布線平面2′反射的強(qiáng)激勵(lì)光32和從布線平面2′反射的紅外光。光42通過(guò)半透明鏡17，然后入射到第二濾光器18。從布線平面反射的強(qiáng)激勵(lì)光被濾光器18濾去，不包含反射激勵(lì)光的光43通過(guò)濾光器18。第二濾光器18由例如黃色玻璃濾光片Y50構(gòu)成，它能有敏感地把螢光和激勵(lì)光分開(kāi)來(lái)。通過(guò)聚焦透鏡14的光43由紅外反射鏡20分成螢光44和反射的紅外光45。螢光44為探測(cè)器19(即螢光探測(cè)器)所探測(cè)，它形成一個(gè)布線圖樣的象。同時(shí)，反射的紅外光45為探測(cè)器15′(即紅外探測(cè)器)所探測(cè)，它形成一個(gè)布線圖樣的象。圖4-8給出光學(xué)元件的特性圖4給出第一濾光器16的光譜透過(guò)特性;圖5給出第二濾光器18的光譜透過(guò)特性;圖6給出螢光探測(cè)器19的光譜敏感特性;圖7給出紅外反射鏡20的光譜透過(guò)特性;圖8給出紅外探測(cè)器15′的光譜敏感特性。
圖3給出圖2實(shí)施方案的變型。在圖3中，紅外透過(guò)鏡(即冷鏡)21用來(lái)替代紅外反射鏡20。把圖2中示出的探測(cè)器19和15′的位置相互改變，把光程44和45的位置相互改變，就得到圖3中所示的安排。除去紅外透過(guò)鏡21對(duì)紅外光的功能與紅外反射鏡20相反外，圖3中所示的修改方案的運(yùn)行過(guò)程與圖2中所示實(shí)施方案的運(yùn)行過(guò)程一樣。所以，對(duì)修正方案不作進(jìn)一步的解釋。圖9給出紅外透過(guò)鏡21的光譜透過(guò)特性。
參考圖10-22，下面解釋沒(méi)有通孔的印刷線路板上缺陷的檢測(cè)原理。
圖10給出本發(fā)明中所用的缺陷檢測(cè)電路單元的一個(gè)例子。參考圖10，表示螢光探測(cè)器19探測(cè)的螢光圖樣圖象(即基于螢光的圖樣圖象)的探測(cè)信號(hào)71由模數(shù)轉(zhuǎn)換器52′轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)。然后，由二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生電路53轉(zhuǎn)為二進(jìn)制信號(hào)。該二進(jìn)制信號(hào)存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器54中。第一存儲(chǔ)器有如在日本書(shū)NO.98886/73中描述的那種電路結(jié)構(gòu)，即在圖12中所示的電路結(jié)構(gòu)。圖16給出第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的螢光圖樣圖象。同時(shí)，表示紅外探測(cè)器15′探測(cè)的紅外圖樣圖象(即基于反射的紅外光的圖樣圖象)的探測(cè)信號(hào)81由模數(shù)轉(zhuǎn)換器52′轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，然后，由二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生電路53′轉(zhuǎn)為二進(jìn)制信號(hào)。該二進(jìn)制信號(hào)存入第三存儲(chǔ)器54′。第三存儲(chǔ)器54′有如上述提到日本專利NO.98886/73說(shuō)明書(shū)中描述的那種電路結(jié)構(gòu)，即在圖12中給出的電路結(jié)構(gòu)。圖18給出存儲(chǔ)器54′中的一個(gè)紅外圖樣圖象。通過(guò)極性反射/縮小電路55，存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器54′中的螢光圖樣圖象(即圖16中示出的圖象)轉(zhuǎn)為反極性的縮小象，也就是說(shuō)，通過(guò)電路55形成了存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器54中的黑白圖象的縮小負(fù)象。來(lái)自電路55的反極性縮小象存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器56中。圖17中給出第二存儲(chǔ)器56中存儲(chǔ)的圖樣圖象。正如在圖12中所示，第二存儲(chǔ)器56可以不要。