JP2000055821A

JP2000055821A - 光学的検査装置

Info

Publication number: JP2000055821A
Application number: JP10225072A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kubo; 泰康久保; Takeshi Nomura; 剛野村; Tatsuo Nagasaki; 達夫長崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】基板が上下動してもビアホールに充填される
ペーストの表面凹み量を安定的に精度よく求めるように
する。より一般的には、被検査物を照射する光源と、被
検査物からの反射光を撮像する手段とを備えた検査装置
において、被検査物が光源および撮像手段に対し近づい
たり遠ざかったりする方向に動いても、この被検査物を
支障無く検査できるようにする。【解決手段】再投光手段１８を備える。この再投光手
段１８は、光源１３から被検査物１１に対し斜め方向か
ら投光された光線の反射光を反射により再び被検査物１
１に投光させて、その再び投光された光の反射光を撮像
手段２１によって撮像させることで、被検査物１１が光
源１３および撮像手段２１からの距離を変えるように位
置を変動したときにも、それに追従して撮像手段２１に
おける撮像視野内に照明光を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的検査装置に関
し、特に、被検査物を照射する光源と、被検査物からの
反射光を撮像する手段とを備えた光学的検査装置に関す
る。また本発明は、特に、ビアホールを有する回路基板
の製造工程において、このビアホールに充填された導電
性ペーストの充填量を検査するのに適した光学的検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビアホールを有する基板の製造工程にお
いては、このビアホールに導電性ペーストが充填され
る。このとき、その充填が不十分なビアホールは、ペー
スト表面の凹み量が大きく、このためペーストを硬化し
多層化した後に導通不良を発生しやすく、事前にこれを
検出することが望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このビアホールは一般
に微細であり、その充填ペーストの表面凹み量を安定的
に精度よく求めることは困難である。すなわち、ビアホ
ールに対して斜め上方より照明光を照射し、凹みの度合
いに応じてできる影の大きさを求めることで、そのおよ
その凹み量を求める方法はあるが、ビアホール表面に影
をコントラストよく生じるためには、照明光の幅を細く
絞り込んだうえで基板に投光する必要がある。しかしこ
のとき、斜め上方より照明光を照射していることから、
基板が上下動すると、それによって照明光の照射位置が
基板の面の方向に変動することになる。このため、同一
位置を観察・撮像していると、その光の強度が変動し
て、ビアホール内に生じる影の大きさが変動することに
なる。このため、影の大きさから安定的に精度良く凹み
の度合いを測り取ることが困難となり、ペーストの充填
が十分か否かの検査の自動化が困難であるという問題点
がある。

【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解決
して、基板が上下動してもビアホールに充填されるペー
ストの表面凹み量を安定的に精度よく求めることができ
るようにすることを目的とする。より一般的には、本発
明は、被検査物を照射する光源と、被検査物からの反射
光を撮像する手段とを備えた検査装置において、被検査
物が光源および撮像手段に対し近づいたり遠ざかったり
する方向に動いても、この被検査物を支障無く検査でき
るようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、光源から斜め方向に投光された光線の反射光
を反射により再び被検査物に投光させて、その再び投光
された光の反射光を撮像手段によって撮像させること
で、被検査物が光源および撮像手段からの距離を変える
ように位置を変動したときにも、それに追従して撮像手
段における撮像視野内に照明光を移動させるようにした
ものである。

【０００６】これにより、被検査物が光源および撮像手
段からの距離を変えるように位置を変動したときにも、
再投光手段によりそれに追従して照明光が撮像手段にお
ける撮像視野内に移動されるため、このような被検査物
の位置の変動にかかわらずその被検査物が常に適切に撮
像されることになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の本発明は、被検査
物を照射する光源と、被検査物からの反射光を撮像する
手段とを備えた光学的検査装置において、光源は被検査
物に対し斜め方向から投光を行うように構成され、か
つ、この投光された光線の反射光を反射により再び被検
査物に投光させて、その再び投光された光の反射光を撮
像手段によって撮像させることで、被検査物が光源およ
び撮像手段からの距離を変えるように位置を変動したと
きにも、それに追従して撮像手段における撮像視野内に
照明光を移動させる再投光手段を備えたものである。

【０００８】これにより、被検査物が光源および撮像手
段からの距離を変えるように位置を変動したときにも、
再投光手段によりそれに追従して照明光が撮像手段にお
ける撮像視野内に移動されるため、被検査物はこのよう
な位置の変動にかかわらず常に適切に撮像されることに
なる。

