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Dokumentenidentifikation DE69935793T2 27.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001109009
Titel VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG DER LEITERBAHNSTRUKTUR
Anmelder Ibiden Co.,Ltd., Ogaki, Gifu, JP
Erfinder OKADA, Masahiro, Ogaki-shi, Gifu 503-0961, JP
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 69935793
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.07.1999
EP-Aktenzeichen 999331754
WO-Anmeldetag 29.07.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/JP99/04096
WO-Veröffentlichungsnummer 2000006997
WO-Veröffentlichungsdatum 10.02.2000
EP-Offenlegungsdatum 20.06.2001
EP date of grant 11.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse G01N 21/88(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G01N 21/956(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G06T 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung zum Untersuchen einer Leiterplatine.

ERLÄUTERUNG DES TECHNOLOGISCHEN HINTERGRUNDS

Eine Leiterplatine enthält häufig ein Element mit einer Form, die von einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung oftmals als Defekt fehlinterpretiert wird. Ein solches Element darf nicht Ziel der Untersuchung sein. Ein Loch wie etwa ein durchkontaktiertes Loch und ein Schichten verbindendes Photo-Via-Hole (nachstehend als "Via-Hole" bezeichnet) können eine Form haben, die als Defekt fehlinterpretiert wird. Zum Beispiel ist in der amtlichen Bekanntmachung des japanischen Patents mit der Offenlegungsnummer 6-294626 eine herkömmliche Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung offenbart, die eine Qualitätsuntersuchung eines Verdrahtungsmusters durchführt, indem auf einen echten Defekt bezogene Daten auf der Grundlage eines Musterbilds gewonnen werden, das durch Aufnahme eines zu untersuchenden Objekts erlangt wurde, und ein Lochmaskenbild separat erzeugt wird. Das heißt, von den für den Defekt infrage kommenden Daten, also Daten eines möglicherweise oder potenziell defekten Elements im Musterbild, sind Daten, die nicht dem Lochmaskenbild entsprechen, Daten über einen tatsächlichen Defekt. Dieses Lochmaskenbild wird erzeugt, indem ein Lochmesssignal, das einen Teil zeigt, der eine Form enthält, die in einem Musterbild als durchkontaktiertes Loch angesehen wird, und ein effektives Locherkennungssignal gegenübergestellt werden, das anhand der technischen Vorgaben des zu untersuchenden Objekts zur Verfügung steht.

Bei dieser herkömmlichen Technik geht die Gewinnung des Lochmesssignals aus dem Musterbild wie folgt vonstatten. Wie in 11 gezeigt ist, wird die Anzahl von aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixeln in jeder von acht Richtungen N, NE, E, SE, S, SW, W, NW von einem Bereich aus gezählt, in dem in einem binarisierten Musterbild vier schwarze Pixel beieinander liegen. Das Lochmesssignal ist an jeweiligen Pixeln des Bereichs dann auf Hochpegel, wenn in jeder Richtung die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt (ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert einer Anzahl von Pixeln, die dem Radius eines durchkontaktierten Lochs entsprechen).

Bei der herkömmlichen Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung besteht aber das folgende Problem. Obwohl ein Durchgangsloch wie ein durchkontaktiertes Loch bewältigt werden kann, ist dies bei einem nicht durchgängigen Loch wie etwa einem blinden Via-Hole, das durch einen Laserprozess gebildet wird, oder einem Photo-Via-Hole nicht der Fall, und zwar wegen eines Unterschieds zwischen den binarisierten Musterbildern eines durchkontaktierten Lochs und eines Photo-Via-Holes. Wenn ein innenliegendes Pixel eines durchkontaktierten Lochs binarisiert wird, ist das sich ergebende Pixel immer schwarz. Deswegen erscheint in einem binarisierten Musterbild das durchkontaktierte Loch als ungefähr kreisförmige Ansammlung von schwarzen Pixeln, wie in 3 gezeigt ist. Deshalb kann das durchkontaktierte Loch durch eine Messung wie nach 11 erkannt werden. In 3 entspricht "0" einem schwarzen Pegel, wohingegen "1" einem weißen Pegel entspricht (dasselbe gilt für 4, 13 usw.).

Dagegen wird, was ein Photo-Via-Hole und dergleichen anbelangt, ein innenliegendes Pixel nicht immer schwarz, weil Kupfer am Grund des Lochs matt schimmert. So wird, wie in 4 gezeigt ist, in einem binarisierten Musterbild das Photo-Via-Hole als schwarze Pixelfläche mit einer entstellten Form erkannt. Dort kann ein Teil T vorhanden sein, der in der schwarzen Pixelfläche nur ein Pixel breit ist. Wenn dann unter Zentrierung am Teil T eine Messung wie die in 11 gezeigte durchgeführt wird, wie in 12 gezeigt ist, wird ein Zählungsausgangspixel einer bestimmten Richtung (N, NE, NW) nicht schwarz. Deshalb kann an diesem Teil T ein Lochmesssignal nicht auf Hochpegel gehen, d. h. die Messung wie die in 11 gezeigte kann an diesem Teil T nicht erfolgen, weil der Zählvorgang nicht begonnen werden kann. In 12 zeigt ein Zeichen "x" zur Rechten eines Richtungszeichens an, dass die Zählung in der entsprechenden Richtung nicht erfolgen kann. Des Weiteren zeigt eine in Klammern gesetzte Zahl auf der rechten Seite eines Richtungszeichens einen Zählwert jeder Richtung an (dasselbe gilt für 13).

Betrachtet man in einer in 4 gezeigten Form eine Fläche mit Ausnahme des Teils T, dann erscheint die Messung wie nach 11 möglich, obwohl die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln nicht im vorbestimmten Bereich liegt. Der Fall, dass die Messung wie nach 11 tatsächlich möglich ist, ist extrem unwahrscheinlich. Deshalb ist in einem Lochmaskenbild der herkömmlichen Technik die Abdeckung eines Photo-Via-Holes schlecht, und ein entsprechendes Lochmaskenbild des Photo-Via-Holes kann nicht erzeugt werden. Im Ergebnis treten bei einer Untersuchung eines Verdrahtungsmusters viele falsche Signale auf, so dass die Untersuchungsvorrichtung ungeeignet ist.

Übrigens wird in 12 ein Wert einer numerischen Summe von schwarzen Pixeln aus allen Richtungen, selbst im Teil T von 4, zu einem positiven endlichen Wert (3 + 1 + 1 + 1 + 2 = 8). Indem man dem Wert der Summe eine konstante Obergrenze setzt, kann deshalb die Messung wie nach 11 den Teil T erkennen. Wenn aber die Messung an einem parallelen Muster erfolgt, das aus einer Leiterbahnbreite Z besteht, in Verbindung mit einem Durchmesser eines Photo-Via-Holes wie in 13 gezeigt, kann der Wert der Summe (4 + 4 + 4 = 12) gleich oder kleiner als der obere Grenzwert werden. Dies bedeutet, dass eine Stelle, die kein Photo-Via-Hole darstellt, fälschlicherweise als Stelle interpretiert wird, die ein Photo-Via-Hole darstellt. Besteht ein effektives Locherkennungssignal in der Nähe des parallelen Musters, wird eine unnötige Lochmaske erzeugt, so dass die Zuverlässigkeit der Untersuchung vermindert ist. Obwohl denkbar ist, dass am Musterbild zum Abgleich eine affine Transformation (eine Parallelverschiebung, Vergrößerungseinstellung, Drehung) erfolgt, steigt die Untersuchungstaktzeit stark an.

