JP2012159488A - プリント基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プリント基板の検査装置に関する。
【解決手段】本発明によるプリント基板の検査装置は、第１レーザー光源と、第１レーザー光源から出射された光を基板に集光させる第１集光部と、第１集光部によって集光される光によって基板から発生した蛍光と第１レーザー光源から出射された光とを分離する第１二色性ビーム分離部と、第１二色性ビーム分離部を透過した光から基板の未メッキ状態を判定するための判定部と、を含み、基板に形成されたビアホールの内部側面にはメッキされていない未メッキ部分を含み、第１集光部から出射された光は基板と第１角度を有して入射され、ビアホールの内部側面の未メッキ部分に集光されることができる。これにより、回路基板の不良を迅速に判別することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板の検査装置に関し、より詳細には、基板に形成されたビアホールの未メッキ部分を検査するためのプリント基板の検査装置に関する。

一般的に多層構造を有する回路基板は、多数の回路基板を積層し、夫々の回路基板に形成された回路パターンをコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）やビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）を介して互いに連結することにより構成する。図１はこのような多数の回路基板を積層した後、積層された回路基板のパターンの間にビアホールを形成するプロセスを図示したものである。

図１を参照すると、樹脂ｒ上に銅箔パターンｃが形成された多数の回路基板が積層された回路基板１００を準備する。その後、準備された回路基板１００にレーザーを用いてビアホールｖを形成する。図面符号１０１は、レーザーによってビアホールｖが形成された回路基板を示す。次に、形成されたビアホールｖに金属メッキを行うことにより、上下層の回路基板のパターンを互いに連結する（図面符号１０２参照）。しかし、ビアホールｖの直径が次第に小さくなり、深さが次第に深くなることにより、特に直径が１００μｍ以下、深さが１００μｍ以上の場合はメッキ液がビアホールｖの内部まで循環されず、未メッキ部分Ｘが発生する（図面符号１０３参照）。このような未メッキ部分Ｘには、回路基板の不良を引き起こすという問題点がある。

米国特許第７３６５８４２明細書

本発明の目的は、回路基板に形成されたビアホールの内部側面の未メッキ部分を高速で検査することができるプリント基板の検査装置を提供することにある。

上記技術的課題を解決するための手段として本発明は、第１レーザー光源と、第１レーザー光源から出射された光を基板に集光させる第１集光部と、第１集光部によって集光される光によって基板から発生した蛍光と第１レーザー光源から出射された光とを分離する第１二色性ビーム分離部と、第１二色性ビーム分離部を透過した光から基板の未メッキ状態を判定するための判定部と、を含み、基板に形成されたビアホールの内部側面にはメッキされていない未メッキ部分を含み、第１集光部から出射された光は基板と第１角度を有して入射され、ビアホールの内部側面の未メッキ部分に集光されることができるプリント基板の検査装置を提供する。

上述した第１角度は、０度超過９０度未満であることができる。
また、上記第１集光部は、第１レーザー光源から出射された光を基板の一側面の第１方向に集光させることができる。

また、上記プリント基板の検査装置は、基板を固定させ、第１方向と垂直の第２方向に基板を移動させるＸ−Ｙステージをさらに含むことができる。

また、上記第１集光部は、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、共鳴ミラー及びＡＯＤ（音響光学偏向器（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ））のうち何れか一つを含むことができる。

また、上記プリント基板の検査装置は、判定部に入力される特定波長を有した光のみを通過させるための蛍光フィルタをさらに含むことができる。

また、上記第１二色性ビーム分離部はダイクロイックミラーを含むことができる。

また、上記判定部は、フォトダイオードまたはＰＭＴ（フォトマルチプライヤー（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ））のうち何れか一つを含むことができる。

また、上記プリント基板の検査装置は、第２レーザー光源と、第２レーザー光源から出射された光を基板に集光させる第２集光部と、第２集光部によって集光される光によって基板から発生した蛍光と第２レーザー光源から出射された光とを分離する第２二色性ビーム分離部をさらに含み、判定部は、第２二色性ビーム分離部を透過した光から基板の未メッキ状態を判定し、第２集光部から出射された光は基板と第２角度を有して入射され、上記第１集光部から出射された光と対向する方向に入射して、第２集光部から出射された光は第１集光部によって集光されるビアホールの内部側面と対向する内部側面の未メッキ部分に集光されることができる。

