專利名稱：電路圖形檢測(cè)裝置和電路圖形檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)檢查電路基板的電路圖形(pattern)的電路圖形檢測(cè)裝置和電路圖形檢測(cè)方法。
此外，對(duì)于電路基板來(lái)說(shuō)，有從一個(gè)焊盤(pán)將電路圖形分支，連接到多個(gè)焊盤(pán)的情況。這樣的情況下，存在斷線、短路的檢查時(shí)間加長(zhǎng)的問(wèn)題。
而且，就電路基板來(lái)說(shuō)，將多個(gè)電路圖形形成在幾層上，但在使彈簧探針接觸焊盤(pán)的方法中，不能檢查這種多層電路基板的電路圖形的斷線、短路。
從這樣的背景來(lái)看，期望有光學(xué)檢測(cè)電路圖形的電壓分布的方法。作為使用電光學(xué)效應(yīng)來(lái)計(jì)測(cè)電路圖形的電壓分布的以往例，有(日本)特開(kāi)平9-72947號(hào)公報(bào)中披露的電子部件的焊接連接檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。該方法使用電光學(xué)傳感器非接觸地檢測(cè)特定位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而檢查電路基板的焊接連接狀態(tài)。但是，在該方法中，只能檢測(cè)電光學(xué)傳感器的前端部分的電場(chǎng)，在求電路圖形整體的電壓分布時(shí)，需要使電光學(xué)傳感器進(jìn)行掃描。
另一方面，在(日本)特開(kāi)平5-256794號(hào)公報(bào)中披露了通過(guò)電壓分布的測(cè)定來(lái)非接觸地檢查液晶顯示器基板的像素電極、柵極布線、源極布線等斷線缺陷和短路缺陷的裝置。這里，將平行的光束照射到配置于電路基板附近的電光學(xué)元件上，從其反射光中二維地檢測(cè)電路圖形的電壓分布。
但是，電光學(xué)元件的雙折射率高，所以因表面反射和背面反射產(chǎn)生干擾條紋，使根據(jù)反射光求出的電壓分布的圖像明顯惡化。
此外，在將電壓施加在電路基板的4上時(shí)，在電光學(xué)元件內(nèi)有向表面方向擴(kuò)散電荷，使電壓分布惡化的傾向。即，在將電壓施加在電路基板的電路圖形上時(shí)，存在因向表面方向的直流電阻分量、特別是電光學(xué)元件的反射層具有的直流電阻分量而使電路基板的電路圖形的電壓分布擴(kuò)大到電光學(xué)元件上的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種電路圖形檢測(cè)裝置和電路圖形檢測(cè)方法，可以光學(xué)是高精度地檢測(cè)形成在電路基板上的電路圖形的電壓分布，檢查電路圖形的短路/斷線。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)裝置包括在形成了電路圖形的電路基板附近設(shè)置的所述結(jié)構(gòu)的電光學(xué)元件；將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電光學(xué)晶體層的電場(chǎng)發(fā)生電路；以及按照隨提供的電場(chǎng)改變的雙折射率來(lái)檢測(cè)偏振面變化的所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布的檢測(cè)器。
本發(fā)明的電光學(xué)元件包括
電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的粘接劑層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間的第1防反射層；以及設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間的第2防反射層。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)裝置包括在形成了電路圖形的電路基板附近設(shè)置的所述結(jié)構(gòu)的電光學(xué)元件；將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電光學(xué)晶體層的電場(chǎng)發(fā)生電路；以及按照隨提供的電場(chǎng)改變的雙折射率來(lái)檢測(cè)偏振面變化的所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布的檢測(cè)器。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)方法是將光照射到電光學(xué)元件上，該電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層，被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近；透明電極層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)；以及防反射層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間；在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)方法是將光照射到電光學(xué)元件上，該電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層，被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近；透明電極層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)；粘接劑層，被設(shè)置所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間；第1防反射層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間；以及第2防反射層，被設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間；在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)裝置包括電光學(xué)元件，被設(shè)置在形成了電路圖形的電路基板附近，按照隨電場(chǎng)變化的雙折射率來(lái)改變偏振面；電壓施加電路，在電路圖形和所述電光學(xué)元件之間施加周期性的零和電壓，以便將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電氣元件；光源，向所述電光學(xué)元件照射光；以及檢測(cè)器，檢測(cè)所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)裝置包括電光學(xué)元件，被設(shè)置在形成了電路圖形的電路基板附近，按照隨電場(chǎng)變化的雙折射率來(lái)改變偏振面；電壓施加電路，在電路圖形和所述電光學(xué)元件之間施加電壓，以便將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電氣元件；光源，向所述電光學(xué)元件照射光；以及檢測(cè)器，與施加所述電壓同步地檢測(cè)電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)方法是將光照射到被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件上，在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加交流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，在交流電壓的振幅最大時(shí)，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)方法是
將光照射到被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件上，在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加脈沖電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，在脈沖電壓的上升時(shí)，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)裝置包括電光學(xué)元件，被設(shè)置在形成了電路圖形的電路基板附近，按照隨電場(chǎng)變化的雙折射率來(lái)改變偏振面；電壓施加電路，在電路圖形和所述電光學(xué)元件之間施加電壓，以便將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電氣元件；光源，向所述電光學(xué)元件照射光；以及檢測(cè)器，檢測(cè)所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布；以及控制部，控制來(lái)自所述光源的光照射或向檢測(cè)器的光入射，使照射光或入射光為脈沖光。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)方法是在被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件和所述電路基板之間施加交流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，與所述交流電壓周期性地連動(dòng)，將脈沖光照射到所述電光學(xué)元件上，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
