基板検査装置
【課題】パネル基板の周縁部に実装された電子部品の実装状態の良否を、迅速かつ正確に判定することができ、パネルの大型化にも容易に適応することができる基板検査装置を提供する。
【解決手段】電子部品が異方導電膜を介して実装された透明なパネル基板１０（ワークＷ）を所定の検査位置まで移動させて位置決めする移動ステージ１と、電子部品が実装された面の裏面側から検査対象部位を上記基板１０を透して撮像する撮像手段２と、この撮像手段２を各検査対象部位に沿ってスライドさせるリニア駆動手段３と、上記撮像された検査対象部位の実装状態の良否を判定する情報処理手段とを備え、上記移動ステージ１の上面１ａに、少なくとも一方の基板端部が側方に突出した状態で基板１０を載置する基板検査装置において、上記撮像手段２の近傍に、上記移動ステージ１から突出する基板１０の端部を下側から支承する固定ステージ４を配設する。
【解決手段】電子部品が異方導電膜を介して実装された透明なパネル基板１０（ワークＷ）を所定の検査位置まで移動させて位置決めする移動ステージ１と、電子部品が実装された面の裏面側から検査対象部位を上記基板１０を透して撮像する撮像手段２と、この撮像手段２を各検査対象部位に沿ってスライドさせるリニア駆動手段３と、上記撮像された検査対象部位の実装状態の良否を判定する情報処理手段とを備え、上記移動ステージ１の上面１ａに、少なくとも一方の基板端部が側方に突出した状態で基板１０を載置する基板検査装置において、上記撮像手段２の近傍に、上記移動ステージ１から突出する基板１０の端部を下側から支承する固定ステージ４を配設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネル等、平板で透明なパネル基板の周縁部に、異方導電膜を介して電子部品やモジュール等が実装された回路基板の検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示（ＬＣＤ）パネル，プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や有機ＥＬディスプレイ等のフラットディスプレイパネル（ＦＤＰ）の製造において、そのパネル基板の周縁部に形成された電極に駆動用ＩＣ等を搭載する場合など、透明（ガラス）基板上の電極パッドにチップ状の電子部品（ＩＣやＬＳＩ等）やモジュール等を実装する際には、この電子部品等を異方導電膜（ＡＣＦ）を介して貼り付け、これらの間を電気的に接続する方法が用いられている。
【０００３】
上記ＡＣＦを用いたチップ実装工程は、ＴＡＢ方式，ＣＯＧ方式ともに、通常、パネル（セル）基板へのＡＣＦ貼り付け−ＩＣチップ実装−圧着−圧着状態の検査の順に行われており、その工程（ライン）も、一列に配置された基板ローダー，基板洗浄装置，ＡＣＦ貼付装置，チップ実装圧着装置，基板検査装置から構成されている。
【０００４】
また、このようなチップ実装方法を用いた場合、上記駆動用ＩＣ等の実装状態の良否を判定する方法として、微分干渉観察を用いる方法が知られている。具体的には、ＩＣチップ等が実装された透明パネル基板の電極部位を、このＩＣチップ等の実装方向の裏面側（透光側）から微分干渉顕微鏡等で観察し、異方導電膜中の導電性粒子に押されることにより電極に形成される「圧痕」の数を数え、圧痕の数が多い場合には、実装状態が良好であると判定している。
【０００５】
そして、上記ＩＣチップ等の実装状態を自動的に良否判定する方法として、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いた圧着個所の観察（コントラスト）により、導電性粒子の隆起状態の形状や個数を条件として判定する方法（特許文献１）や、予め測定・記憶した圧着個所の標準画像データとの比較（パターンマッチング）により、圧痕の強弱，数，位置ずれや異物の混入等を判定する方法（特許文献２）等が提案されている。
【０００６】
また、本出願人も、特願２００８−５３６４２において、検査時における最適焦点距離を記憶しておき、この記憶された最適焦点距離のデータを利用して、次回以降の検査時における最適焦点距離を予測することにより、撮像手段のピント合わせに要する時間を短縮することのできる電子部品検査方法およびそれに用いられる装置を提案している。
【０００７】
これらのＩＣチップ等の実装状態を自動的に判定する装置（基板検査装置）は、いずれも、上記のようなチップ実装工程の最終過程部分に組み込まれており、工程の上流側から搬送アーム等で移送（供給）されてきたチップ実装済みのパネル基板を載置するステージ（移動ステージ）と、このパネル基板の裏面側から上記チップ実装部分を撮影する微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段とを備える。また、上記移動ステージは、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸に独立して制御可能で、かつ、このＺ軸に沿ったθ軸周りに回転自在に構成されており、上記撮像手段がチップの実装位置を正確に撮影できる位置（ポジション）まで、上記パネル基板を素早く移動させることができるようになっている。
【０００８】
ここで、上記移動ステージは、上面がフラットな円状または方形状等に形成されており、その表面には、載置されたパネル基板を固定するための吸着手段が設けられている。また、上記微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段は、チップが実装された透明パネル基板の電極部位を、このチップ実装面の裏面側（透光側）から観察するため、上記パネル基板がその実装面を上向けて移動ステージ上に載置された場合は、上記撮像手段はこの移動ステージより下側に配置される。逆に、上記パネル基板がその実装面を下向けて移動ステージ上に載置された場合は、上記撮像手段はこの移動ステージより上側に配置される。
【０００９】
また、複数個所を素早く撮像（検査）するために、上記微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段を複数組備える検査装置も多く、これら撮像手段は、Ｘ方向またはＹ方向に設けられたガイドレール上をスライド移動できるように構成されている。
【００１０】
ところで、上記のようなＩＣチップ等の実装状態を自動的に判定する基板検査装置のうち、パネル基板の実装面を上向けて移動ステージ上に載置し、装置下側から実装部位（通常、表示パネルの周縁部であり、本願における検査対象部位）を撮像するタイプのものは、パネル基板を載置する移動ステージが検査対象部位を隠すことのないように、この移動ステージには、検査対象基板より小面積のものが使用されている。
【００１１】
また、移動ステージが方形等で比較的大きい場合は、この移動ステージが撮像手段に接触することを防止し、チップ実装部位の装置下側からの撮像操作をより行い易くするため、検査対象基板を移動ステージ上に載置する際には、この検査対象基板を移動ステージの上面中心から撮像手段側にオフセットして載置し、上記検査対象部位を含む検査対象端部が移動ステージの縁部から突出するように配置する方法がとられることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２６９９３４号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のように、パネル基板を、その検査対象部位（端部）が移動ステージから側方に突出した（横に張り出した）状態で載置する基板検査装置においては、検査時における撮像手段の焦点（ピント）合わせの際に、以下のような問題が生じる。
【００１４】
１）パネル基板に反りや歪みが生じるという問題
すなわち、検査対象部位の微分干渉画像を取得するのに用いられる撮像手段（ＣＣＤカメラや微分干渉顕微鏡等）の焦点深度（被写界深度）が、±数十μｍ程度であるのに対し、検査対象である液晶表示（ＬＣＤ）パネル，プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や有機ＥＬディスプレイ等のフラットディスプレイパネルは、通常、大判のガラス基材を用いて形成されていることから、製造時の加熱・圧迫やテンションによって、それぞれパネルの幅（長手）方向に比較的大きな（数百μｍ以上）反りや歪みが発生する。上記パネル基板の中央部は、先に述べた吸着手段等によって、フラットな上記移動ステージの上面に吸着・固定されているが、検査対象部位である端部（縁部）は、この移動ステージから空中（側方）にフランジ様に張り出しているため、パネルごとに異なる反りや歪みが矯正されず、上記撮像手段の焦点合わせ作業を遅らせる原因となる。
【００１５】
２）パネル基板の振動の収束に時間がかかるという問題
