特許 7498694 基板情報分析システム及びその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-04

(45)【発行日】2024-06-12

(54)【発明の名称】基板情報分析システム及びその方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/00 20060101AFI20240605BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20240605BHJP

【ＦＩ】

H05K3/00 Q

G01B11/02 H

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021186286

(22)【出願日】2021-11-16

(65)【公開番号】P2022087817

(43)【公開日】2022-06-13

【審査請求日】2021-11-17

(31)【優先権主張番号】109142283

(32)【優先日】2020-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】511248629

【氏名又は名称】由田新技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(72)【発明者】

【氏名】鄒嘉駿

(72)【発明者】

【氏名】林伯聰

(72)【発明者】

【氏名】黄冠勳

(72)【発明者】

【氏名】張▲すん▼豪

【審査官】齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開平２－８８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－１６２２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２７２１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－８１７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１３５３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１３９１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００―２１／９５８

Ｇ０１Ｒ ２７／００―２７／３２

Ｇ０１Ｒ ３１／００―３１／３１５

Ｇ０６Ｆ ３０／００―３０／３９８

Ｇ０１Ｂ １１／０２

Ｈ０５Ｋ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を分析するのに用いる基板情報分析システムであって、
前記基板の目標領域を検出し、配線画像を取得する少なくとも一以上のセンサー装置と、
前記少なくとも一以上のセンサー装置と結合し、前記配線画像に基づいて配線サイズ情報を作り出す画像測量モジュールと、
前記配線サイズ情報に基づいて配線特性情報を作り出す特性分析モジュールとを有し、
前記配線特性情報は、配線の電気抵抗値情報または配線のインピーダンス値情報を含むことを特徴とする基板情報分析システム。

【請求項2】

前記配線サイズ情報は、配線幅、配線の高さ、配線の長さまたは配線の断面積を含み、
前記配線幅は、上側配線幅と下側配線幅を含み、
前記配線特性情報は、電気的欠陥、電磁干渉またはインピーダンス・マッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板情報分析システム。

【請求項3】

前記特性分析モジュールは、前記配線の断面積と前記配線の長さに基づいて前記配線の電気抵抗値情報を作成することを特徴とする請求項２に記載の基板情報分析システム。

【請求項4】

前記特性分析モジュールは、前記配線幅、前記配線の高さ及び前記目標領域の誘電体層の高さと誘電体層係数に基づいて前記配線のインピーダンス値情報を作成することを特徴とする請求項２に記載の基板情報分析システム。

【請求項5】

前記特性分析モジュールは、前記配線の断面積または配線の体積に基づいて配線のインピーダンスに異常を生じたと判定することを特徴とする請求項２に記載の基板情報分析システム。

【請求項6】

前記少なくとも一以上のセンサー装置は、目標領域の上面方向に設置され、前記配線画像の上面画像を取得する上面画像キャプチャ装置と、目標領域の側面方向に設置され、前記配線画像の側面画像を取得する側面画像キャプチャ装置を備え、
前記側面画像キャプチャ装置は、その光軸方向と前記基板の平面との間に撮影角度を有し、前記撮影角度は０度から９０度の間であることを特徴とする請求項１に記載の基板情報分析システム。

【請求項7】

前記センサー装置は レーザー三次元スキャン装置を含み、前記基板と前記配線の三次元画像を取得することで、前記配線サイズ情報を測量することを特徴とする請求項１に記載の基板情報分析システム。

【請求項8】

前記基板情報分析システムは更に、三次元画像作成モジュールを含み、前記三次元画像作成モジュールは前記配線サイズ情報に基づいて前記基板の配線三次元モデルを取得することを特徴とする請求項１に記載の基板情報分析システム。

【請求項9】

前記基板情報分析システムは更に、配線計測モジュールを含み、前記配線計測モジュールは前記配線画像に基づいて前記基板の表面欠陥の計測結果を取得することを特徴とする請求項１に記載の基板情報分析システム。

【請求項10】

基板情報の分析方法であって、
センサー装置により基板の目標領域を検出し、配線画像を取得するステップと、
前記配線画像に基づいて、配線サイズ情報を作成するステップと、
配線サイズ情報に基づいて、配線特性情報を作成するステップを含み、
前記配線特性情報は、配線の電気抵抗値情報または配線のインピーダンス値情報を含むことを特徴とする基板情報の分析方法。

【請求項11】

前記配線サイズ情報は、配線幅、配線の高さ、配線の長さまたは配線の断面積を含み、
前記配線幅は、上側配線幅と下側配線幅を含み、
前記配線特性情報は、電気的欠陥、電磁干渉またはインピーダンス・マッチングを含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板情報の分析方法。

【請求項12】

配線サイズ情報に基づいて配線特性情報を作成するステップは、前記配線の断面積と前記配線の長さに基づいて前記配線の電気抵抗値情報を作成することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板情報の分析方法。

