JP2002131240A - 透孔内異物検査の管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】上記従来の不都合に着目し、透孔内異物検査装
置の検査条件の変化の有無を容易に判断でき、装置管理
を効率的に行うことができる透孔内異物検査装置の管理
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】ワークに設けられた微細な透孔から透過す
る光をカメラにより画像データとして取り込み、この取
り込まれた前記透孔に対応する透過光面積から透孔内の
異物の有無を検査するに際し、基準ワークを選定し、当
該基準ワークの透孔に対して透過光面積を測定する作業
を定期的に行なって測定値をデータベースに蓄積し、こ
のデータベースにより得られる透過光面積の変化状態を
予め設定された管理規格値と比較判定し、検査条件の調
整時期と調整対象を選定して検査調整を行なう構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透孔内異物検査の管
理方法に係り、特に微細な透孔内部の異物有無検査の管
理に好適な方法である。

【０００２】

【従来の技術】まず従来の透孔内異物検査装置につい
て、図８に従って説明する。一般的に、直径が数十〜数
百ミクロンといった透孔に対し、正しい数だけ開口され
ているか、透孔のサイズは均一か、あるいは内部に異物
が入っていないか等の検査が行われる。この種の検査方
法は、通常光学的な手法が用いられ、例えば透孔が形成
されているワークの検査面を顕微鏡を通じてＣＣＤカメ
ラで撮像し、画像処理装置によって基準値との比較をな
して良否判定を行うようにしている。この従来例では、
画像処理装置の他に、オートフォーカスユニット、顕微
鏡、または電子線が必要となり、透孔１個毎、または高
倍率な拡大画像による検査を行なっていた。

【０００３】この種の検査装置の一般的構成は、図８に
示すように、透孔が開けられたワーク１を定位置に配置
しておき、その下面側に光源２を配置するとともに、上
面側に顕微鏡ユニット３とＣＣＤカメラ４が一体になっ
た画像取込み手段を配置する構成を採る。画像取込み手
段はＺ軸自動制御機構５により昇降可能とされ、またＣ
ＣＤカメラ４にはオートフォーカスユニット６を介して
画像処理装置７に接続されている。このような検査装置
により、図２に示しているような複数個の透孔８の開い
たワーク１を撮像するが、取込み画像は透孔８を１個単
位として、透孔の良否判定を行なうようにしている。例
えば、透孔８に異物が存在している場合には、透過光量
が減少するので、測定画素面積は小さくなり、一定の閾
値以下の画素面積となっている透孔８を欠陥として判定
しているのである。

【０００４】上記のような透孔内異物検査装置では、透
孔の直径が微細であり高倍率な画像取り込みを行うこと
から、ワークやカメラの位置などの検査条件のわずかな
変化が透過光面積値に大きく影響し、異物の検出が有効
に行えない場合がある。そのため検査装置の検査条件を
充分に管理する必要がある。そこで、上記検査装置の検
査条件の変化の有無を、装置の各部分およびその検査条
件を個別に調査することにより判断していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の透孔
内異物検査装置では、測定すべき透過光面積値の大小に
寄与する装置の部分およびその検査条件がく、例えば図
８において、ワーク１、光源２、顕微鏡ユニット３、Ｃ
ＣＤカメラ４、Ｚ軸調整機構５などの位置および性能
は、すべて透過光面積値の大小に寄与する。従って装置
の各部分およびその検査条件を個別にすべて調査するに
は多大な時間と費用を要し、検査条件の変化の有無を頻
繁に確認できず、装置管理を充分に行うことができない
不都合がある。

【０００６】本発明は、上記従来の不都合に着目し、透
孔内異物検査装置の検査条件の変化の有無を容易に判断
でき、検査管理を効率的に行うことができる透孔内異物
検査の管理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る透孔内異物検査装置の管理方法は、ワ
ークに設けられた微細な透孔から透過する光をカメラに
より画像データとして取り込み、この取り込まれた前記
透孔に対応する透過光面積から透孔内の異物の有無を検
査するに際し、基準ワークを選定し、当該基準ワークの
透孔に対して透過光面積を測定する作業を定期的に行な
って測定値をデータベースに蓄積し、このデータベース
により得られる透過光面積の変化状態を予め設定された
管理規格値と比較判定し、検査条件の調整時期と調整対
象を選定して検査調整を行なう構成とした。