また、上記第２角度は、０度超過９０度未満であることができる。

また、上記第２集光部は、第２レーザー光源から出射された光を基板の一側面の第１方向に集光させることができる。

また、上記プリント基板の検査装置は、基板を固定させ、第１方向と垂直の第２方向に基板を移動させるＸ−Ｙステージをさらに含むことができる。

また、第２集光部は、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、共鳴ミラー及びＡＯＤ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）のうち何れか一つを含むことができる。

また、上記プリント基板の検査装置は、判定部に入力される特定波長を有した光のみを通過させるための蛍光フィルタをさらに含むことができる。

また、上記第２二色性ビーム分離部はダイクロイックミラーを含むことができる。

また、上記判定部は、フォトダイオードまたはＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）のうち何れか一つを含むことができる。

本発明によると、プリント基板の未メッキ部分の樹脂がレーザー光を受けると蛍光を発するという点を利用して、基板の未メッキ部分を判定することができる。また、基板に形成されたビアホールの内部側面の未メッキ部分を判定するために、レーザー光源から出射された光が基板と一定角度を有して入射されるようにすることにより、ビアホールの内部側面まで未メッキの有無を判定することができる効果がある。一方、集光部と基板を固定させるＸ−Ｙステージが一定方向に移動可能であるようにすることにより、より高速でプリント基板の不良有無を判定することができる効果がある。

従来技術によって積層された回路基板のパターンの間にビアホールを形成するプロセスを示した図面である。 本発明の一実施形態によるプリント基板の検査装置の一例を示した図面である。 本発明の一実施形態によるビアホールの側面を図示した側断面図である。 本発明の一実施形態によってプリント基板の第１方向に集光される光及び第２方向に沿って移動するＸ−Ｙステージを示した図面である。 本発明の他の実施形態によるプリント基板の検査装置の一例を示した図面である。

以下、添付の図面を参照して本発明の多様な実施形態をより詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面に図示された構成要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張されることがあることに留意すべきである。

図２は本発明の一実施形態によるプリント基板の検査装置の一例を示した図面であり、図３は本発明の一実施形態によるビアホールの側面を図示した側断面図であり、図４は本発明の一実施形態によってプリント基板の第１方向に集光される光及び第２方向に沿って移動するＸ−Ｙステージを図示した図面である。

本発明の一実施形態によるプリント基板の検査装置２００は、第１レーザー光源２０１と、第１レーザー光源２０１から出射された光を基板Ｓに集光させる第１集光部２０３と、第１集光部２０３によって集光される光によって基板Ｓから発生した蛍光と第１レーザー光源２０１から出射された光を分離する第１二色性ビーム分離部２０２と、第１二色性ビーム分離部２０２を透過した光から基板Ｓの未メッキ状態を判定するための判定部２０６とを含み、基板Ｓに形成されたビアホールｖの内部側面にはメッキされていない未メッキ部分Ｘを含み、第１集光部２０３から出射された光は基板と第１角度θ１を有して入射され、ビアホールｖの内部側面の未メッキ部分Ｘに集光されることができる。

以下、図２から図４を参照して本発明の一実施形態によるプリント基板の検査装置２００を詳細に説明する。

第１レーザー光源２０１はレーザー光を出射するための一般的なレーザーである。プリント基板Ｓにおいて、金属でメッキされた部分はレーザー光を受けると蛍光が発生しないが、金属でメッキされていない部分の樹脂（ｒｅｓｉｎ）はレーザー光を受けると蛍光が発生する。つまり、本発明はこのような点を利用するものである。蛍光効率を高めるために、レーザーは紫外線（ＵＶ）のような短波長のレーザーを用いることができる。

第１集光部２０３は、第１レーザー光源２０１から出射された光を基板Ｓに集光させると同時に、光によって基板Ｓから発生する蛍光を後述する第１二色性ビーム分離部２０２に伝達する。第１集光部２０３は、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、共鳴ミラー（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｓｃａｎｎｅｒ）またはＡＯＤ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）のうち何れか一つを含むことができる。一方、本発明によると、第１集光部２０３は図４に示されたように、基板の一側面の第１方向４００に光を高速で移動させることにより、未メッキ判定のための速度を高めることができる。