【請求項13】

配線サイズ情報に基づいて配線特性情報を作成するステップは、前記配線幅、前記配線の高さ及び前記目標領域の誘電体層の高さと誘電体層係数に基づいて前記配線のインピーダンス値情報を作成することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板情報の分析方法。

【請求項14】

前記配線の断面積または配線の体積に基づいて配線のインピーダンスに異常を生じたと判定することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板情報の分析方法。

【請求項15】

前記配線サイズ情報に基づいて前記基板の配線三次元モデルを取得することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板情報の分析方法。

【請求項16】

前記配線画像に基づいて前記基板の表面欠陥の計測結果を取得することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板情報の分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は基板情報分析システム及びその方法に関し、特に、基板の配線情報を計測する分析システム及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工業の全自動化の発展に伴い、自動光学検査（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ＡＯＩ）は既に工業製造過程においてよく見られる代表的な手法である。主な方法は、撮影装置を用いて検査対象物の表面状態を撮影し、パソコンの画像処理技術を用いて、異物やパターン異常等の欠陥を検出する。非接触検査であるため、生産過程の半製品の検査に用いることができる。自動光学検査はその利点から、既に電子産業における回路基板組立ラインの外観検査に普遍的に応用されるものとなり、従来の人による目視検査（Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）に取って代わった。

【0003】

今日の５Ｇ技術に必要とされる高周波技術は、基板製造に大きな課題をもたらしている。同様に、電子装置の外観サイズがますます縮小化している事も、この課題を更に克服困難なものにしている。これら精密装置の高密度インターコネクト（ＨＤＩ）の設計には、システムの外観サイズを可能な限り縮小しつつ、入出力を大幅に増加させるために、更に微細な配線が求められる。しかし、微細な配線では信号が劣化するというリスクが高まる可能性がある。配線の物理的特性（上下の幅の広さなど）が元々の設計により変化してしまうと、ＲＦ信号の出力に数ミリ秒の遅れが生じ、信号の同期がなされなかった場合にはシグナルチェーンに影響が生じる。

【0004】

高密度の信号完全性はプリント基板配線の狭い幾何学構造内の、厳格なインピーダンス制御によって決まる。従来のサブトラクティブ法を用いて作られる配線には通常、不規則な四角形の断面が現れるため、多量のインピーダンス異常が発生していた。セミアディティブ法（ｍＳＡＰ）の改良はこの問題を改善することができ、配線を更に高精度に形成し、真っ直ぐな配線壁はインピーダンス制御を向上する効果が得られる。

【0005】

既存の技術では画像を通して配線の表面欠陥を認識することは出来るが、有効に識別することができないような形状の結果もあるほか、配線形状とインピーダンス・マッチング及びノイズ信号の発生の間には高い相関性があるため、人による検査では検出できない違いもまた同様に、インピーダンスの不一致やＥＭＩノイズを生み出すリスクがあるなど、まだまだ克服すべき課題がある。

【0006】

一方で、従来の方法では配線に対して三次元測定を行う際、主に共焦点顕微鏡（Ｃｏｎｆｏｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）、三角測量法、白色干渉法など、いずれも点状を計測する方法で三次元模型を生成しているが、測定時間が遅いだけでなく、大量の計測を行う際に困難がある上、点状測定にも制限があるため、一部の高度情報しか取得できず、組み合わせて配線全体の断面積情報を得ることは難しい。

【発明の概要】

【0007】

本発明の主な目的は、基板を分析するのに用いる、基板情報分析システムを提供することにある。前記基板情報分析システムは少なくとも一以上のセンサー装置と、画像測量モジュールと、特性分析モジュールを有する。前記センサー装置は前記基板の目標領域を検出し、配線画像を取得する。前記画像測量モジュールは前記少なくとも一以上のセンサー装置と結合し、前記画像測量モジュールは前記配線画像に基づいて配線サイズ情報を作り出す。前記特性分析モジュールは前記配線サイズ情報に基づいて配線特性情報を作り出す。

【0008】

本発明のもう一つの目的は、センサー装置を通して基板の目標領域を検出し配線画像を取得すること、前記配線画像に基づいて配線サイズ情報を作り出すこと、前記配線サイズ情報に基づいて配線特性情報を作り出すことを含む、基板情報の分析方法を提供することにある。

【0009】

これらをもって、本発明は画像計測方式を通じて基板の配線サイズ情報（例えば上側配線幅、下側配線幅、配線の高さ、配線の長さ、配線の断面積などを含む）を取得し、取得したこれら配線サイズ情報を用いて更に配線特性情報を取得することで、画像から配線特性を取得する機能を実現する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の基板情報分析システムを示す説明図である。