Die Druckschrift JP-A-6294626, die den am nächsten kommenden Stand der Technik darstellt, offenbart eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung zur Untersuchung einer Leiterplatine, die ein Musterbilderzeugungsmittel, Durchmesserbeurteilungsmittel, Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel, Maskenkandidatautorisierungsmittel, Maskenherstellungsmittel und Untersuchungsmittel umfasst. Gemäß dieser Druckschrift werden schwarze Pixel ausgehend von vier verschiedenen Messungsstartpixeln gezählt, und die Zählung kann nur ausgeführt werden, wenn es sich bei allen vier Messungsstartpixeln um schwarze Pixel handelt. Folglich wird die Untersuchungsvorrichtung gemäß dieser Druckschrift nicht mit nicht durchgängigen Via-Holes oder nicht kreisförmigen Formen fertig.

Weitere Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtungen, die zum Verstehen der Erfindung nützlich sind, sind in den Druckschriften US-A-4 797 939, EP-A-0 498 462, JP 07 027534 A und US-A-5 608 816 offenbart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung ein Musterbilderzeugungsmittel, ein Durchmesserbeurteilungsmittel, ein Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel, ein Maskenkandidatautorisierungsmittel, ein Maskenherstellungsmittel und ein Untersuchungsmittel.

Das Musterbilderzeugungsmittel dient zum Erzeugen eines Musterbildes, das aus binarisierten Pixeldaten gebildet ist, die durch Aufnehmen eines Verdrahtungsmusters der zu untersuchenden Leiterplatine gewonnen sind. Das Durchmesserbeurteilungsmittel dient zum Auswählen, eines nach dem anderen, jedes Pixels, das in dem Musterbild enthalten ist, als ein Messungsstartpixel, Zählen, bezüglich des Messungsstartpixels, in einer Mehrzahl von Richtungen die Anzahl schwarzer Pixel, die von demselben Messungsstartpixel aus aufeinanderfolgend angeordnet sind, Vergleichen bezüglich jeder Richtung die Anzahl der aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixel mit einem Referenzwert, der in jeder Richtung eingestellt ist, und Beurteilen jede der Mehrzahl von Richtungen als gut, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixel eine natürliche Zahl gleich groß wie oder kleiner als der Referenzwert ist, und als nicht gut, wenn die Anzahl aufeinanderfolgend angeordneter schwarzer Pixel 0 oder größer als der Referenzwert ist, wobei die in jeder Richtung der Mehrzahl von Richtungen eingestellten Referenzwerte gleich oder voneinander verschieden sind. Das Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel dient zum Erzeugen eines effektiven Maskenerkennungssignals, das einen Bereich zeigt, in dem ein Nichtuntersuchungszielbereich der Leiterplatine vorhanden ist. Das Maskenkandidatautorisierungsmittel dient zum Bestimmen, ob das ausgewählte Messungsstartpixel ein Maskenkandidatpixel ist, auf der Grundlage einer Bestimmung des Durchmesserbeurteilungsmittels. Das Maskenherstellungsmittel dient zum Herstellen eines Maskenbildes durch Vergleichen des Maskenkandidatpixels mit dem effektiven Maskenerkennungssignal und Bestimmen, ob ein jeweiliges Maskenkandidatpixel von dem Via-Hole stammt. Das Untersuchungsmittel dient zum Gewinnen einer Defektform von einem Teil des Musterbildes mit Ausnahme eines Teils, der dem Maskenbild entspricht.

Zunächst nimmt die Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung ein Verdrahtungsmuster eines zu untersuchenden Objekts auf und erzeugt ein Musterbild, das aus Pixeldaten besteht, die durch Aufnahme des Verdrahtungsmusters erhalten wurden. Wenn die Pixeldaten binarisiert sind, ist jedes Pixel im Musterbild entweder ein schwarzes Pixel oder ein weißes Pixel. Im Allgemeinen ist ein Pixel eines Verdrahtungsmusters ein weißes Pixel, und ein Pixel zwischen Verdrahtungsmustern ist ein schwarzes Pixel. Und jedes Pixel in einem Via-Hole ist idealerweise ein schwarzes Pixel. Eine schwarze Pixelgruppe im Via-Hole kann tatsächlich aber entstellt sein, weil aufgrund von Schwankungen von Helligkeitswerten vor der Binarisierung ein Teil zu einem weißen Pixel wird. Bis zu diesem Schritt werden die Vorgänge von einem Musterbilderzeugungsmittel erledigt.

Als Nächstes wird mit Bezug auf jedes Pixel im Musterbild von einem Durchmesserbeurteilungsmittel eine Durchmesserbeurteilung vorgenommen. Die Durchmesserbeurteilung läuft wie folgt ab. In jeder einzelnen einer Mehrzahl von Richtungen (4, 8, 12, 16 Richtungen usw.) wird die Anzahl von aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixeln ausgehend von einem ausgewählten Pixel als Ausgangspunkt bestimmt. Das heißt, dass das Messungsstartpixel für jede Richtung dasselbe Pixel ist, wie in 1 gezeigt ist. In diesem Punkt unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der herkömmlichen Technik, wo die Anzahl von Messungsstartpixeln nicht immer eins ist, wie in 11 gezeigt ist. Deshalb wird der Zählwert 0 oder zu einer natürlichen Zahl. Dann wird das ausgewählte Pixel wie folgt beurteilt. Wenn es sich bei dem Zählwert um eine natürliche Zahl kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert (einem oberen Grenzwert) handelt, wird die Richtung als gut beurteilt. Ist dagegen der Zählwert 0 oder größer als der vorbestimmte Wert, wird die Richtung als nicht gut beurteilt. Diese Vorgänge stellen die Durchmesserbeurteilung dar und erfolgen im Hinblick auf jedes Pixel im Musterbild.

Der obere Grenzwert ist ein Wert, der einer Größe eines Nichtuntersuchungszielbereichs wie etwa eines Via-Holes entspricht, aber der Wert in jeder Richtung ist nicht notwendigerweise derselbe und kann in der X-Richtung, Y-Richtung und einer diagonalen Richtung im Musterbild jeweils anders sein. Ein Grund dafür besteht darin, dass die Form des Nichtuntersuchungszielbereichs nicht immer kreisförmig ist. Im Übrigen muss das Zählen in jede Richtung nicht zwangsweise bis zu einem Punkt fortgeführt werden, wo die Sequenz von schwarzen Pixeln abbricht. Die Zählung kann an einem Punkt gestoppt werden, an dem der Zählwert den oberen Grenzwert überschreitet.

Bei dieser Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung erzeugt ein Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel ein effektives Maskenerkennungssignal parallel zum Arbeitsablauf der Durchmesserbeurteilung. Dieses effektive Maskenerkennungssignal zeigt einen Bereich an, wo in einem zu untersuchenden Objekt ein Nichtuntersuchungszielbereich vorhanden sein kann. Die Herstellungsprozesse sind wie folgt. In die Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung ist eine Standardposition, an der sich in einem zu untersuchenden Objekt ein Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa ein Via-Hole befindet, separat eingegeben worden. Die Standardposition kann abgeleitet aus bauformbedingten Daten des zu untersuchenden Objekts eingegeben werden, oder kann ausgehend von einem Messergebnis einer als Grundmodell dienenden Messleiterplatine eingegeben werden, die nur ein Via-Hole und dergleichen hat. An einem zu untersuchenden realen Objekt wird das effektive Maskenerkennungssignal üblicherweise erzeugt, indem ein Bereich, der eine Standardposition enthält, moderat vergrößert wird, weil aufgrund der Streuung im Einzelfall eine Position eines Nichtuntersuchungszielbereichs ein klein wenig von der Standardposition abweichen kann. In welchem Ausmaß der Bereich vergrößert wird, wird in Abhängigkeit von der Genauigkeit bestimmt, die für das zu untersuchende Objekt vorgeschrieben ist.