すなわち、近年特に、基板検査の迅速化の要望から、上記パネル基板を載置した移動ステージは、比較的高速で駆動されることが多く、位置決めが完了し、上記移動ステージが停止した後も、このパネルの微細な振動がなかなか収まらないという現象がある。特に、中央部のみを移動ステージに固定したパネル基板では、検査対象部位である端部（縁部）の振動収束に時間がかかる。この微細な振動は、上記の反りや歪みと同様、上記撮像手段の焦点合わせ作業を遅らせる原因となるばかりでなく、その検査対象部位の実装状態の良否判定の精度を低下させる要因ともなる。
【００１６】
これらの問題は、パネル基板のサイズが大きくなるほど顕著になる傾向があり、今後のフラットディスプレイパネルのますますの大型化により、さらに深刻な問題となるおそれがある。また、パネル基板の大型化は、これに合わせて、載置する側の移動ステージも大型のものに交換していく必要があり、小面積の移動ステージをそのまま使い続けると、この大型のパネル基板をバランス良く支えることができず、その縁部の反りや歪みを増大させてしまう。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、パネル基板の周縁部に実装された電子部品の実装状態の良否を、迅速かつ正確に判定することができ、パネルの大型化にも容易に適応することができる基板検査装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明は、端部近傍の複数の位置に電子部品が異方導電膜を介して実装された透明なパネル基板を、その上面に載置して所定の検査位置まで移動させ、この基板を位置決めする移動ステージと、電子部品が実装された検査対象部位を、この電子部品が実装された面の裏面側から上記基板を透して撮像し、この部位の微分干渉画像を取得する撮像手段と、この撮像手段を、上記検査位置に位置決めされた基板の各検査対象部位に沿ってスライド移動させるリニア駆動手段と、上記撮像手段から得られた画像データにもとづいて、撮像された検査対象部位の実装状態の良否を判定する情報処理手段とを備え、上記移動ステージの上面に、上記検査対象部位を含む少なくとも一方の基板端部がこの移動ステージの側方に突出した状態で、上記基板を載置してなる基板検査装置であって、上記撮像手段の近傍に、上記移動ステージから突出する基板の端部を下側から支承する固定ステージが配設されている基板検査装置を第１の要旨とする。
【００１９】
また、本発明は、そのなかでも、上記固定ステージが、上記撮像手段のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されている基板検査装置を第２の要旨とする。
【００２０】
さらに、本発明は、そのなかでも、特に、上記固定ステージが、上記パネル基板を吸着して固定する吸着手段を備えている基板検査装置を第３の要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、基板の周縁部に電子部品等が実装されたパネル基板を、この実装部位が移動ステージから側方に突出した状態で取り扱う基板検査装置において、パネル基板の下側でかつ撮像手段の近傍の位置に、上記パネル基板の突出部位に下面側から当接してこれを支持する固定ステージを設けることにより、上記パネル基板の検査対象部位を含む端部の位置の安定化を図り、基板検査の再現性と精度を向上させようとするものである。
【００２２】
すなわち、本発明の基板検査装置は、移動ステージから側方に突出するように配置されたパネル基板の端部（検査対象部位）を、そのままにしておくのではなく、安定的な基台としての固定ステージで下側から支承したため、移動ステージが動いて基板が交換されたとしても、これらパネル基板の検査対象部位を、毎回同じ位置（高さ）にセットすることができる。
【００２３】
また、上記パネル基板の端部が、その縁部に近い位置で下側から持ち上げるように支持されるため、パネルごとに異なる（ばらつく）端部の反りや歪みが矯正されるとともに、上記移動ステージの移動により発生する振動が吸収され、これを素早く収束させることができる。したがって、本発明の基板検査装置は、これら反りや振動等が検査に与える悪影響を最小限に抑え、実装状態の検査の再現性と精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、パネル基板の検査対象部位が、毎回同じ位置にセットされ、移動ステージの移動による振動も素早く収束することから、この基板検査装置は、パネルがセットされてから撮像作業に入るまでの待機時間が短く、さらに撮像時の焦点合わせにかかる時間も短い。したがって、本発明の基板検査装置は、これら一連の検査作業（工程）を、従来より高速化することができる。
【００２５】
さらに、この基板検査装置は、パネル基板が、上記移動ステージと固定ステージの２点で支持されることから、大型（大面積）の基板でも安定して支持することができる。したがって、本発明の基板検査装置は、パネルの大型化にも容易に適応することが可能である。
【００２６】
また、本発明の基板検査装置において、そのなかでも、上記固定ステージが、上記撮像手段のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されているものは、パネル基板の検査対象端部を、全幅にわたって一括して支承することができ、好適である。さらに、このバー形状の固定ステージの長さを、検査対象として想定される最大サイズのパネル基板の長さより大きくすることによって、上記移動ステージを交換等することなく、様々なサイズのパネル基板に、容易に対応することができるようになる。
【００２７】
そして、本発明の基板検査装置において、そのなかでも、特に、上記固定ステージが、上記パネル基板を吸着して固定する吸着手段を備えているものは、上記パネル基板の検査対象端部を、しっかりと確実に固定することができる。また、パネル基板の検査対象端部を、吸着して固定するため、パネルごとに異なる反りや歪みをある程度矯正することができるとともに、上記移動ステージが停止した後のパネルの振動も、素早く収束させることができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態における基板検査装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の基板検査装置に検査対象であるパネル基板がセットされた状態を示す側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における基板検査装置の構成と動作を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態における基板検査装置の要部の構成図であり、図２は、この基板検査装置に検査対象であるパネル基板がセットされた状態を示す図である。なお、貼付装置内（および工程内）における基板の流れ方向をＸ方向、このＸ方向に直交する装置内の奥行き方向をＹ方向、装置の上下（天地）方向をＺ方向として説明する。また、移動ステージ１および固定ステージ４の上面に配設された吸着手段（パネル固定手段）は、吸引ポンプや空気の流路となる配管等の図示を省略している。
【００３１】
本実施形態における基板検査装置は、ワークＷ（液晶表示パネル，電子回路基板等）に、異方導電膜を介在させてチップ状電子部品やモジュール等を実装する工程（ライン）の一部に組み込まれて配置されているものであり、工程全体としては、ローダー→基板洗浄装置→異方導電膜貼付装置（ＡＣＦ転写）→チップ圧着装置（ＣＯＧあるいはＦＰＣの仮圧着，本圧着）→基板検査装置（ＡＯＩ）→アンローダーの順に構成されている。
【００３２】
第１実施形態における基板検査装置は、工程の上流側（図１中の左方）に位置する異方導電膜貼付装置およびチップ圧着装置（図示省略）により、パネル基板１０の一方端部近傍の所定位置に、複数のＩＣチップ（ドライバＩＣ）１１が実装されたＬＣＤパネル（ワークＷ）を、後述する搬送アーム等を用いて装置本体内に取り込み、吸着パッド付き移動ステージ１に移載して吸着・固定した後、この移動ステージ１を所定の検査位置まで移動させ、その上面１ａに載置されたパネル基板１０上の上記チップ実装部位を、微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段２で撮像する。また、この基板検査装置には、パネル基板１０の下側に位置して、この基板１０の検査対象部位を支持する固定ステージ４が設けられている。
【００３３】
移動ステージ１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸に独立して制御可能で、かつ、このＺ軸に沿ったθ軸周りに回転自在に構成されている。ＸＹの二方向には、上記移動ステージ１を乗せた基台を案内するためのガイドレールがそれぞれ設けられており、その駆動には、サーボモータ（図示省略）が用いられている。また、移動ステージ１は、Ｚ軸方向の高さ調節を可能にするサーボモータと、このＺ軸に沿ったθ軸周りの回転を制御するサーボモータを備えている。
【００３４】