【図2】本発明の実施例における設備の外観を示す説明図である。

【図3】本発明の基板配線の側面を示す説明図である。

【図4】本発明の基板配線の複数の断面を示す説明図である。

【図5】本発明のマイクロストリップラインの側面を示す説明図である。

【図6】配線の欠陥を示す説明図（一）である。

【図7】配線の欠陥を示す説明図（二）である。

【図8】多層基板の構造を示す分解図（一）である。

【図9】多層基板の構造を示す分解図（二）である。

【図10】本発明の基板配線の座標位置決め図である。

【図11】本発明の基板配線の上面画像を示す説明図である。

【図12】本発明の基板配線の側面画像を示す説明図である。

【図13】本発明の基板配線の三次元画像を示す説明図（一）である。

【図14】本発明の基板配線の三次元画像を示す説明図（二）である。

【図15】本発明の基板配線の三次元画像を示す説明図（三）である。

【図16】本発明の基板情報の分析方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の技術内容を図面に基づいて説明する。なお、これら図面は説明のためのものであるため、実際の比率に従い描かれたものではなく、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0012】

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。図１は本発明の基板情報分析システムを示す説明図である。

【0013】

本実施例では基板情報分析システム１００について説明する。基板情報分析システム１００は基板Ｂの計測に使用し、マシンビジョンを通して基板Ｂあるいは集積回路の情報を確認し、配線情報を用いて基板Ｂの各データを分析することで、基板Ｂに欠陥がないかを確認する。基板Ｂは例えば片面基板（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｌａｙｅｒ ＰＣＢ）、両面基板（Ｄｏｕｂｌｅ－Ｌａｙｅｒ ＰＣＢ）、多層基板（Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ ｂｏａｒｄ）あるいはその他配線を設置した任意の基板であってもよいが、本発明では限定しない。

【0014】

基板情報分析システム１００は少なくとも一以上のセンサー装置１０と、センサー装置１０に接続または結合されたコンピュータ設備２０を備える。

【0015】

センサー装置１０は基板Ｂの目標領域の検出に使用し、配線画像を取得する。センサー装置１０は画像撮影を行うことによって基板Ｂの配線画像を取得する。具体的には、センサー装置１０はエリアスキャンカメラやラインスキャンカメラを備えてもよく、これらの撮影装置を通して配線画像を撮影する。本発明における実施例では、センサー装置１０は ＴＯＦセンサーや三角測量装置（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）やダブルビジョンカメラなどのレーザー三次元スキャン装置を含み、基板Ｂと基板配線の三次元画像を取得することで、配線の各種情報を精確に測量する。前記目標領域とは基板Ｂ上にある配線を含む任意の領域を指す。

【0016】

センサー装置１０によって撮影された画像はコンピュータ設備２０（コンピュータもしくはサーバなど）に転送され、コンピュータ設備２０のプロセッサによりストレージに読み込まれた後、画像処理プログラムを呼び出し、取得された配線画像は画像処理プログラムにより画像処理が行われ、その処理の結果に基づいて配線サイズ情報が作成される。配線サイズ情報は配線の計測結果と、測定結果と、配線特性情報を作成する。このうち、ストレージはキャッシュメモリ、ダイナミックＲＡＭ、持続性メモリ（Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｍｅｍｏｒｙ）などのデータの保存および取り出しに使用することができるデバイスまたはそれらの組み合わせであってもよいが、本発明では限定しない。

【0017】

センサー装置１０が基板Ｂ上の配線画像の関心領域を容易に取得し、更に配線サイズ情報を取得できるようにするためと、コンピュータ設備２０が基板Ｂ上の配線サイズ情報を容易に取得できるようにするため、基板情報分析システム１００は適切な光源を配置してもよい。

【0018】

以下、本発明の基板情報分析システム１００のハードウェア構成を実施例に基づいて説明する。図２は本発明の実施例における設備の外観を示す説明図である。

【0019】

本実施例ではセンサー装置１０は、上面画像キャプチャ装置１１と、側面画像キャプチャ装置１２を備える。上面画像キャプチャ装置１１は、目標領域の上面方向に設置され、配線の上面画像を取得する。側面画像キャプチャ装置１２は、目標領域の側面方向に設置され、配線の側面画像を取得する。具体的な実施例では、側面方向とは基板Ｂの左右両側の真横方向の位置（図２の基板Ｂの左側あるいは右側に相当）か、斜め上方の位置（図２の基板Ｂの左上側あるいは右上側に相当）を指し、側面画像キャプチャ装置１２の撮影方向が基板Ｂの配線に対して適切な傾角を保つようにする。本発明の実施例では、側面画像キャプチャ装置１２の光軸方向Ｌと基板Ｂの平面との間に撮影角度αを有し、撮影角度αは０度から９０度の間である。

【0020】

上記の配置を通して、上面画像キャプチャ装置１１と側面画像キャプチャ装置１２は基板Ｂの上面画像と側面画像（以下、配線画像とする）を取得する。これらの配線画像を通してコンピュータ設備２０は基板Ｂの配線の配線サイズ情報を取得できる。本発明の実施例では、上述の光学配置のほか、ＴＯＦセンサーや三角測量装置（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）やダブルビジョンカメラなどのレーザー三次元スキャン装置から配線サイズ情報を作成してもよく、これらの装置が配線サイズ情報を取得するためのアルゴリズムなどに関しては、本発明では限定しない。

