JP2003046219A - 印刷配線用基板の穴位置検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査時間を大幅に短縮でき、且つ比較的安価
な印刷配線用基板の穴位置検査装置及び検査方法を提供
する。 【解決手段】 印刷配線用基板１に形成された複数の穴
の位置精度を検査する印刷配線用基板の穴位置検査装置
において、前記穴の開口径より所定量だけ小さいビーム
径を有する測定光２５を当該穴が存在するべき所定位置
に照射する光照射手段２０と、前記穴を通過した前記測
定光２５を受光して当該測定光２５の所定範囲を受光し
たことを条件として正常穴として検出する検出手段３０
とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に用いら
れる両面印刷配線板、多層印刷配線板等に用いられる印
刷配線用基板の穴位置検査装置及び穴位置検査方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロニクス産業の発達に伴いプラ
スチック基板などの印刷配線板の高密度化、多層化が進
んでいる。これに伴い、スルーホールなどとなるドリル
による穴あけの径が小径化し、例えば、０．１５ｍｍ〜
０．１０ｍｍφの細いドリルによる穴あけも行われてい
る。

【０００３】このような小径穴を有する印刷配線板は、
マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）やマルチチ
ップモジュール（ＭＣＭ）などのパッケージ用基板に使
用されている。

【０００４】穴位置の不良によっては長期的な信頼性が
保証できない場合などがあるが、ＬＳＩに実装後に穴位
置不良が発見されると、損害が大変大きなものとなる。

【０００５】従って、印刷配線板に用いる印刷配線用基
板の穴あけ後の穴位置検査が重要であり、従来、外観検
査システム（ＡＯＩ）のような検査機で検査を行ってい
た。

【０００６】すなわち、従来においては、穴あけを行っ
た印刷配線用基板の穴位置を画像処理等で検出し、この
穴位置データと、設計値の穴位置データとを比較し、異
常な穴を検出するというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＡＯＩによる検査では、不良穴の特定はできるもの
の、検出した位置データと設計データとを比較して穴位
置不良を検出するために、検査時間が過大となるという
問題があった。また、検査装置自体が非常に高価である
という問題もあった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、検査時
間を大幅に短縮でき、且つ比較的安価な印刷配線用基板
の穴位置検査装置及び検査方法を提供することを課題と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第1の態様は、印刷配線用基板に形成された複数の
穴の位置精度を検査する印刷配線用基板の穴位置検査装
置において、前記穴の開口径より所定量だけ小さいビー
ム径を有する測定光を当該穴が存在するべき所定位置に
照射する光照射手段と、前記穴を通過した前記測定光を
受光して当該測定光の所定範囲を受光したことを条件と
して正常穴として検出する検出手段とを具備することを
特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査装置にある。

【００１０】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記検出手段は、当該印刷配線用基板の各パッケー
ジの全ての穴に対して検出した後、各パッケージ毎に正
常穴のみだったか否かを判断することを特徴とする印刷
配線用基板の穴位置検査装置にある。

【００１１】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記検出手段は、正常穴でないことを検出し
た時点で不良として当該パッケージの検出を終了するこ
とを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査装置にあ
る。

【００１２】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記検出手段は、受光した範囲を検出
するイメージセンサを具備し、当該イメージセンサの受
光範囲と当該測定光の全てが受光したときの受光範囲と
を比較することにより前記測定光の所定範囲を受光した
か否かを判定することを特徴とする印刷配線用基板の穴
位置検査装置にある。

【００１３】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記検出手段は、受光した測定光の光
量を検出するフォトセンサを具備し、当該フォトセンサ
が検出した光量と当該測定光の全てが受光した光量とを
比較することにより前記測定光の所定範囲を受光したか
否かを判定することを特徴とする印刷配線用基板の穴位
置検査装置にある。

【００１４】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記穴の開口径と前記測定光のビーム
径との差の所定量が、許容される位置誤差であり、前記
測定光の全てが受光されたことを条件として正常穴とし
て検出することを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検
査装置にある。

【００１５】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記測定光は、各穴毎に照射される平
行光であることを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検
査装置にある。

【００１６】本発明の第８の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記測定光は、所定の領域に存在する
複数の穴に対して同時に照射される平行光であることを
特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査装置にある。