なお、移動ステージ１のパネル載置面（上面１ａ）は、検査対象であるパネル基板１０より小さな面積に形成されており、後述するチップ実装部位の裏面側からの撮像作業を容易にするために、パネル基板１０の検査対象部位（端部１０ａ）が移動ステージ１から側方に突出した（横に張り出した）状態で載置できるようになっている。また、この上面１ａは、略平坦に形成されており、その表面には、上記吸着手段に連通するスリットや吸気穴等を有する吸着パッドが配置されている。
【００３５】
撮像手段２は、図２のように、対物レンズ部２ａと微分干渉プリズムおよび同軸落射照明付鏡体を備えた微分干渉顕微鏡部２ｂと、画像データ出力機能を有するＣＣＤカメラ部２ｃとを組み合わせたもので、パネル基板１０に対し、ＩＣチップ１１が実装された面の裏面側から、所定のポイントごとにその拡大画像を撮像することができるようになっている。なお、微分干渉顕微鏡部２ｂは、上記微分干渉プリズムによって、被写体の屈折率や厚みの変化を、干渉色の変化や明暗のコントラストに変換して観察することができるという特徴を備えている。そして、上記照明の光源には、熱の放射が少ない青色発光ダイオードが好適に用いられている。
【００３６】
また、撮像手段２は、上記検査位置に位置決めされた基板の各検査対象部位に沿って、ガイドレール上をＸ方向にスライド移動できるリニア駆動手段３の上に配設されており、移動と撮像を繰り返すことにより、上記パネル基板１０の一方端部１０ａ近傍の所定位置に実装されたＩＣチップ１１の端子（電極）部を、その裏面側から順次検査する。
【００３７】
そして、上記リニア駆動手段３には、高速移動が可能なリニアサーボアクチュエータ（図示省略）が用いられている。さらに、リニア駆動手段３は、撮像手段２をＺ方向（上下方向）に高さ調節してピント合わせを行うためのＺ方向調整手段３ａを備えている。このＺ方向調整手段３ａには、撮像手段２の高さをマイクロメートル（μｍ）単位で調整可能なリニアステッピングアクチュエータが用いられている。
【００３８】
本実施形態における基板検査装置の特徴は、先に述べたように、パネル基板１０の下側でかつ撮像手段２の近傍の位置に、上記パネル基板１０の検査対象部位（端部１０ａ）を支承する固定ステージ４が配設されている点である。この固定ステージ４は、上記移動ステージ１と撮像手段２との間に配置されており、上記パネル基板１０における移動ステージ１から側方に突出する部位で、かつ、検査対象部位以外の位置に、下面側から当接してこれを支持する。なお、この固定ステージ４の上面４ａにも、上記移動ステージ１と同様、先に述べた吸着手段に連通するスリットや吸気穴等を有する吸着パッドが配置されている。
【００３９】
つぎに、上記構成の基板検査装置を用いて、ＬＣＤパネル等のパネル基板１０（ワークＷ）を検査する手順について説明する。
【００４０】
上記構成の基板検査装置においては、まず、検査対象であるチップ実装済みパネル基板１０が、工程の上流側から搬送アーム等により装置内に取り込まれ、その上面１ａがパネル基板１０の略中央部に位置するように、移動ステージ１上に載置される。そして、パネルの中央部が、移動ステージ上面１ａの吸着パッドにより吸着・固定されるとともに、その検査対象部位である端部１０ａが移動ステージ１から側方（Ｙ方向）に突出した状態となる。
【００４１】
その後、パネル中央部が移動ステージ１で支持されたまま、このパネル基板１０がＺ方向に若干持ち上げられ、上記移動ステージ１のＸＹ移動により、図２の二点鎖線で示すように、パネル基板１０のＩＣチップ１１実装部が撮像手段２の対物レンズ部２ａの上方に臨む、検査位置まで移動する。そして、別途設けられたＣＣＤカメラ等のパネル位置確認手段により、パネル基板１０上のアライメントマーク等が認識され、移動ステージ１のＸＹ方向位置およびθ軸の回転角が正しい位置に微調整された後、移動ステージ１が下降し、パネル基板１０が正確な検査位置に位置決めされる（図２の実線の状態）。
【００４２】
このとき、パネル基板１０の検査対象部位である端部１０ａ（チップ実装部位）は、上記撮像手段２に近い位置で、固定ステージ４によりパネル下側から支持されるとともに、その上面４ａに設けられた上記吸着パッドにより吸着・固定され、パネル基板１０の位置決めが確実なものとされる。
【００４３】
つぎに、撮像手段２がその基台とともにリニア駆動手段３の上をＸ方向にスライド移動し、所定のポイントごとに焦点（ピント）合わせを行って、その拡大画像が撮像される。また、撮像された画像データ（微分干渉像）は、図示しない情報処理手段に送られ、撮像された検査対象部位の実装状態の良否が判定される。
【００４４】
なお、上記情報処理手段では、撮像手段２から入力される画像データを、予め設定された、検査項目に対応した所定の演算プログラムによって変換（例えば、２５６階調の輝度スケールにもとづく輝度分布データに変換）し、これを、検査項目ごとに設定された基準データと比較して、その基準から外れているものを不良として検出するようになっている。
【００４５】
また、上記情報処理手段には、以下に述べる、焦点（ピント）合わせのためのキャリブレーションシステムの一環として、最適焦点距離算出部とその最適焦点距離記憶部とが設けられている。すなわち、このシステムによれば、上記ＬＣＤパネル等のパネル基板１０を順次検査する際、その最初のパネル基板１０に対しては、検査に先立って、ピント合わせのための撮像を、同じ検査ポイントにおいて複数回繰り返して行い、得られた画像データにもとづいて最適焦点距離を算出し、その値にしたがって撮像手段２（の対物レンズ２ａ）をＺ方向に調節してピント合わせを行い、その状態で検査のための撮像を行うとともに、このピント合わせ時に算出された最適焦点距離を、上記情報処理手段において記憶するようになっている。
【００４６】
そして、次回以降の検査においては、別途設定された基準値や、ランダムな値から焦点距離を絞っていくのではなく、その記憶された最適焦点距離から、所定のアルゴリズムにしたがって、予測最適焦点距離を導出し、その距離にしたがって、撮像手段２のＺ方向の初期位置を決め、その位置から自動的にピント合わせを行うシステムを搭載している。
【００４７】
また、つぎつぎと検査を繰り返す過程で、その都度、ピント合わせ時の最適焦点距離を記憶し、その記憶された最適焦点距離から、検査対象であるパネル基板１０の形状のばらつき傾向を把握することができることから、前回以前に記憶された最適焦点距離のばらつきから一定の傾向を抽出し、そのばらつきに対応した補正を加えて予測最適焦点距離を導出するようにしておけば、検査を繰り返すに従い、対象であるチップ実装部位のばらつき傾向に応じたピント合わせを、より迅速に行うことができるようになる。
【００４８】
上記の構成により、本実施形態における基板検査装置は、パネル基板１０の端部１０ａが、その縁部に近い位置で下側から持ち上げるように支持されるため、パネルごとに異なる（ばらつく）端部１０ａの反りや歪みを抑えることができるとともに、検査対象部位であるパネル基板１０の端部１０ａを、毎回同じ位置（高さ）に確実にセットすることができる。
【００４９】
また、上記移動ステージ１の移動により発生する振動が固定ステージ４で素早く吸収され、パネル基板端部１０ａに伝わる振動も少ないことから、本実施形態における基板検査装置は、これら反りや振動等が検査に与える悪影響を最小限に抑え、実装状態の検査の再現性と精度を向上させることができる。
【００５０】
そして、パネル基板１０の検査対象部位が、毎回同じ位置にセットされ、移動ステージ１の移動による振動も素早く収束することから、この基板検査装置は、パネルがセットされてから撮像作業に入るまでの待機時間が短く、さらに、上記焦点（ピント）合わせのためのキャリブレーションシステムによって、撮像時の焦点合わせにかかる時間も短い。したがって、本実施形態における基板検査装置は、これら一連の検査作業（工程）を、従来より高速化することができる。
【００５１】
なお、この基板検査装置は、上記固定ステージ４が、パネル基板１０の端部１０ａを吸着して固定するため、パネルごとに異なる反りや歪みをある程度矯正することができるという利点を有する。
【００５２】
また、上記固定ステージ４が、撮像手段２のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されていることから、パネル基板１０の検査対象端部を、全幅にわたって一括して支承することができ、好適である。さらに、このバー形状の固定ステージ４の長さを、検査対象として想定される最大サイズのパネル基板１０の長さより大きくすることによって、上記移動ステージ１を交換等することなく、様々なサイズのパネル基板１０に容易に対応することができる。
【００５３】
つぎに、第２実施形態として、本発明の基板検査装置が、実際のチップ実装工程（ライン）の一部として組み込まれた例を説明する。
【００５４】
図３は、本発明の第２実施形態における基板検査装置の構成と動作を模式的に表した図である。
【００５５】