【0021】

以下、図１を用いて、コンピュータ設備２０とそのアルゴリズムについて説明する。配線画像を通して配線サイズ情報を作成し、前記配線サイズ情報に基づいて配線の計測結果と、測定結果と、配線特性情報を作成するため、コンピュータ設備２０のプロセッサはストレージのプログラムを読み込んだ後、前記配線画像の分析を行う。具体的には、コンピュータ設備２０の機能に基づいて、画像測量モジュールＦ１と、特性分析モジュールＦ２と、三次元画像作成モジュールＦ３と、配線計測モジュールＦ４に分けることができる。ここで明記すべきなのは、これらのモジュールは単一の装置によって実行されても、複数個の装置によって個別にあるいは同時に実行されてもよく、本発明では限定しない。

【0022】

以下、図３から図７を用いて、画像測量モジュールＦ１、特性分析モジュールＦ２、三次元画像作成モジュールＦ３、配線計測モジュールＦ４が行う演算工程をそれぞれ説明する。

【0023】

コンピュータ設備２０は通信ポート２１を通してセンサー装置１０に接続あるいは結合し、配線画像を取得する。コンピュータ設備２０はプロセッサ２２とストレージ２３と連携し、保存したストレージ２３内のプログラムを用いて相応するアルゴリズムを実行する。コンピュータ設備２０が前記配線画像を取得した後、まず前記配線画像を通して配線サイズ情報を作成し、前記配線サイズ情報に基づいて配線の計測結果と、測定結果と、電気計測結果を取得する。本発明の実施例では、コンピュータ設備２０は更に画像処理を行う画像処理プログラムを備える。前記画像処理プログラムは画像前処理プログラム、画像分割及び位置決め、欠陥の検出（勾配、エリア成長、成長補償等）、機械学習システム、ディープラーニング（深層学習）システムなどであってもよいが、本発明では限定しない。

【0024】

以下、図１を用いて画像測量モジュールＦ１の機能について説明する。画像測量モジュールＦ１は少なくとも一以上のセンサー装置１０と結合し、前記配線画像に基づいて配線サイズ情報を作成する。具体的には、コンピュータ設備２０が画像測量モジュールＦ１の工程を実行すると、前記配線画像を分析し前記配線画像内の第一区域画像特徴（上幅の広さ）と第二区域画像特徴（側壁の広さ）を取得する。具体的には、画像測量モジュールＦ１は画像の前処理工程（画像の強化、ノイズ除去、コントラスト強化、輪郭の強調、特徴の取得、画像の圧縮、画像変換など）を行ってもよく、画像前処理工程後の画像に分割を行うか、あるいはそこから輪郭の取得を行い、関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ，ＲＯＩ）の分割を行う。関心領域の取得方法は、二値化処理（Ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）でもよく、あるいは機械学習システム、ディープラーニング（深層学習）システムなどのニューラルネットワークにより訓練した後、第一区域画像特徴と第二区域画像特徴を画像内から分割してもよいが、本発明では限定しない。また、ここに述べた配線画像とは単一の画像とは限らず、複数個の配線画像を用いて三次元空間内の分布資料から配線を分析するために、二以上の配線画像である可能性もある。

【0025】

画像測量モジュールＦ１は第一区域画像特徴と第二区域画像特徴を取得した後、前記第一区域画像特徴と前記第二区域画像特徴の分析を通して基板Ｂの配線幅（上側配線幅と下側配線幅などを含む）、配線の高さあるいは配線の断面積などの配線サイズ情報を取得する。配線サイズ情報の取得方法については以下に説明する。

【0026】

図３が示すように、基板Ｂの配線の例と上記に取り上げた２つのキャプチャ装置（上面画像キャプチャ装置１１と側面画像キャプチャ装置１２）の実施例のように、上述の光学配置を経由した後、画像測量モジュールＦ１は二組の異なる方向から撮影された画像から上側配線幅ＵＷ１と、下側配線幅ＵＷ２と、配線の高さＴを取得し、これらの情報から配線の断面積を算出する。

【0027】

上面画像と側面画像からこれらの配線サイズ情報を取得する他に、三次元スキャン技術（ＴＯＦセンサー、三角測量装置、ステレオビジョンなど）から配線サイズ情報を作成してもよく、これら配線サイズ情報の取得方法については、本発明では限定しない。

【0028】

上記の実施例の他、測定結果は、例えば基板配線の上側配線幅、下側配線幅、配線の高さ、配線の長さ、配線の断面積、配線の体積などの各測定データであってもよいが、本発明では限定しない。配線の体積は配線の断面積と配線の長さから算出されてもよく、より精確な計算方法では、配線の体積は各サンプルの配線の断面積と各サンプルの配線の長さから算出されてもよい。