在掩蔽電路57中，存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)器54′中的紅外圖樣圖象(即圖18中示出的圖象)被存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器56中的反極性縮小螢光圖樣圖象(即圖17中示出的圖象)所掩蔽，如圖19所示。即與反極性縮小螢光圖象布線圖樣區(qū)域以外區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域被掩蔽了。在缺陷檢出電路58中，檢測(cè)在紅外圖樣圖象中不存在的反極性縮小螢光圖象的布線圖樣區(qū)域的那些面積，這樣就能檢測(cè)出缺陷來(lái)。這些缺陷面積由檢測(cè)輸出電路59輸出，如圖20所示。
一般說(shuō)來(lái)，印刷線路板布線圖樣的截面是梯形，其底邊與印刷線路板襯底接觸，底邊比頂邊長(zhǎng)。螢光圖樣圖象示出布線圖樣與襯底接觸部分，而紅外圖樣圖象示出布線圖樣的頂面部分。所以，紅外圖樣圖象的線寬比螢光圖樣圖象的線寬窄。因而，不可能用螢光圖樣圖象精確地掩蔽紅外圖樣圖象。需要把螢光圖樣圖象縮小。在圖12中給出縮小電路的一個(gè)例子。在此例子中，螢光圖樣圖象二次縮小，這將在下面解釋。參考圖12，包含在第一存儲(chǔ)器54中每一方塊對(duì)應(yīng)探測(cè)信號(hào)71的一位。包括在極性反轉(zhuǎn)/縮小電路55中的每一個(gè)與門的五個(gè)輸入信號(hào)來(lái)自組成十字的五個(gè)方塊。占有在五個(gè)輸入信號(hào)都取電平“1”時(shí)，與門的輸出信號(hào)才取電平“1”。上述輸出信號(hào)用來(lái)代替位于十字中心的方塊的信號(hào)，形成縮小的圖樣圖象，并存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器內(nèi)。在圖12中，參考符號(hào)55a表明一個(gè)變換器，用來(lái)變換來(lái)自二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生電路53的二進(jìn)制信號(hào)的每一位的極性以形成一個(gè)反極性圖象。進(jìn)而注意到圖12給出的電路結(jié)構(gòu)假定了在極性轉(zhuǎn)換/縮小電路55中不出現(xiàn)時(shí)間滯后。
圖11給出用在本發(fā)明的缺陷探測(cè)電路單元的另一個(gè)例子。在圖11中，與圖10相同的參考數(shù)字表明類同的部件。圖11中給出的電路單元與圖10中給出的電路單元之間的差別在于用縮小電路60代替了轉(zhuǎn)極轉(zhuǎn)換/縮小電路55。也就是說(shuō)，來(lái)自二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生電路53的二進(jìn)制圖樣圖象不發(fā)生極性變換而縮小，然后存在第二存儲(chǔ)器61。圖21給出存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器61中的圖樣圖象。存儲(chǔ)器61中存儲(chǔ)的縮小了的圖樣圖象(即圖21中示出的圖象)和存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)器54′中的紅外圖樣圖象(即圖18中示出的圖象)由合成電路62組合。圖22中圖解性地給出了這樣組合的圖樣圖象。在檢出電路58中，縮小了的圖樣圖象的布線圖樣部分和紅外圖樣圖象的布線圖樣以外的其余部分互相重合的面積被取出并認(rèn)為是缺陷。這樣取出的缺陷由缺陷輸出電路59輸出。換句話說(shuō)，在圖22中兩組相互垂直的斜線重迭的那些區(qū)域作為缺陷。這樣給出的缺陷區(qū)域與圖20中示出的區(qū)域相同。
下面，參照?qǐng)D23-33，解釋有通孔印刷線路板的缺陷檢測(cè)。