【００１７】本発明の第９の態様は、第８の態様におい
て、前記測定光は、液晶を用いたシャッタを介して照射
されることを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査装
置にある。

【００１８】本発明の第１０の態様は、印刷配線用基板
に形成された複数の穴の位置精度を検査する印刷配線用
基板の穴位置検査方法において、前記穴の開口径より所
定量だけ小さいビーム径を有する測定光を当該穴が存在
するべき所定位置に照射し、前記穴を通過した前記測定
光を受光して当該測定光の所定範囲を受光したことを条
件として正常穴として検出することを特徴とする印刷配
線用基板の穴位置検査方法にある。

【００１９】本発明の第１１の態様は、第１０の態様に
おいて、前記印刷配線用基板の各パッケージの全ての穴
に対して検出した後、各パッケージ毎に正常穴のみだっ
たか否かを判断することを特徴とする印刷配線用基板の
穴位置検査方法にある。

【００２０】本発明の第１２の態様は、第１０又は１１
の態様において、正常穴でないことを検出した時点で不
良として検出を終了することを特徴とする印刷配線用基
板の穴位置検査方法にある。

【００２１】本発明の第１３の態様は、第１０〜１２の
何れかの態様において、前記穴を通過した測定光を、受
光した範囲を検出するイメージセンサにより受光し、当
該イメージセンサの受光範囲と当該測定光の全てが受光
したときの受光範囲とを比較することにより当該測定光
の所定範囲を受光したか否かを判定することを特徴とす
る印刷配線用基板の穴位置検査方法にある。

【００２２】本発明の第１４の態様は、第１０〜１３の
何れかの態様おいて、前記穴を通過した測定光を、受光
した測定光の光量を検出するフォトセンサにより受光
し、当該フォトセンサが検出した光量と当該測定光の全
てが受光した光量とを比較することにより当該測定光の
所定範囲を受光したか否かを判定することを特徴とする
印刷配線用基板の穴位置検査方法にある。

【００２３】本発明の第１５の態様は、第１０〜１４の
何れかの態様において、前記穴の開口径と前記測定光の
ビーム径との差の所定量が、許容される位置誤差であ
り、前記測定光の全てが受光されたことを条件として正
常穴として検出することを特徴とする印刷配線用基板の
穴位置検査方法にある。

【００２４】本発明の第１６の態様は、第１０〜１５の
何れかの態様において、前記測定光を、各穴毎に照射す
ることを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査方法に
ある。

【００２５】本発明の第１７の態様は、第１０〜１５の
何れかの態様において、前記測定光を、所定の領域に存
在する複数の穴に対して同時に照射することを特徴とす
る印刷配線用基板の穴位置検査方法にある。

【００２６】本発明の第１８の態様は、第１７の態様に
おいて、前記測定光を、液晶を用いたシャッタを介して
照射することを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査
方法にある。

【００２７】かかる本発明では、穴あけした穴位置の検
査において、穴位置を測定せずに所定の穴位置に穴が形
成されているか否かのみを判断するようにし、さらに、
基板のパッケージ単位で不良か否かを判断するようにし
たので、比較的安価な装置で比較的簡便に穴位置の検査
を行うことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
印刷配線用基板の検査装置を詳細に説明する。勿論、本
発明は、これに限定されるものではないことはいうまで
もない。

【００２９】（実施形態１）図１には、実施形態１に係
る印刷配線用基板の検査装置の概略図を示す。図１に示
すように、印刷配線用基板の検査装置は、印刷配線用基
板１を保持する保持部１０と、保持部１０に保持された
印刷配線用基板１の一方面側に相対向して設けられた光
照射手段２０と、他方面側に設けられた検出手段３０と
を具備する。

【００３０】保持手段１０は、種々の大きさの印刷配線
用基板１の周縁部を把持して保持する保持部１１を具備
する。なお、必要に応じて、保持部１１に保持された印
刷配線用基板１の面方向の位置を調整する調整手段を具
備してもよい。

【００３１】光照射手段２０は、印刷配線用基板１に形
成された複数の穴の位置（穴位置）に測定光２５として
の平行光を照射するものであり、光源２１と、光源から
の光を所定の位置に測定光２５として照射する光照射部
２２と、これらを制御する制御部２３とを具備する。