本実施形態における基板検査装置も、ワークＷに異方導電膜を介在させてチップ状電子部品やモジュール等を実装する工程（ライン）の一部に組み込まれて配置されているものであり、この基板検査装置（ＡＯＩ）は、工程の上流側（図３中の左方）でワークＷの所定位置に、複数のチップ状電子部品やモジュール等が実装されたフラットディスプレイパネル（ＦＤＰ）を、搬送アーム１２を用いて装置本体内に取り込み、吸着パッド付き移動ステージ１，１’に移載して吸着・固定した後、この移動ステージ１，１’を所定の検査位置まで移動させ、その上面に載置されたＦＤＰ上の上記チップ実装部位を、微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段２，２’で撮像するものである。
【００５６】
なお、この基板検査装置には、検査ラインが並列に２ライン設けられており、２つのワークＷを平行して同時に検査できるように構成されている。そのため、その移動ステージ（１，１’）と撮像手段（２，２’）は、２組（２セット）装備されている。また、第１実施形態同様、ワークＷの検査対象端部を下側から支承する固定ステージ（４）も設けられてはいるものの、これら検査ラインごとに別々ではなく、２つの検査ラインに共通のバー状固定ステージ５として形成されている。
【００５７】
つぎに、この基板検査装置（ＡＯＩ）の動作（ワークフロー）について説明する。
基板検査装置は、工程の上流側（図３中の左方）に位置する異方導電膜貼付装置およびチップ圧着装置（図示省略）により、フラットディスプレイパネル（ＦＤＰ）の所定位置に、複数のチップ状電子部品やモジュール等が実装されたワークＷを、搬送アーム１２を用いて装置本体内に取り込み、（Ａ→Ｂ位置あるいはＡ→Ｂ’位置）、ＸＹ二方向に移動可能でかつＺ方向の高さ調節とθ軸周りに回転可能な吸着パッド付き移動ステージ１，１’に移載した後、各パネルの中央部を、移動ステージ１上面の吸着パッドにより吸着・固定する（Ｂ，Ｂ’位置）。
【００５８】
そして、各パネルを中央部で支持したまま、これらパネルをＺ方向に若干持ち上げ、上記移動ステージ１，１’をＸＹ方向にスライドさせて、ワークＷのチップ実装部が各撮像手段２，２’のスライド位置の上方に臨む位置まで移動させる。図示しないＣＣＤカメラ等のパネル位置確認手段により、ワークＷ上のアライメントマーク等が認識され、各移動ステージ１，１’のＸＹ方向位置およびθ軸の回転角が正しい位置に微調整された後、移動ステージ１，１’が下降し、各ワークＷが正確な検査位置に位置決めされる（図３のＣ，Ｃ’位置）。
【００５９】
このとき、上記第１実施形態と同様、ワークＷの検査対象部位であるその端部（チップ実装部位）は、上記撮像手段２，２’に近い位置で、バー状固定ステージ５によりパネル下側から支持されるとともに、その上面に設けられた吸着パッドにより吸着・固定され、各ワークＷの位置決めが確実なものとされる。
【００６０】
つぎに、各撮像手段２，２’がその基台とともにリニア駆動手段（図示省略）の上をＸ方向にスライド移動し、各撮像手段２，２’が独自に所定のポイントで焦点（ピント）合わせを行い、各検査対象部位の拡大画像を撮像する。また、撮像された画像データ（微分干渉像）は、図示しない情報処理手段に送られ、撮像された検査対象部位のチップ実装状態の良否が判定される。
【００６１】
なお、検査対象部位は、ワークＷの一辺だけとは限らない。ワークＷの他の辺に形成された実装部位を検査する場合は、上記バー状固定ステージ５による吸着が解除され、パネルをＺ方向に若干持ち上げたうえで、移動ステージ１の移動およびθ軸回転により、新たな検査対象端部がセットされる。また、上記パネル位置確認手段により、ワークＷ上のアライメントマーク等が認識され、各移動ステージ１，１’のＸＹ方向位置およびθ角度が正しい位置に微調整された後、移動ステージ１，１’が再び下降し、各ワークＷが新たな検査位置に位置決めされる。そして、検査対象の各辺が終了するまで、この操作は繰り返される。
【００６２】
ワークＷの全検査対象部位の判定が完了すると、このワークＷに関するチップ実装状態の総合判定が決定され、上記情報処理手段に記憶される。そして、各ワークは、バー状固定ステージ５による吸着が解除され、移動ステージ１，１’の初期待機位置であるＢ，Ｂ’位置まで戻され、再び搬送アーム１２に移載されて、工程の下流側（図３中の右方）である判定待機位置（Ｄ位置）まで移送される。
【００６３】
その後、上記情報処理手段により「良品（Ｇｏｏｄ）」であると判定されたワークＷは、そのまま工程下流側のアンローダーに受け渡され、後処理等の加工がさらに行われる。また、上記情報処理手段により「不良品（ＮＧ）」であると判定されたワークＷは、この基板検査装置の下流側に設けられた多段式の不良品棚（ＮＧラック）１３に収納して集められ、破棄または再利用される（図３のＦ位置）。
【００６４】
上記の構成によっても、本実施形態の基板検査装置は、ワークＷごとに異なる反りや歪みを抑えることができるとともに、ワークの検査対象端部を、毎回同じ位置（高さ）に確実にセットすることができる。また、上記各移動ステージ１，１’の振動がワークＷに伝わることが防止され、実装状態の検査の再現性と精度を向上させることができる。
【００６５】
そして、本実施形態における基板検査装置は、移動ステージ１，１’の移動による振動が素早く収束し、ワークＷがセットされてから撮像作業に入るまでの待機時間が短いうえ、上記検査ラインの二重化によって、さらに効率良く基板の検査を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態の基板検査装置は、上記固定ステージ５が、撮像手段２，２’のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されていることから、ワークＷの検査対象端部を、全幅にわたって一括して支持することができる。さらに、このバー形状の固定ステージ５は、上記移動ステージ１，１’を交換等することなく、様々なサイズのパネルに容易に対応することができる。
【００６７】
なお、上記第２実施形態の基板検査装置によれば、ＩＣチップの圧着により従来２００〜４００μｍ程度見られるＬＣＤモジュールの端部の反りを、バー状固定ステージ５の吸着により、１００μｍ以下まで低減することができた。
【００６８】
上記２つの実施の形態においては、撮像手段２（２’）を各検査ラインごとに１つずつ設けた例を示したが、この撮像手段２は、各検査ラインごとに複数配設しても良い。検査ラインごと（Ｘ方向）に複数設ける場合は、これらの配置間隔を、上記ワークＷあるいはパネル基板１０に実装されたチップ等の実装間隔に合わせるのが好ましい。間隔を同期させると、これら撮像手段を同時に併走させ、複数個所を同時に撮像することが可能になるため、さらに短時間で検査を完了させることができる。
【００６９】
また、上記撮像手段２は、Ｘ方向ばかりでなく、Ｙ方向にも単独で、もしくは、Ｙにも複数設けても差し支えない。この構成により、全体として、非常に短時間で検査を終了させることができる。なお、上記Ｙ方向に設けられた撮像手段２の近傍にも、そのワークＷあるいはパネル基板１０の検査対象（Ｙ方向）端部を支承する固定ステージを設けることは、勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の基板検査装置は、液晶表示（ＬＣＤ）パネル，プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や有機ＥＬディスプレイ等、大型の透明ガラス基板上に異方導電膜（ＡＣＦ）を介してチップ状の電子部品（ＩＣやＬＳＩ等）やモジュール等が圧着されたパネルを、検査するのに好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 移動ステージ
１ａ 上面
２ 撮像手段
３ リニア駆動手段
４ 固定ステージ
１０ パネル基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネル等、平板で透明なパネル基板の周縁部に、異方導電膜を介して電子部品やモジュール等が実装された回路基板の検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示（ＬＣＤ）パネル，プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や有機ＥＬディスプレイ等のフラットディスプレイパネル（ＦＤＰ）の製造において、そのパネル基板の周縁部に形成された電極に駆動用ＩＣ等を搭載する場合など、透明（ガラス）基板上の電極パッドにチップ状の電子部品（ＩＣやＬＳＩ等）やモジュール等を実装する際には、この電子部品等を異方導電膜（ＡＣＦ）を介して貼り付け、これらの間を電気的に接続する方法が用いられている。
【０００３】