【０００８】また、前記基準ワークの測定対象透孔をワ
ーク上の複数箇所に指定された透孔列を複数設定して、
この指定された透孔列を定期的に測定することが望まし
い。

【０００９】さらに、前記管理規格値を個々の透孔毎に
設定するとともに、各透孔毎に初期測定値として設定さ
れた基準設定値を中心として上限許容値および下限許容
値の範囲に設定し、各透孔毎に前記管理規格値との比較
判定により検査条件の調整時期と調整対象を選定して検
査調整を行なうことが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、直径が微
細な複数の透孔を有する製品の透孔内異物検査装置に本
発明に係る透孔内異物検査の管理方法を適用した場合に
ついて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１１】図２に製品（ワーク）の例を示す。ワーク
１０は複数の透孔３２すなわち貫通する穴を有してい
る。直径が微細な透孔を有する製品の場合、目に見えな
い微細な異物が透孔内に付着することが、製品の性能低
下につながる場合がある。従って製品の透孔内に異物が
付着していないかを検査する必要がある。

【００１２】図３に透孔内異物検査工程で使用する検査
装置の構成を示す。この検査装置では、複数の透孔を列
状に配列した平板状のワーク１０の下面部に光源１２を
配置して裏面から透孔に向けて光を照射し、一方、ワー
ク１０の上面部側に複数のＣＣＤ素子を列状に配列した
ラインセンサカメラ１４を配置して、当該カメラ１４に
より透孔からの透過光を撮像するように構成している
（図２参照）。したがって、ワーク１０の一方平面側に
配置された光源１２によりワーク１０に光を当て、前記
ワーク１０を挟んで光源１２の反対側に置かれたライン
センサカメラ１４により撮像する。そして、このライン
センサカメラ１４と前記光源１２とをワーク１０に対し
て相対的に平面移動することにより透過平面画像を撮像
して画像を取り込むようにしている。実施形態ではワー
ク１０をＸＹテーブル１６に搭載して画素列と直行する
方向に移動させて、スキャンさせるものとしている（図
４参照）。

【００１３】そして、この画像データは画像処理手段２
４に入力され、透孔内に異物があった場合、異物によっ
て光が遮られ、貫通透孔面積値が小さくなるという特性
を利用して異物検出を行なようにしている。なお、図３
に示す例では、３個のワーク１０を同時に検査するよう
になっており、このため、光源１２とラインセンサカメ
ラ１４が３対設けられている。

【００１４】ＸＹテーブル１６の定位置にワーク１０を
配置する目的のため、ワーク１０を挟み込む固定治具１
８が用いられている。これは下治具１８Ｄと上治具１８
Ｕとからなり、適当な固定手段によりテーブル上の定位
置に治具１８を位置決め固定させている。この治具１８
にはワーク１０の透孔列に対応するスリット２０を形成
して透過光をこのスリット２０を通じてラインセンサカ
メラ１４により取り込むものとし、併せて、ＸＹテーブ
ル１６の下方に配置されている光源１２もライン照明を
なす構成としている（図４参照）。そして、テーブル下
面部には拡散板２２が取り付けられ、光源１２からの光
強度のムラを緩和させて均一に透孔列に光を照射させて
いる。

【００１５】図１に本発明の特徴的な構成である、基準
ワークを用いた透孔内異物検査方法のブロック図を示
す。第一に基準設定値および管理規格値の決定方法を説
明する。

【００１６】最初に基準ワークを選定する（ステップ１
０２）。基準ワークは透孔内に異物が付着していないも
のを選定する必要があり、顕微鏡を通して透孔内を目視
検査する方法などを用いて、異物が付着していないこと
を確認の上で選定する。なお、基準設定値測定後に基準
ワークが各部の寸法に変化を生じたり、また透孔内に異
物を付着させたりすれば、透過光面積値が変化してしま
い以後その基準ワークによる装置管理が不可能となるた
め、基準ワークは温度および湿度管理の上不必要な力が
加わらないようにケース等に入れて、しかも塵等の微細
異物を排除した環境下で厳重に保管する。

【００１７】次に測定する透孔列を指定する（ステップ
１０４）。本実施形態における透過光面積の測定は、基
準ワークの透孔内異物検査のためではなく検査装置の管
理のために行うものであり、ワークの有するすべての透
孔に対して行う必要はない。そこであらかじめ透過光面
積を測定する透孔列を指定して、以後すべての透過光測
定は指定された透孔列についてのみ行う。図５に透孔列
の指定例を示す。図５の例では、第１行では左端の列１
００ａ、第２行では右端の列１００ｂ、第３行では左端
の列１００ｃ、第４行では右端の列１００ｄが指定され
ている。透孔列の指定は図５の例に限られず任意の列を
指定することができるが、ワークの一部分に指定列が集
中すると検査装置の検査条件の変化が検出できない場合
がある。例えば光源の位置が水平方向にずれているにも
かかわらず、指定列の方向へずれているため透過光面積
値に変化がでない場合などである。そこで図５の例のよ
うにワークの各部分から均等（例えば各行の両端部と中
央部など）に透孔列を指定する。