本發(fā)明的電路圖形檢測(cè)方法是在被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件和所述電路基板之間施加交流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，將光照射到所述電光學(xué)元件上，
與所述交流電壓周期性地連動(dòng)來(lái)檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。


圖17A、圖17B、圖17C、圖17D、圖17E是表示本發(fā)明第10實(shí)施例的電路圖形檢測(cè)裝置的工作情況的圖；圖18是表示本發(fā)明第10實(shí)施例的電路圖形檢測(cè)裝置的變形例的示意圖；圖19A、圖19B、圖19C、圖19D、圖19E是表示本發(fā)明第11實(shí)施例的電路圖形檢測(cè)裝置的工作情況的圖；圖20是表示本發(fā)明第12實(shí)施例的電路圖形檢測(cè)裝置的示意圖；以及圖21A、圖21B是表示第12實(shí)施例的檢查例的圖。
最佳實(shí)施方式以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是示意地表示第1實(shí)施例的電光學(xué)元件10的剖面圖。在玻璃基板11下形成透明導(dǎo)電層12。另外在電光學(xué)晶體層15的兩表面上形成防反射層14及反射層16。在透明導(dǎo)電層12的表面(下側(cè))上通過(guò)粘接劑層13粘接通過(guò)上述另外形成的電光學(xué)晶體層15的防反射層14。即，在粘接劑層13和電光學(xué)晶體層15之間設(shè)置防反射層14。
透明導(dǎo)電層12有作為電極的作用，由ITO(Indium Tin Oxide；氧化銦錫)層構(gòu)成。
作為電光學(xué)晶體層15，例如為鮑克爾效應(yīng)(Pockel’s effect)晶體等。在通過(guò)鮑克爾效應(yīng)晶體利用光來(lái)檢測(cè)電場(chǎng)的情況下，有對(duì)垂直于光方向的電場(chǎng)具有靈敏度的橫電場(chǎng)檢測(cè)，以及對(duì)平行于光方向的電場(chǎng)具有靈敏度的縱電場(chǎng)檢測(cè)。為了正確地檢測(cè)與電路基板產(chǎn)生的電壓分布對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)分布，使用縱電場(chǎng)檢測(cè)。作為可進(jìn)行對(duì)平行于光的行進(jìn)方向的電場(chǎng)具有靈敏度的縱電場(chǎng)檢測(cè)的鮑克爾效應(yīng)晶體，有Bi12SiO20(BSO、氧化鉍硅)、GaAs(砷化鎵)、LiNbO3-55度分割、ZnSe、KDP(KH2PO4、磷酸氫鉀)、KTP(KTiOPO4、磷酸鈦鉀)等。KDP、KTP有潮解性，ZnSe、GaAs等的電光學(xué)系數(shù)的值低。因此，期望使用雙折射率高但沒(méi)有潮解性、在立方晶中具有各向同性的性質(zhì)、電光學(xué)系數(shù)比較大的BSO晶體。例如，最好以100～500μm的厚度研磨1～30mm左右的BSO晶體，形成電光學(xué)晶體層15。如果BSO晶體低于100μm，則電位差變小，所以電場(chǎng)的檢測(cè)靈敏度變小。而如果超過(guò)500μm，則電場(chǎng)向表面方向擴(kuò)大，不容易檢測(cè)電壓分布。
再有，作為本實(shí)施例使用的用于電光學(xué)元件10的電光學(xué)晶體層15不限于上述電光學(xué)晶體層，只要通過(guò)電場(chǎng)可改變雙折射率的電光學(xué)晶體層就可以，可以使用上述任何一種電光學(xué)晶體層，也可以使用上述未說(shuō)明的電光學(xué)晶體層。
將電光學(xué)晶體層15的兩面進(jìn)行光學(xué)研磨，表面內(nèi)像差最好為(1/4)λ(λ是波長(zhǎng))左右。在用作后述的電路基板的檢測(cè)裝置的情況下，電光學(xué)晶體層15薄的地方在電路基板的電路圖形和透明導(dǎo)電層12之間電場(chǎng)不擴(kuò)大，成為接近原來(lái)的電路圖形的電壓分布的電場(chǎng)分布。因此，為了檢測(cè)接近電路圖形的電壓分布形狀的電場(chǎng)分布，電光學(xué)晶體層15最好薄一些。但是，如果電光學(xué)晶體層15薄，在與電路基板的電路圖形有一定間隔非接觸電光學(xué)元件10的情況下，在電路圖形和透明導(dǎo)電層12之間的電容構(gòu)造中，施加在電光學(xué)晶體層15上的電位差變小。因此，電場(chǎng)的檢測(cè)靈敏度變小，而且還有難以加工的問(wèn)題。電光學(xué)晶體層15的厚度成為這些主要因素相協(xié)調(diào)的關(guān)鍵，在本實(shí)施例中，使用厚度100μm～500μm的電光學(xué)晶體層15。
入射到電光學(xué)元件10(透過(guò)玻璃基板11)的激光束受到電場(chǎng)產(chǎn)生的相位調(diào)制，被電光學(xué)晶體層15的底面反射。電光學(xué)晶體層15多數(shù)是雙折射率高，則反射率也高。在LiNbO3的情況下，折射率為2.2，該情況下反射率為14％左右。因此，對(duì)電光學(xué)晶體層15進(jìn)行光學(xué)研磨，也可以檢測(cè)底面的反射光，但為了進(jìn)一步提高反射率，在本實(shí)施例中，將反射層16形成在電光學(xué)晶體層15的底面。反射層16使用多層電介質(zhì)反射層，作為材質(zhì)，有MaF2-TiO2、SiO2-TiO2等。
于是，由于電光學(xué)晶體層15薄而容易破損，所以通過(guò)粘接劑層13粘接在形成了透明導(dǎo)電層12的玻璃基板11上。如果粘接劑層13使用固化收縮大的材質(zhì)，則由于電光學(xué)晶體層15薄而產(chǎn)生應(yīng)力，特別是在氧化鉍硅(BSO)等壓電性的某些晶體的情況下，有光學(xué)特性不均勻的危險(xiǎn)。因此，就粘接劑層13來(lái)說(shuō)，使用環(huán)氧系等固化收縮小的材質(zhì)。
電光學(xué)元件10有如上所述的折射率不同材質(zhì)的多層構(gòu)造，而且入射的激光束的相干性高，所以容易產(chǎn)生多重反射造成的干擾。特別是在粘接劑層13和折射率高的電光學(xué)晶體層15的邊界上，反射率變大。例如，粘接劑層13在環(huán)氧系的粘接劑情況下，折射率為1.56左右，電光學(xué)晶體層15在氧化鉍硅(BSO)的情況下，折射率為2.53，折射率之間的差大。因此，存在因電光學(xué)晶體層15的上表面和下表面的反射而產(chǎn)生干擾條紋，使電場(chǎng)檢測(cè)分布的圖像明顯惡化的問(wèn)題。
根據(jù)圖1所示的第1實(shí)施例的電光學(xué)元件10，在電光學(xué)晶體層15和粘接劑層13之間形成考慮了兩者的折射率差的防反射層14，通過(guò)降低電光學(xué)晶體層15的上表面(與反射層16相反側(cè)的面)中的反射率來(lái)抑制多重反射造成的干擾條紋，可以良好地檢測(cè)與電場(chǎng)分布對(duì)應(yīng)的圖像。防反射層14必須考慮粘接劑層13和電光學(xué)晶體層15之間的折射率差來(lái)設(shè)計(jì)，在本例中使用SiO2-TiO2的多層電介質(zhì)防反射層。
以下說(shuō)明本發(fā)明的其他實(shí)施例。在其他實(shí)施例的說(shuō)明中，與第1實(shí)施例相同的部分附以相同的參考數(shù)字，并省略其詳細(xì)的說(shuō)明。
圖2是示意表示第2實(shí)施例的電光學(xué)元件20的剖面圖。第2實(shí)施例在第1實(shí)施例中透明導(dǎo)電層12和粘接劑層13之間還設(shè)置防反射層17。由此，可抑制透明導(dǎo)電層12的下表面(與玻璃基板11相反側(cè)的面)的反射率，綜合地提高電光學(xué)元件20的圖像質(zhì)量。
透明導(dǎo)電層12的折射率為1.90，環(huán)氧系情況下的粘接劑層13的折射率為1.48左右，所以在兩者的邊界上產(chǎn)生反射，在透明導(dǎo)電層12中產(chǎn)生多重反射。即使透明導(dǎo)電層12，也與第1實(shí)施例中說(shuō)明的電光學(xué)晶體層15的上表面和下表面的反射相同地產(chǎn)生多重反射，可能產(chǎn)生干擾條紋。因此，形成考慮了透明導(dǎo)電層12和粘接劑層13之間的折射率差的防反射層17。