【０００９】請求項２記載の本発明は、再投光手段が、
複数の反射面を有して、光源および撮像手段からの被検
査物の距離の変化にかかわらず、被検査物からの反射光
を実質的に同一の光路によって撮像手段に入射させるこ
とが可能に構成されているようにしたものである。

【００１０】これにより、再投光手段によって照明光が
撮像手段における撮像視野内に確実に保持されることに
なる。

【００１１】請求項３記載の本発明は、光源によって被
検査物を照射するとともに、被検査物からの反射光を撮
像手段により撮像して検査を行うに際し、光源によって
被検査物に対し斜め方向から投光を行い、この投光され
た光線の反射光を再度反射させて再び被検査物に投光さ
せて、その再び投光された光の反射光を撮像すること
で、被検査物が光源および撮像手段からの距離を変える
ように位置を変動したときにも、それに追従して撮像視
野内に照明光を移動させるものである。

【００１２】こうすると、被検査物が光源および撮像手
段からの距離を変えるように位置を変動したときにも、
投光された光線の反射光を再度反射させて再び被検査物
に投光して、その再び投光された光の反射光を撮像する
ことで、その変動に追従して照明光が撮像手段における
撮像視野内に移動されるため、被検査物はこのような位
置の変動にかかわらず常に適切に撮像されることにな
る。

【００１３】請求項４記載の本発明は、ビアホールに導
電性ペーストが充填された基板の表面に斜め方向から光
線を照射する手段と、この光線が照射されたときに前記
ビアホールに充填されている導電性ペーストの表面の凹
状態に応じてその表面に生じる影の大きさを検出するこ
とにより、基板に対する導電性ペーストの凹み量を検出
する手段と、前記光線照射手段から基板に投光された光
線の反射光を反射により再び基板に投光させて、その再
び投光された光の反射光を前記凹み量検出手段よって検
出させることで、前記基板が光線照射手段および凹み量
検出手段からの距離を変えるように位置を変動したとき
にも、それに追従して凹み量検出手段における検出視野
内に照明光を移動させる再投光手段とを備えたものであ
る。

【００１４】これにより、導電性ペーストの充填が不十
分で凹みのあるビアホールが、基板が位置を変更した場
合にも確実に検出されることになる。

【００１５】請求項５記載の本発明は、再投光手段が、
複数の反射面を有して、光線照射手段および凹み量検出
手段からの基板面の距離の変化にかかわらず、基板面か
らの反射光を実質的に同一の光路によって凹み量検出手
段に入射させることが可能に構成されているようにした
ものである。

【００１６】これにより、再投光手段によって照明光が
確実に凹み量検出手段における検出視野内に保持される
ことになる。

【００１７】請求項６記載の本発明は、ビアホールに導
電性ペーストが充填された基板の表面に光源から斜め方
向に光線を照射するとともに、撮像手段によりその反射
光を撮像して、この反射光における、前記ビアホールに
充填されている導電性ペーストの表面の凹状態に応じて
その表面に生じる影の大きさを検出することにより、基
板に対する導電性ペーストの凹み量を検出するに際し、
前記光源から基板に投光された光線の反射光を反射によ
り再び基板に投光させて、その再び投光された光の反射
光について前記影の大きさを検出することで、前記基板
が光線照射手段および撮像手段からの距離を変えるよう
に位置を変動したときにも、それに追従して撮像手段に
おける検出視野内に照明光を移動させるものである。

【００１８】こうすると、基板が光源および撮像手段か
らの距離を変えるように位置を変動したときにも、投光
された光線の反射光を再度反射させて再び基板に投光し
て、その再び投光された光の反射光を撮像することで、
その変動に追従して照明光が撮像手段における撮像視野
内に移動されるため、基板は、このような位置の変動に
かかわらず常に適切に撮像されることになる。

【００１９】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形
態の、回路基板における導電性ペーストの凹み状態検査
装置の基本構成図を示す。ここで、１１は被検査物とし
ての基板で、ビアホール１２を有し、このビアホール１
２には導電性ペースト１０が充填されている。１３は照
明光源、１４は光源１３からの光を線状にするためのス
リット、１５はこのスリットを基板１１面近傍に結像す
るためのレンズである。光源１３からの光は、スリット
１４によってその幅を細く絞り込まれた状態で、斜め上
方より、ビアホール１２を有した基板１１の表面に照射
される。１６は、その投光された線状照明光である。