【００１８】このように全部の透孔でなく一部のあらか
じめ指定された透孔に対してのみ透過光面積を測定する
ことで、検査時間が短縮でき、効率的な装置管理が実現
できる。またワークの各部分から均等に透孔を指定する
ことにより、検査条件の変化を見逃すことがない。

【００１９】次に、基準ワークの指定された透孔列に対
して透過光面積の測定を行い（ステップ１０６）、その
最初の測定結果を各透孔の基準設定値とする（ステップ
１０８）。この基準設定値は検査装置の検査条件の変化
についての判断基準となるものであるから、後述するよ
うな装置の各部分およびその検査条件を個別に調査した
上で、上記透過光面積の測定を行う。

【００２０】次に、この基準設定値を中心とした管理規
格値を決定する（ステップ１１０）。管理規格値とは、
検査装置の検査条件の変化として許容できる上限値およ
び下限値に対応する透過光面積値であり、各透孔につき
基準設定値を中心として上下に幅をとって設定される。
管理規格値は、現実的な検査条件のばらつき方と、検出
すべき異物の大きさとを考慮して決定する。図６に、あ
る指定された透孔列に含まれる、各透孔の管理規格値の
例を示す。図６の例では、各透孔につき基準設定値を中
心として上下に５０単位の面積値の幅をとって、管理規
格値の上限値および下限値が設定されている。

【００２１】第二に検査装置の検査条件の変化の有無に
ついての判断方法を説明する。一定期間毎、例えば毎日
の作業開始前に、前記基準ワークに対して前記透過光面
積を測定する（ステップ１１２）。次にこの透過光面積
値が基準設定値を中心とした管理規格値の範囲内にある
かどうかを判断する（ステップ１１４）。図６の例で
は、各透孔の測定値は管理規格値の範囲内に入ってい
る。

【００２２】透過光面積値が管理規格の範囲内にない場
合、作業者に警告を与え（ステップ１１６）、装置の各
部分およびその検査条件を個別に調査、修正する（ステ
ップ１１８）。透過光面積値に影響を与える検査装置の
部分としては、光源１２，拡散板２２，ＸＹテーブル１
６，治具１８，ラインセンサカメラ１４がある。また各
部分につき透過光面積値に影響を与える検査条件として
は、光源１２については水平および垂直方向位置、向
き、光の強さ、光の色などがある。拡散板２２について
は、垂直方向位置、変色などがある。ＸＹテーブル１
６，治具１８については、水平および垂直方向位置、平
行度などがある。ラインセンサカメラ１４については、
水平および垂直方向位置、向き、焦点位置、レンズやＣ
ＣＤ等の性能変化などがある。これらの点につき調査お
よび修正後、再度基準ワークの透過光面積を測定して
（ステップ１１２）、管理規格値の範囲内に修正できた
かどうかを判断する（ステップ１１４）。

【００２３】一方透過光面積値が管理規格値の範囲内に
入っていれば、各製品に対する透孔内異物検査を開始す
る（ステップ１２０）。

【００２４】ステップ１１２で得られた一定期間毎の透
過光面積の測定結果は、データベースに蓄積され、検査
装置の傾向管理に用いられる（ステップ１２２）。具体
的には図７に示すようなグラフを作成する。図７はある
透孔における透過光面積値が測定毎にどのように変化し
ているかを示すグラフの例である。図７の例によれば、
Ａ点で透過光面積値が増加し始め、Ｂ点で管理規格値を
超えている。このグラフにより、検査条件の変化がいつ
から始まったものであるか、またその時期に対応して考
えられる原因は何かなどについて考察できる。また、図
７のＡ点からＣ点にかけて透過光面積値が減少を続けて
いる。この場合Ｃ点ではなお管理規格値の範囲内にある
が、時間の経過と共に管理規格値を超えることが予想さ
れるから、現時点で検査装置の検査条件の修正を行うべ
きとの、調整時期の決定ができる。さらに、このような
グラフを各透孔毎に作成することにより、透過光面積値
が変化している透孔がワーク中のある部分に集中してい
ることがわかれば、その部分に対応する検査装置の各部
分（例えば光源）の位置ずれが考えられ、調整対象とそ
の修正方向を決定することができる（ステップ１２
４）。加えて、このようなグラフをあらかじめワーク上
に均等に指定された透孔についてのみ作成することによ
り、検査時間およびグラフ作成時間を短縮できると共
に、ワーク中のある部分に集中して起きている変化を見
逃すことがない。