根據(jù)第2實(shí)施例，在電光學(xué)晶體層15和粘接劑層13之間還形成防反射層17，所以在將激光照射到電光學(xué)元件20的情況下，可以抑制電光學(xué)晶體層15和透明導(dǎo)電層12中的多重反射，可以將電場(chǎng)分布作為良好的圖像來(lái)檢測(cè)。
作為第3實(shí)施例，下面參照?qǐng)D3來(lái)說(shuō)明使用了第1、第2實(shí)施例的某一個(gè)電光學(xué)元件10或20的電路圖形檢測(cè)裝置。來(lái)自激光光源30的光通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)32入射到電光學(xué)元件10或20。在電光學(xué)元件10或20的下面，配置形成了電路圖形33的電路基板34。光學(xué)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)32由光束擴(kuò)展器36、偏振分光鏡38及光學(xué)透鏡40構(gòu)成。
光源除了激光光源30以外，也可以使用鹵素光源、高亮度光源(メタハライド)等。
從激光光源30照射到電光學(xué)元件10或20的激光由光束擴(kuò)展器36變?yōu)槎S的激光光束。激光光束由偏振分光鏡38進(jìn)行偏振，照射到電光學(xué)元件10或20。
電路基板34配置在電光學(xué)元件10或20下方附近，但也可以接觸電光學(xué)元件10或20，也可以按20μm左右的距離形成非接觸。電光學(xué)元件10或20的透明導(dǎo)電層12被接地，通過(guò)將電壓施加在電路圖形33上，在電路圖形33和透明導(dǎo)電層12之間產(chǎn)生電場(chǎng)。電光學(xué)晶體層15通過(guò)電場(chǎng)而改變雙折射率。再有，參照?qǐng)D10并如后述，也可以將電路圖形接地，將電壓施加在電光學(xué)元件10或20的透明導(dǎo)電層12上。
向電光學(xué)元件10或20的入射光因該雙折射率的變化而改變偏振面。偏振角由電光學(xué)晶體層15的電光學(xué)張量、以及產(chǎn)生的電場(chǎng)矢量方向決定。因此，激光光束按照電路圖形33的電壓分布來(lái)改變偏振狀態(tài)。
電光學(xué)元件10或20的底面(反射層16)反射的激光光束也因電光學(xué)晶體層15的雙折射率的變化而改變偏振面。
入射到電光學(xué)元件10或20的激光光束在電光學(xué)晶體層15的底面被放射，入射到偏振反光鏡38，沿圖中水平方向反射的激光光束具有與電場(chǎng)分布對(duì)應(yīng)的光的強(qiáng)度分布。
由光學(xué)透鏡40聚光具有與電場(chǎng)分布對(duì)應(yīng)的光的強(qiáng)度分布的激光光束，通過(guò)用光檢測(cè)裝置42進(jìn)行檢測(cè)，可以將電路圖形的電壓分布作為二維的光的強(qiáng)度分布來(lái)檢測(cè)。作為光檢測(cè)裝置42，可以使用CCD等。通過(guò)將光檢測(cè)裝置42檢測(cè)出的電壓分布由解析裝置42解析、處理(對(duì)檢測(cè)出的電場(chǎng)分布強(qiáng)度和基準(zhǔn)分布進(jìn)行比較判定)，可以檢查電路基板34的電路圖形33的斷線和短路等缺陷。
該檢測(cè)裝置使用設(shè)置有防反射層14、17的電光學(xué)元件10或20，所以即使在光源上使用相干性高的激光光源30，也可以防止發(fā)生電光學(xué)晶體層15的多重反射造成的干擾條紋，可以將透明導(dǎo)電層12和電路圖形33之間的電場(chǎng)分布作為良好的圖像(以下稱為電場(chǎng)圖像)來(lái)檢測(cè)，可以高精度地檢查電路基板34的電路圖形33的斷線和短路等缺陷。
再有，如果進(jìn)行多次檢測(cè)，將多次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加法平均，則可提高S/N。
而且，參照?qǐng)D9并如后述，還可以獲得與非光照射時(shí)的檢測(cè)結(jié)果的差分，抑制散射光分量。
從電場(chǎng)圖像檢查電路基板的斷線和短路的原理示于圖4A～4C。在圖4A中，對(duì)于從上面觀察的電路圖形33，配置電光學(xué)元件10或20。電氣特性良好的電路圖形所對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)圖像46如圖4B所示，忠實(shí)地再現(xiàn)電路圖形33，而電氣特性不良的電路圖形所對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)圖像46如圖4C所示，包含短路部48A和斷線部48B，在與良好的電路圖形的電場(chǎng)圖像46的比較檢查中，可以檢測(cè)短路部48A和斷線部48B。再有，作為電路基板，即使除了在基板的表面上有電路圖形的形態(tài)以外，也可以采用(檢測(cè))在基板的內(nèi)部和背面有電路圖形的形態(tài)。
根據(jù)第3實(shí)施例，使用設(shè)置了防反射層的電光學(xué)元件來(lái)構(gòu)成電路基板的電路圖形的檢測(cè)裝置，所以用應(yīng)用了電光學(xué)效應(yīng)的非接觸方法來(lái)抑制干擾的影響并高精度地檢測(cè)由高集成化的電路基板的電路圖形產(chǎn)生的電場(chǎng)的強(qiáng)度分布，可以進(jìn)行電氣檢查。僅在電路基板的上方配置電光學(xué)元件，就可以檢測(cè)電路圖形的電場(chǎng)強(qiáng)度分布。因此，通過(guò)比較、判定檢測(cè)出的電場(chǎng)強(qiáng)度分布和良品的電場(chǎng)強(qiáng)度分布，可以用簡(jiǎn)單的位置確定系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行電氣檢查。
近年來(lái)，因電路基板的高集成化，難以使彈簧探針進(jìn)行接觸，通過(guò)檢查電路圖形的外觀來(lái)代替電氣檢查的情況居多。但是，在外觀檢查中不能檢測(cè)電路圖形的損傷等。根據(jù)第3實(shí)施例，抑制干擾條紋，將電光學(xué)晶體和電路圖形之間的電場(chǎng)強(qiáng)度分布形成良好的電場(chǎng)圖像來(lái)檢測(cè)電路圖形的電壓分布，所以還可以檢測(cè)在外觀檢查中不能檢測(cè)的損傷等缺陷。
圖5表示第4實(shí)施例的檢測(cè)裝置。光學(xué)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)32A設(shè)有分光鏡38A來(lái)代替第3實(shí)施例的偏振分光鏡38，在光束擴(kuò)展器36和分光鏡38A之間設(shè)置偏振鏡52，并設(shè)置檢光鏡54來(lái)代替光學(xué)透鏡40。電路基板34的電路圖形33中連接信號(hào)源56，按照來(lái)自控制裝置58的與控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的定時(shí)對(duì)電路圖形33施加電壓?？刂蒲b置58還對(duì)激光光源30、光檢測(cè)裝置42、解析裝置44提供控制信號(hào)，控制光的照射定時(shí)、檢測(cè)定時(shí)、解析定時(shí)。偏振鏡52、分光鏡38A、檢光鏡54與第3實(shí)施例的偏振分光鏡38等效。
本實(shí)施例的電光學(xué)元件60可以使用第1、第2實(shí)施例的元件10、20，也可以使用沒(méi)有防反射層的普通元件。圖5表示使用后者的情況。電光學(xué)元件60至少有透明導(dǎo)電層62、電光學(xué)晶體層64、電介質(zhì)反射層66。
光源除了激光光源30以外，還可以使用鹵素光源、高亮度光源等。從激光光源30入射到電光學(xué)元件60的激光由分光鏡36變成二維的激光光束。激光光束通過(guò)偏振鏡52進(jìn)行偏振，入射到電光學(xué)元件60。
入射到電光學(xué)元件60的激光光束由電介質(zhì)反射層66反射，通過(guò)電光學(xué)晶體層64中的雙折射率的變化，改變偏振狀態(tài)。此時(shí)的偏振角由電光學(xué)晶體64的電光學(xué)張量、以及產(chǎn)生的電場(chǎng)矢量方向決定。此時(shí)，激光光束按照電路圖形33的電壓分布來(lái)改變偏振狀態(tài)。
從電光學(xué)元件60發(fā)射的偏振面變化了的激光光束被入射到分光鏡38A，其中垂直分支的激光光束入射到檢光鏡54。從檢光鏡54發(fā)射的激光光束具有與電路圖形33的電壓分布對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布。作為檢光鏡54，可以使用偏振板等。通過(guò)用光檢測(cè)裝置42檢測(cè)該激光光束，可以將電路圖形33的電壓分布作為二維的光強(qiáng)度分布來(lái)檢測(cè)。通過(guò)將光檢測(cè)裝置44檢測(cè)出的電壓分布按照需要由解析裝置44解析、處理，可以檢查電路圖形33的斷線和短路等缺陷。
在電光學(xué)元件60的內(nèi)部電氣特性形成分布常數(shù)電路的作用，但在等效電路中不能忽略平面方向的電抗分量(電容感應(yīng)分量)和垂直方向的導(dǎo)抗分量(直流電阻分量)，所以其等效電路如圖6所示。