Das Ergebnis der Durchmesserbeurteilung wird an ein Maskenkandidatautorisierungsmittel gesendet, das das ausgewählte Pixel als Maskenkandidatpixel zulässt oder nicht. Diese Autorisierung geht vorzugsweise wie folgt vonstatten. Es wird die Anzahl von Richtungen bestimmt, in denen das Beurteilungsergebnis gut ist. Dann wird die Anzahl der Richtungen mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, und sodann, wenn die Anzahl größer oder gleich dem Schwellenwert ist, wird das ausgewählte Pixel als Maskenkandidatpixel genehmigt. Wenn der Schwellenwert gleich der Gesamtanzahl der Richtungen ist, handelt es sich bei dem als Maskenkandidatpixel zugelassenen, ausgewählten Pixel um ein Pixel in einer Fläche, wo ein schwarzes Pixel nur in einem Durchmesser vorhanden ist, der dem oberen Grenzwert entspricht. Ein schwarzes Pixel in einem Via-Hole ist ein Beispiel hierfür. Ein Pixel in einem Verdrahtungsmuster wird nicht zu einem Maskenkandidatpixel, weil das Pixel weiß ist. Außerdem werden Pixel zwischen Verdrahtungsmustern üblicherweise nicht zu Maskenkandidatpixeln, weil die Pixel für eine lange Strecke aufeinanderfolgend angeordnet sind und sich nicht in einen Durchmesser einpassen, der dem oberen Grenzwert entspricht, selbst dann nicht, wenn die Pixel schwarz sind. Hier wird ein von einem Pinhole stammender Defekt zu einem Maskenkandidatpixel, aber der Defekt wird später vom Maskenkandidat ausgeschlossen.

Der vorstehend beschriebene Arbeitsgang wird an jedem schwarzen Pixel im Musterbild vorgenommen. Durch diese Arbeit werden unter schwarzen Pixeln, ein in einem Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa einem Via-Hole vorhandenes Pixel und ein von einem Defekt wie einem Pinhole stammendes Pixel als Maskenkandidatpixel zugelassen.

Im üblichen Fall wird als vorbestimmter Schwellenwert die Anzahl vorgesehen, die gleich der Gesamtanzahl der Richtungen ist (4, 8, 12, 16 Richtungen usw.). Der Grund dafür ist wie folgt. Da ein Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa ein Via-Hole üblicherweise von einem Lötauge eines Verdrahtungsmusters umgeben ist, trifft die Zählung, die am Ausgangspixel begonnen hat, auf ein weißes Pixel eines Lötauges und bricht dann auf jeden Fall ab, und die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln in jeder Richtung ist immer gleich oder kleiner als der obere Grenzwert. Dementsprechend sollte die Anzahl von Richtungen, die als O.K. beurteilt wurden, gleich der Gesamtanzahl von Richtungen sein. Im Übrigen stammen, wenn in einer bestimmten Richtung schwarze Pixel für eine lange Strecke aufeinanderfolgend angeordnet sind und die bestimmte Anzahl den oberen Grenzwert überschreitet, die schwarzen Pixel vermutlich nicht von einem Via-Hole und dergleichen, sondern von einem Teil zwischen Verdrahtungsmustern.

Dies braucht aber nicht immer der Fall zu sein. Je nach einer für ein zu untersuchendes Objekt vorgeschriebenen Genauigkeit kann ein Ausbruch in einem ein Via-Hole umgebenden Lötauge bis zu einem gewissen Maß erlaubt sein. In diesem Fall kann die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln in einer durch den Ausbruch laufenden Richtung größer als der obere Grenzwert sein. Um dieses ausgewählte Pixel als Maskenkandidatpixel zu genehmigen, muss der Schwellenwert kleiner sein als die Gesamtanzahl von Richtungen. Um mit beiden Fällen fertig zu werden, ist es vorzuziehen, dass der Schwellenwert innerhalb eines gewissen Bereichs veränderlich ist und die Gesamtanzahl von Richtungen innerhalb des Bereichs liegt.

Jedoch gibt es am Umfang eines Via-Holes üblicherweise nur einen Ausbruch, und der restliche Teil des Lötauges sollte durchgehend sein. Der Ausbruch wird durch eine geringe Genauigkeit beim Einstellen der Mitte des Via-Holes und der Mitte des Lötauges verursacht. Selbst wenn der Schwellenwert kleiner eingestellt wird als die Gesamtanzahl von Richtungen, ist es deshalb vorzuziehen, ein ausgewähltes Pixel als Maskenkandidatpixel nur dann zuzulassen, wenn die Anzahl von aufeinanderfolgend angeordneten Richtungen, deren Zählwerte alle kleiner oder gleich dem oberen Grenzwert sind, größer oder gleich dem Schwellenwert ist.

Wenn das Maskenkandidatpixel und das effektive Maskenerkennungssignal vorbereitet sind, zieht ein Maskenherstellungsmittel einen Vergleich zwischen diesen und erzeugt dann ein Maskenbild. Das heißt, dass das Maskenbild aus einem gewonnenen Pixel erzeugt wird, welches sowohl ein Maskenkandidatpixel als auch das effektive Maskenerkennungssignal ist. Dabei wird von den Maskenkandidatpixeln jedes Pixel entfernt, das nicht einem Pixel in einem Nichtuntersuchungszielbereich wie etwa einem Via-Hole entspricht. Ein Pixel eines Defekts wie etwa eines Pinholes und dergleichen wird hier entfernt, und so wird das Pixel nicht maskiert. Wenn ein einem effektiven Maskenerkennungssignal entsprechendes Maskenkandidatpixel gewonnen wird, kann ein Maskenbild nur aus dem Pixel selbst erzeugt werden, oder kann durch Vergrößerung des Bereichs von Pixeln durch einen bestimmten Faktor erzeugt werden. Auf diese Weise werden schwarze Pixel in einem binarisierten Musterbild durch das Maskenbild bis zum Minimum abgedeckt.

Wenn das Maskenbild erzeugt ist, führt ein Untersuchungsmittel eine Untersuchung aus. Das Untersuchungsmittel gewinnt eine Defektform vom Musterbild aus einem Teil mit Ausnahme eines Teils des Maskenbilds. In einem Teil des Maskenbilds wird, selbst wenn eine Defektform untersucht wird, diese ignoriert, da sie von einem Via-Hole stammt. Dabei geht, weil das vom Maskenherstellungsmittel erzeugte Maskenbild eine minimale Größe hat, die Zuverlässigkeit einer Untersuchung im Nahbereich eines Nichtuntersuchungszielbereichs wie etwa eines Via-Holes nicht verloren, und nebenbei ist das Auftreten eines falschen Signals verhindert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine erläuternde Zeichnung eines Zählverfahrens von Pixeln in verschiedenen Richtungen entsprechend einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

2 ist ein Blockschaubild einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 ist eine erläuternde Zeichnung eines binären Abbilds bzw. Schwarzweißbilds eines durchkontaktierten Lochs;

4 ist eine erläuternde Ansicht eines Schwarzweißbilds eines Photo-Via-Holes;

5 ist eine erläuternde Ansicht eines Schwarzweißbilds eines Pinholes;

6 ist eine erläuternde Ansicht eines Schwarzweißbilds eines Isolierteils zwischen Verdrahtungsmustern;

7 ist eine erläuternde Ansicht einer Zählung von schwarzen Pixeln in jeder Richtung der Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8 ist eine erläuternde Zeichnung eines Durchmesserbeurteilungsprozesses unter Verwendung eines SRAM;

9 ist eine erläuternde Zeichnung eines Maskenbeurteilungsprozesses unter Verwendung eines SRAM;

10 ist eine erläuternde Zeichnung eines Ausbruchs in einem Lötauge;

11 ist eine erläuternde Zeichnung eines Zählverfahrens von Pixeln in verschiedenen Richtungen gemäß einer herkömmlichen Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung;

12 ist eine erläuternde Zeichnung einer Messung eines Photo-Via-Holes gemäß der herkömmlichen Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung; und

13 ist eine erläuternde Zeichnung einer Messung eines Leiterbahnabstandisolierteils gemäß der herkömmlichen Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es werden nun die bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Bezugszahlen durchgehend entsprechende oder identische Elemente bezeichnen.