上記ＡＣＦを用いたチップ実装工程は、ＴＡＢ方式，ＣＯＧ方式ともに、通常、パネル（セル）基板へのＡＣＦ貼り付け−ＩＣチップ実装−圧着−圧着状態の検査の順に行われており、その工程（ライン）も、一列に配置された基板ローダー，基板洗浄装置，ＡＣＦ貼付装置，チップ実装圧着装置，基板検査装置から構成されている。
【０００４】
また、このようなチップ実装方法を用いた場合、上記駆動用ＩＣ等の実装状態の良否を判定する方法として、微分干渉観察を用いる方法が知られている。具体的には、ＩＣチップ等が実装された透明パネル基板の電極部位を、このＩＣチップ等の実装方向の裏面側（透光側）から微分干渉顕微鏡等で観察し、異方導電膜中の導電性粒子に押されることにより電極に形成される「圧痕」の数を数え、圧痕の数が多い場合には、実装状態が良好であると判定している。
【０００５】
そして、上記ＩＣチップ等の実装状態を自動的に良否判定する方法として、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いた圧着個所の観察（コントラスト）により、導電性粒子の隆起状態の形状や個数を条件として判定する方法（特許文献１）や、予め測定・記憶した圧着個所の標準画像データとの比較（パターンマッチング）により、圧痕の強弱，数，位置ずれや異物の混入等を判定する方法（特許文献２）等が提案されている。
【０００６】
また、本出願人も、特願２００８−５３６４２において、検査時における最適焦点距離を記憶しておき、この記憶された最適焦点距離のデータを利用して、次回以降の検査時における最適焦点距離を予測することにより、撮像手段のピント合わせに要する時間を短縮することのできる電子部品検査方法およびそれに用いられる装置を提案している。
【０００７】
これらのＩＣチップ等の実装状態を自動的に判定する装置（基板検査装置）は、いずれも、上記のようなチップ実装工程の最終過程部分に組み込まれており、工程の上流側から搬送アーム等で移送（供給）されてきたチップ実装済みのパネル基板を載置するステージ（移動ステージ）と、このパネル基板の裏面側から上記チップ実装部分を撮影する微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段とを備える。また、上記移動ステージは、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸に独立して制御可能で、かつ、このＺ軸に沿ったθ軸周りに回転自在に構成されており、上記撮像手段がチップの実装位置を正確に撮影できる位置（ポジション）まで、上記パネル基板を素早く移動させることができるようになっている。
【０００８】
ここで、上記移動ステージは、上面がフラットな円状または方形状等に形成されており、その表面には、載置されたパネル基板を固定するための吸着手段が設けられている。また、上記微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段は、チップが実装された透明パネル基板の電極部位を、このチップ実装面の裏面側（透光側）から観察するため、上記パネル基板がその実装面を上向けて移動ステージ上に載置された場合は、上記撮像手段はこの移動ステージより下側に配置される。逆に、上記パネル基板がその実装面を下向けて移動ステージ上に載置された場合は、上記撮像手段はこの移動ステージより上側に配置される。
【０００９】
また、複数個所を素早く撮像（検査）するために、上記微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段を複数組備える検査装置も多く、これら撮像手段は、Ｘ方向またはＹ方向に設けられたガイドレール上をスライド移動できるように構成されている。
【００１０】
ところで、上記のようなＩＣチップ等の実装状態を自動的に判定する基板検査装置のうち、パネル基板の実装面を上向けて移動ステージ上に載置し、装置下側から実装部位（通常、表示パネルの周縁部であり、本願における検査対象部位）を撮像するタイプのものは、パネル基板を載置する移動ステージが検査対象部位を隠すことのないように、この移動ステージには、検査対象基板より小面積のものが使用されている。
【００１１】
また、移動ステージが方形等で比較的大きい場合は、この移動ステージが撮像手段に接触することを防止し、チップ実装部位の装置下側からの撮像操作をより行い易くするため、検査対象基板を移動ステージ上に載置する際には、この検査対象基板を移動ステージの上面中心から撮像手段側にオフセットして載置し、上記検査対象部位を含む検査対象端部が移動ステージの縁部から突出するように配置する方法がとられることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２６９９３４号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のように、パネル基板を、その検査対象部位（端部）が移動ステージから側方に突出した（横に張り出した）状態で載置する基板検査装置においては、検査時における撮像手段の焦点（ピント）合わせの際に、以下のような問題が生じる。
【００１４】
１）パネル基板に反りや歪みが生じるという問題
すなわち、検査対象部位の微分干渉画像を取得するのに用いられる撮像手段（ＣＣＤカメラや微分干渉顕微鏡等）の焦点深度（被写界深度）が、±数十μｍ程度であるのに対し、検査対象である液晶表示（ＬＣＤ）パネル，プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や有機ＥＬディスプレイ等のフラットディスプレイパネルは、通常、大判のガラス基材を用いて形成されていることから、製造時の加熱・圧迫やテンションによって、それぞれパネルの幅（長手）方向に比較的大きな（数百μｍ以上）反りや歪みが発生する。上記パネル基板の中央部は、先に述べた吸着手段等によって、フラットな上記移動ステージの上面に吸着・固定されているが、検査対象部位である端部（縁部）は、この移動ステージから空中（側方）にフランジ様に張り出しているため、パネルごとに異なる反りや歪みが矯正されず、上記撮像手段の焦点合わせ作業を遅らせる原因となる。
【００１５】
２）パネル基板の振動の収束に時間がかかるという問題
すなわち、近年特に、基板検査の迅速化の要望から、上記パネル基板を載置した移動ステージは、比較的高速で駆動されることが多く、位置決めが完了し、上記移動ステージが停止した後も、このパネルの微細な振動がなかなか収まらないという現象がある。特に、中央部のみを移動ステージに固定したパネル基板では、検査対象部位である端部（縁部）の振動収束に時間がかかる。この微細な振動は、上記の反りや歪みと同様、上記撮像手段の焦点合わせ作業を遅らせる原因となるばかりでなく、その検査対象部位の実装状態の良否判定の精度を低下させる要因ともなる。
【００１６】
これらの問題は、パネル基板のサイズが大きくなるほど顕著になる傾向があり、今後のフラットディスプレイパネルのますますの大型化により、さらに深刻な問題となるおそれがある。また、パネル基板の大型化は、これに合わせて、載置する側の移動ステージも大型のものに交換していく必要があり、小面積の移動ステージをそのまま使い続けると、この大型のパネル基板をバランス良く支えることができず、その縁部の反りや歪みを増大させてしまう。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、パネル基板の周縁部に実装された電子部品の実装状態の良否を、迅速かつ正確に判定することができ、パネルの大型化にも容易に適応することができる基板検査装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明は、端部近傍の複数の位置に電子部品が異方導電膜を介して実装された透明なパネル基板を、その上面に載置して所定の検査位置まで移動させ、この基板を位置決めする移動ステージと、電子部品が実装された検査対象部位を、この電子部品が実装された面の裏面側から上記基板を透して撮像し、この部位の微分干渉画像を取得する撮像手段と、この撮像手段を、上記検査位置に位置決めされた基板の各検査対象部位に沿ってスライド移動させるリニア駆動手段と、上記撮像手段から得られた画像データにもとづいて、撮像された検査対象部位の実装状態の良否を判定する情報処理手段とを備え、上記移動ステージの上面に、上記検査対象部位を含む少なくとも一方の基板端部がこの移動ステージの側方に突出した状態で、上記基板を載置してなる基板検査装置であって、上記撮像手段の近傍に、上記移動ステージから突出する基板の端部を下側から支承する固定ステージが配設されている基板検査装置を第１の要旨とする。
【００１９】
また、本発明は、そのなかでも、上記固定ステージが、上記撮像手段のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されている基板検査装置を第２の要旨とする。
【００２０】