因反射層66和ITO層62之間形成的電光學(xué)晶體層64的電容分量，在表面方向上具有低頻通過(guò)特性。因此，在從信號(hào)源56向電路圖形33施加階躍電壓時(shí)，如圖7所示，從電路圖形33通過(guò)空氣層的電容分量Cair向電路圖形33附近的電容分量C1施加電壓V1，依次向表面方向隔開(kāi)的電容分量C2、C3、…、Cn施加電壓V2、V3、…Vn。于是，如果對(duì)電路圖形33施加直流電壓，則光檢測(cè)裝置42因電壓分布被擴(kuò)大檢測(cè)，所以不能檢測(cè)電路分布。
電介質(zhì)反射層66不是理想的電介質(zhì)，實(shí)際上具有高的電阻值，該反射層成為使電路圖形的電壓分布的分辨率惡化的原因。因電介質(zhì)反射層的電阻分量向電路圖形施加直流電壓時(shí)，電荷沿表面方向擴(kuò)大，電壓分布的空間分辨率下降。
因此，從圖6的等效電路可知，如果對(duì)電路圖形33施加交流電壓，則可以抑制電荷向表面方向的擴(kuò)散，可以高分辨率地檢測(cè)施加在電路圖形33上的電壓分布。
在本實(shí)施例中，如圖8A所示，從信號(hào)源56將交流電壓施加在電路圖形33上。如圖8B所示，與交流電壓的絕對(duì)值為最大時(shí)同步，由控制裝置58控制定時(shí)，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)來(lái)自電光學(xué)元件60的反射光。在交流電壓的絕對(duì)值大時(shí)，被檢測(cè)的電壓分布的強(qiáng)度也大。因此，將如圖11所示的交流電壓施加在電路圖形33上，通過(guò)與圖11B所示的交流電壓的振幅最大時(shí)同步來(lái)檢測(cè)反射光，可以靈敏度高、不影響電光學(xué)元件60的表面方向的分布常數(shù)地檢測(cè)電壓分布。
而且，如圖8B所示，與交流電壓同步來(lái)檢測(cè)多個(gè)光強(qiáng)度分布的數(shù)據(jù)，所以通過(guò)解析裝置44將它們進(jìn)行加法平均，可以提高S/N比，可以將電壓分布作為光強(qiáng)度分布來(lái)檢測(cè)。
下面，將使用圖5所示的檢測(cè)裝置根據(jù)電場(chǎng)圖像實(shí)施電路基板的電氣檢查的流程圖示于圖9。
在步驟S10中，控制裝置58向信號(hào)源發(fā)出指示，對(duì)電路圖形33施加交流電壓。通過(guò)施加電壓產(chǎn)生的與電路圖形33的電場(chǎng)分布形狀對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)圖像被光檢測(cè)裝置42檢測(cè)。
在步驟S12中，控制裝置58向光檢測(cè)裝置42發(fā)出圖像檢測(cè)指示，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)電場(chǎng)圖像。
在步驟S14中，控制裝置58向光檢測(cè)裝置42發(fā)出圖像傳送指示，光檢測(cè)裝置42將檢測(cè)出的電場(chǎng)圖像傳送到解析裝置44。一般地，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)由偏振鏡52、檢光鏡54的消光比產(chǎn)生的信號(hào)(散射光分量)，所以獲得與不包含電場(chǎng)圖像分量的只有散射光散射光分量的圖像的差分，抑制散射光分量。
因此，在步驟S16中，控制裝置58向信號(hào)源56發(fā)出指示，停止對(duì)電路圖形33施加交流電壓，來(lái)檢測(cè)散射光分量。
在步驟S18中，控制裝置58向光檢測(cè)裝置42發(fā)出圖像檢測(cè)指示，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)散射光圖像。
在步驟S20中，控制裝置58向光檢測(cè)裝置42發(fā)出圖像傳送指示，光檢測(cè)裝置42將檢測(cè)出的散射光圖像傳送到解析裝置44。
在步驟S22中，從步驟S12檢測(cè)出的電場(chǎng)圖像中減去步驟S18中檢測(cè)出的散射光圖像而僅獲得電場(chǎng)圖像，在與預(yù)先要求出的良好的電路圖形所對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)圖像的比較檢查中，實(shí)施電路圖形的電氣檢查。
再有，用于產(chǎn)生電場(chǎng)的電壓不限于施加在電路圖形33上，如圖10所示，也可以施加在電光學(xué)元件60的透明導(dǎo)電層62上。即，將信號(hào)源56不連接到電路基板34(電路圖形33)，而連接到電光學(xué)元件60(透明電極62)上也可以進(jìn)行同樣的檢查。由此，具有可以用短路棒等簡(jiǎn)單地接觸來(lái)檢測(cè)電路基板的電路圖形的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)裝置，按照應(yīng)用了電光學(xué)效應(yīng)的方法，可以抑制沿電光學(xué)元件的表面方向形成的分布常數(shù)電路特性造成的空間分辨率的惡化來(lái)檢測(cè)電路基板的電路圖形的電壓分布。通過(guò)解析該電壓分布，可在高集成化的電路基板的斷線/短路的電氣檢查中進(jìn)行有效檢測(cè)。
根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)裝置，僅在電路基板的電路圖形上配置電光學(xué)元件，可以將電路圖形的電壓分布作為二維的電場(chǎng)分布來(lái)檢測(cè)。通過(guò)將該檢測(cè)出的電場(chǎng)分布與良品的電路圖形的電場(chǎng)強(qiáng)度分布進(jìn)行比較、判定，可以用檢測(cè)速度快、簡(jiǎn)單的位置確定系統(tǒng)進(jìn)行電氣檢查。
在本實(shí)施例的檢測(cè)裝置中，通過(guò)對(duì)電路基板的電路圖形施加周期性的零和電壓、例如交流電壓來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，在電壓施加在電路基板的電路圖形上時(shí)，向表面方向的直流電阻分量，特別是因電光學(xué)元件的反射層帶有的直流電阻分量產(chǎn)生的電路基板的電路圖形的電壓分布不擴(kuò)散到電光學(xué)元件，可以空間分辨率高地檢測(cè)電壓分布。以往，因電介質(zhì)反射層帶有的直流電阻分量，沒(méi)有注意到電荷沿表面方向擴(kuò)散而使電壓分布惡化的情況，在本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)電路基板的電路圖形施加周期性的零和電壓、例如交流電壓，來(lái)提高電壓分布的空間分辨率。周期性的零和電壓是使周期積分的電壓值為零、沒(méi)有直流分量的電壓，不限于交流電壓，也可以周期性地施加正負(fù)脈沖電壓。
圖11A、11B是表示施加脈沖電壓產(chǎn)生的周期性的零和電壓的第5實(shí)施例的概要的圖。
從信號(hào)源56將如圖11A所示的相等振幅的正負(fù)脈沖電壓施加在電路圖形33上。與如圖11B所示的脈沖電壓的施加定時(shí)同步，控制裝置58控制定時(shí)，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)來(lái)自電光學(xué)元件60的反射光。由此，也可以分辨率高、提高S/N比來(lái)檢測(cè)電壓分布。
在第4、第5實(shí)施例中，說(shuō)明通過(guò)施加周期性的零和電壓，來(lái)抑制電荷向表面方向的擴(kuò)散，接著，通過(guò)施加瞬間波形的電壓，通過(guò)該電壓的直流分量，在不失效的過(guò)渡階段檢測(cè)電場(chǎng)分布，從而抑制電荷向表面方向的擴(kuò)散。
在第6實(shí)施例中，從信號(hào)源56將圖12A所示的階躍電壓施加在電路圖形33上。與如圖12B所示的階躍電壓的施加定時(shí)同步，控制裝置58控制定時(shí)，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)來(lái)自電光學(xué)元件60的反射光。由此，不受電光學(xué)元件60中的電荷擴(kuò)散產(chǎn)生的影響，可以高分辨率地檢測(cè)作為光強(qiáng)度分布的電壓分布。
在第7實(shí)施例中，從信號(hào)源56將圖13A所示的脈沖電壓施加在電路圖形33上。與如圖13B所示的階躍電壓的施加定時(shí)同步，控制裝置58控制定時(shí)，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)來(lái)自電光學(xué)元件60的反射光。由此，不受電光學(xué)元件60中的電荷擴(kuò)散產(chǎn)生的影響，可以高分辨率地檢測(cè)作為光強(qiáng)度分布的電壓分布。