【0029】

以下、図４から図５を用いて、特性分析モジュールＦ２の機能について説明する。特性分析モジュールＦ２は前工程で取得した配線サイズ情報に基づいて、対応する配線特性情報を作成する。このうち、配線特性情報には配線の電気抵抗値情報あるいは配線のインピーダンス値情報が含まれていてもよい。特性分析モジュールＦ２は前記配線の断面積と前記配線の長さに基づいて前記配線の電気抵抗値情報を作成する。具体的には、前記配線の電気抵抗値情報は、以下の式を用いて取得できる。

【0030】

【数1】

【0031】

このうち、Ｒは電気抵抗値、ρは電気抵抗係数、Ｌは配線の長さ、Ａは配線の断面積である。図４で示すように、上記の配線サイズ情報で取得した断面積に基づき、多くとも最大解像度までの配線の各区間ＳＧ１－ＳＧＮの断面積データを取得できる。上述の式を用いて各小区間の長さＬ１－ＬＮの断面積に相応する抵抗値を合算した後、最終的に全区間の配線の電気抵抗値情報を取得できる。

【0032】

図５は本発明のマイクロストリップラインの側面を示す説明図である。本実施例では、特性分析モジュールＦ２は前記配線幅、前記配線の高さ、前記目標領域の誘電体層の高さと誘電体層係数に基づいて前記配線のインピーダンス値情報を作成する。具体的には、特性分析モジュールＦ２は例えば以下の式を適用し配線のインピーダンス値情報を取得できるが、本発明では限定しない。

【0033】

【数2】

【0034】

このうち、Ｚ０はシングルエンド・インピーダンス値、εγは相対誘電率、Ｗは配線幅、Ｔは配線の高さ、Ｈは誘電体層の高さであり、相対誘電率εγは予測値である。配線幅Ｗと配線の高さＴは前述の画像測量モジュールＦ１から画像分析を通して取得できる。本発明の実施例では、誘電体層の高さＨは誘電体層の配線画像が遮られていない時、前述の画像測量モジュールＦ１の画像分析後に取得できる。別の実施例では、基板Ｂのサイズの精度が相対的に安定している時、誘電体層の高さＨは固定値として事前に設定するか、事前に計測して取得することもできるが、本発明では限定しない。

【0035】

上述の実施例では、配線の断面積の形状は長方形で例示しているが、台形あるいはその他の他面形であってもよく、本発明では限定しない。上述の公式は、例えばＩＰＣ－２２２１、ＩＰＣ－２２２２、ＩＰＣ－２２２３、ＩＰＣ－２２２４、ＩＰＣ－２２２５、ＩＰＣ－２２２６、ＩＰＣ－２２２７などの、国際電子工業連接協会が発布するＩＰＣなどの関係規定を満たす計算式を使用してもよいが、これらに限定しない。別の実施例では、特性分析モジュールＦ２はルックアップテーブルからインピーダンスや電気抵抗を取得してもよい。ルックアップテーブルにない数値が現れた場合はＫ近傍法または内挿法で計算してもよく、この部分に関しては設計要件により決定されるものである。

【0036】

上述の実施例では、電気的欠陥の計測とは、例えばショートの計測、断線の計測、漏電の計測であってもよいが、これらに限定しない。ショートの計測は配線画像内の各配線間に接続エリアがあるかどうかで検出する。断線の計測は取得した配線断面積と配線の体積から判定でき、配線断面積と、配線体積が設定された閾値よりも低い時、断線していると判定する。別の実施例では、基板の配線の三次元画像を通して目視もしくはマシンビジョンにより判断する。漏電の計測は配線画像の絶縁層の状態により検出する。

【0037】

上述の実施例では、電磁干渉（ＥＭＩ）の計測は、三次元画像作成モジュールＦ３を通して配線の三次元モデルを波動場シミュレーションシステム（ＨＦＳＳなど）に入力して波動場シミュレーション図を出力し、波動場シミュレーション図から電磁干渉の可能性を評価することができるが、これに限定しない。

【0038】

上述の実施例では、インピーダンス・マッチングの計測は、配線の電気抵抗値情報と、配線のインピーダンス値情報を取得することで、各配線の配線電気抵抗値情報と配線のインピーダンス値情報が設定された合理的範囲内に収まるかどうかを分析し、配線の電気抵抗値情報の結果の分析を通して、インピーダンス・マッチングの結果を確認できるが、これに限定しない。

【0039】

図６と図７が示すように、別の実施例では、基板の配線の三次元画像を通して目視もしくはマシンビジョンによりインピーダンス・マッチングを判定する。画像分析を通して検査対象となる配線の断面積、配線の体積を判定し、配線の断面積と配線の体積に、配線の陥没や突出などの異常なパターンや特徴が生じた場合、配線のインピーダンスに異常を生じたと迅速に判定することができる。

【0040】

図６が示すように、配線上面の陥没ＤＦ１は一般的なカメラが撮影できる二次元画像では、画像（俯瞰画像など）内から欠陥を確認するのは難しいが、配線の断面積や配線の体積からは異常なパターンや特徴の有無をすぐに確認でき、配線のインピーダンスに異常が生じたと迅速に判定することができる。