さらに、本発明は、そのなかでも、特に、上記固定ステージが、上記パネル基板を吸着して固定する吸着手段を備えている基板検査装置を第３の要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、基板の周縁部に電子部品等が実装されたパネル基板を、この実装部位が移動ステージから側方に突出した状態で取り扱う基板検査装置において、パネル基板の下側でかつ撮像手段の近傍の位置に、上記パネル基板の突出部位に下面側から当接してこれを支持する固定ステージを設けることにより、上記パネル基板の検査対象部位を含む端部の位置の安定化を図り、基板検査の再現性と精度を向上させようとするものである。
【００２２】
すなわち、本発明の基板検査装置は、移動ステージから側方に突出するように配置されたパネル基板の端部（検査対象部位）を、そのままにしておくのではなく、安定的な基台としての固定ステージで下側から支承したため、移動ステージが動いて基板が交換されたとしても、これらパネル基板の検査対象部位を、毎回同じ位置（高さ）にセットすることができる。
【００２３】
また、上記パネル基板の端部が、その縁部に近い位置で下側から持ち上げるように支持されるため、パネルごとに異なる（ばらつく）端部の反りや歪みが矯正されるとともに、上記移動ステージの移動により発生する振動が吸収され、これを素早く収束させることができる。したがって、本発明の基板検査装置は、これら反りや振動等が検査に与える悪影響を最小限に抑え、実装状態の検査の再現性と精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、パネル基板の検査対象部位が、毎回同じ位置にセットされ、移動ステージの移動による振動も素早く収束することから、この基板検査装置は、パネルがセットされてから撮像作業に入るまでの待機時間が短く、さらに撮像時の焦点合わせにかかる時間も短い。したがって、本発明の基板検査装置は、これら一連の検査作業（工程）を、従来より高速化することができる。
【００２５】
さらに、この基板検査装置は、パネル基板が、上記移動ステージと固定ステージの２点で支持されることから、大型（大面積）の基板でも安定して支持することができる。したがって、本発明の基板検査装置は、パネルの大型化にも容易に適応することが可能である。
【００２６】
また、本発明の基板検査装置において、そのなかでも、上記固定ステージが、上記撮像手段のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されているものは、パネル基板の検査対象端部を、全幅にわたって一括して支承することができ、好適である。さらに、このバー形状の固定ステージの長さを、検査対象として想定される最大サイズのパネル基板の長さより大きくすることによって、上記移動ステージを交換等することなく、様々なサイズのパネル基板に、容易に対応することができるようになる。
【００２７】
そして、本発明の基板検査装置において、そのなかでも、特に、上記固定ステージが、上記パネル基板を吸着して固定する吸着手段を備えているものは、上記パネル基板の検査対象端部を、しっかりと確実に固定することができる。また、パネル基板の検査対象端部を、吸着して固定するため、パネルごとに異なる反りや歪みをある程度矯正することができるとともに、上記移動ステージが停止した後のパネルの振動も、素早く収束させることができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態における基板検査装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の基板検査装置に検査対象であるパネル基板がセットされた状態を示す側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における基板検査装置の構成と動作を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態における基板検査装置の要部の構成図であり、図２は、この基板検査装置に検査対象であるパネル基板がセットされた状態を示す図である。なお、貼付装置内（および工程内）における基板の流れ方向をＸ方向、このＸ方向に直交する装置内の奥行き方向をＹ方向、装置の上下（天地）方向をＺ方向として説明する。また、移動ステージ１および固定ステージ４の上面に配設された吸着手段（パネル固定手段）は、吸引ポンプや空気の流路となる配管等の図示を省略している。
【００３１】
本実施形態における基板検査装置は、ワークＷ（液晶表示パネル，電子回路基板等）に、異方導電膜を介在させてチップ状電子部品やモジュール等を実装する工程（ライン）の一部に組み込まれて配置されているものであり、工程全体としては、ローダー→基板洗浄装置→異方導電膜貼付装置（ＡＣＦ転写）→チップ圧着装置（ＣＯＧあるいはＦＰＣの仮圧着，本圧着）→基板検査装置（ＡＯＩ）→アンローダーの順に構成されている。
【００３２】
第１実施形態における基板検査装置は、工程の上流側（図１中の左方）に位置する異方導電膜貼付装置およびチップ圧着装置（図示省略）により、パネル基板１０の一方端部近傍の所定位置に、複数のＩＣチップ（ドライバＩＣ）１１が実装されたＬＣＤパネル（ワークＷ）を、後述する搬送アーム等を用いて装置本体内に取り込み、吸着パッド付き移動ステージ１に移載して吸着・固定した後、この移動ステージ１を所定の検査位置まで移動させ、その上面１ａに載置されたパネル基板１０上の上記チップ実装部位を、微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段２で撮像する。また、この基板検査装置には、パネル基板１０の下側に位置して、この基板１０の検査対象部位を支持する固定ステージ４が設けられている。
【００３３】
移動ステージ１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸に独立して制御可能で、かつ、このＺ軸に沿ったθ軸周りに回転自在に構成されている。ＸＹの二方向には、上記移動ステージ１を乗せた基台を案内するためのガイドレールがそれぞれ設けられており、その駆動には、サーボモータ（図示省略）が用いられている。また、移動ステージ１は、Ｚ軸方向の高さ調節を可能にするサーボモータと、このＺ軸に沿ったθ軸周りの回転を制御するサーボモータを備えている。
【００３４】
なお、移動ステージ１のパネル載置面（上面１ａ）は、検査対象であるパネル基板１０より小さな面積に形成されており、後述するチップ実装部位の裏面側からの撮像作業を容易にするために、パネル基板１０の検査対象部位（端部１０ａ）が移動ステージ１から側方に突出した（横に張り出した）状態で載置できるようになっている。また、この上面１ａは、略平坦に形成されており、その表面には、上記吸着手段に連通するスリットや吸気穴等を有する吸着パッドが配置されている。
【００３５】
撮像手段２は、図２のように、対物レンズ部２ａと微分干渉プリズムおよび同軸落射照明付鏡体を備えた微分干渉顕微鏡部２ｂと、画像データ出力機能を有するＣＣＤカメラ部２ｃとを組み合わせたもので、パネル基板１０に対し、ＩＣチップ１１が実装された面の裏面側から、所定のポイントごとにその拡大画像を撮像することができるようになっている。なお、微分干渉顕微鏡部２ｂは、上記微分干渉プリズムによって、被写体の屈折率や厚みの変化を、干渉色の変化や明暗のコントラストに変換して観察することができるという特徴を備えている。そして、上記照明の光源には、熱の放射が少ない青色発光ダイオードが好適に用いられている。
【００３６】
また、撮像手段２は、上記検査位置に位置決めされた基板の各検査対象部位に沿って、ガイドレール上をＸ方向にスライド移動できるリニア駆動手段３の上に配設されており、移動と撮像を繰り返すことにより、上記パネル基板１０の一方端部１０ａ近傍の所定位置に実装されたＩＣチップ１１の端子（電極）部を、その裏面側から順次検査する。
【００３７】
そして、上記リニア駆動手段３には、高速移動が可能なリニアサーボアクチュエータ（図示省略）が用いられている。さらに、リニア駆動手段３は、撮像手段２をＺ方向（上下方向）に高さ調節してピント合わせを行うためのＺ方向調整手段３ａを備えている。このＺ方向調整手段３ａには、撮像手段２の高さをマイクロメートル（μｍ）単位で調整可能なリニアステッピングアクチュエータが用いられている。
【００３８】
本実施形態における基板検査装置の特徴は、先に述べたように、パネル基板１０の下側でかつ撮像手段２の近傍の位置に、上記パネル基板１０の検査対象部位（端部１０ａ）を支承する固定ステージ４が配設されている点である。この固定ステージ４は、上記移動ステージ１と撮像手段２との間に配置されており、上記パネル基板１０における移動ステージ１から側方に突出する部位で、かつ、検査対象部位以外の位置に、下面側から当接してこれを支持する。なお、この固定ステージ４の上面４ａにも、上記移動ステージ１と同様、先に述べた吸着手段に連通するスリットや吸気穴等を有する吸着パッドが配置されている。