Mit einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird die Qualität eines auf einer Leiterplatine gebildeten Verdrahtungsmusters untersucht. Diese Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung hat, wie in einem Blockschaubild von 2 gezeigt ist, ein Bildgebungssystem 2 und eine Untersuchungseinheit 31 sowie eine dazwischengeschaltete Maskenbearbeitungseinheit 4. Darüber hinaus sind eine Haupt-CPU 32 zur Bewerkstelligung der allgemeinen Gesamtsteuerung sowie ein Bildschirm 33 zur Betätigung durch einen Bediener und Anzeige eines Testergebnisses vorgesehen. Ein Datenübertragungsbus 53 verbindet die Untersuchungseinheit 31 mit der Haupt-CPU 32.

Zuerst wird das Bildgebungssystem 2 beschrieben. Das Bildgebungssystem 2 hat die Funktion, aus einem auf einer Leiterplatine 10 mit einem Metall wie zum Beispiel Kupfer gebildeten Verdrahtungsmuster 11 ein Musterbild aufzunehmen. Für diesen Zweck umfasst das Bildgebungssystem 2 eine CCD-Kamera 21 zur Aufnahme des Verdrahtungsmusters 11, eine A/D-Umwandlungseinheit 22 zur Umwandlung eines analogen Bilds in ein digitales Signal, und einen Binärschaltkreis 23 zur Binarisierung des digitalen Signals. Das heißt, dass es sich bei einem vom Binärschaltkreis 23 ausgegebenen Musterbild PI um ein binäres Abbild bzw. Schwarzweißbild handelt, das aus schwarzen und weißen Pixeln besteht. Im Musterbild PI ist ein Pixel einer Position, die dem Verdrahtungsmuster 11 entspricht, im Allgemeinen ein weißes Pixel, und ein Pixel an einer Position außerhalb davon ist ein schwarzes Pixel. Bei der Position außerhalb des Verdrahtungsmusters kann es sich um einen Bereich zwischen den Verdrahtungsmustern handeln, einen Bereich in einem Via-Hole oder einen Defekt wie zum Beispiel ein Pinhole.

Als Nächstes wird die Maskenbearbeitungseinheit 4 beschrieben. Die Maskenbearbeitungseinheit 4 hat die Funktion der Erzeugung eines Maskenbilds, das einen Nichtuntersuchungszielbereich zeigt, an dem im Musterbild keine Untersuchung stattfindet, sowie die Funktion, der Untersuchungseinheit 31 das Maskenbild zusammen mit dem Musterbild zur Verfügung zu stellen. Für diese Funktion verfügt die Maskenbearbeitungseinheit 4 über folgende Blöcke: eine Durchmesserbeurteilungseinheit 41, die vom Binärschaltkreis 23 des Bildgebungssystems 2 ein Musterbild PI empfängt und dann eine Durchmesserbeurteilung der schwarzen Pixel in Bezug auf jedes ausgewählte Pixel im Musterbild PI ausführt; eine Lochinformationsspeichereinheit 42, in der Daten eines Via-Holes einer Leiterplatine 10 gespeichert sind; eine Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43, die ein effektives Locherkennungssignal ME auf der Grundlage von Daten DH des Via-Holes erzeugt; eine Lochbeurteilungseinheit 44, die das effektive Locherkennungssignal ME mit einem Beurteilungsergebnis MC der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 vergleicht; eine Maskenherstellungseinheit 45, die auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der Lochbeurteilungseinheit 44 ein Maskenbild MI erzeugt; eine Zeitvorgabeerzeugungseinheit 46, die jeden Block mit einem Steuertakt versorgt; eine Maskenbearbeitungs-CPU-Einheit 49, die die Maskenbearbeitungseinheit 4 allgemein steuert; und eine Verzögerungsschaltung 47, die das Musterbild PI während der Zeit der Erstellung des Maskenbilds MI verzögert, und das Musterbild PI dann der Untersuchungseinheit 31 zur Verfügung stellt. Alle diese Blöcke sind untereinander durch einen lokalen Bus 51 verbunden. Die Maskenbearbeitungs-CPU-Einheit 49 ist mit der Haupt-CPU 32 durch einen Datenübertragungsbus 52 verbunden.

Die Hauptstrukturen jedes Blocks der Maskenbearbeitungseinheit 4 werden kurz beschrieben. Bei der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 handelt es sich um einen Block, der wie vorstehend beschrieben eine Durchmesserbeurteilung mit Bezug auf ein schwarzes Pixel ausführt. Die Durchmesserbeurteilung ist ein Vorgang zur Entfernung eines Pixels, das von einem Bereich zwischen den Verdrahtungsmustern stammt, aus der Gesamtheit der schwarzen Pixel im Musterbild PI. Das dem Bereich zwischen den Verdrahtungsmustern entsprechende schwarze Pixel wird entfernt, weil es nicht eine Ursache für ein falsches Signal ist und nicht maskiert werden muss. Darüber hinaus kann der Bereich definitiv von einem Via-Hole und dergleichen unterschieden werden, da er sich um eine lange Strecke entlang eines Verdrahtungsmusters 11 erstreckt. Das Beurteilungsergebnis MC der Durchmesserbeurteilung wird an die Lochbeurteilungseinheit 44 gesendet.

Die Lochinformationsspeichereinheit 42 ist ein Block zur Speicherung von Daten DH eines Via-Holes der Leiterplatine 10, wie vorstehend beschrieben. Bei einer Qualitätsuntersuchung einer Leiterplatine 10 wird durch ein Via-Hole oftmals ein falsches Signal verursacht, obwohl an jeder Art der Leiterplatine 10 eine Position des Via-Holes vorgegeben ist. Die Daten DH können zum Beispiel aus bauformbedingten Daten der Leiterplatine 10 erhalten werden. Die Daten können auch aus einem Musterbild PI einer als Grundmodell dienenden Messleiterplatine erhalten werden. Obwohl beide Verfahren vorzuziehen sind, wird für diese Ausführungsform das Verfahren der Verwendung der bauformbedingten Daten übernommen. Im Übrigen kann, wenn die als Grundmodell dienende Messleiterplatine verwendet wird, als Grundmodell-Messleiterplatine eine Platine verwendet werden, die nur Via-Holes hat, die unter denselben technischen Vorgaben wie bei der Leiterplatine 10 gebildet sind. Alternativ kann als Grundmodell-Messleiterplatine die aus einer Anzahl von im selben Fertigungslos produzierten, gleichartigen Leiterplatinen 10 die zuerst produzierte Leiterplatine verwendet werden. Die Daten DH werden an die Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 gesendet.

Die Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 ist ein Block zur Erzeugung eines wie zuvor beschriebenen effektiven Locherkennungssignals ME. In diesem Block werden, obwohl die von der Lochinformationsspeichereinheit 42 zur Verfügung gestellten Daten DH in unveränderter Form als effektives Locherkennungssignal ME verwendet werden können, in dieser Ausführungsform die um eine vorbestimmte Breite (Pixel oder Vergrößerung) erweiterten Daten DH als effektives Locherkennungssignal ME verwendet, weil an der Leiterplatine 10 die tatsächliche Lage eines Via-Holes nicht immer genau den Daten DH entspricht, was auf Streuungen der Bearbeitungsgenauigkeit zurückzuführen ist. Je nach dem Grad der für jede Art der Leiterplatine 10 vorab festgelegten Bearbeitungsgenauigkeit kann die Erweiterungsbreite veränderbar sein. Daher deckt das effektive Locherkennungssignal ME alle Pixel in einem Bereich ab, in dem an der Leiterplatine 10 ein Via-Hole vorhanden sein kann. Befindet sich in dem Bereich ein schwarzes Pixel als Maskenkandidatpixel, ist es denkbar, dass das schwarze Pixel ein echtes Via-Hole anzeigt. Befindet sich dagegen ein schwarzes Pixel als Maskenkandidatpixel in dem Bereich außerhalb, sollte auf der Grundlage des schwarzen Pixels keine Maske erzeugt werden, weil sich das schwarze Pixel nicht auf ein Via-Hole der Leiterplatine 10 bezieht. Das effektive Locherkennungssignal ME wird an die Lochbeurteilungseinheit 44 gesendet.