在第8實(shí)施例中，從信號(hào)源56將圖14A所示的脈沖電壓施加在電路圖形33上。與如圖14B所示的階躍電壓的施加定時(shí)同步，控制裝置58控制定時(shí)，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)來(lái)自電光學(xué)元件60的反射光。此時(shí)，將不施加圖14A的電壓的期間Toff設(shè)定為電光學(xué)元件60的電容分量產(chǎn)生的電荷進(jìn)行放電的充分時(shí)間。由此，不受電光學(xué)元件60中的電荷擴(kuò)散產(chǎn)生的影響，可以高分辨率地檢測(cè)作為光強(qiáng)度分布的電壓分布。這里，與連續(xù)施加的脈沖電壓同步，由解析裝置44對(duì)光檢測(cè)裝置42檢測(cè)出的多個(gè)光強(qiáng)度分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行加法平均，可以S/N高地將電壓分布作為光強(qiáng)度分布來(lái)檢測(cè)。
根據(jù)第6～第8實(shí)施例，在向電路圖形施加電壓時(shí)瞬時(shí)地檢測(cè)反射光，所以可以在電路圖形的電壓分布在電光學(xué)元件的表面內(nèi)方向擴(kuò)散前空間分辨率高地檢測(cè)電壓分布。
圖15是第9實(shí)施例的電路圖形檢測(cè)裝置的示意圖。第9實(shí)施例是在第1～第8實(shí)施例中，在偏振鏡52和分光鏡38A之間設(shè)置(1/8)波長(zhǎng)板70，在分光鏡38A和檢光鏡54之間設(shè)置(1/8)波長(zhǎng)板72。在不設(shè)置(1/8)波長(zhǎng)板72的情況下，也可以設(shè)置(1/4)波長(zhǎng)板來(lái)代替(1/8)波長(zhǎng)板。由此，在對(duì)電光學(xué)元件60的入射光和射出光的偏振面上可以具有最大(1/4)波長(zhǎng)相位差。因此，在電壓施加在電路圖形33上時(shí)，施加電壓和光強(qiáng)度之間的關(guān)系從圖16的特性16A變成特性16B，施加電壓時(shí)的靈敏度高。
如圖8A所示，將交流電壓施加在電路圖形33上，如圖8B所示，通過(guò)控制裝置58控制定時(shí)，與施加正電壓和負(fù)電壓的定時(shí)同步，由光檢測(cè)裝置42檢測(cè)光強(qiáng)度分布。解析裝置44通過(guò)獲得施加正電壓、負(fù)電壓時(shí)的光強(qiáng)度分布的差分，可靈敏度和分辨率高地將電壓分布作為光強(qiáng)度分布來(lái)檢測(cè)。
下面，說(shuō)明第10實(shí)施例。裝置的示意結(jié)構(gòu)與圖5所示的第4實(shí)施例相同。
作為至此的問(wèn)題，電介質(zhì)反射層不是理想的電介質(zhì)，實(shí)際上具有高的電阻值，這種電介質(zhì)成為使電路圖形的電壓分布的分辨率惡化的原因。因電介質(zhì)反射層的電阻分量，在將直流電壓施加在電路圖形上時(shí)，電荷向表面方向擴(kuò)散，使電壓分布的空間分辨率下降。為了解決該問(wèn)題，在第4實(shí)施例中施加交流電壓。
電光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的光強(qiáng)度變化具有非線性特性，在施加電壓和光強(qiáng)度變化相對(duì)于電壓的極性對(duì)稱的情況下，0V附近的靈敏度下降。但是，如第9實(shí)施例所示，如果在對(duì)電光學(xué)元件60的入射光和射出光的偏振面上具有相位差，則施加電壓和光強(qiáng)度之間的關(guān)系如圖16所示，變成非對(duì)稱。因此，0V附近的靈敏度提高，但在施加交流電壓時(shí)，相對(duì)于正負(fù)電壓的光強(qiáng)度的變化也分別變亮或變暗。因此，在用CCD等二維光檢測(cè)器檢測(cè)的情況下，檢測(cè)周期中的光的強(qiáng)度變化被平均，靈敏度下降。
因此，在第10實(shí)施例中，通過(guò)照射脈沖光，檢測(cè)其反射光，從而僅在脈沖光照射期間中檢測(cè)施加交流電壓中變化的光的強(qiáng)度變化，可以高靈敏度地檢測(cè)電路圖形的電壓分布。
下面參照?qǐng)D17A～圖17E來(lái)說(shuō)明第10實(shí)施例的工作情況。
控制裝置58控制信號(hào)源56，將圖17A所示的交流電壓施加在電路圖形33上。控制裝置58將圖17B所示的連續(xù)檢測(cè)信號(hào)供給光檢測(cè)裝置42。由此，光檢測(cè)裝置42與第4～第9實(shí)施例不同，成為可始終檢測(cè)反射光的狀態(tài)。但是，如后所述，控制光的照射定時(shí)，離散地進(jìn)行光的照射，所以與第4～第9實(shí)施例同樣離散地檢測(cè)反射光。再有，在實(shí)施例中，照射脈沖光，但光源照射連續(xù)光，如圖18所示，也可以在光檢測(cè)裝置42的前面設(shè)置快門(mén)78，在時(shí)間上限制取入光。
控制裝置58控制光源30，如圖17C所示，與交流電壓的正或負(fù)(這里為正)期間同步，將脈沖光照射到電光學(xué)元件60。
脈沖光由電介質(zhì)反射層66反射，反射光由光檢測(cè)裝置42檢測(cè)。反射光重疊因施加交流電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)造成的光強(qiáng)度變化分量，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的反射光強(qiáng)度如圖17D所示。光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的光強(qiáng)度是在光檢測(cè)裝置42的檢測(cè)信號(hào)(圖17B)為接通(ON)期間中、即檢測(cè)期間中累計(jì)反射光強(qiáng)度所得的值。如果從反射光的檢測(cè)結(jié)果中減去與照射光相當(dāng)?shù)闹担瑒t如圖17E所示，可提取基于電場(chǎng)的光強(qiáng)度變化分量(電場(chǎng)圖像)。由此，在光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的二維的光強(qiáng)度分布中，在存在電路圖形產(chǎn)生的電場(chǎng)的部分中檢測(cè)基于電場(chǎng)的光強(qiáng)度變化，可獲得電路圖形的電壓分布。
在本實(shí)施例中，為了消除散射光分量，也可以求不施加電壓情況下的反射光強(qiáng)度，求與施加電壓時(shí)的反射光強(qiáng)度的差分。
下面參照?qǐng)D19A～圖19G來(lái)說(shuō)明第11實(shí)施例。
控制裝置58控制信號(hào)源56，將圖19A所示的交流電壓施加在電路圖形33上?？刂蒲b置58對(duì)光檢測(cè)裝置42供給圖19B所示的連續(xù)檢測(cè)信號(hào)。
控制裝置58控制光源30，與圖19C所示的交流電壓的正的期間同步，將脈沖光照射到電光學(xué)元件60。
脈沖光由電介質(zhì)反射層66反射，反射光由光檢測(cè)裝置42檢測(cè)。反射光重疊因施加交流電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)造成的光強(qiáng)度變化分量，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的反射光強(qiáng)度如圖19D所示。光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的光強(qiáng)度是在光檢測(cè)裝置42的檢測(cè)信號(hào)(圖19B)為接通(ON)期間中、即檢測(cè)期間中累計(jì)反射光強(qiáng)度所得的值。如果從反射光的檢測(cè)結(jié)果中減去與照射光相當(dāng)?shù)闹担瑒t如圖19G所示，可提取基于電場(chǎng)的光強(qiáng)度變化分量(電場(chǎng)圖像)。
接著，控制裝置58控制光源30，與圖19E所示的交流電壓的負(fù)的期間同步，將脈沖光照射到電光學(xué)元件60。
脈沖光由電介質(zhì)反射層66反射，反射光由光檢測(cè)裝置42檢測(cè)。反射光重疊因施加交流電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)造成的光強(qiáng)度變化分量，光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的反射光強(qiáng)度如圖19F所示。光檢測(cè)裝置42檢測(cè)的光強(qiáng)度是在光檢測(cè)裝置42的檢測(cè)信號(hào)(圖19B)為接通(ON)期間中、即檢測(cè)期間中累計(jì)反射光強(qiáng)度所得的值。如果從反射光的檢測(cè)結(jié)果中減去與照射光相當(dāng)?shù)闹?，則如圖196所示，可提取基于電場(chǎng)的光強(qiáng)度變化分量(電場(chǎng)圖像)。
根據(jù)第10、第11實(shí)施例的檢測(cè)裝置，按照應(yīng)用了電光學(xué)效應(yīng)的方法，抑制由電光學(xué)元件的電介質(zhì)反射膜擴(kuò)散電荷的影響，可以空間分辨率高地檢測(cè)電路圖形的電壓分布。通過(guò)解析該電壓分布，可實(shí)現(xiàn)高集成化的電路基板的斷線/短路的電氣檢查。