【００３２】光照射部２２は、光源２１からの光を所定
の位置に測定光２５として照射できるものであり、液晶
などの光シャッタを具備する。また、制御部２３は、設
計時の穴位置情報を具備し、所定位置へ測定光２５を照
射するように光照射部２２を制御する。

【００３３】液晶などを利用した光シャッタを用いた場
合には、穴位置のパターンが変更された場合にも容易に
対応できる。勿論、光シャッタの代わりにガラスやフィ
ルムの光マスクを用いてもよい。

【００３４】なお、光照射手段２０は、位相コントラス
ト法やホログラム法によるレーザ光を利用したものとし
てもよい。

【００３５】検出手段３０は、光照射手段２０により所
定位置に照射された平行光が印刷用配線基板１を正常に
通過したか否かを検出するもので、本実施形態では、イ
メージセンサ３１と、検出部３２とを具備する。

【００３６】イメージセンサ３１は、ＣＣＤなどであ
り、受光した領域が検出できるものであればよい。ま
た、検出部３２はイメージセンサ３１により検出された
平行光の受光範囲（受光面積）と当該平行光の全てが受
光したときの受光範囲とを比較するものであり、所定の
条件に基づいて平行光の所定範囲を受光したか否かを判
定する。

【００３７】このような印刷配線用基板の検査装置を用
いた検査手順を説明する。

【００３８】図２には、印刷配線用基板１の一例を示
す。印刷配線用基板１は、所定のパターンの穴２が配置
された実装部となるパッケージ３が複数（図では５カ
所）配置されたものであり、本発明方法では、各パッケ
ージ３毎に不要か否かを判断する。すなわち、印刷配線
用基板１の各パッケージ３に形成された複数の穴２の何
れか１つに不良が検出されれば、当該パッケージ３を不
良として判断し、パッケージ３のどれが不良の穴である
とは問題にしない。

【００３９】本実施形態では、図２の印刷配線用基板１
の各パッケージ３の穴２の配置パターンの位置情報に基
づいて、図３に示すように、各穴２の位置に測定光２５
を照射する。測定光２５の照射は、各パッケージ３全体
を一回で行ってもよいし、各領域毎、例えば、２，３個
の穴毎に複数回に分けて行ってもよい。

【００４０】各測定光２５の照射位置Ｘは、穴あけの位
置データによるものであり、測定光２５の中心が照射位
置Ｘとなるように照射する。

【００４１】また、測定光２５の直径は、穴２の直径よ
り所定量ｄだけ小さくする。所定量ｄは、本実施形態で
は穴２の位置ずれの許容量とした。

【００４２】従って、本実施形態では、測定光２５の全
体が通過した場合、すなわち、図４（ａ）のように穴２
の位置ずれが所定量ｄより小さい場合には、正常な穴２
ａと判断する。一方、測定光２５の一部でも通過しない
場合、すなわち、図４（ｂ）のように穴２の位置ずれが
所定量ｄより大きい場合には、不良な穴２ｂと判断す
る。

【００４３】測定光２５の全部が通過したか一部が通過
しなかったかは、イメージセンサ３１での受光面積、す
なわち、受光画素数（又は受光面積）により判断する。
すなわち、所定の直径を有する測定光２５の正常な受光
画素数を予め設定しておき、検出部３２は、各測定光２
５の検出を受光画素数のみを順次検出し、受光位置に関
する情報は取得しない。そして、所定の受光画素数より
小さい受光場所があった場合に不良と判断する。

【００４４】図５は正常な穴２ａの中に一つの不良の穴
２ｂを有するパッケージの穴配置パターンであるが、検
出部３２は、不良の穴２ｂが存在することは検出する
が、穴２ｂがどこに存在するかは検出しない。

【００４５】このように検出部３２は、検出情報として
位置情報を取得せず、受光画素数のみを検出するので、
メモリが少なくてすみ、検出時間も大幅に短縮できる。

【００４６】なお、測定光２５の直径は、必ずしも、穴
２より位置ずれの許容範囲である所定量ｄだけ小さくす
る必要はなく、例えば、これより若干大きくてもよい
し、小さくてもよい。何れにしても、所定量ｄより位置
ずれが生じたか否かを相対的に判断できればよい。