【００２０】１８は再投光手段としてのミラーボックス
で、基板１１よりも上方の位置に設けられるとともに、
その下端に開口９を有する。このミラーボックス１８
は、照射された線状照明光１６が、基板１１の表面で反
射したうえで開口９からその内部に入射するように構成
されている。そして、この光がミラーボックス１８の内
部で反転され、再び開口９から外部に出て、照射光１６
の照射部とは異なる位置で基板１１を照射するように構
成されている。２０は再び基板１１上に投光された線状
の照明光である。ミラーボックス１８の内部には、この
ミラーボックス１８の内部に入射した光を集光させるた
めのレンズ１７と、ミラーボックス１８の内部で反転さ
れた光を基板１１に向けて再度投光させるためのレンズ
１９とが設けられている。

【００２１】図１の装置では、図示のようにミラーボッ
クス１８からの照明光２０がビアホール１２の導電性ペ
ースト１０を照射するように構成されている。また２１
は、撮像手段および凹み量検出手段としてのラインセン
サ等１次元ＣＣＤカメラで、照明光２０が基板１１で反
射することによる反射光を入射させることで、基板１１
およびビアホール１２の表面を撮像するように構成され
ている。２２は凹み量検出手段としての画像処理装置
で、ＣＣＤカメラ２１によって撮像した画像信号から２
次元画像を生成し、ビアホール１２に充填された導電性
ペースト１０の影の大きさを測定し、測定結果を基準値
と比較して、その充填状態の良否を判定する。

【００２２】図２は、図１の装置の動作説明図を示す。
基板１１の表面が第１の位置２３にあるとき、その表面
反射光の再結像光路２４は図示の通りとなり、これによ
って基板１１の表面の第１の部分２５が照明され、この
部分にビアホールがある場合に導電性ペーストの表面の
凹みによって生じる影が、ＣＣＤカメラ２１によって撮
像される。

【００２３】また、図２において、基板１１が上下に移
動して、すなわちこの基板１１がこの基板１１の表面と
交差する方向つまり照明光源１３およびＣＣＤカメラ２
１からの距離を変える方向に移動して、その表面が第２
の位置２６に存在するようになったときは、その表面反
射光の再結像光路２７は、図示のように光路２４とは異
なったものとなる。これによって基板１１の表面の第２
の部分２８が照射される。

【００２４】ところが、ミラーボックス１８は、第２の
部分２８からの反射光が第１の部分２５の反射光と実質
的に同一の光路によってＣＣＤカメラ２１に入射するよ
うに、その内部の反射面が、たとえば図示のように互い
に傾斜した４面によって構成されている。またミラーボ
ックス１８は、基板１１の表面が第２の位置２６に存在
する場合のみならず、その表面が、照明光源１３および
ＣＣＤカメラ２１からの距離を変える方向すなわち基板
１１の表面と交差する方向における一定の範囲内のいず
れの位置に存在する場合においても、同様にＣＣＤカメ
ラ２１への入射光路が実質的に同一となるように、その
内部の反射面が配置されている。

【００２５】したがって、第１の部分２５にビアホール
が存在する場合と同様に、第２の部分２８にビアホール
が存在する場合にも、そこに充填された絶縁ペーストの
表面の凹みによって生じる影がＣＣＤカメラ２１によっ
て撮像される。このとき、図２に示すように、基板１１
の上下方向の位置によって、基板１１における照明光が
再結像する位置がこの基板１１の表面の方向に沿って変
わるため、ＣＣＤカメラ２１によって撮像される部分が
変化するが、ＣＣＤカメラ２１が撮像する位置は、上述
のように基板１１の上下変動に追従して常に照明光が結
像することになる。このため、照明光が再結像する位置
にビアホールが存在する場合は、コントラストの明瞭な
影がＣＣＤカメラ２１によって撮像され、正しく凹み量
が求められる。

【００２６】また、たとえば矢印２９の方向すなわち基
板１１の表面の方向にこの基板１１を搬送しながらＣＣ
Ｄカメラ２１によって連続的に撮像し、画像処理装置２
２に画像信号を蓄積し、これを時系列に並べて２次元的
な画像を生成することで、基板１１の面全域を撮像・検
査することが可能である。