圖23給出用于本發(fā)明的缺陷檢測(cè)電路單元進(jìn)一步的例子。在圖23中，與圖10和11中同樣的參考數(shù)字標(biāo)明類同部件。參考圖23，表示螢光探測(cè)器19探測(cè)的螢光圖象的探測(cè)信號(hào)71由模數(shù)轉(zhuǎn)換器52轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，然后由二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生電路53轉(zhuǎn)為二進(jìn)制信號(hào)存入第一存儲(chǔ)器54。第一存儲(chǔ)器有如前述日本書(shū)NO.98886/73中描述的電路結(jié)構(gòu)，即圖24中示出的電路結(jié)構(gòu)。圖26給出存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器54中螢光圖象的一個(gè)例子。圖26的圖象對(duì)應(yīng)圖13中給出的印刷線路板。同時(shí)，表示紅外探測(cè)器15′探測(cè)的紅外圖象的探測(cè)信號(hào)81由模數(shù)轉(zhuǎn)換器52′轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后，由二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生電路53′轉(zhuǎn)為二進(jìn)制信號(hào)存入第三存儲(chǔ)器54′。
圖27給出存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)器54′中的紅外圖象的一個(gè)例子。圖27中的圖象對(duì)應(yīng)圖13中給出的印刷線路板。存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器54中的螢光圖象以電信號(hào)72的形式同時(shí)送到二級(jí)縮小電路159和一級(jí)縮小電路156。二級(jí)縮小電路159的電路結(jié)構(gòu)與上述日本書(shū)NO.98886/73中描述的電路結(jié)構(gòu)一樣。它把螢光圖象縮小到布線圖樣2的象消失。圖28給出二級(jí)縮小加工后得到的螢光圖象。把這樣加工后的信號(hào)72送到二級(jí)放大電路160。二級(jí)放大電路160的電路結(jié)構(gòu)與前述日本書(shū)NO.98886/73中描述的電路結(jié)構(gòu)相同。它把接合區(qū)9(在圖13中示出)的圖象放大到原來(lái)尺寸。這樣放大后的螢光圖象存入第四存儲(chǔ)器161。圖29給出存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)器161中的螢光圖象，即經(jīng)過(guò)二級(jí)縮小和二級(jí)放大的圖象。一級(jí)縮小電路156的電路結(jié)構(gòu)與日本書(shū)NO.9888673中描述的電路結(jié)構(gòu)一樣。它把螢光圖象縮小到其上布線圖樣的線寬與紅外圖象上布線圖樣的線寬相等。表示縮小的螢光圖象的二進(jìn)制信號(hào)從一級(jí)縮小電路156送到變換器157去變換極性。來(lái)自變換器157的反極性縮小螢光圖象存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器158中。圖30給出第二存儲(chǔ)器158中存儲(chǔ)的螢光圖象，即經(jīng)過(guò)一級(jí)縮小和極性轉(zhuǎn)換后的螢光圖象。從第二存儲(chǔ)器158讀出的電信號(hào)73和從第四存儲(chǔ)器161讀出的電信號(hào)74送到掩蔽電路162，取信號(hào)73和74的邏輯積，形成一個(gè)螢光圖象。該圖象上接合區(qū)9的象消失了，只留下布線圖樣2的圖象。表示這樣形成的螢光圖象的電信號(hào)75送至第六存儲(chǔ)器164，上述圖象就存入存儲(chǔ)器164。圖31給出存儲(chǔ)在第六存儲(chǔ)器164中的螢光圖樣圖象。從第三存儲(chǔ)器54′讀出的電信號(hào)83和從第四存儲(chǔ)器161讀出的電信號(hào)74送到另一個(gè)掩蔽電路163，對(duì)信號(hào)83和74取邏輯積，藉以形成一個(gè)紅外圖象。其中接合區(qū)9的圖象消失，只留下布線圖樣2的圖象。表示這樣形成的紅外圖象的電信號(hào)85送到第五存儲(chǔ)器165，上述紅外圖象就存入存儲(chǔ)器165。圖32給出存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)器165中的紅外圖樣圖象。在圖31的螢光圖象中檢測(cè)對(duì)光具有低反射率的短路部分(即圖13和14B中示出的部分6);在圖32的紅外圖象中檢測(cè)布線圖樣2的表層鱗剝處的缺陷部分(即圖13和14C中示出的部分7)。從第六存儲(chǔ)器164讀出的電信號(hào)76和從第五存儲(chǔ)器165讀出的電信號(hào)86送到缺陷檢測(cè)電路166，對(duì)信號(hào)76和86實(shí)施排除或運(yùn)行，從而取出缺陷。圖33給出由缺陷檢測(cè)電路166檢出的缺陷的圖象。