【0041】

図７が示すように、配線両側の陥没ＤＦ２とＤＦ３は、一般的なカメラが撮影できる二次元画像では画像（上面あるいは側面画像など）内から欠陥を確認するのは難しいが、上記と同様に、配線の断面積や配線の体積からは異常なパターンや特徴の有無をすぐに確認でき、配線のインピーダンスに異常が生じたと迅速に判定することができる。

【0042】

前述の図４から図７の実施例は、片面基板を計測した場合を例としている。以下、図８を用いて本発明が多層基板全体に対して行える電気計測について説明する。なお、前述の実施例で提示した片面基板と、その配線のインピーダンス値情報もしくは電気抵抗値情報の計算例など、前述の実施例と本実施例で同一あるいは重複する部分に関しては説明を省略する。

【0043】

本実施例では、多層基板を電気計測した場合を提示する。本実施例の多層基板Ａは五層の基板Ａ１－Ａ５の圧縮から成る。個別の独立した基板Ａ１－Ａ５はそれぞれ配線を備え、基板Ａ１には配線Ｌ１を、基板Ａ２には配線Ｌ２を、基板Ａ３には配線Ｌ３を、基板Ａ４には配線Ｌ４を、基板Ａ５には配線Ｌ５をそれぞれ備える。

【0044】

それぞれの層の配線（配線Ｌ１－Ｌ５）を電気的に接続させるため、基板Ａ２にはスルーホールＴＨ２を、基板Ａ３にはスルーホールＴＨ３を、基板Ａ４にはスルーホールＴＨ４を、基板Ａ５にはスルーホールＴＨ５を備える。基板Ａ１の配線Ｌ１と基板Ａ２の配線Ｌ２はスルーホールＴＨ２を通して、基板Ａ２の配線Ｌ２と基板Ａ３の配線Ｌ３はスルーホールＴＨ３を通して、基板Ａ３の配線Ｌ３と基板Ａ４の配線Ｌ４はスルーホールＴＨ４を通して、基板Ａ４の配線Ｌ４と基板Ａ５の配線Ｌ５はスルーホールＴＨ５を通して、電気的に接続している。ここで特に明記すべきなのは、本実施例では説明の簡略化のため、各回路板はそれぞれ一つの配線しか備えていないが、通常、多層基板は各層の基板に複数個の配線を備えており、画像認識とあらかじめ保存されている配線の配置からこれらの配線を分類することで、各配線間の電気的接続関係を確認してもよい。配線の種類については本発明では限定しない。

【0045】

前述の実施例によって、各層の基板Ａ１－Ａ５の配線Ｌ１－Ｌ５のインピーダンス値あるいは電気抵抗値情報をそれぞれ取得することができる。また、スルーホールＴＨ２－ＴＨ５のインピーダンスはスルーホールの内孔径、スルーホールの外孔径、スルーホールの高さ、参考平面のスルーホールの空白部の直径、スルーホールの電気メッキの厚さなどのスルーホール情報に基づき取得される。最終的には複数個の配線Ｌ１－Ｌ５とスルーホールのインピーダンス値の合計計算から全ての配線のインピーダンス値を取得できる。例えばインピーダンス計算の結果から取得した配線Ｌ１のインピーダンス値をＺ１、配線Ｌ２のインピーダンス値をＺ２、配線Ｌ３のインピーダンス値をＺ３、配線Ｌ４のインピーダンス値をＺ４、配線Ｌ５のインピーダンス値をＺ５、スルーホールＴＨ２のインピーダンス値をＺＴ２、スルーホールＴＨ３のインピーダンス値をＺＴ３、スルーホールＴＨ４のインピーダンス値をＺＴ４、スルーホールＴＨ５のインピーダンス値をＺＴ５とするとき、配線の総合インピーダンス値（ＺＬ１）は上記のインピーダンス値の合計に相当する。

【0046】

【数3】

【0047】

インピーダンス値の他、電気抵抗値もまた上述の式に当てはめることができる。上述の方法で多層基板Ａの全ての配線のインピーダンス特性情報を取得することができる。

【0048】

上述の計測方法の他、図９に示すように、本発明は層をまたぐ配線に対して電気計測を行うこともできる。なお、前述の実施例で示した片面基板や、その配線のインピーダンス値情報あるいは電気抵抗値情報の計算例など、前述の実施例と本実施例で同一あるいは重複する部分に関しては説明を省略する。

【0049】

本実施例では層をまたぐ配線に対して行う電気計測について説明する。本実施例の多層基板Ｂ’は五層の基板Ｂ１－Ｂ５の圧縮から成る。このうち基板Ｂ２と基板Ｂ４はそれぞれ配線を備え、基板Ｂ２には配線Ｋ２を、基板Ｂ４には配線Ｋ４を備える。基板Ｂ２の配線Ｋ２と基板Ｂ４の配線Ｋ４を接続するため、基板Ｂ３はスルーホールＹＨ３を、基板Ｂ４はスルーホールＹＨ４を備え、スルーホールＹＨ３を通して基板Ｂ２の配線Ｋ２を、スルーホールＹＨ４を通して基板Ｂ３のスルーホールＹＨ３と基板Ｂ４の配線Ｋ４を電気的に接続する。