再有，在使用電光學(xué)效應(yīng)來(lái)計(jì)測(cè)二維的電壓分布的方法中，作為使電壓分布的空間分辨率惡化的原因，是從電路圖形產(chǎn)生的電場(chǎng)隨著向電光學(xué)晶體的厚度方向滲透而擴(kuò)大。但是，作為反射部件的電介質(zhì)反射膜不是理想的電介質(zhì)，具有高的電阻值，所以存在因該電阻分量使電壓分布的分辨率惡化的問(wèn)題，至今還沒(méi)有解決該問(wèn)題并用二維的光檢測(cè)器檢測(cè)電壓分布的方法。
在本發(fā)明的方法中，通過(guò)對(duì)電路圖形施加交流電壓進(jìn)行檢測(cè)，從而改善這樣的特性，可以空間分辨率高地檢測(cè)電壓分布。
電光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的光強(qiáng)度變化為非線性的特性。在圖15中，對(duì)入射射出到電光學(xué)晶體的光的偏振面進(jìn)行相位補(bǔ)償，但在施加未進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)碾妷悍?hào)和光強(qiáng)度變化形成對(duì)稱特性(圖16的特性16A)的情況下，由于0V附近的靈敏度明顯降低，所以期望進(jìn)行相位補(bǔ)償來(lái)形成非對(duì)稱。
但是，在二維的光檢測(cè)器中，在一般經(jīng)常使用的CCD中，采樣頻率為30Hz，如果施加比乃奎斯特頻率高的交流電壓，則采樣頻率中增減的光強(qiáng)度變化相抵消，有靈敏度惡化的情況。
在第10、第11實(shí)施例中，與交流電壓的正負(fù)分別同步來(lái)照射脈沖光，所以僅檢測(cè)因電場(chǎng)使光強(qiáng)度增減變化的情況。由此，可以施加比乃奎斯特頻率高得多的交流電壓，提高電場(chǎng)的空間分辨率。
此外，可以使交流電壓和光檢測(cè)器的檢測(cè)定時(shí)不同步，形成簡(jiǎn)單的裝置結(jié)構(gòu)。通過(guò)獲得電壓分布的差分，可以高靈敏度地檢測(cè)電路圖形的電壓存在的部分。
圖20表示第12實(shí)施例的檢測(cè)裝置的概要。本實(shí)施例由電壓供給裝置110、接觸探針112、電路基板114、電壓檢測(cè)裝置116、判定裝置118、電光學(xué)探針(EO探針)120、光源122、光學(xué)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)124、光檢測(cè)裝置126、控制裝置128構(gòu)成。
首先，從電壓供給裝置110通過(guò)接觸探針112，將電壓施加在電路基板114的寬節(jié)距側(cè)的規(guī)定焊盤(pán)130上。此時(shí)，由電壓檢測(cè)裝置116檢測(cè)寬節(jié)距側(cè)的其他焊盤(pán)的電壓，由判定裝置118檢查電路基板114的電路圖形132的電氣狀態(tài)(短路)。
接著，在窄節(jié)距側(cè)的焊盤(pán)組134附近，按規(guī)定的間隔裝載電光學(xué)探針120。此時(shí)，電光學(xué)探針120可以與窄節(jié)距側(cè)的焊盤(pán)134或焊盤(pán)附近的電路圖形132接觸，也可以按20μm左右的間隔不接觸。而且，來(lái)自光源122的光由光學(xué)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)124進(jìn)行偏振，照射到電光學(xué)探針120。
如果從寬節(jié)距側(cè)的焊盤(pán)130施加電壓，則在電路圖形132沒(méi)有斷線的情況下，由電光學(xué)探針120檢測(cè)來(lái)自窄節(jié)距側(cè)的焊盤(pán)134的電場(chǎng)。此時(shí)，來(lái)自電光學(xué)探針120的反射光通過(guò)來(lái)自窄節(jié)距側(cè)的焊盤(pán)134的電場(chǎng)而改變偏振狀態(tài)。通過(guò)電場(chǎng)變化的偏振分量由光學(xué)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)124調(diào)制為光的強(qiáng)度變化，由光檢測(cè)裝置126檢測(cè)，由判定裝置118判定光的強(qiáng)度，從而能夠檢查電路圖形的電氣狀態(tài)(斷線)。
由控制裝置128來(lái)控制上述這一連串的操作。
圖21A、圖21B表示本實(shí)施例的檢查一例。該檢查是進(jìn)行在絕緣膜132上形成焊盤(pán)134和電路圖形136的BGA帶(網(wǎng)格焊球陣列(ballgrid array))的電氣狀態(tài)(短路/斷線)檢查。將電光學(xué)探針120裝載在BGA帶的電路圖形136的前端部，從焊盤(pán)134施加電壓后，使電光學(xué)探針120移動(dòng)，可以同時(shí)進(jìn)行電路圖形136的電氣狀態(tài)(短路/斷線)的檢查。
這里，作為電光學(xué)探針120，可以使用包含圖2所示的防反射層的電光學(xué)元件，也可以如第4實(shí)施例～第11實(shí)施例那樣施加電壓，照射脈沖光。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。也可以使用液晶來(lái)代替構(gòu)成電光學(xué)元件的電光學(xué)晶體。此外，作為照射光，不限于激光，非激光也可以。上述實(shí)施例不限于單獨(dú)實(shí)施，也可以適當(dāng)組合來(lái)實(shí)施。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)如上述的本發(fā)明，可以提供光學(xué)上高精度地檢測(cè)形成在電路基板上的電路圖形的電壓分布，檢查電路圖形的短路/斷線的電路圖形檢測(cè)裝置，以及用于該裝置的電光學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.一種電光學(xué)元件，包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；以及設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的防反射層。
2.如權(quán)利要求1所述的電光學(xué)元件，其中，還包括設(shè)置在所述透明電極層和所述防反射層之間的粘接劑層。
3.如權(quán)利要求2所述的電光學(xué)元件，其中，還包括設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的相反側(cè)的反射層。
4.如權(quán)利要求2所述的電光學(xué)元件，其中，還包括設(shè)置在所述透明電極層的光入射側(cè)的透明基板。
5.如權(quán)利要求1所述的電光學(xué)元件，其中，所述電光學(xué)晶體層包括按照施加的電壓來(lái)改變雙折射率的晶體層。
6.一種電路圖形檢測(cè)裝置，包括在形成了電路圖形的電路基板附近設(shè)置的權(quán)利要求1所述的電光學(xué)元件；將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電光學(xué)晶體層的電場(chǎng)發(fā)生電路；以及按照隨提供的電場(chǎng)改變的雙折射率來(lái)檢測(cè)偏振面變化的所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布的檢測(cè)器。
7.如權(quán)利要求6所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電場(chǎng)發(fā)生電路還包括將所述電光學(xué)元件接地，將交流電壓施加到所述電路圖形上的信號(hào)源。
8.如權(quán)利要求6所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電場(chǎng)發(fā)生電路還包括將所述電路圖形接地，將交流電壓施加到所述電光學(xué)元件上的信號(hào)源。
9.如權(quán)利要求6所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器將多次的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加法平均。
10.如權(quán)利要求6所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器包括解析裝置，該解析裝置計(jì)算將光入射到所述電光學(xué)元件時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布和不入射光時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布的差值，按照該差值來(lái)檢查電路圖形。
11.一種電光學(xué)元件，包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的粘接劑層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間的第1防反射層；以及設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間的第2防反射層。