【００４７】（実施形態２）図６には、実施形態２に係
る印刷配線用基板の検査装置の概略図を示す。図６に示
すように、印刷配線用基板の検査装置は、印刷配線用基
板１を保持する保持部１０Ａと、保持部１０Ａに保持さ
れた印刷配線用基板１の一方面側に相対向して設けられ
た光照射手段２０Ａと、他方面側に設けられた検出手段
３０Ａとを具備する。

【００４８】保持手段１０Ａは、種々の大きさの印刷配
線用基板１の周縁部を把持して保持する保持部１１Ａ
と、保持部１１Ａを印刷配線用基板１の面方向に位置決
め移動できる移動手段１２とを具備する。移動手段１２
は、設計時の穴位置情報を具備し、所定位置へ測定光２
５を照射するように印刷配線用基板１を位置決め移動す
るように制御する。

【００４９】光照射手段２０Ａは、測定光２５としての
平行光を照射する光照射装置２１Ａからなる。光照射装
置２１Ａは、測定光２５の直径を可変できるものである
のが好ましい。

【００５０】検出手段３０Ａは、光照射手段２０Ａによ
り所定位置に照射された平行光が印刷用配線基板１を正
常に通過したか否かを検出するもので、本実施形態で
は、イメージセンサ３１Ａと、検出部３２Ａとを具備す
る。

【００５１】イメージセンサ３１Ａは、ＣＣＤなどであ
り、受光した領域が検出できるものであればよい。ま
た、検出部３２Ａはイメージセンサ３１Ａにより検出さ
れた平行光の受光範囲と当該平行光の全てが受光したと
きの受光範囲とを比較するものであり、所定の条件に基
づいて平行光の所定範囲を受光したか否かを判定する。

【００５２】本実施形態では、測定光２５の照射を印刷
配線用基板１を位置決め移動しながら順次照射するよう
にした以外は実施形態１と同様であり、正常か不良かの
判断の手順も同様である。

【００５３】本実施形態では、測定光２５の照射を順次
行うようにしたので、光照射手段２０Ａが比較的簡略化
でき、イメージセンサ３１Ａも小面積でよく、受光画素
数の検出も簡便化できるという利点がある。

【００５４】また、本実施形態では、測定光２５を順次
走査していくので、上述したような不良の穴２ｂが検出
された時点で検査を終了することができる。

【００５５】なお、測定光２５は１本ずつでも、所定の
領域毎に複数本としてもよい。また、印刷配線用基板１
を位置決め移動させる代わりに、光照射装置２１Ａ及び
イメージセンサ３１Ａを位置決め移動するようにしても
よい。

【００５６】（他の実施形態）以上説明した実施形態で
は、イメージセンサを用い、測定光の検出を受光画素数
（又は受光面積）で行うようにしたが、検出手段とし
て、光量を検出するフォトセンサを用いてもよい。すな
わち、不良の穴により測定光の外縁部の一部が遮断され
た場合には所定の光量を検出することはできないので、
当該フォトセンサにより検出された光量により、測定光
の全てが受光されたか否かを判断することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
印刷配線用基板の穴径よりも所定量だけ小さい測定光を
照射し、穴を通過して検出された測定光の位置情報は検
出せずに、その面積又は強度から所定の測定光が通過し
たか否かを検出することにより、比較的低コストで穴の
不良を迅速に検出できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の印刷配線用基板の検査装
置の概略を示す図である。