【0050】

前述の実施例によって、各層の基板Ｂ１－Ｂ５の配線Ｋ２と、配線Ｋ４と、スルーホールＹＨ３－ＹＨ４のインピーダンス値情報あるいは電気抵抗値情報をそれぞれ取得することができ、最終的には複数個の配線のインピーダンス値とスルーホールＹＨ３－ＹＨ４のインピーダンス値の合計計算を通して、全ての配線のインピーダンス値情報を取得することができる。例えば前述の片面基板の計測からそれぞれ得た配線Ｋ２のインピーダンス値をＺ２、配線Ｋ４のインピーダンス値をＺ４、スルーホールＹＨ３のインピーダンス値をＺＴ３、スルーホールＹＨ４のインピーダンス値をＺＴ４とするとき、配線の総合インピーダンス値（ＺＬ２）は上述のインピーダンス値の合計に相当する。

【0051】

【数4】

【0052】

インピーダンス値の他、電気抵抗値もまた上述の式に当てはめることができる。上述の方法で多層基板の配線特性情報を取得することができる。

【0053】

三次元画像作成モジュールＦ３は前工程で取得した配線の情報に基づいて基板Ｂの三次元モデルを取得することができる。以下より、図１０から図１５を用いて、２つのキャプチャ装置を用いた実施例を例にとり、三次元画像の作成方法について説明する。

【0054】

まず図１０に示すように、三次元画像作成モジュールＦ３は基板Ｂの第一画像と第二画像を受信した後、前記第一画像と前記第二画像の片側境界線に連続した複数個の座標位置Ｍ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）…Ｍｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）…ＭＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）を設定する。前記座標位置の設定はステレオビジョン画像処理（Ｓｔｅｒｅｏ Ｖｉｓｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）により行い、画像のピクセル座標（ｕ，ｖ）をワールド座標（ＸＷ，ＹＷ，ＺＷ）に変換し、画像内の目標座標位置のキャリブレーションを行う。また別の実施例としては、前記複数個の座標位置をもう一方の側面の境界線、中心線やその他判別しやすい参考箇所に設定することもできるが、本発明においてはこれらに限定しない。更に別の実施例としては、特にラインスキャンカメラを利用する実施例において、前記座標位置をコンベア装置のデータを受け取ることで確認することもできる。

【0055】

図１１に示すように、座標位置の設定を完了した後、三次元画像作成モジュールＦ３は第一画像内から上側配線幅ＵＷ１と、下側配線幅ＵＷ２を取得する。上側配線幅ＵＷ１と下側配線幅ＵＷ２間の相対的な位置は第一画像内の第一側面幅Ｗ１と、第二側面幅Ｗ２から、あるいは第一側面幅Ｗ１と第二側面幅Ｗ２の間の比率から取得する。

【0056】

続いて図１２に示すように、三次元画像作成モジュールＦ３は配線の前記第二画像を受信した後、前記第二画像から配線画像の配線側面幅Ｗ３を分析する。

【0057】

上記２つのステップを経て、三次元画像作成モジュールＦ３は上側配線幅ＵＷ１と、下側配線幅ＵＷ２と、第一側面幅Ｗ１と、第二側面幅Ｗ２を取得し、これらの配線情報をもとに配線の高さＴを計算により取得すると同時に、これらのパラメータが属する座標位置Ｍｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）も記録する。

【0058】

続いて図１３に示すように、上側配線幅ＵＷ１、下側配線幅ＵＷ２及び配線の高さＴと、対応する座標位置Ｍｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）を取得した時、三次元画像作成モジュールＦ３は上側配線幅ＵＷ１、下側配線幅ＵＷ２及び配線の高さＴに基づいて目標断面画像を構築する。このステップにおいて、まず第一側面幅Ｗ１と第二側面幅Ｗ２から、上側配線幅ＵＷ１と下側配線幅ＵＷ２の相対的な位置関係を確認し、配線の高さＴのパラメータ条件も確認できた上で、台形断面の底辺、上辺、高さ、第一斜辺、第二斜辺を確認し、そこから前述のパラメータより前記断面エリアの二次元的な形態を確定し、さらに二次元断面画像ＳＴ１を構築する。

【0059】

最後に図１４及び図１５に示すとおり、前記連続した複数個の配線サンプル座標位置Ｍ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）…Ｍｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）…ＭＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）と、それぞれの座標位置Ｍ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）…Ｍｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）…ＭＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）に対応する二次元断面画像ＳＴ１－ＳＴｎ－ＳＴＮから、画像スタックＳＴＫを構築する。画像スタックＳＴＫが完成した後、画像の間隔の座標位置の間（Ｍ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）…Ｍｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）…ＭＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ））を内挿法で補間する。これにより図１５に示す基板配線三次元画像を得ることができる。