圖24和25是更詳細(xì)地給出圖23的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。因?yàn)榈谒拇鎯?chǔ)器161不是經(jīng)常需要的，在圖24中略去了存儲(chǔ)器161。順便說(shuō)一下，在二級(jí)縮小電路輸入端設(shè)有一個(gè)變換器87，變換器87和二級(jí)縮小電路的組合用作二級(jí)放大電路160。
正如前面已解釋的，按照本發(fā)明把由印刷線路板或陶瓷線路板的襯底發(fā)射的螢光形成的螢光圖象和從上述板的布線平面反射的紅外光形成的紅外圖象組合起來(lái)以檢測(cè)缺陷。這樣，布線圖樣中的淺縫，布線圖樣上的外來(lái)物絕不會(huì)被認(rèn)為是缺陷，而對(duì)光具有低反射率的短路部分和布線圖樣表面鱗剝的缺陷部分能確切無(wú)疑地檢測(cè)出來(lái)。而且，接合區(qū)的圖象可以從布線平面的螢光和紅外圖象上移去，因而不用擔(dān)心會(huì)把從預(yù)定位置偏離的通孔看成缺陷。
權(quán)利要求
1.圖樣檢測(cè)裝置用來(lái)檢測(cè)在能產(chǎn)生螢光的材料上有布線圖樣的物體。在該裝置的描述中包括光源能同時(shí)發(fā)射用于產(chǎn)生螢光的激勵(lì)光和可以與上述激勵(lì)光分開(kāi)的，用于產(chǎn)生從布線圖樣表面反射的光的光；第一鏡把來(lái)自上述光源的光導(dǎo)向被測(cè)物體；濾光器透過(guò)從上述被測(cè)物體來(lái)的螢光和反射光，濾去從上述被測(cè)物體反射的激勵(lì)光。光學(xué)系統(tǒng)包括一個(gè)透鏡和第二鏡，把上述螢光和反射光分別聚焦在螢光探測(cè)器和反射光探測(cè)器上。檢測(cè)電路對(duì)上述探測(cè)器探測(cè)的圖樣圖象具有縮小、放大、掩蔽和組合等功能。
2.按照權(quán)項(xiàng)要求1所描述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的第一鏡是一個(gè)二色性鏡。它反射所說(shuō)的激勵(lì)光，透過(guò)所述的螢光和從所述的被測(cè)物體反射的光。
3.按照權(quán)項(xiàng)要求2的圖樣檢測(cè)裝置的描述，所述的第一鏡與所述光源發(fā)出的光來(lái)傾斜45°放置。
4.按照權(quán)項(xiàng)要求1所描述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的第二鏡是一種紅外反射鏡，它透過(guò)所述的螢光，反射從所述的被測(cè)物體反射的光。
5.按照權(quán)項(xiàng)要求4所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的第二鏡與所述透鏡的光軸傾斜45°放置。
6.按照權(quán)項(xiàng)要求4所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的紅外反射鏡對(duì)波長(zhǎng)為400-700毫微米的光具有實(shí)用的透過(guò)率。
7.按照權(quán)項(xiàng)要求1所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的第二鏡是一種冷鏡，它反射所述的螢光并透過(guò)從所述被測(cè)物體反射的光。
8.按照權(quán)項(xiàng)要求7所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的第二鏡與所述透鏡的光軸傾斜45°放置。
9.按照權(quán)項(xiàng)要求7所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的冷鏡實(shí)際上反射波長(zhǎng)為450-650毫微米的光。
10.按照權(quán)項(xiàng)要求1所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的檢測(cè)電路在如下?tīng)顟B(tài)下運(yùn)行把來(lái)自所述螢光探測(cè)器的信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)，把由所述的二進(jìn)制信號(hào)形成的圖象轉(zhuǎn)換極性并縮小而形成一個(gè)反極性的縮小螢光圖象;把來(lái)自所述的反射光探測(cè)器的信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，形成基于所述反射光的圖象。該圖象為上述反極性的縮小螢光圖象所掩蔽，這樣來(lái)探測(cè)缺陷。