【図２】印刷用配線基板の一例を示す平面図である。

【図３】本発明の検査装置を用いた検査手順を説明する
図である。

【図４】本発明の検査装置を用いた検査手順を説明する
図である。

【図５】印刷用配線基板の穴パターンの一例を示す平面
図である。

【図６】本発明の実施形態２の印刷配線用基板の検査装
置の概略を示す図である。

【符号の説明】

１ 印刷配線用基板 ２ 穴 ２ａ 正常な穴 ２ｂ 不良の穴 １０，１０Ａ 保持手段 ２０，２０Ａ 光照射手段 ３０，３０Ａ 検出手段

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷配線用基板に形成された複数の穴の
   位置精度を検査する印刷配線用基板の穴位置検査装置に
   おいて、 前記穴の開口径より所定量だけ小さいビーム径を有する
   測定光を当該穴が存在するべき所定位置に照射する光照
   射手段と、前記穴を通過した前記測定光を受光して当該
   測定光の所定範囲を受光したことを条件として正常穴と
   して検出する検出手段とを具備することを特徴とする印
   刷配線用基板の穴位置検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記検出手段は、当
   該印刷配線用基板の各パッケージの全ての穴に対して検
   出した後、各パッケージ毎に正常穴のみだったか否かを
   判断することを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記検出手段
   は、正常穴でないことを検出した時点で不良として当該
   パッケージの検出を終了することを特徴とする印刷配線
   用基板の穴位置検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記検
   出手段は、受光した範囲を検出するイメージセンサを具
   備し、当該イメージセンサの受光範囲と当該測定光の全
   てが受光したときの受光範囲とを比較することにより前
   記測定光の所定範囲を受光したか否かを判定することを
   特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記検
   出手段は、受光した測定光の光量を検出するフォトセン
   サを具備し、当該フォトセンサが検出した光量と当該測
   定光の全てが受光した光量とを比較することにより前記
   測定光の所定範囲を受光したか否かを判定することを特
   徴とする印刷配線用基板の穴位置検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、前記穴
   の開口径と前記測定光のビーム径との差の所定量が、許
   容される位置誤差であり、前記測定光の全てが受光され
   たことを条件として正常穴として検出することを特徴と
   する印刷配線用基板の穴位置検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記測
   定光は、各穴毎に照射される平行光であることを特徴と
   する印刷配線用基板の穴位置検査装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記測
   定光は、所定の領域に存在する複数の穴に対して同時に
   照射される平行光であることを特徴とする印刷配線用基
   板の穴位置検査装置。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記測定光は、液晶
   を用いたシャッタを介して照射されることを特徴とする
   印刷配線用基板の穴位置検査装置。
10. 【請求項１０】 印刷配線用基板に形成された複数の穴
    の位置精度を検査する印刷配線用基板の穴位置検査方法
    において、 前記穴の開口径より所定量だけ小さいビーム径を有する
    測定光を当該穴が存在するべき所定位置に照射し、前記
    穴を通過した前記測定光を受光して当該測定光の所定範
    囲を受光したことを条件として正常穴として検出するこ
    とを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記印刷配線用
    基板の各パッケージの全ての穴に対して検出した後、各
    パッケージ毎に正常穴のみだったか否かを判断すること
    を特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、正常穴
    でないことを検出した時点で不良として検出を終了する
    ことを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査方法。
13. 【請求項１３】 請求項１０〜１２の何れかにおいて、
    前記穴を通過した測定光を、受光した範囲を検出するイ
    メージセンサにより受光し、当該イメージセンサの受光
    範囲と当該測定光の全てが受光したときの受光範囲とを
    比較することにより当該測定光の所定範囲を受光したか
    否かを判定することを特徴とする印刷配線用基板の穴位
    置検査方法。
14. 【請求項１４】 請求項１０〜１３の何れかおいて、前
    記穴を通過した測定光を、受光した測定光の光量を検出
    するフォトセンサにより受光し、当該フォトセンサが検
    出した光量と当該測定光の全てが受光した光量とを比較
    することにより当該測定光の所定範囲を受光したか否か
    を判定することを特徴とする印刷配線用基板の穴位置検
    査方法。
15. 【請求項１５】 請求項１０〜１４の何れかにおいて、
    前記穴の開口径と前記測定光のビーム径との差の所定量
    が、許容される位置誤差であり、前記測定光の全てが受
    光されたことを条件として正常穴として検出することを
    特徴とする印刷配線用基板の穴位置検査方法。
16. 【請求項１６】 請求項１０〜１５の何れかにおいて、
    前記測定光を、各穴毎に照射することを特徴とする印刷
    配線用基板の穴位置検査方法。
17. 【請求項１７】 請求項１０〜１５の何れかにおいて、
    前記測定光を、所定の領域に存在する複数の穴に対して
    同時に照射することを特徴とする印刷配線用基板の穴位
    置検査方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記測定光を、
    液晶を用いたシャッタを介して照射することを特徴とす
    る印刷配線用基板の穴位置検査方法。