【００２５】そして上記の調査時期および調査対象の決
定結果を、図１のステップ１１８における装置の各部分
およびその検査条件の調査および修正に反映すれば（ス
テップ１１８）、ポイントを絞った調査および修正がで
き、装置管理を効率的に行うことができる。

【００２６】以上の方法により、透過光面積値の変化か
ら検査装置の検査条件の変化の有無を知ることができ
る。またこの一定期間毎の測定は通常製品に対して行う
測定と同じであり、また指定した透孔列についてのみ測
定することから、検査装置の検査条件の変化の有無が容
易に判断できる。さらに検査条件に変化があったことが
確認されてから初めて装置の各部分およびその検査条件
を個別に調査すればよいことから、作業効率が大幅に改
善され、装置管理を効率的に行うことができる。さら
に、全部の透孔でなく一部のあらかじめ指定された透孔
に対してのみ透過光面積を測定することで、検査時間が
短縮でき、効率的な装置管理が実現できる。加えて、ス
テップ１１２で得られた一定期間毎の透過光面積値を毎
回データベースに蓄積することにより、検査装置の検査
条件の変化の傾向が把握でき、検査条件の修正に反映で
きる。従って特に効率的かつ有効な装置管理が実現でき
る。

【００２７】

【発明の効果】基準ワークを選定し、当該基準ワークの
透孔に対して透過光面積を測定する作業を定期的に行な
って測定値をデータベースに蓄積し、このデータベース
により得られる透過光面積の変化状態を予め設定された
管理規格値と比較判定し、検査条件の調整時期と調整対
象を選定して検査調整を行なう構成としたので、検査装
置の検査条件の変化の有無を容易に判断でき、効率的な
透孔内異物検査管理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る透孔内異物検査装置の管理方法の
ブロック図である。

【図２】ラインセンサカメラおよびワークの説明図であ
る。

【図３】透孔内異物検査装置のブロック図である。

【図４】透孔内異物検査装置の説明図である。

【図５】透過光面積値を測定する透孔列の指定例であ
る。

【図６】ある透孔列内の各透孔における管理規格値の例
である。

【図７】ある透孔における透過光面積値の測定毎の変化
を示すグラフの例である。

【図８】従来の異物検査装置の説明図である。

【符号の説明】

１０………ワーク １２………光源 １４………ラインセンサカメラ １６………ＸＹテーブル １８………治具 １８Ｄ………下治具 １８Ｕ………上治具 ２０………スリット ２２………拡散板 ２４………画像処理手段 ２６………センサ本体 ２８………接写リング部 ３０………レンズ ３２………透孔 １００，１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ……
…指定透孔列

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲斎▼藤 幹男 山形県酒田市十里塚166番地３ 東北エプ ソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AP12 AP82 2G051 AA32 AB20 AC02 BB20 CA03 CA04 CB02 DA07 EA14 EA16 EB01 EB02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに設けられた微細な透孔から透過
   する光をカメラにより画像データとして取り込み、この
   取り込まれた前記透孔に対応する透過光面積から透孔内
   の異物の有無を検査するに際し、基準ワークを選定し、
   当該基準ワークの透孔に対して透過光面積を測定する作
   業を定期的に行なって測定値をデータベースに蓄積し、
   このデータベースにより得られる透過光面積の変化状態
   を予め設定された管理規格値と比較判定し、検査条件の
   調整時期と調整対象を選定して検査調整を行なうことを
   特徴とする透孔内異物検査の管理方法。
2. 【請求項２】 前記基準ワークの測定対象透孔をワーク
   上の複数箇所に指定された透孔列を複数設定して、この
   指定された透孔列を定期的に測定することを特徴とする
   請求項１に記載の透孔内異物検査の管理方法。
3. 【請求項３】 前記管理規格値を個々の透孔毎に設定す
   るとともに、各透孔毎に初期測定値として設定された基
   準設定値を中心として上限許容値および下限許容値の範
   囲に設定し、各透孔毎に前記管理規格値との比較判定に
   より検査条件の調整時期と調整対象を選定して検査調整
   を行なうことを特徴とする請求項１に記載の透孔内異物
   検査の管理方法。