【００２７】図３は、生成した２次元画像の模式図を示
す。充填された導電性ペーストの凹みの大きいビアホー
ルの表面に生じる影は、３０のようにになる。また、充
填された導電性ペーストの凹みの小さいビアホールの表
面に生じる影は、３１のようになる。このため、画像処
理装置２２によって影の面積値等を基準値と比較・判定
することで、導電性ペーストの表面の凹みの大きいビア
ホールを不良品と判定することが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源から斜め方向に投光された光線の反射光を反射によ
り再び被検査物に投光させて、その再び投光された光の
反射光を撮像手段によって撮像させることで、被検査物
が光源および撮像手段からの距離を変えるように位置を
変動したときにも、それに追従して撮像手段における撮
像視野内に照明光を移動させるようにしたため、このよ
うな被検査物の位置の変動にかかわらずその被検査物を
常に適切に撮像することができ、特に本発明によれば、
基板の上下動により従来は検出が困難であった、充填が
不十分で凹みのあるビアホールにつき、ペーストを硬化
して多層化する前にこれを検出することが可能となり、
製品歩留まりの向上や、ロスコストの削減に効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく光学的検査装置の一例であ
る、基板のビアホールにおける導電性ペーストの凹み状
態検出装置の概略構成を示す図である。

【図２】図１の装置の動作を説明する図である。

【図３】図１の装置によって撮像された２次元画像の模
式図である。

【符号の説明】

１０導電性ペースト１１基板（被検査物）１２ビアホール１３照明光源１６線状照明光１８ミラーボックス（再投光手段）２０再度投光された照明光２１１次元ＣＣＤカメラ（撮像手段、凹み量検出手
段）２２画像処理装置（凹み量検出手段）２３第１の位置２５第１の部分２６第２の位置２８第２の部分

フロントページの続き (72)発明者長崎達夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA61 AB07 AB14 BB01 BC01 CB01 GC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物を照射する光源と、被検査物か
らの反射光を撮像する手段とを備えた光学的検査装置で
あって、光源は被検査物に対し斜め方向から投光を行う
ように構成され、かつ、この投光された光線の反射光を
反射により再び被検査物に投光させて、その再び投光さ
れた光の反射光を撮像手段によって撮像させることで、
被検査物が光源および撮像手段からの距離を変えるよう
に位置を変動したときにも、それに追従して撮像手段に
おける撮像視野内に照明光を移動させる再投光手段を備
えたことを特徴とする光学的検査装置。
【請求項２】再投光手段は、複数の反射面を有して、
光源および撮像手段からの被検査物の距離の変化にかか
わらず、被検査物からの反射光を実質的に同一の光路に
よって撮像手段に入射させることが可能に構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の光学的検査装置。
【請求項３】光源によって被検査物を照射するととも
に、被検査物からの反射光を撮像手段により撮像して検
査を行うに際し、光源によって被検査物に対し斜め方向
から投光を行い、この投光された光線の反射光を再度反
射させて再び被検査物に投光させて、その再び投光され
た光の反射光を撮像することで、被検査物が光源および
撮像手段からの距離を変えるように位置を変動したとき
にも、それに追従して撮像視野内に照明光を移動させる
ことを特徴とする光学的検査方法。
【請求項４】ビアホールに導電性ペーストが充填され
た基板の表面に斜め方向から光線を照射する手段と、こ
の光線が照射されたときに前記ビアホールに充填されて
いる導電性ペーストの表面の凹状態に応じてその表面に
生じる影の大きさを検出することにより、基板に対する
導電性ペーストの凹み量を検出する手段と、前記光線照
射手段から基板に投光された光線の反射光を反射により
再び基板に投光させて、その再び投光された光の反射光
を前記凹み量検出手段よって検出させることで、前記基
板が光線照射手段および凹み量検出手段からの距離を変
えるように位置を変動したときにも、それに追従して凹
み量検出手段における検出視野内に照明光を移動させる
再投光手段とを備えたことを特徴とする基板のビアホー
ルにおける導電性ペーストの凹み状態検出装置。
【請求項５】再投光手段は、複数の反射面を有して、
光線照射手段および凹み量検出手段からの基板面の距離
の変化にかかわらず、基板面からの反射光を実質的に同
一の光路によって凹み量検出手段に入射させることが可
能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の基
板のビアホールにおける導電性ペーストの凹み状態検出
装置。
【請求項６】ビアホールに導電性ペーストが充填され
た基板の表面に光源から斜め方向に光線を照射するとと
もに、撮像手段によりその反射光を撮像して、この反射
光における、前記ビアホールに充填されている導電性ペ
ーストの表面の凹状態に応じてその表面に生じる影の大
きさを検出することにより、基板に対する導電性ペース
トの凹み量を検出するに際し、前記光源から基板に投光
された光線の反射光を反射により再び基板に投光させ
て、その再び投光された光の反射光について前記影の大
きさを検出することで、前記基板が光線照射手段および
撮像手段からの距離を変えるように位置を変動したとき
にも、それに追従して撮像手段における検出視野内に照
明光を移動させることを特徴とする基板のビアホールに
おける導電性ペーストの凹み状態検出方法。