Bei der Lochbeurteilungseinheit 44 handelt es sich um einen Block zum Vergleichen des effektiven Locherkennungssignals ME mit einem Beurteilungsergebnis MC der wie vorstehend beschriebenen Durchmesserbeurteilungseinheit 41. Die Aufgabe der Lochbeurteilungseinheit 44 besteht darin, aus den schwarzen Pixeln im Musterbild PI nur diejenigen Pixel auszuwählen, die auch wirklich von einem Via-Hole der Leiterplatine 10 stammen. Zu diesem Zweck wählt dieser Block ein schwarzes Pixel aus, das auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses MC als Maskenkandidatpixel genehmigt wurde, und vergleicht dann das schwarze Pixel mit dem effektiven Locherkennungssignal ME. Das heißt, dass das schwarze Pixel in einem Bereich des effektiven Locherkennungssignals ME als Pixel beurteilt wird, das tatsächlich einem Via-Hole entstammt. Dagegen wird ein schwarzes Pixel in dem Bereich, der nicht im effektiven Locherkennungssignal ME enthalten ist, als Pixel beurteilt, das sicher nicht einem Via-Hole entstammt. Ein Locherkennungssignal MR eines Pixels, das als tatsächlich von einem Via-Hole stammendes, schwarzes Pixel beurteilt wird, wird an die Maskenherstellungseinheit 45 gesendet.

Die Maskenherstellungseinheit 45 ist ein Block zur Erzeugung eines Maskenbilds MI auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der wie vorstehend beschriebenen Lochbeurteilungseinheit 44. In diesem Block wird allgemein ein Pixel, das jeweils im von der Lochbeurteilungseinheit 44 gesendeten Locherkennungssignal MR enthalten ist, einem Maskenbild zugeteilt. Mithin wird eine Maske zur Verfügung gestellt, die ein Via-Hole gerade überdeckt. Danach kann je nach der geforderten Genauigkeit der Untersuchung mit Bezug auf jedes im Locherkennungssignal MR enthaltene Pixel die Maske unter Vergrößerung eines gewissen Grads erweitert werden (wie etwa 9-fach). In diesem Fall wird eine geringfügig größere Maske bereitgestellt (wenn die Vergrößerung eine 9-fache Vergrößerung ist, dann um ein Pixel breiter). Das erzeugte Maskenbild MI wird an die Untersuchungseinheit 31 gesendet.

Als Nächstes wird die Untersuchungseinheit 31 beschrieben. Die Untersuchungseinheit 31 erfasst von einem Musterbild PI eine Form, die letztlich als Defekt eines Musters angesehen wird, und gibt dann an die Haupt-CPU 32 ein Erfassungssignal DD aus. Zu diesem Zweck gibt die Maskenherstellungseinheit 45 das Maskenbild MI in die Untersuchungseinheit 31 ein, und das Musterbild PI wird über eine Verzögerungsschaltung 47 eingegeben, um die Zeitsteuerung bezüglich der Eingabe des Maskenbilds MI abzugleichen. In der Untersuchungseinheit 31 wird eine Defektform eines unterbrochenen Schaltkreises, eines Kurzschlusses, eines Leiterbahnverlusts und dergleichen aus dem Bereich gewonnen, der nicht dem Nichtuntersuchungszielbereich entspricht, der durch das Maskenbild MI im Musterbild PI definiert ist. Zu diesem Zweck können Daten der Defektform vorab in der Untersuchungseinheit 31 abgespeichert sein, oder können von der Haupt-CPU 32 zur Verfügung gestellt werden.

Als Nächstes werden Arbeitsvorgänge einer Qualitätsuntersuchung an der Leiterplatine 10 beschrieben, wie sie durch diese Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung ausgeübt werden. In dieser Ausführungsform sind mit Bezug auf die Leiterplatine 10 als zu untersuchendes Objekt Daten DH eines Via-Holes, die aus bauformbedingten Daten einer gleichartigen Leiterplatine 10 gewonnen wurden, in einer Lochinformationsspeichereinheit 42 vorab gespeichert.

Zuerst wird die zu untersuchende Leiterplatine 10 unter eine CCD-Kamera 21 gelegt, und das Verdrahtungsmuster 11 auf der Leiterplatine 10 wird aufgenommen. Ein analoges Bild des Verdrahtungsmusters 11 wird mit der A/D-Umwandlungseinheit 22 in ein digitales Signal umgewandelt, und dann mit dem Binärschaltkreis 23 binarisiert. Mithin ist das Musterbild PI als Schwarzweißbild bereitgestellt, das aus schwarzen und weißen Pixeln besteht. Das Musterbild PI wird an die Maskenbearbeitungseinheit 4 gesendet und in die Durchmesserbeurteilungseinheit 41 eingegeben. Das Musterbild PI enthält eine aus schwarzen Pixeln gebildete Form, wie zum Beispiel ein durchkontaktiertes Loch (3), ein Photo-Via-Hole (4), ein Pinhole (5) und einen Leiterbahnabstand (6). Natürlich hat das in 4 gezeigte Photo-Via-Hole wegen der im Abschnitt über den Stand der Technik erläuterten Ursache eine entstellte Form.

In der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 werden hinsichtlich eines schwarzen Pixels im Musterbild PI folgende Arbeitsgänge erledigt. Wie in 7 gezeigt ist, wird ein bestimmtes schwarzes Pixel A ausgewählt, und in jeder von acht Richtungen N, NE, E, SE, S, SW, W und NW wird die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln ausgehend von dem ausgewählten schwarzen Pixel A ermittelt. Das ausgewählte Pixel A erhält die Zahl 1. Wie in 7 mit einer in Klammern stehenden Zahl an der rechten Seite jedes Richtungszeichens angezeigt ist, beträgt der Zählwert in Richtung E "2", und der Zählwert in Richtung W beträgt "4". Der Zählwert für alle anderen Richtungen beträgt "1 ".

Wenn in jeder Richtung ein Zählwert erhalten worden ist, wird der Zählwert mit der Anzahl von Pixeln verglichen, die einem konstruktionsbedingten Wert eines Durchmessers eines durchkontaktierten Lochs oder Photo-Via-Holes entspricht, das in der Leiterplatine 10 enthalten ist (in dieser Ausführungsform liegt der Durchmesser des Photo-Via-Holes bei "11" Pixeln), und dann wird beurteilt, ob er O.K. oder nicht gut ist. Für diesen Vergleich ist in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 eine Nachschlagtabelle wie zum Beispiel Liste I vorbereitet. In einer realen Nachschlagtabelle ist ein in Liste I gezeigter "Zählwert" als Binärzahl ausgedrückt.

[Liste I]

Das heißt, dass einem Zählwert von "0", "12" und einem über "12" liegenden Zählwert ein Ausgabewert "0" zugeteilt wird, und einem Zählwert von "1" bis "11" wird ein Ausgabewert von "1" zugeteilt. Der Ausgabewert "0" bedeutet, dass ein Zählergebnis der jeweiligen Richtung nicht gut ist, und der Ausgabewert "1" bedeutet, dass ein Zählergebnis O.K. ist. Der größte Zählwert, der dem Ausgabewert "1" zugeteilt wird, ist die Anzahl von Pixeln, die einem konstruktionsbedingten Wert des Durchmessers eines Via-Holes entspricht. Deshalb wird in einem Fall, bei dem ein Zählwert eine positive Zahl kleiner oder gleich "11" ist, was einem Durchmesser des Via-Holes entspricht, die jeweilige Richtung des ausgewählten Pixels als O.K. beurteilt, und in anderen Fällen wird die Richtung des ausgewählten Pixels als nicht gut beurteilt. Abhängig von der Größe jedes Via-Holes sind mehrere solcher Nachschlagtabellen vorbereitet.