【0060】

配線計測モジュールＦ４は、前記配線画像に基づいて前記基板Ｂ上の表面欠陥の計測結果を取得する。

【0061】

上述の実施例では、表面欠陥の計測結果とは、例えば、表面品質や、配線の欠陥情報などの、任意の構造上の視認できる欠陥であってもよいが、これに限定されない。本発明の実施例では、配線計測モジュールＦ４は第一、第二画像内から非構造上の欠陥（インク汚れやその他の汚れなど）を直接取得し、マシンビジョンを通して直接、画像内から欠陥のマーキングを行ってもよい。表面構造上の欠陥（破損や隙間など）は光学配置を通して、欠陥と近接する表面とのコントラストを明確にし、あるいは三次元画像作成モジュールＦ３から基板配線の三次元画像を再作成した後、目視検査あるいは断面図の閾値を設定するなど、上述の方法を用いることで欠陥を探し出し、計測結果を出力することができる。

【0062】

以下、本発明の基板情報の分析方法について説明を行う。図１６は本発明の基板情報の分析方法を示すフローチャートである。

【0063】

本発明の実施例では、以下のステップを含む基板情報の分析方法を提示する。

【0064】

ハードウェア構成において、まずセンサー装置を基板の片側に提供して、基板の目標領域を検出し、配線画像を取得する（ステップＳ０１）。本発明の実施例では、上面画像キャプチャ装置を基板の上方向側に、側面画像キャプチャ装置を基板の横方向側に提供し、上面画像キャプチャ装置と側面画像キャプチャ装置から、それぞれ基板の第一画像と第二画像を取得する。

【0065】

続いて、コンピュータ設備が前記配線画像を取得した後、前記配線画像に基づいて、配線サイズ情報を作成する（ステップＳ０２）。前記配線サイズ情報には、配線幅、配線の高さ、あるいは配線の断面積などが含まれる。別の実施例では、前記配線サイズ情報は上側配線幅、下側配線幅、配線の体積も含む。

【0066】

最後に、コンピュータ設備が前記配線サイズ情報に基づいて、配線特性情報を作成する（ステップＳ０３）。本発明の実施例では、上述の配線特性情報は、例えば配線の電気抵抗値情報あるいは配線インピーダンス値情報を含んでいてもよいが、これに限定されない。

【0067】

上述のステップを通して、本発明の基板情報の分析方法は撮影された配線の画像から基板配線の計測結果や、測定結果や、電気計測結果を取得する。このうち、計測結果は表面品質や配線の欠陥情報を含み、測定結果は、上側配線幅、下側配線幅、配線の高さ、配線の長さ、配線の断面積、配線の電気抵抗値情報、配線の体積を含み、電気計測は、電気的欠陥、電磁干渉、インピーダンス・マッチングを含み、最終的に基板の各データの計測を実施する。

【0068】

上述のとおり、本発明は画像計測方式から、基板の五次元的配線情報（上側配線幅、下側配線幅、配線の高さ、配線の長さ、配線の断面積、配線の電気抵抗値情報を含む）を取得することができ、これらの配線情報を利用することでから配線の計測、配線の測定、配線の電気計測を行うことができる。

【0069】

以上が本発明における詳細の説明である。ここに述べられたものは、本発明における好ましい実施例であり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の請求の範囲に対し行われる変更や内容の追加もまた本発明の請求の範囲内である。

【符号の説明】

【0070】

１００ 基板情報分析システム
１０ センサー装置
１１ 上面画像キャプチャ装置
１２ 側面画像キャプチャ装置
２０ コンピュータ設備
２１ 通信ポート
２２ プロセッサ
２３ ストレージ
Ｂ 基板
Ｌ 光軸方向
α 撮影角度
Ｆ１ 画像測量モジュール
Ｆ２ 特性分析モジュール
Ｆ３ 三次元画像作成モジュール
Ｆ４ 配線計測モジュール
ＤＦ１ 配線上面の陥没
ＤＦ２ 配線両側の陥没
ＤＦ３ 配線両側の陥没
Ａ 多層基板
Ａ１－Ａ５ 基板
Ｌ１－Ｌ５ 配線
ＴＨ２－ＴＨ５ スルーホール
Ｂ’ 多層基板
Ｂ１－Ｂ５ 基板
Ｋ２、Ｋ４ 配線
ＹＨ３ーＹＨ４ スルーホール
ＳＧ１ 配線区間
Ｌ１－ＬＮ 区間の長さ
ＵＷ１ 上側配線幅
ＵＷ２ 下側配線幅
Ｗ１ 第一側面幅
Ｗ２ 第二側面幅
Ｗ３ 配線側面幅
ＳＴ 二次元断面画像
ＳＴ１－ＳＴｎ－ＳＴＮ 二次元画像断面図
ＳＴＫ 画像スタック
Ｗ 配線幅
Ｔ 配線の高さ
Ｈ 誘電体層の高さ
ステップ Ｓ０１－Ｓ０４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】