12.如權(quán)利要求11所述的電光學(xué)元件，其中，還包括設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的相反側(cè)的反射層。
13.如權(quán)利要求11所述的電光學(xué)元件，其中，還包括設(shè)置在所述透明電極層的光入射側(cè)的透明基板。
14.如權(quán)利要求11所述的電光學(xué)元件，其中，所述電光學(xué)晶體層包括按照施加的電壓來(lái)改變雙折射率的晶體層。
15.一種電路圖形檢測(cè)裝置，包括在形成了電路圖形的電路基板附近設(shè)置的權(quán)利要求11所述的電光學(xué)元件；將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電光學(xué)晶體層的電場(chǎng)發(fā)生電路；以及按照隨提供的電場(chǎng)改變的雙折射率來(lái)檢測(cè)偏振面變化的所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布的檢測(cè)器。
16.如權(quán)利要求11所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電場(chǎng)發(fā)生電路還包括將所述電光學(xué)元件接地，將交流電壓施加到所述電路圖形上的信號(hào)源。
17.如權(quán)利要求11所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電場(chǎng)發(fā)生電路還包括將所述電路圖形接地，將交流電壓施加到所述電光學(xué)元件上的信號(hào)源。
18.如權(quán)利要求11所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器將多次的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加法平均。
19.如權(quán)利要求11所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器包括解析裝置，該解析裝置計(jì)算將光入射到所述電光學(xué)元件時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布和不入射光時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布的差值，按照該差值來(lái)檢查電路圖形。
20.一種電路圖形檢測(cè)方法，將光照射到電光學(xué)元件上，該電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層，被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近；透明電極層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)；以及防反射層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間；在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
21.一種電路圖形檢測(cè)方法，將光照射到電光學(xué)元件上，該電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層，被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近；透明電極層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)；粘接劑層，被設(shè)置所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間；第1防反射層，被設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間；以及第2防反射層，被設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間；在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
22.一種電路圖形檢測(cè)裝置，包括電光學(xué)元件，被設(shè)置在形成了電路圖形的電路基板附近，按照隨電場(chǎng)變化的雙折射率來(lái)改變偏振面；電壓施加電路，在電路圖形和所述電光學(xué)元件之間施加周期性的零和電壓，以便將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電氣元件；光源，向所述電光學(xué)元件照射光；以及檢測(cè)器，檢測(cè)所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布。
23.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路施加交流電壓，所述檢測(cè)器在交流電壓的振幅最大時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度分布。
24.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器將多次的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加法平均。
25.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路施加正負(fù)脈沖電壓，所述檢測(cè)器在脈沖電壓的施加時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度。
26.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器包括解析裝置，該解析裝置計(jì)算將光入射到所述電光學(xué)元件時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布和不入射光時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布之間的差值，按照差值來(lái)檢查電路圖形。
27.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路包括將所述電光學(xué)元件接地，將交流電壓施加在所述電路圖形上的信號(hào)源。
28.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路包括將所述電路圖形接地，將交流電壓施加在所述電光學(xué)元件上的信號(hào)源。
29.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；以及設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的防反射層。
30.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的粘接劑層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間的第1防反射層；以及設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間的第2防反射層。
31.如權(quán)利要求22所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，還包括設(shè)置在所述光源和所述電光學(xué)元件之間的分光鏡；設(shè)置在所述分光鏡和所述光源之間的(1/8)波長(zhǎng)板；以及設(shè)置在所述分光鏡和所述檢測(cè)器之間的(1/8)波長(zhǎng)板。
32.一種電路圖形檢測(cè)裝置，包括電光學(xué)元件，被設(shè)置在形成了電路圖形的電路基板附近，按照隨電場(chǎng)變化的雙折射率來(lái)改變偏振面；電壓施加電路，在電路圖形和所述電光學(xué)元件之間施加電壓，以便將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電氣元件；光源，向所述電光學(xué)元件照射光；以及檢測(cè)器，與施加所述電壓同步地檢測(cè)電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布。
33.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路施加階躍電壓，所述檢測(cè)器在電壓施加開(kāi)始時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度分布。
34.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路施加一個(gè)脈沖電壓，所述檢測(cè)器在脈沖電壓施加時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度分布。