【００３９】
つぎに、上記構成の基板検査装置を用いて、ＬＣＤパネル等のパネル基板１０（ワークＷ）を検査する手順について説明する。
【００４０】
上記構成の基板検査装置においては、まず、検査対象であるチップ実装済みパネル基板１０が、工程の上流側から搬送アーム等により装置内に取り込まれ、その上面１ａがパネル基板１０の略中央部に位置するように、移動ステージ１上に載置される。そして、パネルの中央部が、移動ステージ上面１ａの吸着パッドにより吸着・固定されるとともに、その検査対象部位である端部１０ａが移動ステージ１から側方（Ｙ方向）に突出した状態となる。
【００４１】
その後、パネル中央部が移動ステージ１で支持されたまま、このパネル基板１０がＺ方向に若干持ち上げられ、上記移動ステージ１のＸＹ移動により、図２の二点鎖線で示すように、パネル基板１０のＩＣチップ１１実装部が撮像手段２の対物レンズ部２ａの上方に臨む、検査位置まで移動する。そして、別途設けられたＣＣＤカメラ等のパネル位置確認手段により、パネル基板１０上のアライメントマーク等が認識され、移動ステージ１のＸＹ方向位置およびθ軸の回転角が正しい位置に微調整された後、移動ステージ１が下降し、パネル基板１０が正確な検査位置に位置決めされる（図２の実線の状態）。
【００４２】
このとき、パネル基板１０の検査対象部位である端部１０ａ（チップ実装部位）は、上記撮像手段２に近い位置で、固定ステージ４によりパネル下側から支持されるとともに、その上面４ａに設けられた上記吸着パッドにより吸着・固定され、パネル基板１０の位置決めが確実なものとされる。
【００４３】
つぎに、撮像手段２がその基台とともにリニア駆動手段３の上をＸ方向にスライド移動し、所定のポイントごとに焦点（ピント）合わせを行って、その拡大画像が撮像される。また、撮像された画像データ（微分干渉像）は、図示しない情報処理手段に送られ、撮像された検査対象部位の実装状態の良否が判定される。
【００４４】
なお、上記情報処理手段では、撮像手段２から入力される画像データを、予め設定された、検査項目に対応した所定の演算プログラムによって変換（例えば、２５６階調の輝度スケールにもとづく輝度分布データに変換）し、これを、検査項目ごとに設定された基準データと比較して、その基準から外れているものを不良として検出するようになっている。
【００４５】
また、上記情報処理手段には、以下に述べる、焦点（ピント）合わせのためのキャリブレーションシステムの一環として、最適焦点距離算出部とその最適焦点距離記憶部とが設けられている。すなわち、このシステムによれば、上記ＬＣＤパネル等のパネル基板１０を順次検査する際、その最初のパネル基板１０に対しては、検査に先立って、ピント合わせのための撮像を、同じ検査ポイントにおいて複数回繰り返して行い、得られた画像データにもとづいて最適焦点距離を算出し、その値にしたがって撮像手段２（の対物レンズ２ａ）をＺ方向に調節してピント合わせを行い、その状態で検査のための撮像を行うとともに、このピント合わせ時に算出された最適焦点距離を、上記情報処理手段において記憶するようになっている。
【００４６】
そして、次回以降の検査においては、別途設定された基準値や、ランダムな値から焦点距離を絞っていくのではなく、その記憶された最適焦点距離から、所定のアルゴリズムにしたがって、予測最適焦点距離を導出し、その距離にしたがって、撮像手段２のＺ方向の初期位置を決め、その位置から自動的にピント合わせを行うシステムを搭載している。
【００４７】
また、つぎつぎと検査を繰り返す過程で、その都度、ピント合わせ時の最適焦点距離を記憶し、その記憶された最適焦点距離から、検査対象であるパネル基板１０の形状のばらつき傾向を把握することができることから、前回以前に記憶された最適焦点距離のばらつきから一定の傾向を抽出し、そのばらつきに対応した補正を加えて予測最適焦点距離を導出するようにしておけば、検査を繰り返すに従い、対象であるチップ実装部位のばらつき傾向に応じたピント合わせを、より迅速に行うことができるようになる。
【００４８】
上記の構成により、本実施形態における基板検査装置は、パネル基板１０の端部１０ａが、その縁部に近い位置で下側から持ち上げるように支持されるため、パネルごとに異なる（ばらつく）端部１０ａの反りや歪みを抑えることができるとともに、検査対象部位であるパネル基板１０の端部１０ａを、毎回同じ位置（高さ）に確実にセットすることができる。
【００４９】
また、上記移動ステージ１の移動により発生する振動が固定ステージ４で素早く吸収され、パネル基板端部１０ａに伝わる振動も少ないことから、本実施形態における基板検査装置は、これら反りや振動等が検査に与える悪影響を最小限に抑え、実装状態の検査の再現性と精度を向上させることができる。
【００５０】
そして、パネル基板１０の検査対象部位が、毎回同じ位置にセットされ、移動ステージ１の移動による振動も素早く収束することから、この基板検査装置は、パネルがセットされてから撮像作業に入るまでの待機時間が短く、さらに、上記焦点（ピント）合わせのためのキャリブレーションシステムによって、撮像時の焦点合わせにかかる時間も短い。したがって、本実施形態における基板検査装置は、これら一連の検査作業（工程）を、従来より高速化することができる。
【００５１】
なお、この基板検査装置は、上記固定ステージ４が、パネル基板１０の端部１０ａを吸着して固定するため、パネルごとに異なる反りや歪みをある程度矯正することができるという利点を有する。
【００５２】
また、上記固定ステージ４が、撮像手段２のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されていることから、パネル基板１０の検査対象端部を、全幅にわたって一括して支承することができ、好適である。さらに、このバー形状の固定ステージ４の長さを、検査対象として想定される最大サイズのパネル基板１０の長さより大きくすることによって、上記移動ステージ１を交換等することなく、様々なサイズのパネル基板１０に容易に対応することができる。
【００５３】
つぎに、第２実施形態として、本発明の基板検査装置が、実際のチップ実装工程（ライン）の一部として組み込まれた例を説明する。
【００５４】
図３は、本発明の第２実施形態における基板検査装置の構成と動作を模式的に表した図である。
【００５５】
本実施形態における基板検査装置も、ワークＷに異方導電膜を介在させてチップ状電子部品やモジュール等を実装する工程（ライン）の一部に組み込まれて配置されているものであり、この基板検査装置（ＡＯＩ）は、工程の上流側（図３中の左方）でワークＷの所定位置に、複数のチップ状電子部品やモジュール等が実装されたフラットディスプレイパネル（ＦＤＰ）を、搬送アーム１２を用いて装置本体内に取り込み、吸着パッド付き移動ステージ１，１’に移載して吸着・固定した後、この移動ステージ１，１’を所定の検査位置まで移動させ、その上面に載置されたＦＤＰ上の上記チップ実装部位を、微分干渉顕微鏡機能付き撮像手段２，２’で撮像するものである。
【００５６】
なお、この基板検査装置には、検査ラインが並列に２ライン設けられており、２つのワークＷを平行して同時に検査できるように構成されている。そのため、その移動ステージ（１，１’）と撮像手段（２，２’）は、２組（２セット）装備されている。また、第１実施形態同様、ワークＷの検査対象端部を下側から支承する固定ステージ（４）も設けられてはいるものの、これら検査ラインごとに別々ではなく、２つの検査ラインに共通のバー状固定ステージ５として形成されている。
【００５７】
つぎに、この基板検査装置（ＡＯＩ）の動作（ワークフロー）について説明する。
基板検査装置は、工程の上流側（図３中の左方）に位置する異方導電膜貼付装置およびチップ圧着装置（図示省略）により、フラットディスプレイパネル（ＦＤＰ）の所定位置に、複数のチップ状電子部品やモジュール等が実装されたワークＷを、搬送アーム１２を用いて装置本体内に取り込み、（Ａ→Ｂ位置あるいはＡ→Ｂ’位置）、ＸＹ二方向に移動可能でかつＺ方向の高さ調節とθ軸周りに回転可能な吸着パッド付き移動ステージ１，１’に移載した後、各パネルの中央部を、移動ステージ１上面の吸着パッドにより吸着・固定する（Ｂ，Ｂ’位置）。
【００５８】
そして、各パネルを中央部で支持したまま、これらパネルをＺ方向に若干持ち上げ、上記移動ステージ１，１’をＸＹ方向にスライドさせて、ワークＷのチップ実装部が各撮像手段２，２’のスライド位置の上方に臨む位置まで移動させる。図示しないＣＣＤカメラ等のパネル位置確認手段により、ワークＷ上のアライメントマーク等が認識され、各移動ステージ１，１’のＸＹ方向位置およびθ軸の回転角が正しい位置に微調整された後、移動ステージ１，１’が下降し、各ワークＷが正確な検査位置に位置決めされる（図３のＣ，Ｃ’位置）。
【００５９】