Die Richtung mit einem Zählwert "0" wird als nicht gut beurteilt. Dies bedeutet, dass ein ausgewähltes Pixel nicht als Maskenkandidat zugelassen werden kann, wenn es weiß ist. Darüber hinaus wird die Richtung mit einem Zählwert größer oder gleich "12" als nicht gut beurteilt. Dies bedeutet, dass es sich bei einem ausgewählten Pixel nicht um ein Pixel in einem Via-Hole handelt, weil sich dort über eine lange Strecke schwarze Pixel befinden. Was das wie in 7 gezeigte, ausgewählte Pixel A betrifft, wird jede Richtung als O.K. beurteilt. In entsprechender Weise wird mit Bezug auf das ausgewählte Pixel in einem durchkontaktierten Loch (3) oder einem Pinhole (5) jede Richtung als O.K. beurteilt. Dagegen werden, was ein ausgewähltes Pixel in einem Leiterbahnabstand (6) angeht, die Richtung N und Richtung S als nicht gut beurteilt.

In der wie in 8 gezeigten Durchmesserbeurteilungseinheit 41 wird eine vorstehend beschriebene Durchmesserbeurteilung mit einem SRAM ausgeführt. Das heißt, dass in einem in 8 gezeigten System ein Zählwert über einen Multiplexer in eine Adressleitung des SRAM (A0 bis A3) eingegeben wird, und dann wird je nach dem Zählwert ein Ausgabewert (0 (nicht gut) oder 1 (O.K.)), der in der Nachschlagtabelle von Liste I gezeigt ist, in eine Datenleitung des SRAM (I/O 0 bis I/O 3) ausgegeben. Die Gesamtanzahl der in 7 gezeigten Richtungen beträgt acht. Es wird dieselbe Anzahl von in 8 gezeigten Schaltungen bereitgestellt, und die Verarbeitung findet in den Schaltungen parallel statt. In 8 sind im SRAM 4-Bit-Datenleitungen vorgesehen, so dass vier Arten von Beurteilungsstandards bezüglich O.K. oder nicht gut eingestellt werden können. In dieser Ausführungsform ist nur eine Art eingestellt. Alternativ können die 4 Bits als Nachschlagtabelle bei der gleichzeitigen Beurteilung von vier verschiedenen Lochdurchmessern verwendet werden. An die Lochbeurteilungseinheit 44 wird ein Ausgabewert jeder Richtung gesendet (nachstehend als "Durchmesserbeurteilungswert MC" bezeichnet). Diese Vorgänge werden an jedem Pixel in einem Musterbild PI durchgeführt. Im Übrigen ist zum Einschreiben der Nachschlagtabelle von Liste I in den in 8 gezeigten SRAM ein CPU-Datenbus mit einer CPU-Adressleitung verbunden, und dann werden die Daten eingegeben. Das vorstehend Gesagte betrifft eine in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 stattfindende Verarbeitung.

Parallel zu einer in der vorstehend erwähnten Durchmesserbeurteilungseinheit 41 erfolgenden Verarbeitung wird in der Lochinformationsspeichereinheit 42 und der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 ein effektives Locherkennungssignal ME erzeugt. Zu diesem Zweck werden aus den bauformbedingten Daten im Vorfeld Daten DH bezüglich einer Position und Größe eines Via-Holes in der zu untersuchenden Leiterplatine 10 gewonnen, und dann in der Lochinformationsspeichereinheit 42 zur Verfügung gestellt. Ein Wert der Daten DH von "1" betrifft ein Pixel in einem Via-Hole, und ein Wert von "0" betrifft ein Pixel außerhalb davon. Mit einer Datenbreite von 8 Bit in der Lochinformationsspeichereinheit 42 lässt sich ein Maximum von acht Arten von Via-Holes bewältigen. In der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 kann das effektive Locherkennungssignal ME erzeugt werden, indem die Daten DH mit einer vorbestimmten Pixelbreite erweitert werden. Und zwar ist dies so, weil an einer realen Leiterplatine 10 eine Position eines Via-Holes in einem vorbestimmten Spielraum von einem konstruktionsbedingten Wert abweichen kann. Das heißt, dass das effektive Locherkennungssignal ME unter Berücksichtigung des größten Bereichs erzeugt wird, um den das Via-Hole vom konstruktionsbedingten Wert abweichen kann. Das effektive Locherkennungssignal ME wird an eine Lochbeurteilungseinheit 44 gesendet.

Als Nächstes wird eine in der Lochbeurteilungseinheit 44 ablaufende Verarbeitung beschrieben. In die Lochbeurteilungseinheit 44 geht der Durchmesserbeurteilungswert MC jeder Richtung jedes schwarzen Pixels in einem Musterbild PI von der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 her ein, und ein effektives Locherkennungssignal ME geht von der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 her ein. Des Weiteren geht von einer Maskenbearbeitungs-CPU-Einheit 49 ein Signal einer O.K.-Fortsetzungszahl ein. Die Einzelheiten bezüglich der O.K.-Fortsetzungszahl werden später erläutert, wobei aber ein Wert von ihr grundsätzlich derselbe ist wie die Anzahl von Richtungen, die in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 beurteilt werden, so dass in dieser Ausführungsform der Wert gleich "8" ist. Anhand von diesen wird von der Lochbeurteilungseinheit 44 eine Lochbeurteilung in Bezug auf jedes schwarze Pixel im Musterbild PI durchgeführt.

Diese Lochbeurteilung erfolgt mit einem wie in 9 gezeigten SRAM. In einem in 9 gezeigten System wird ein Durchmesserbeurteilungswert MC jeder Richtung eines schwarzen Pixels im Musterbild PI in eine Adressleitung des SRAM eingegeben. Zusätzlich werden noch ein Signal einer O.K.-Fortsetzungszahl und ein effektives Locherkennungssignal ME eingegeben. Daraus wird wie folgt ein Locherkennungssignal MR erzeugt, das dann aus einer Datenleitung ausgegeben wird. Zuerst wird die Anzahl von aufeinanderfolgenden Richtungen bestimmt, in denen der Durchmesserbeurteilungswert MC "1", d.h. O.K. ist. Zum Beispiel ist von einem in 7 gezeigten, ausgewählten Pixel A die bestimmte Zahl "8", weil die Durchmesserbeurteilung in allen Richtungen O.K. ist. In entsprechender Weise ist von einem ausgewählten Pixel in einem durchkontaktierten Loch (3) und einem Pinhole (5) die bestimmte Zahl "8". Dagegen ist an einem ausgewählten Pixel in einem Leiterbahnabstand (6) die bestimmte Zahl "3", weil die Richtungen, in denen die Durchmesserbeurteilung in Aufeinanderfolge O.K. ist, "NE", E, SE" und "SW, W, NW" lauten, und eine Beurteilung in Richtung N und Richtung S nicht gut ist.