11.按照權(quán)項(xiàng)要求所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的檢測(cè)電路在如下?tīng)顟B(tài)下運(yùn)行把來(lái)自所述的螢光探測(cè)器的信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)，把由所述的二進(jìn)制信號(hào)形成的圖象縮小到所述的布線圖樣的圖象消失，然后再放大到圖樣的其余部分的圖象恢復(fù)為原有尺寸。經(jīng)過(guò)縮小和放大加工后的圖樣用來(lái)掩蔽所述反極性的縮小螢光圖象和所述基于所述反射光的圖象，這樣來(lái)探測(cè)缺陷。
12.按照權(quán)項(xiàng)要求1所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的檢測(cè)電路在如下?tīng)顟B(tài)下運(yùn)行把來(lái)自所述螢光探測(cè)器的信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)。把由上述二進(jìn)制信號(hào)形成的圖象縮小以形成一個(gè)縮小的螢光圖象;把來(lái)自所述的反射光探測(cè)器的信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)以形成基于所述反射光的圖象。把上述縮小的螢光圖象與上述基于反射光的圖象組合起來(lái)以檢測(cè)缺陷。
13.按照權(quán)項(xiàng)要求1所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的檢測(cè)電路在如下?tīng)顟B(tài)下運(yùn)行把來(lái)自所述螢光探測(cè)器的信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，然后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)。把由上述二進(jìn)制信號(hào)形成的圖象縮小到所述布線圖樣的圖象消失，然后把它放大到圖樣的其余部分的圖象恢復(fù)為原有尺寸。經(jīng)過(guò)縮小和放大加工后的圖象用來(lái)掩蔽基于上述螢光和反射光的圖象，這樣來(lái)檢測(cè)缺陷。
14.按照權(quán)項(xiàng)要求1所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的螢光探測(cè)器是一種對(duì)于波長(zhǎng)范圍為400-600毫微米的光具有實(shí)用靈敏度的攝象裝置，或者是一種對(duì)波長(zhǎng)范圍為400-700毫微米的光具有實(shí)用靈敏度的攝象裝置。
15.按照權(quán)項(xiàng)要求1所述的圖樣檢測(cè)裝置，所述的反射光探射器是一種對(duì)波長(zhǎng)范圍為400-1000毫微米的光具有實(shí)用靈敏度的攝象裝置。
專利摘要
本發(fā)明描述了檢查印刷線路板圖樣檢測(cè)裝置。在裝置中同時(shí)用了兩種圖象一種是從印刷線路板襯底發(fā)出的螢光形成的熒光圖象；另一種是從印刷線路板布線圖樣反射的光形成的圖象。因?yàn)榱粼谝r底不要求部分，具有低反射率的布線材料只能在熒光圖象上檢測(cè)而布線圖樣表層鱗剝的缺陷部分只能在反射光形成的圖象上檢測(cè)。最好用從布線圖樣反射的紅外光形成用于檢測(cè)上述缺陷部分的圖象。因?yàn)椋t外光對(duì)布線圖樣表面的淺斑不敏感。熒光圖象和紅外圖象經(jīng)過(guò)檢測(cè)電路加工，然后彼此比較。根據(jù)加工后的圖象之間的差別來(lái)檢測(cè)圖樣的缺陷。
文檔編號(hào)G01B11/00GK85102304SQ85102304
公開(kāi)日1987年1月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者原靖彥, 柄崎晃一, 氏家典明, 佐瀨昭 申請(qǐng)人:日立制作所株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan