JP2001266127A - プリント配線板の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板配線パターン及びスルーホールの検査に
おいて、微小な異物等を検知可能とするような高精度で
あって、かつ検査時間を短時間とするような検査装置を
提供する。 【解決手段】 第２の光源としてとして斜方からハロゲ
ン光のパターン検出用ライン照明９ａ、９ｂを照射し、
このライン照明９ａ，９ｂによって、被検査基板１１表
面部におけるＣＣＤカメラ１０による画像取り込み位置
付近を、ライン状に両側から照射している。さらに、第
１の光源となるスルーホール検出用ライン照明１７ａ，
１７ｂがそれぞれハーフミラーを介して落斜照明し、そ
れぞれ反対側のＣＣＤカメラに透過光を照射している。
ＣＣＤカメラ１０は被検査基板１１からの反射光、又は
スルーホールの透過光を受光し、画像を生成することと
なる。このように検出された画像を解析することによっ
て被検査基板の良否が判定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、プリント配線板におけ
るスルーホール、配線パターン等を検査する検査装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線基板等の検査には、
配線パターン検査とスルーホール孔検査の２種類が行な
われている。配線パターン検査はデザインルール法、パ
ターンマッチング法などで合格基板やＣＡＤデータから
合格データを取得し検査することが一般的に行なわれて
いる。この場合、被検査基板（以下、単に基板とも言
う）の表面配線パターンを検査するため、カメラと同じ
側にライン・リング・スポット照明などを設置し、配線
パターンを映し出す。一方、スルーホール検査の場合
は、透過光をカメラと反対側から照射して、その透過光
による画像を取り込むことでスルーホール内に存在する
異物の有無を確認できる。この２種類を組み合わせれ
ば、配線パターン検査とスルーホール検査を同時に行な
うことができる。しかし、スルーホール検査を一方向の
みから行っていたのでは、カメラの焦点深度とプリント
配線基板の大きさの関係からスルーホールの奥深くに存
在する異物の有無が判断し難い場合がある。このため検
査スピード向上も兼ねて表裏両面同時に行おうとする
と、裏側に設置するカメラの延長線上において透過光用
の照明が干渉するため（裏側にカメラを設置した場合、
被検査基板とカメラとの間に照明が位置するため）、片
側のみにしかカメラを設置することができなかった。従
って、片面のみ検査を行い、裏側の面は検査を行なわな
いか、もしくは裏返して再度裏側の検査を行なわざるを
得なかった。そして、前者の場合には検査精度の低下を
招き、後者の場合には検査時間が増大することになって
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決すべき課
題は、基板配線パターン及びスルーホールの検査におい
て、スルーホールの検査精度を向上し、かつ検査時間を
短時間とするような検査装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】以上のよ
うな課題を解決するために、本発明のプリント配線板の
検査装置は、被検査基板両側において垂直方向に同軸に
備えられた撮像装置と、被検査基板両側に備えられてそ
れぞれ対応するハーフミラーを有し、被検査基板を挟ん
で反対側に備えられた前記撮像装置方向に落射照明する
第１の光源と、を備え、前記撮像装置は、反対側からの
前記落斜照明によるスルーホールの透過光を両側におい
て同時に受光し、同一スルーホールの検査を表裏両側か
ら行なう機構を有することを特徴とする。

【０００５】このように、被検査基板両側に撮像装置を
設置し、各撮像装置に対応した第１の光源によってハー
フミラーを介して落斜照明し、透過光によってスルーホ
ール状態を鮮明にすることで受光に伴う実像との誤差を
軽減することができる。なお、被検査基板両側に備えら
れた撮像装置によって同一スルーホールの光情報を両側
において同時に取り込むことで、表裏両面の検査が同時
にできるため検査精度の高い検査方法となる。また、片
側ごとの検査と比較して検査時間が短縮され、迅速な検
査を行なうことができる。なお、本検査装置では、カメ
ラの焦点深度がスルーホールの深さ以上ある場合には、
スルーホールの検査を片側のみから行ない、配線パター
ンの検査を両側同時に行うようにしてもよい。いずれに
してもスルーホール検査及び配線パターン検査を両側同
時に行いうる機構を有していればよい。

【０００６】また、被検査基板両側において垂直方向に
同軸に備えられた撮像装置と、被検査基板両側に備えら
れてそれぞれ対応するハーフミラーを有し、被検査基板
を挟んで反対側に備えられた前記撮像装置方向に落射照
明する第１の光源と、前記被検査基板両側において前記
撮像装置の同側に備えられ、前記撮像装置の撮像位置を
斜方から照射する第２の光源と、を備え、前記撮像装置
は、反対側からの前記落斜照明によるスルーホールの透
過光と、及び同側における前記被検査基板表面からの反
射光とを両側において同時に受光し、それぞれの撮像位
置が前記被検査基板における表裏逆の同位置とされる機
構を有するようにできる。

【０００７】このように、被検査基板両側に備えられた
各撮像装置に対応した第１の光源によってスルーホール
状態を鮮明にするとともに、第２の光源によって被検査
基板を照射することで、被検査基板の表面状態（配線パ
ターン、樹脂面等）をも鮮明にでき受光に伴う実像との
誤差を軽減することができる。また、撮像装置によって
被検査基板の表裏逆の同位置における光情報を両側にお
いて同時に取り込むことで、例えば同一のスルーホール
について、その近傍のパターン、樹脂面等を両側から同
時に検査できるため、検査精度の高い検査方法となる。
また、片側ごとの検査と比較して検査時間が短縮され、
迅速な検査を行なうことができる。なお、本検査装置で
は、カメラの焦点深度がスルーホールの深さ以上ある場
合には、スルーホールの検査を片側のみから行ない、配
線パターンの検査を両側同時に行うようにしてもよい。
いずれにしてもスルーホール検査及び配線パターン検査
を両側同時に行いうる機構を有していればよい。

【０００８】前記第１の光源は、１次元的に光を照射す
る第１のライン照明とされ、該第１のライン照明による
前記落斜照明は、被検査基板上を略ライン状に照射し、
その照射位置上のスルーホールにおいて前記透過光を反
対側に放出し、さらに、前記撮像装置は１次元的に光情
報を受光するラインセンサを有し、そのライン方向は前
記第１の光源のライン方向と同方向とされ、該ラインセ
ンサによって反対側からの前記透過光を受光することも
できる。

【０００９】このように、第１の光源に１次元的な照射
光を放出する第１のライン照明を使用し、その第１のラ
イン照明による落斜照明がスルーホールの透過光となる
ようにすることで、透過光を集光度の高いものとでき、
撮像装置に十分な照度を与えることができる。また、撮
像装置に１次元的に光情報を受光するラインセンサを使
用することで、集光された光情報が１次元的に受光され
ることとなり、ライン照明が放出する光エネルギーがセ
ンシングされる割合（ラインセンサによって検知される
割合）が高くなり、効率的なものとなる。

【００１０】さらには、前記第１の光源は、１次元的に
光を照射する第１のライン照明とされ、該第１のライン
照明による前記落斜照明は、被検査基板上を略ライン状
に照射し、その照射位置上のスルーホールにおいて前記
透過光を反対側に放出し、前記第２の光源は、１次元的
に光を照射し、そのライン方向が第１のライン照明と同
方向である第２のライン照明とされて同側に備えられた
前記撮像装置による撮像位置を略ライン状に照射し、さ
らに、前記撮像装置は１次元的に光情報を受光するライ
ンセンサを有し、そのライン方向は前記第１の光源、及
び前記第２の光源のライン方向と同方向とされ、前記ラ
インセンサによって、反対側からの前記透過光及び同側
における前記反射光を受光するようにすることもでき
る。

【００１１】このように、 第２の光源においても１次
元的に光を照射する第２のライン照明を使用すること
で、被検査基板に集光度の高い光を照射でき、反射光が
照度の高いものとなる。さらに、反射光をラインセンサ
によって受光することで、受光効率を高くすることがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照しつつ説明する。図１に示される
ように、撮像装置にはラインセンサを有する５０００画
素の１次元ＣＣＤカメラ１０（以下、単にＣＣＤカメラ
１０とも言う）を用い、被検査基板を挟んで上部に上部
ＣＣＤカメラ１０ａ、下部に下部ＣＣＤカメラ１０ｂが
同軸上に位置している。それら上部ＣＣＤカメラ１０
ａ、下部ＣＣＤカメラ１０ｂはセンシング方向を対向さ
せており、その撮像位置は設置台３２上に備えられた被
検査基板１１（図３参照）において表裏逆の同位置とな
っている。その１次元ＣＣＤカメラ１０によって取り込
んだ１次元画像を、コンピューター等の画像処理装置内
部のＲＡＭ等の記憶装置に２次元データとして記憶し、
画像処理を行なう。１次元ＣＣＤカメラ１０を使用する
ことにより検査視野を大きくとることができ、さらに、
スルーホール検査においてスルーホールを透過する透過
光をカメラ側に効率良く入射することができる。また、
１次元ＣＣＤカメラ１０を使用することにより、検出さ
れるスルーホールの径が光の入射角度等の違いによって
ばらつくことがなく、検出誤差が少なくなる。

【００１３】そして、１次元ＣＣＤカメラ１０にはテレ
セントリックレンズを使用することで、焦点を深くする
ことができるとともに、計測精度を高くできる。さら
に、１次元ＣＣＤカメラ１０の分解能は被検査基板とな
るプリント配線板の寸法によって最適な設定とすること
が望ましく、５μｍないし２０μｍ程度に設定する。な
お、２０μｍを超えると、測定精度を十分に確保できな
くなる場合が生じ、他方５μｍ未満となると視野が狭く
なりすぎ、例えば単位基板が視野内に収まらなくなる等
の不具合が生じる。１次元ＣＣＤカメラ１０はＸ方向に
おける所定幅のラインデータを取り込むこととされ、分
解能を８．５μｍとしている。なお、本実施例のＣＣＤ
カメラ１０においてはラインデータの検査幅は３４ｍｍ
となっている。また、撮像装置についてはラインセンサ
を有する１次元ＣＣＤカメラ１０としているがこれに限
定されるものではなく、２次元センサ（例えば２次元Ｃ
ＣＤセンサを有するもの）としてもよい。

【００１４】以下、画像撮影等を行う撮影ユニットにつ
いて説明する。まず、図３及び図４を参照してその概要
を説明すると、第２の光源としてとして斜方からハロゲ
ン光のパターン検出用ライン照明９ａ、９ｂ（以下、単
にライン照明９ａ，９ｂとも言う）を照射している。こ
のライン照明９ａ，９ｂによって、被検査基板１１（プ
リント配線板等）表面部におけるＣＣＤカメラ１０によ
る画像取り込み位置付近を、ライン状に両側から照射し
ている。さらに、第１の光源となるスルーホール検出用
ライン照明１７ａ，１７ｂ（以下、単にライン照明１７
ａ，１７ｂとも言う）によって、それぞれハーフミラー
を介して落斜照明し、それぞれ反対側のＣＣＤカメラに
透過光を照射している。このように第２の光源によって
被検査基板１１の基板部、配線パターンに、第１の光源
によってスルーホールにそれぞれ安定した照度を与えて
いる。

【００１５】次に、上部に備えられた上部ＣＣＤカメラ
１０ａ、及びそれに対応する光源等による被検査基板表
側の画像の取り込みについて説明する。図４の説明図に
示されるように、配線パターン検査用光源としてのパタ
ーン検出用ライン照明９ａによって、被検査基板１１
（プリント配線板）表面部における上部ＣＣＤカメラ１
０ａによる画像取り込み位置近傍を、Ｘ方向に延びるラ
イン状に両側から照射し、被検査基板１１の基板部３
６、配線パターン３７等に安定した照度を与え、それら
要素からの反射光において十分な照度が確保されるよう
にしている。なお、パターン検出用ライン照明９ａの先
端部には集光レンズ２６ａが備えられ、高い照度にて照
射可能とされている。また、第１の光源としてはハロゲ
ン光等によるスルーホール検出用ライン照明１７ｂが被
検査基板１１の裏面側（被検査基板下側）に設置され、
その照射光は、同じく裏面側に設置されたハーフミラー
１２を照射している。なお、図３に示されるようにスル
ーホール検出用ライン照明１７ｂの先端部においても集
光レンズ２６ｂを取り付け、集光することで高い照度と
することができる。さらに、上部ハーフミラー１２ａの
上下には光透過性の高いガラス等のカバー２７が備えら
れ、ハーフミラーを防護するとともに光軸の通過を可能
としている。また、スルーホール検出用ライン照明１７
ｂは焦点調整手段となる調整ねじ２４ｂによって移動可
能とされ、スルーホール検出用ライン照明１７ｂをハー
フミラー１２ｂに接近あるいは離間させることで焦点位
置を調整する。

【００１６】このように、ライン照明を各所に使用する
ことにより、照度を強くすることができ、検出画像の誤
差を少なくすることができる。なお、本実施例において
パターン検出用としての第２の光源、及びスルーホール
検出用としての第１の光源についてそれぞれライン照明
を使用しているが、これに限定されるというものではな
い。例えば、１次元的光源（ライン照明等）とせずに２
次元的光源を使用してもよく、また、照明の種類、本数
等においても検査対象となる被検査基板等に合わせ種々
のものとすることができる。例えば、半田等鏡面形状に
近いものにはＬＥＤ照明が有効となるため、これを使用
したり、上面からの光源としてはリング照明を用いるこ
ともできる。このように、選択する光源は被検査基板の
材質、表面状態、使用環境等に合わせたものを使用する
ことが望ましい。

【００１７】図４の説明図に示されるように、下部ハー
フミラー１２ｂは、第１の光源となるスルーホール検出
用ライン照明１７ｂの照射方向に対し、所定角度傾斜し
た状態に設置され、その反射光が被検査基板１１に垂直
に落射照明されるようにする。なお、本実施例において
はスルーホール検出用ライン照明１７ｂによって水平方
向に照射され、下部ハーフミラー１２ｂは照射方向に対
し４５度傾斜することで水平移動する被検査基板１１に
垂直に反射光を照射している。さらに、被検査基板１１
に形成されたスルーホール３５をその落射照明が透過
し、その透過光は反対側に備えられた上部ハーフミラー
１２ａを透過する。そして、その透過光による光情報
は、延長線上に位置する上部ＣＣＤカメラ１０ａによっ
て、スルーホール３５の形状を示す光情報として受光さ
れることになる。このように、落射照明による透過光に
よってスルーホール３５は十分な照度を与えられ、その
形状が基板上において明確になり、光情報取得の際の誤
差が軽減される。また、上部ＣＣＤカメラ１０ａはスル
ーホール３５の透過光に加え、被検査基板表面からの反
射光をも受光し、その反射光は被検査装置の表面状態を
示す画像として認識されることとなる。反射光は樹脂面
等を有する基板部３６、メッキ等が施された配線パター
ン３７等、個々の要素において固有の色情報（例えば、
個々の要素において固有の濃度値範囲を有する濃淡階調
情報）となり、さらに、前述したスルーホール３５を示
す透過光も固有の色情報を有することとなるため、展開
された２次元画像においてその固有の色情報によって各
要素の形状を明確化し、該要素形状等が正常か否か判定
することとなる。

【００１８】また、被検査基板１１下部に備えられた下
部ＣＣＤカメラ１０ｂによる被検査基板裏側の画像の取
り込みについても同様の構成にて行なう。その際、被検
査基板裏側表面を照射する第２の光源にはパターン検出
用ライン照明９ｂを用い、さらに、第１の光源にはスル
ーホール検出用ライン照明１７ａを使用し、上部ハーフ
ミラー１２ａを介して被検査基板１１に垂直に落射照明
する。そして、その落射照明による被検査基板下方への
透過光が下部ハーフミラー１２ｂを透過して下部ＣＣＤ
カメラ１０ｂに至り、その光情報を下部ＣＣＤカメラ１
０ｂが取り込むことで画像情報とする。また、パターン
検出用の光源はパターン検出用ライン照明９ｂだけでな
く、下部ハーフミラー１２ｂによる落射照明を補助光と
して利用し、同様に、上部ハーフミラー１２ａによる落
射照明は被検査基板表側におけるパターン検出用の補助
光源として利用している。このように、ハーフミラーに
よる落射照明をスルーホール検出用照明としてのみ使用
するだけでなく、パターン検出用照明として利用するこ
とで照明の利用が効率的なものとなり、画像抽出のため
の十分な照度を確保できる。

【００１９】以上のように、上下に備えられたＣＣＤカ
メラ１０のそれぞれに対応した第１の光源、及び第２の
光源が被検査基板に対し対称に備えられており、表裏の
画像情報を同時に取り込めることとなる。また、ＣＣＤ
カメラ１０は同軸上に備えられ、その画像取得位置は被
検査基板における表裏逆の同位置となっている。従っ
て、同一スルーホールの状態を表裏同時に取り込めるた
め、スルーホール検査が精密に行なえ、片面づつの検査
と比較するとその検査時間は半分以上に短縮される。な
お、ここで半分以上としたのは、片面分の検査時間を短
縮できるだけでなく、被検査基板を裏返して設置する手
間をも省けるからである。

【００２０】また、検査時間を更に短縮する為、このよ
うな照明・カメラ系を複数組配置することもできる。複
数組の照明・カメラ系を備えた場合には、一度のセンシ
ングで取得できる映像のデータ量が多くなり、広範囲の
画像を一度に取り込むことができるため、検査時間を更
に短縮することができる。本実施例においては図１に示
されるように２組使用しており、検査範囲を広くし、高
速化を可能としている。また、高速処理を行なうため、
検査画像取込と、画像処理・測定を並列処理することと
なる。

【００２１】以下、検査装置におけるアクチュエーター
等の構成及びその作動について説明する。図１に示され
るように、検査装置は被検査基板１１（図３参照）と撮
像装置（１次元ＣＣＤカメラ１０）との相対的位置調整
を行う複数の位置調整手段を有する。１次元ＣＣＤカメ
ラ１０は、Ｚ方向ステッピングモータ１５（位置調整手
段）に取り付けられたＺテーブル２０に固定されてＺ方
向に移動可能とされ、更に、Ｚ方向ステッピングモータ
１５はＸ方向ステッピングモータ１３（位置調整手段）
に取り付けられたＸテーブル１６に固定されてＸ方向に
移動可能とされている。即ち、ＣＣＤカメラ１０は位置
調整手段となるＸＺ両ステッピングモータによってＸＺ
の正負両方向に移動され、被検査基板との相対的位置を
調整可能とされている。従って、ＣＣＤカメラ１０をＺ
正負方向に移動することで焦点調整が可能となり、Ｘ正
負方向に移動することによってＸ方向における検査位置
を順次変えることができる。

【００２２】また、図２に示されるように、本体フレー
ム上にはＹ方向ステッピングモータ１４（位置調整手
段）によってＹ正負方向に移動可能とされる台座３４が
備えられている。そして、その台座３４上には、被検査
基板１１（図３参照）を設置可能とする設置台３２が設
けられ、被検査基板１１が設置された設置台３２はエア
シリンダー等の駆動手段によって台座３４上をＹ方向に
移動された後、エアシリンダー等の駆動手段によってＺ
方向に移動可能とされたカバー３０によって押さえられ
る。従って、設置台３２はカバー３０の下部にて台座３
４上に固定され、Ｙ方向ステッピングモータ１４による
駆動によって台座３４と一体化してＹ正負方向に移動
し、それによって被検査基板１１と撮像装置（ＣＣＤカ
メラ１０）のＹ方向における相対的位置関係が調整され
る。なお、カバー３０、設置台３２、台座３４は被検査
基板１１の設置部を開口して形成され、被検査基板１１
は表面を露出した状態で外縁近傍を固定されている。

【００２３】図５に検査装置における主制御部の電気的
構成を示す。主制御部１００はＩ／Ｏポート１０１とこ
れに接続されたＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、及びＲＡ
Ｍ１０４等からなるマイクロプロセッサを備え、ＲＯＭ
１０３には主制御プログラム１０３ａが格納されてい
る。このように構成されたマイクロプロセッサは、ワー
ク取付機構４１（シリンダ等の駆動手段による設置台３
２の移動及びカバー３０による固定等の機構）によって
ワークを取り付けた後、ＣＰＵ１０２が主制御プログラ
ム１０３ａを呼び出し、制御を開始する。そしてＣＰＵ
１０２はそのプログラムを受けてＩ／Ｏポート１０１に
接続されたＸ方向ステッピングモータ１３及びＹ方向ス
テッピングモータ１４を駆動させてＣＣＤカメラ１０を
検査開始位置に相対的に移動させる。そして、Ｘ位置を
停止した状態において、被検査基板１１がＹ方向ステッ
ピングモータ１４によって移動され、順次Ｙ方向の相対
的位置を変えてゆくこととなる。そして、ＣＣＤカメラ
１０は変更位置の画像を順次取り込み、ＸＹ両方向の位
置情報を含んだ２次元画像データを生成する。なお、本
検査装置において、ＣＣＤカメラ１０によって取り込め
るラインデータの幅（Ｘ方向幅）は３４ｍｍである。そ
して、一般的には被検査基板１１は複数の単位基板によ
って構成されており、その単位基板の一辺が３４ｍｍ以
内であれば、一回のＹ方向へのセンシングで単位基板全
体を網羅できる。また、その一辺が３４ｍｍを超えるも
のであれば、検査幅が広いＣＣＤカメラを使用するか、
またはＸ方向に位置をずらすことで２度に分けてセンシ
ングし、後に画像を合成するようにしてもよい。なお、
検査装置においてはアクチュエーター等の駆動処理と、
撮影・解析ユニット４０による画像取り込み、又はその
解析を並列処理で行うことができる。

【００２４】次に、１次元ＣＣＤカメラによって取り込
まれた画像の処理方法について説明する。その概要は、
１次元ＣＣＤカメラによって所定のタイミングで取り込
まれるＸ方向のラインデータは、被検査基板がＹ方向に
所定の速度で移動するため、取り込み時のＹ位置に対応
した情報として取り込まれ、１次元のラインデータから
２次元データに変換処理されて被検査基板１１の表面状
態を示す画像情報とされる。その２次元データは、スル
ーホール、配線パターン、基板部、異物等のそれぞれの
位置情報、色情報等を有する画素データを有するため、
各画素データを演算処理することで被検査基板１１の良
否判定を行う。

【００２５】画像撮影及び解析を行う撮影・解析ユニッ
ト４０について図６に示される電気的構成を示すブロッ
ク図を参照して説明する。その制御部（以下画像解析部
ともいう）１１０が、Ｉ／Ｏポート１１１とこれに接続
されたＣＰＵ１１２、ＲＯＭ１１３及びＲＡＭ１１４を
有するマイクロプロセッサを備え、ＲＯＭ１１３には画
像解析プログラム１１３ａが格納されている。また、Ｉ
／Ｏポート１１１には撮像装置としての前述のＣＣＤカ
メラ１０（１次元ＣＣＤセンサ１１５とそのセンサ出力
を１次元デジタル画像入力信号に変換するためのセンサ
コントローラ１１６とを含む）が接続されている。ま
た、ＲＡＭ１１４には、ＣＰＵ１１２のワークエリア１
１４ａ、ＣＣＤカメラ１０による被検査基板１１（図４
等参照）の撮影画像データを記憶するためのメモリ１１
４ｂが形成されている。なお、ＣＰＵ１１２は、画像解
析プログラム１１３ａを受けて解析処理を行い、被検査
基板１１が正常か否かを判定可能としている。

【００２６】なお、ラインデータを構成する各画素ごと
の色情報として、例えばその画素検出位置の被検査基板
１１に対応した濃淡情報が与え、その濃淡情報を量子化
して各画素ごとの濃度値を求めることができる。例え
ば、濃度値を２５６段階とされた濃淡階調情報とし、最
小値となる０を濃、最大値となる２５５を淡とすると、
孔の部分は濃度値２５０以上、配線パターン部分は濃度
値１２０前後、樹脂部分は濃度値４０以下等、各要素に
よって示される濃度値が異なるため、濃度値によって明
確に区別できることとなる。本実施例においては、スル
ーホール３５の境界となる閾値を濃度値２００とし、そ
の濃度値２００を超える画素をスルーホール画素とし、
２次元画像情報においてスルーホール３５が存在する位
置と認識し、その形状を明確化する。

【００２７】次に、被検査基板の良否判定を行う画像解
析プログラムにおいて、その測定方法例を説明する。予
めＣＡＤデータ又は良品データから取得して設定される
スルーホールの孔中心データを、パターンマッチング等
の手法により二次元的に展開された濃淡画像（１次元Ｃ
ＣＤカメラ１０によるラインデータを２次元的に展開し
た画像）上に重ね合わせる。さらに、その孔中心からＸ
Ｙの各正負方向（計４方向）に実際の画像メモリ上を走
査させ、スルーホール３５から被検査基板１１又は配線
パターンに変化する点（即ち、スルーホール３５周部と
なる点）を求める。その際に、スルーホール３５の端部
の閾値（本実施例では、濃度値２００）以下に変化する
変化点を探すようにしてもよいし、被検査基板１１を示
す画素、又は配線パターンを示す画素が出現する点を探
すようにしてもよい。いずれにしろ、Ｘの正負両方向に
おいてスルーホール３５周部と交差する２点の中点のＸ
座標、及び、Ｙの正負両方向においてスルーホール３５
周部と交差する２点の中点のＹ座標、が検出されたスル
ーホール３５の基点の座標となる。なお、孔中心データ
による位置を基点５０の座標とすることもできる。

【００２８】また、基点５０から放射状に走査する方向
については、図７では基点５０に対して角度４５度ごと
に８方向（矢印ＡないしＨの方向）を走査することとし
ている。なお、検査方向となる走査線数は任意に設定で
きるが、多方向とすると検査を高精度に行なうことがで
きる反面、取得データ量が多くなり検査時間が長時間と
なる。また、方向数を減らすと検査時間は短時間となる
が精度が低下する。よって、検査時間、精度等を考慮
し、検査方向を決めることとなる。なお、８方向ないし
１６方向程度に方向数を設定すると、検査の精度を保ち
つつ、検査時間を短時間とすることができる。

【００２９】そして、図８に示されるように、前述した
方法等で算出された基点５０に対し外周部に向って放射
線状にスルーホールを外れる位置までの距離を測定す
る。なお、形成されたスルーホールの中心点がＣＡＤデ
ータ又は良品データから取得して設定される孔中心デー
タと一致し、スルーホール内に異物の存在しない正常な
ものであるならば、測定される各方向の距離は、すべて
スルーホール半径と等しくなる。従って、本検査方法に
おいては、各検査方向ごとスルーホール半径が許容範囲
であるか否かを判定することになる。なお、検査方向が
中心について対称な２方向により求められるスルーホー
ルの直径を用いても、同様に検査判定することができ
る。

【００３０】次に、画像情報における距離の測定方法等
について説明する。基点５０から濃度値が２００を超え
る画素を画素単位でカウントし、濃度値が２００以下に
変化する点、即ちスルーホールを外れる点までにカウン
トされる画素数を被検査基板サイズに対応させて距離に
変換し、スルーホール半径を算出する。例えば、図８に
おける矢印Ｃ方向のように走査線上に異物等が存在せ
ず、スルーホール３５の周部の形状も正常である場合に
は、変換された距離が予め登録されている正規半径と等
しくなるため正常であると判定される。しかしながら、
矢印Ｅ方向のように走査線上に異物５１が存在するよう
な場合、基点５０から異物５１端部の変化点５５までの
距離をカウントした画素数を基に算出し、測定したスル
ーホール半径が許容範囲内にあるか否かを判定すること
となる。このような場合には、その測定したスルーホー
ル半径が正規半径よりも短くなるため被検査基板は不良
と判定される。なお、この検査方法の適用については本
実施例のような円形のスルーホールに限定されない。例
えば、多角形、楕円、その他の形状等においても、所定
の位置（例えば重心）を基点として放射状に距離を測定
し、それぞれ許容される距離範囲内にあるか否かを判定
すればよい。この場合、各方向ごとに予め許容範囲を設
定し、各方向ごとに基準を満たすか否かを判定すること
になる。

【００３１】また、濃淡画像のまま走査せず、２値化し
た後に同様の走査をしてもよい。２値化画像において走
査する場合の例としては、濃度値２００という閾値を１
と０のデータに分割する値とし、そのデータが１（画像
上では白）の場合には、スルーホール画素としてスルー
ホール３５と認識され、データが０（画像上では黒）の
場合には基板部又は配線パターンと認識する。従って、
データ値が１から０に変化する部分（画素において１と
０が並んだ部分）がスルーホール外周部、異物との境界
部等のスルーホール３５を外れる部分となる。そして、
基点からスルーホール画素を各方向ごとカウントし、そ
の画素数を被検査基板表面に対応した長さに変換する。
なお、走査線上に０データが出現した地点で基板部、配
線パターン又は異物等のスルーホール３５を外れた部分
に達したものとしてカウントを中止し、基点からその地
点までの距離が許容範囲内にあるか否かを判定する。

【００３２】また、図９には細長の形状の異物５１がス
ルーホール３５内部に付着した例を示している。このよ
うな細長の異物５１の場合には、従来における方法では
不良の判定が困難であった。しかしながら、本実施例の
ような検査方法を用いた場合、図９に示されるように走
査線が異物５１と交差して変化点５５を検知し、基点５
０から変化点５５までの距離が、許容範囲外であること
を判定するため、不良と判定される。

【００３３】なお、基点５０からスルーホール３５を外
れた位置までのスルーホール画素数をカウントすること
によって距離を測定することとしていたが、検査方向に
おいて基点５０から所定距離内（所定画素数内）に存在
するスルーホール画素をカウントすることによってスル
ーホール３５の良否を判定するようにすることもでき
る。このようにすると、例えば図１０のように、スルー
ホール３５の周部に接しない異物５１が存在する場合、
走査線は変化点５５で異物５１を検知した後、再度スル
ーホール画素を検知することになる。そしてスルーホー
ル画素の総計によって、異物５１の走査線における長さ
を算出することができる。このようにすると、例えば、
走査線における少数画素（例えば１００画素中の１画
素）がノイズとなって混入し、スルーホール画素ではな
いと判定されても、誤差の範囲であると認識でき、正常
なものが誤って不良と判定されることを防止できる。な
お、その場合において走査線が走査する検査距離は任意
に設定できるが、少なくともスルーホール半径以上は必
要であり、必要以上に長く設定すると不必要なデータが
多くなって画像データ量が増大するため、基板状態、検
査時間等を考慮し設定する必要がある。

【００３４】図１１に示されるように、スルーホール３
５が正円の孔であっても、配線パターン１７の大きさ、
形が正確でない場合には、走査時にその情報を検出し、
異常の判定を下さなければならないため、半径、配線パ
ターン幅の両方を検査することが最も望ましい。スルー
ホール半径については前述したように走査線ごとに半径
を測定するが、配線パターン幅についても同様に走査線
ごと測定を行なう。図１１のように、中心部から放射状
に検査する走査線は、スルーホール外周部に達した後
に、次いで配線パターン幅の測定も行なうこととなる。
なお、この画像情報においてはスルーホール（濃度値２
５０前後）と配線パターン（濃度値１２０前後）を区別
するための閾値１（濃度値２００）、配線パターンと基
板部の樹脂面（濃度値４０以下）を区別するための閾値
２（濃度値８０）と、２つの閾値を持つことになる。従
って、濃度値２００以上の画素をスルーホール画素、濃
度値８０以上２００未満の画素を配線パターン画素、濃
度値８０未満の画素を基板部画素として各要素に対応し
た画素をカウントすることになる。

【００３５】そして基点から放射状に延びる走査線によ
って、配線パターン内周から外周までの配線パターン幅
を配線パターン画素の画素数をカウントすることで測定
する。図１１において、矢印Ｇ方向に走査する走査線を
例にとると、基点５０から変化点５２ａまでの距離をス
ルーホール半径として許容範囲を満たすか否かを判定
し、変化点５２ａから変化点５２ｂまでの距離を配線パ
ターン幅として許容範囲を満たすか否かを判定する。な
お、許容範囲は全ての方向において一律に設定してもよ
いし、各方向ごとに設定してもよい。なお、このように
配線パターン検査を行なう場合においても、各検査方向
ごと所定距離内に存在する画素をカウントすることによ
って良否を判定してもよい。例えば、基点５０より一定
距離内に存在するスルーホール画素、配線パターン画素
をカウントし、それぞれの画素数を距離に変換した後、
その距離がそれぞれ許容範囲外であるならば不良と判定
されることとなる。また、配線パターン幅又はスルーホ
ール半径のいずれか一方のうち、一方向でも許容範囲を
外れている場合にはその被検査基板は不良と判定される
こととなる。

【００３６】なお、本実施形態では、基点２０とスルー
ホールの中心点が一致する場合について説明したが、一
致しない場合には、基点２０から複数方向確認した距離
を基に中心点を算出して、その算出した中心点を基にス
ルーホール以外の情報を示す位置までの距離を算出する
ことで、同様の検査を行うことができる。

【００３７】なお、被検査基板１１のスルーホール及び
配線パターンの形成工程として以下に示す２種類があ
る。第１の形成工程は、両面に銅を張った樹脂製基板
に、ドリルによってスルーホールを形成した後、スルー
ホール内も含めてメッキを行う。そして、スルーホール
及び必要な配線部分にマスキングを行って、エッチング
等によって配線パターンを形成し、その後マスキングを
はがしてスルーホールを埋める。

【００３８】また、第２の形成工程は、両面に銅を張っ
た樹脂製基板に、ドリルによってスルーホールを形成し
た後、スルーホール内も含めてメッキを行う。そして、
スルーホールを埋めた後に必要な配線部分にマスキング
を行って、エッチング等によって配線パターンを形成
し、その後マスキングをはがす。

【００３９】本発明の実施の形態に示す検査対象は、第
１の形成工程による被検査基板１１である場合には、配
線パターンを形成し、マスキングをはがした後スルーホ
ール埋めを行う前、即ち、スルーホール内にメッキが付
いており、さらに配線パターンも形成されている状態の
基板であることが望ましい。この場合には、スルーホー
ルの検査と配線パターンの検査を同時に行うことができ
る。

【００４０】また、第２の形成工程による被検査基板１
１である場合には、スルーホールも含めてメッキした後
スルーホールを埋める前、即ち、スルーホール内にメッ
キが付いており、配線パターンは形成されていない状態
であることが望ましい。この場合には、スルーホールの
検査と配線パターンの検査は個別に行うことになる。い
ずれにしてもスルーホール内にメッキが付いている状態
で行うことが望ましい。この理由は、被検査基板にドリ
ルで開けられたスルーホール壁面に付着していた削り屑
等が、メッキ時のメッキ液がスルーホール内を通過する
際に壁面からわずかにはがれてスルーホール内を横断す
るような形で異物として存在する可能性が高くなるため
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における検査装置の一例を示す正面図。

【図２】図１の側面図。

【図３】図２の要部を示す拡大図。

【図４】図３を概念的に説明する斜視図。

【図５】検査装置における主制御部の電気的構成を示す
ブロック図。

【図６】撮影・解析ユニットの電気的構成を示すブロッ
ク図。

【図７】スルーホールの画像上における検査方向例を示
す説明図。

【図８】スルーホール状態の一例及びその解析方法例の
説明図。

【図９】図８のスルーホール状態の例２を示す説明図。

【図１０】図８のスルーホール状態の例３を示す説明
図。

【図１１】図８のスルーホール状態の例３を示す説明
図。

【符号の説明】

９ａ，９ｂ パターン検出用ライン照明 （第２の光
源） １０ １次元ＣＣＤカメラ （撮像装置） １０ａ 上部ＣＣＤカメラ １０ｂ 下部ＣＣＤカメラ １１ 被検査基板 １２ａ，１２ｂ ハーフミラー １３ Ｘ方向ステッピングモータ １４ Ｙ方向ステッピングモータ １５ Ｚ方向ステッピングモータ １７ａ，１７ｂ スルーホール検出用ライン照明 （第
１の光源） ３５ スルーホール ３６ 基板部 ３７ 配線パターン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｆ (72)発明者 恒川 智好 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 岩松 栄治 長野県上伊那郡宮田村137 (72)発明者 小田切 章 長野県上伊那郡宮田村137 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB02 CC01 FF04 GG02 HH02 JJ02 JJ05 JJ25 LL00 LL04 MM24 QQ24 QQ31 2G051 AA68 AB01 BA02 BB01 CA03 CA04 CA08 CB01 CB02 CC11 EA11 EA12 EA14 EA16 EA19 EB01 5B057 AA03 BA02 BA15 DA03 DB09 DC02 DC09 DC22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査基板両側において垂直方向に同軸
   に備えられた撮像装置と、 被検査基板両側に設けられてそれぞれ対応するハーフミ
   ラーを有し、被検査基板を挟んで反対側に位置する前記
   撮像装置の方向に落射照明する第１の光源と、 を備え、 前記撮像装置は、反対側からの前記落斜照明によるスル
   ーホールの透過光を両側において同時に受光し、同一ス
   ルーホールの検査を表裏両側から行なう機構を有するこ
   とを特徴とするプリント配線基板の検査装置。
2. 【請求項２】 被検査基板両側において垂直方向に同軸
   に備えられた撮像装置と、 被検査基板両側に設けられてそれぞれ対応するハーフミ
   ラーを有し、被検査基板を挟んで反対側に位置する前記
   撮像装置方向に落射照明する第１の光源と、 前記被検査基板両側において前記撮像装置と同じ側に設
   けられ、前記撮像装置の撮像位置を斜方から照射する第
   ２の光源と、 を備え、 前記撮像装置は、反対側からの前記落斜照明によるスル
   ーホールの透過光と、同じ側における前記被検査基板表
   面からの反射光とを両側において同時に受光し、それぞ
   れの撮像位置が前記被検査基板における表裏逆の同位置
   とされる機構を有することを特徴とするプリント配線基
   板の検査装置。
3. 【請求項３】 前記第１の光源は、 １次元的に光を照射する第１のライン照明とされ、該第
   １のライン照明による前記落斜照明は、被検査基板上を
   略ライン状に照射し、その照射位置上のスルーホールに
   おいて前記透過光を反対側に放出し、 さらに、前記撮像装置は１次元的に光情報を受光するラ
   インセンサを有し、そのライン方向は前記第１の光源の
   ライン方向と同方向とされ、該ラインセンサによって反
   対側からの前記透過光を受光することを特徴とする請求
   項１又は２に記載のプリント配線基板の検査装置。
4. 【請求項４】 前記第１の光源は、 １次元的に光を照射する第１のライン照明とされ、該第
   １のライン照明による前記落斜照明は、被検査基板上を
   略ライン状に照射し、その照射位置上のスルーホールに
   おいて前記透過光を反対側に放出し、 前記第２の光源は、 １次元的に光を照射し、そのライン方向が第１のライン
   照明と同方向である第２のライン照明とされて同じ側に
   備えられた前記撮像装置による撮像位置を略ライン状に
   照射し、 さらに、前記撮像装置は１次元的に光情報を受光するラ
   インセンサを有し、そのライン方向は前記第１の光源、
   及び前記第２の光源のライン方向と同方向とされ、前記
   ラインセンサによって、反対側からの前記透過光及び同
   側における前記反射光を受光することを特徴とする請求
   項２に記載のプリント配線基板の検査装置。