Diese bestimmte Zahl wird dann mit einer O.K.-Fortsetzungszahl verglichen. Wenn die bestimmte Zahl größer oder gleich der O.K.-Fortsetzungszahl ist, wird ein ausgewähltes Pixel als Maskenkandidat genehmigt. Ist die bestimmte Zahl kleiner als die O.K.-Fortsetzungszahl, wird das ausgewählte Pixel nicht als Maskenkandidat genehmigt. Beispielsweise mit Bezug auf ein in 7 gezeigtes, ausgewähltes Pixel A ist die bestimmte Zahl "8", und so wird das ausgewählte Pixel als Maskenkandidat genehmigt. In entsprechender Weise wird hinsichtlich eines ausgewählten Pixels in einem durchkontaktierten Loch (3) oder einem Pinhole (5) das ausgewählte Pixel als Maskenkandidat genehmigt. Andererseits ist hinsichtlich eines ausgewählten Pixels in einem Leiterbahnabstand (6) die bestimmte Zahl "3" und somit kleiner als die O.K.-Fortsetzungszahl. Folglich wird das ausgewählte Pixel nicht als Maskenkandidat genehmigt.

Im Übrigen wird eine O.K.-Fortsetzungszahl als Gesamtanzahl von Richtungen festgelegt, weil ein Ausbruch in einem Lötauge eines Umfangs eines Via-Holes in einer normalen Leiterplatine 10 nicht erlaubt ist. Es gibt aber den Fall, dass durch technische Vorgaben einer Leiterplatine 10, die mit geringer Abformungsgenauigkeit gebildet werden kann, ein Ausbruch in einem Lötauge bis zu einem gewissen Grad gestattet ist. In diesem wie in 10 gezeigten Fall ist das Lötauge an einer Stelle durchbrochen, und dann wird ein Durchmesserbeurteilungsergebnis in einer Richtung, die durch diesen Teil hindurchläuft, nicht gut. Für eine Qualitätsuntersuchung ist es ungeeignet, dass dieses ausgewählte Pixel in diesem Fall nicht als Maskenkandidat genehmigt wird. Dies kann man vermeiden, wenn die O.K.-Fortsetzungszahl ein wenig kleiner als die Gesamtanzahl von Richtungen ist, oder wenn eine bestimmte Richtung als O.K. beurteilt wird. Deswegen ist die O.K.-Fortsetzungszahl veränderlich und kann innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, der eine Gesamtanzahl von Richtungen einschließt. Darüber hinaus ist die Beurteilung so eingerichtet, dass eine vorbestimmte Richtung eines vorbestimmten Lochs ein feststehendes Beurteilungsergebnis haben kann.

Wenn ein ausgewähltes Pixel als Maskenkandidat genehmigt ist, wird das ausgewählte Pixel durch ein effektives Locherkennungssignal ME sortiert. Das heißt, dass das ausgewählte Pixel nur dann als echtes Locherkennungssignal beurteilt wird, wenn es als Maskenkandidat erkannt wird, und überdies eine Position des ausgewählten Pixels innerhalb eines Bereichs des effektiven Locherkennungssignals ME liegt. Durch diesen Sortiervorgang wird ein Maskenkandidatpixel entfernt, welches nicht im effektiven Locherkennungssignal ME enthalten ist. Das nicht im effektiven Locherkennungssignal ME enthaltene Maskenkandidatpixel wird als Pixel angesehen, das nicht von einem Via-Hole stammt, sondern von einem Defekt wie zum Beispiel einem Pinhole. Deshalb ist die Maskierung eines solchen Pixels ungeeignet.

Die vorstehend beschriebene Genehmigung eines Maskenkandidats und Sortierung durch ein effektives Locherkennungssignal ME werden im Hinblick auf jedes schwarze Pixel in einem Musterbild PI durchgeführt. Deshalb handelt es sich bei einem Locherkennungssignal MR, das von einer Lochbeurteilungseinheit 44 zu einer Maskenherstellungseinheit 45 gesendet wird, um eine Information über ein Pixel, welches schließlich als detailgetreuer Standard des Erzeugens einer Maske ausgewählt wurde.

Dann erzeugt die Maskenherstellungseinheit 45, die einen Signaleingang des Locherkennungssignals MR empfängt, ein Maskenbild MI. Das heißt, dass jedem im Locherkennungssignal MR enthaltenen Pixel ein Maskenpixel zugeteilt wird. Dadurch entsteht ein Maskenbild MI, das ein Via-Hole gerade abdeckt (in 4 wird jedes Pixel mit dem Wert "0" in seinem Urzustand Bestandteil einer Maske). Jedes im Locherkennungssignal MR enthaltene Pixel kann noch durch Vergrößerung um einen gewissen Grad vervielfacht werden (wie zum Beispiel 9-fach). Es entsteht dann eine etwas größere (wenn die Vergrößerung 9-fach ist, ein Pixel breiter) Maske (im Falle von 4 wird ein Maskenbild hergestellt, das um ein Pixel für jedes Pixel in einem Maskenbild erweitert ist, welches das Via-Hole gerade überdeckt). So kann man sagen, dass es sich bei der Maskenherstellungseinheit 45 um ein Expansionsfilter handelt, um zu einer beliebigen Maskengröße zu gelangen. Ein Maskenbild MI drückt einen Teil aus, der als außen liegende Ziele einer Qualitätsuntersuchung in einem Musterbild PI angesehen wird.

Wenn ein Maskenbild MI erzeugt ist, erfolgt mit der Untersuchungseinheit 31 eine Untersuchungsbearbeitung. Zu diesem Zweck werden in diese Untersuchungseinheit 31 das Maskenbild MI und Musterbild PI eingegeben. Dabei hat das Musterbild PI, das in die Untersuchungseinheit 31 eingegeben wird, von einer Verzögerungsschaltung 47 eine Verzögerungsverarbeitung erfahren, um für die Zeitdauer einer Maskenbearbeitung verzögert zu werden, um so mit dem Maskenbild MI ausgerichtet zu sein. Darüber hinaus werden der Untersuchungseinheit 31 durch die Haupt-CPU 32 vorab Daten über Defektformen wie etwa ein offener Schaltkreis, Kurzschluss und Leiterbahnverlust zur Verfügung gestellt. Deshalb kann aus einem Bereich außerhalb des Maskenbilds MI im Musterbild PI in der Untersuchungseinheit 31 eine Defektform oder eine Form, die einer Defektform ähnlich sieht, gewonnen werden. Extrahierte Daten DD, beispielsweise über eine gewonnene Defektform, werden an die Haupt-CPU 32 gesendet und dann gesammelt. Hierbei gibt es bei einer bestimmten technischen Vorgabe der Leiterplatine 10 den Fall, dass eine Form, die einer Defektform ähnlich sieht, in einem guten Verdrahtungsmuster enthalten ist. In so einem Fall ist es vorzuziehen, im Vorfeld Daten in der Untersuchungseinheit vorzubereiten, um die Form eines zu untersuchenden Objekts auszuschließen. Von der Haupt-CPU 32 gesammelte Defektdaten können über den Bildschirm 33 angezeigt oder ausgegeben werden.

Wie vorstehend beschrieben ist, wird eine Leiterplatine 10 untersucht. Sogar wenn eine andere Leiterplatine 10 derselben Bauart und zum selben Fertigungslos gehörend nachfolgend in derselben Art und Weise wie die erste Platine 10 untersucht wird, wird ein Locherkennungssignal MR aus einem Musterbild PI der Leiterplatine 10 gewonnen, und dann wird wieder ein Maskenbild MI erzeugt, weil eine Qualitätsuntersuchung mit einem hochgenauen Maskenbild MI erfolgen muss, das mit der Lochanordnung der Leiterplatine 10 übereinstimmt.