このとき、上記第１実施形態と同様、ワークＷの検査対象部位であるその端部（チップ実装部位）は、上記撮像手段２，２’に近い位置で、バー状固定ステージ５によりパネル下側から支持されるとともに、その上面に設けられた吸着パッドにより吸着・固定され、各ワークＷの位置決めが確実なものとされる。
【００６０】
つぎに、各撮像手段２，２’がその基台とともにリニア駆動手段（図示省略）の上をＸ方向にスライド移動し、各撮像手段２，２’が独自に所定のポイントで焦点（ピント）合わせを行い、各検査対象部位の拡大画像を撮像する。また、撮像された画像データ（微分干渉像）は、図示しない情報処理手段に送られ、撮像された検査対象部位のチップ実装状態の良否が判定される。
【００６１】
なお、検査対象部位は、ワークＷの一辺だけとは限らない。ワークＷの他の辺に形成された実装部位を検査する場合は、上記バー状固定ステージ５による吸着が解除され、パネルをＺ方向に若干持ち上げたうえで、移動ステージ１の移動およびθ軸回転により、新たな検査対象端部がセットされる。また、上記パネル位置確認手段により、ワークＷ上のアライメントマーク等が認識され、各移動ステージ１，１’のＸＹ方向位置およびθ角度が正しい位置に微調整された後、移動ステージ１，１’が再び下降し、各ワークＷが新たな検査位置に位置決めされる。そして、検査対象の各辺が終了するまで、この操作は繰り返される。
【００６２】
ワークＷの全検査対象部位の判定が完了すると、このワークＷに関するチップ実装状態の総合判定が決定され、上記情報処理手段に記憶される。そして、各ワークは、バー状固定ステージ５による吸着が解除され、移動ステージ１，１’の初期待機位置であるＢ，Ｂ’位置まで戻され、再び搬送アーム１２に移載されて、工程の下流側（図３中の右方）である判定待機位置（Ｄ位置）まで移送される。
【００６３】
その後、上記情報処理手段により「良品（Ｇｏｏｄ）」であると判定されたワークＷは、そのまま工程下流側のアンローダーに受け渡され、後処理等の加工がさらに行われる。また、上記情報処理手段により「不良品（ＮＧ）」であると判定されたワークＷは、この基板検査装置の下流側に設けられた多段式の不良品棚（ＮＧラック）１３に収納して集められ、破棄または再利用される（図３のＦ位置）。
【００６４】
上記の構成によっても、本実施形態の基板検査装置は、ワークＷごとに異なる反りや歪みを抑えることができるとともに、ワークの検査対象端部を、毎回同じ位置（高さ）に確実にセットすることができる。また、上記各移動ステージ１，１’の振動がワークＷに伝わることが防止され、実装状態の検査の再現性と精度を向上させることができる。
【００６５】
そして、本実施形態における基板検査装置は、移動ステージ１，１’の移動による振動が素早く収束し、ワークＷがセットされてから撮像作業に入るまでの待機時間が短いうえ、上記検査ラインの二重化によって、さらに効率良く基板の検査を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態の基板検査装置は、上記固定ステージ５が、撮像手段２，２’のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されていることから、ワークＷの検査対象端部を、全幅にわたって一括して支持することができる。さらに、このバー形状の固定ステージ５は、上記移動ステージ１，１’を交換等することなく、様々なサイズのパネルに容易に対応することができる。
【００６７】
なお、上記第２実施形態の基板検査装置によれば、ＩＣチップの圧着により従来２００〜４００μｍ程度見られるＬＣＤモジュールの端部の反りを、バー状固定ステージ５の吸着により、１００μｍ以下まで低減することができた。
【００６８】
上記２つの実施の形態においては、撮像手段２（２’）を各検査ラインごとに１つずつ設けた例を示したが、この撮像手段２は、各検査ラインごとに複数配設しても良い。検査ラインごと（Ｘ方向）に複数設ける場合は、これらの配置間隔を、上記ワークＷあるいはパネル基板１０に実装されたチップ等の実装間隔に合わせるのが好ましい。間隔を同期させると、これら撮像手段を同時に併走させ、複数個所を同時に撮像することが可能になるため、さらに短時間で検査を完了させることができる。
【００６９】
また、上記撮像手段２は、Ｘ方向ばかりでなく、Ｙ方向にも単独で、もしくは、Ｙにも複数設けても差し支えない。この構成により、全体として、非常に短時間で検査を終了させることができる。なお、上記Ｙ方向に設けられた撮像手段２の近傍にも、そのワークＷあるいはパネル基板１０の検査対象（Ｙ方向）端部を支承する固定ステージを設けることは、勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の基板検査装置は、液晶表示（ＬＣＤ）パネル，プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や有機ＥＬディスプレイ等、大型の透明ガラス基板上に異方導電膜（ＡＣＦ）を介してチップ状の電子部品（ＩＣやＬＳＩ等）やモジュール等が圧着されたパネルを、検査するのに好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 移動ステージ
１ａ 上面
２ 撮像手段
３ リニア駆動手段
４ 固定ステージ
１０ パネル基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部近傍の複数の位置に電子部品が異方導電膜を介して実装された透明なパネル基板を、その上面に載置して所定の検査位置まで移動させ、この基板を位置決めする移動ステージと、電子部品が実装された検査対象部位を、この電子部品が実装された面の裏面側から上記基板を透して撮像し、この部位の微分干渉画像を取得する撮像手段と、この撮像手段を、上記検査位置に位置決めされた基板の各検査対象部位に沿ってスライド移動させるリニア駆動手段と、上記撮像手段から得られた画像データにもとづいて、撮像された検査対象部位の実装状態の良否を判定する情報処理手段とを備え、上記移動ステージの上面に、上記検査対象部位を含む少なくとも一方の基板端部がこの移動ステージの側方に突出した状態で、上記基板を載置してなる基板検査装置であって、上記撮像手段の近傍に、上記移動ステージから突出する基板の端部を下側から支承する固定ステージが配設されていることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
上記固定ステージが、上記撮像手段のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されている請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】
上記固定ステージが、上記パネル基板を吸着して固定する吸着手段を備えている請求項１または２記載の基板検査装置。
【請求項１】
端部近傍の複数の位置に電子部品が異方導電膜を介して実装された透明なパネル基板を、その上面に載置して所定の検査位置まで移動させ、この基板を位置決めする移動ステージと、電子部品が実装された検査対象部位を、この電子部品が実装された面の裏面側から上記基板を透して撮像し、この部位の微分干渉画像を取得する撮像手段と、この撮像手段を、上記検査位置に位置決めされた基板の各検査対象部位に沿ってスライド移動させるリニア駆動手段と、上記撮像手段から得られた画像データにもとづいて、撮像された検査対象部位の実装状態の良否を判定する情報処理手段とを備え、上記移動ステージの上面に、上記検査対象部位を含む少なくとも一方の基板端部がこの移動ステージの側方に突出した状態で、上記基板を載置してなる基板検査装置であって、上記撮像手段の近傍に、上記移動ステージから突出する基板の端部を下側から支承する固定ステージが配設されていることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
上記固定ステージが、上記撮像手段のスライド方向に沿って延びるバー形状に形成されている請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】
上記固定ステージが、上記パネル基板を吸着して固定する吸着手段を備えている請求項１または２記載の基板検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２１９９９（Ｐ２０１１−２１９９９Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７１８７（Ｐ２００９−１６７１８７）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（５０８０６６５６６）有限会社共同設計企画 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（５０８０６６５６６）有限会社共同設計企画 (3)
【Ｆターム（参考）】
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