35.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路施加多個(gè)脈沖電壓，將該多個(gè)脈沖電壓的非施加時(shí)間設(shè)定在所述電光學(xué)元件產(chǎn)生的電荷實(shí)質(zhì)放電時(shí)間以上，所述檢測(cè)器在脈沖電壓施加時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度分布。
36.如權(quán)利要求35所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器對(duì)多次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加法平均。
37.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器包括解析裝置，該解析裝置計(jì)算將光入射到所述電光學(xué)元件時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布和不入射光時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布之間的差值，按照差值來(lái)檢查電路圖形。
38.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路包括將所述電光學(xué)元件接地，將交流電壓施加在所述電路圖形上的信號(hào)源。
39.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路包括將所述電路圖形接地，將交流電壓施加在所述電光學(xué)元件上的信號(hào)源。
40.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；以及設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的防反射層。
41.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的粘接劑層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間的第1防反射層；以及設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間的第2防反射層。
42.如權(quán)利要求32所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，還包括設(shè)置在所述光源和所述電光學(xué)元件之間的分光鏡；設(shè)置在所述分光鏡和所述光源之間的(1/8)波長(zhǎng)板；以及設(shè)置在所述分光鏡和所述檢測(cè)器之間的(1/8)波長(zhǎng)板。
43.一種電路圖形檢測(cè)方法，將光照射到被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件上，在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加交流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，在交流電壓的振幅最大時(shí)，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
44.一種電路圖形檢測(cè)方法，將光照射到被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件上，在所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間施加脈沖電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，在脈沖電壓的上升時(shí)，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
45.一種電路圖形檢測(cè)裝置，包括電光學(xué)元件，被設(shè)置在形成了電路圖形的電路基板附近，按照隨電場(chǎng)變化的雙折射率來(lái)改變偏振面；電壓施加電路，在電路圖形和所述電光學(xué)元件之間施加電壓，以便將與電路圖形對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)提供給所述電氣元件；光源，向所述電光學(xué)元件照射光；以及檢測(cè)器，檢測(cè)所述電光學(xué)元件的反射光的強(qiáng)度分布；以及控制部，控制來(lái)自所述光源的光照射或向檢測(cè)器的光入射，使照射光或入射光為脈沖光。
46.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路施加交流電壓，所述控制部在交流電壓為正的期間同步地從所述光源照射脈沖光。
47.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器將多次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加法平均。
48.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)器包括解析裝置，該解析裝置計(jì)算將光入射到所述電光學(xué)元件時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布和不入射光時(shí)的反射光的強(qiáng)度分布之間的差值，按照差值來(lái)檢查電路圖形。
49.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路包括將所述電光學(xué)元件接地，將交流電壓施加在所述電路圖形上的信號(hào)源。
50.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電壓施加電路包括將所述電路圖形接地，將交流電壓施加在所述電光學(xué)元件上的信號(hào)源。
51.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；以及設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的防反射層。
52.如權(quán)利要求45所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，所述電光學(xué)元件包括電光學(xué)晶體層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層的光入射側(cè)的透明電極層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述透明電極層之間的粘接劑層；設(shè)置在所述電光學(xué)晶體層和所述粘接劑層之間的第1防反射層；以及設(shè)置在所述透明電極層和所述粘接劑層之間的第2防反射層。
53.如權(quán)利要求1所述的電路圖形檢測(cè)裝置，其中，還包括設(shè)置在所述光源和所述電光學(xué)元件之間的分光鏡；設(shè)置在所述分光鏡和所述光源之間的(1/8)波長(zhǎng)板；以及設(shè)置在所述分光鏡和所述檢測(cè)器之間的(1/8)波長(zhǎng)板。
54.一種電路圖形檢測(cè)方法，在被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件和所述電路基板之間施加交流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，與所述交流電壓周期性地連動(dòng)，將脈沖光照射到所述電光學(xué)元件上，檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
55.一種電路圖形檢測(cè)方法，在被設(shè)置在形成了要檢查的電路圖形的電路基板附近的電光學(xué)元件和所述電路基板之間施加交流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)使所述電光學(xué)晶體層的雙折射率按照電路圖形來(lái)變化，將光照射到所述電光學(xué)元件上，與所述交流電壓周期性地連動(dòng)來(lái)檢測(cè)來(lái)自所述電光學(xué)元件的反射光，檢測(cè)所述電路基板和電光學(xué)晶體層之間的電壓分布圖形。
全文摘要
在玻璃基板下形成透明導(dǎo)電層。在電光學(xué)晶體層的雙表面上形成防反射層和反射層。在透明導(dǎo)電層的表面上(下側(cè)表面)通過(guò)粘接劑層來(lái)粘接電光學(xué)晶體層的防反射層。即，在粘接劑層13和電光學(xué)晶體層15之間設(shè)置防反射層14。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1395697SQ01804018
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月1日
發(fā)明者柳澤恭行 申請(qǐng)人:凸版印刷株式會(huì)社