Wie vorstehend im Einzelnen erläutert ist, wird in einer Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung dieser bevorzugten Ausführungsform an jedem schwarzen Pixel in einem Musterbild PI, das aus Binärdaten gebildet ist, die durch Aufnahme einer Leiterplatine 10 gewonnen wurden, mit der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 die Anzahl von aufeinanderfolgenden schwarzen Pixeln ausgehend von einem ausgewählten Pixel in jeder von acht Richtungen bestimmt, und für jede dieser Richtungen wird ein Durchmesserbeurteilungswert MC ausgegeben. Hier wird selbst eine Richtung eines schwarzen Pixels nicht übersehen, weil im Falle eines schwarzen Pixels ein Zählwert des ausgewählten Pixels in jeder Richtung als "1" gezählt wird. Deswegen entsteht, selbst wenn das Musterbild PI eine schwarze Pixelgruppe mit entstellter Form wie etwa ein Via-Hole umfasst, ein Locherkennungssignal MR ohne Verlust eines einzigen Pixels. Natürlich kann die Gewinnung eines durchkontaktierten Lochs durch eine Radiusnormbeurteilung der herkömmlichen Technik ausgeführt werden. So kann eine entsprechende Maske, die eine Lochform gerade bedeckt, in der Maskenherstellungseinheit 45 selbst dann erzeugt werden, wenn die Leiterplatine 10 ein Photo-Via-Hole enthält. Mithin ist eine Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung realisiert, mit der die Ausführung einer Untersuchung nur in seltenen Fällen fehlschlagen wird, während gleichzeitig das Auftreten eines durch ein Via-Hole verursachten falschen Signals verhindert ist.

Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform in der Lochbeurteilungseinheit 44 ein Wert einer O.K.-Fortsetzungszahl als Beurteilungsstandard zur Gewinnung eines Locherkennungssignals MR auf der Grundlage eines Durchmesserbeurteilungswerts MC und eines effektiven Locherkennungssignals ME verwendet. Und der Wert der O.K.-Fortsetzungszahl ist ein veränderlicher Wert, derart, dass er in dem Bereich eingestellt werden kann, der die Gesamtanzahl der Richtungen enthält. Deshalb wird, selbst wenn die technischen Vorgaben der Leiterplatine 10 derart sind, dass sie eine geringe Abformungsgenauigkeit hat und bis zu einem gewissen Grad an einem Lötauge einen Ausbruch enthalten kann, eine Untersuchung gewährleistet, die nur in seltenen Fällen fehlschlagen wird, während das Auftreten eines falschen Signals unterbunden ist, weil die Untersuchung mit einem im Verhältnis zur technischen Vorgabe vernünftigen Maskenbild ausgeführt werden kann.

Nebenbei bemerkt ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene, bevorzugte Ausführungsform beschränkt, und es ist offensichtlich, dass daran zahlreiche Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel wie folgt realisiert werden. Durch eine Durchmesserbeurteilung eines Maskenbilds PI auf der Grundlage eines effektiven Locherkennungssignals ME kann ein Maskenbild mit höherer Geschwindigkeit erzeugt werden. Und die verwendeten Daten sind nicht auf Binärdaten beschränkt, und es können sogar Daten verwendet werden, die ternären Daten oder Daten noch höherer Ordnung entsprechen. Auch die Anzahl der Richtungen der Durchmesserbeurteilung in der Durchmesserbeurteilungseinheit 41 ist nicht auf "8" begrenzt. Zum Beispiel sind "4", "12", "16" Richtungen usw. möglich, und die Anzahlen müssen auch kein Vielfaches von 4 sein.

Zusätzlich können anstelle der Verwendung von bauformbedingten Daten einer Leiterplatine 10 Daten DH über ein Via-Hole, die der Locherkennungsbereich-Erzeugungseinheit 43 von der Lochinformationsspeichereinheit 42 zur Verfügung gestellt werden, durch andere Hilfsmittel aufbereitet werden. So wird zum Beispiel ein Musterbild PI aus einer Grundmodell-Leiterplatine erzeugt, an der dieselben Löcher ausgebildet sind wie in der zu untersuchenden Leiterplatine 10, und bei der Bearbeitung des Musterbilds PI (9) durch die Lochbeurteilungseinheit 44 wird ein Locherkennungssignal MR erzeugt, ohne ein effektives Locherkennungssignal ME zu verwenden, sondern nur mittels eines Durchmesserbeurteilungswerts MC und einer O.K.-Fortsetzungszahl. Dann wird das Locherkennungssignal MR an die Lochinformationsspeichereinheit 42 rückgeführt und als Daten DH verwendet. In diesem Fall kann darüber hinaus durch Rückführung des Locherkennungssignals MR zur Lochinformationsspeichereinheit 42 diese Vorrichtung mit einem Lerneffekt ausgestattet werden, wann immer eine Leiterplatine 10 untersucht wird.

Offensichtlich sind angesichts der oben angegebenen Lehren zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es sollte von daher klar sein, dass innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche die Erfindung auch anders als im Einzelnen beschrieben in die Praxis umgesetzt werden kann.


Anspruch[de]
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung zur Untersuchung einer Leiterplatine (10) mit einer Leiterstruktur (11) und einem Via-Hole, umfassend:

– ein Musterbilderzeugungsmittel (2) zum Erzeugen eines Musterbildes (PI), das aus binarisierten Pixeldaten gebildet ist, die durch Aufnehmen eines Verdrahtungsmusters (11) der Leiterplatine (10) gewonnen sind;

– ein Durchmesserbeurteilungsmittel (41) zum Auswählen, eines nach dem anderen, jedes Pixels, das in dem Musterbild (PI) enthalten ist, als ein Messungsstartpixel, Zählen, bezüglich des Messungsstartpixels, in einer Mehrzahl von Richtungen die Anzahl schwarzer Pixel, die von demselben Messungsstartpixel aus aufeinanderfolgend angeordnet sind, Vergleichen bezüglich jeder Richtung die Anzahl der aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixel mit einem Referenzwert, der in jeder Richtung eingestellt ist, und Beurteilen jede der Mehrzahl von Richtungen als gut, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgend angeordneten schwarzen Pixel eine natürliche Zahl gleich groß wie oder kleiner als der Referenzwert ist, und als nicht gut, wenn die Anzahl aufeinanderfolgend angeordneter schwarzer Pixel 0 oder größer als der Referenzwert ist, wobei die in jeder Richtung der Mehrzahl von Richtungen eingestellten Referenzwerte gleich oder voneinander verschieden sind;

– ein Maskenerkennungsbereicherzeugungsmittel (43) zum Erzeugen eines effektiven Maskenerkennungssignals, das einen Bereich zeigt, in dem ein Nichtuntersuchungszielbereich der Leiterplatine vorhanden ist;

– ein Maskenkandidatauthorisierungsmittel (44) zum Bestimmen, ob das Messungsstartpixel ein Maskenkandidatpixel ist, auf der Grundlage einer Bestimmung des Durchmesserbeurteilungsmittels (41);

– ein Maskenherstellungsmittel (44, 45) zum Herstellen eines Maskenbildes (MI) durch Vergleichen des Maskenkandidatpixels mit dem effektiven Maskenerkennungssignal und Bestimmen, ob ein jeweiliges Maskenkandidatpixel von dem Via-Hole stammt; und

– ein Untersuchungsmittel (31) zum Gewinnen einer Defektform von einem Teil des Musterbildes (PI) mit Ausnahme eines Teils, der dem Maskenbild (MI) entspricht.
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei:

– auf der Grundlage einer Bestimmung des Durchmesserbeurteilungsmittels (41) das Maskenkandidatauthorisierungsmittel (44) die Anzahl von Richtungen zählt, die als gut beurteilt sind, und

– das Messungsstartpixel als ein Maskenkandidatpixel erkennt, wenn die Anzahl von Richtungen gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Maskenkandidatauthorisierungsmittel (44) das Messungsstartpixel als ein Maskenkandidatpixel erkennt, wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Richtungen, die als gut beurteilt werden, gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schwellenwert veränderlich ist. Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein veränderlicher Bereich des Schwellenwerts eine Gesamtanzahl von Richtungen enthält. Verdrahtungsmusteruntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Zählung von Pixeln in 4, 8, 12 oder 16 Richtungen ausgeführt wird.






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