第１二色性ビーム分離部２０２は、第１集光部２０３によって集光される光によって基板Ｓから発生した蛍光と、第１レーザー光源２０１から出射された光とを分離する役割をする。具体的には、第１二色性ビーム分離部２０２は第１レーザー光源２０１から出射された光を反射し、基板Ｓから発生した蛍光をそのまま通過させる。このような第１二色性ビーム分離部２０２は、ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｍｉｒｒｏｒ）を含むことができる。

ピンホール２０４は第１二色性ビーム分離部２０２と蛍光フィルタ２０５との間に設けられ、第１二色性ビーム分離部２０２を通過した蛍光に対して不要な情報を遮断する役割をする。

蛍光フィルタ２０５は判定部２０６とピンホール２０４との間に設けられ、判定部２０６に入力される特定波長を有した光のみを通過させるフィルタである。蛍光フィルタ２０５を通過した蛍光は判定部２０６に入力される。

判定部２０６は、蛍光フィルタ２０５を通過した蛍光から基板Ｓに形成されたビアホールｖの未メッキ状態を判定する役割をする。このような判定部２０６は、基板Ｓから発生した蛍光が弱い場合はＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）を含み、蛍光が十分に強い場合はフォトダイオードを含むことができる。

一方、Ｘ−Ｙステージ２０７は基板Ｓを固定させ、第１集光部２０３のスキャン方向４００と垂直の第２方向４０１に移動する。このように、第１集光部２０３とＸ−Ｙステージ２０７によって基板Ｓのスキャン速度を向上させることができるため、全体的に基板Ｓに形成されたビアホールｖの未メッキ判定のための速度を高めることができる効果がある。

以下、図２から図４を参照して本発明の一実施形態によるプリント基板の検査装置２００の動作原理を詳細に説明する。

図２から図４を参照すると、第１レーザー光源２０１から出射された光は第１二色性ビーム分離部２０２によって反射して第１集光部２０３に伝達される。第１集光部２０３は、図４で示されたように、第１方向４００に基板Ｓ上に光を集光させる。この際、図３に示されたように、光は基板Ｓと所定の入射角度θ１を有するようになり、このような入射角度θ１によってビアホールｖの内部側面に光が集光されるようになる。

その後、ビアホールｖの内部側面の未メッキ部分Ｘに集光された光によって未メッキ部分Ｘは蛍光を発生するようになり、発生した蛍光は再び第１集光部２０３を経て第１二色性ビーム分離部２０２に伝達される。第１二色性ビーム分離部２０２は蛍光を通過させ、第１二色性ビーム分離部２０２を通過した蛍光はピンホール２０４と蛍光フィルタ２０５を経て判定部２０６に伝達される。判定部２０６は、蛍光の有無によって基板Ｓに形成されたビアホールｖの内部が完全にメッキされたかを判定することができる。一方、第１集光部２０３が光を第１方向４００に集光することとは別に、基板Ｓを固定させるＸ−Ｙステージ２０７を第２方向４０１に移動させることにより、検査速度をさらに向上させることができる。

一方、図５は本発明の他の実施形態によるプリント基板の検査装置の一例を示した図面である。図５の実施形態は、ビアホールｖの内部側面を二つのレーザー光を用いてより精密に検査するためのものである。図３に示されたように、一つのレーザー光を用いる場合、ビアホールｖの内部の反対側の未メッキ部分にはレーザー光が至らないため精密な検査が行われない可能性がある。このために、本発明の他の実施形態は一つのビアホールｖに対して二つのレーザー光が至るようにするためのものである。

本発明の他の実施形態によるプリント基板の検査装置は、図２で説明された構成要素の他にも、第２レーザー光源５０１と、第２レーザー光源５０１から出射された光を基板Ｓに集光させる第２集光部５０３と、第２集光部５０３によって集光される光によって基板Ｓから発生した蛍光と第２レーザー光源５０１から出射された光とを分離する第２二色性ビーム分離部５０２と、判定部２０６に入力される特定波長を有した光のみを通過させる第２蛍光フィルタ５０５と、第２蛍光フィルタ５０５と第２二色性ビーム分離部５０２の間で不要な情報を遮断する第２ピンホール５０４と、を含むことができる。

図５による動作原理は図２から図４に係る説明と同様である。但し、一つのビアホールｖに対して二つの光が内部側面に集光される。即ち、第２集光部５０３から出射された光は基板Ｓと第２入射角θ２を有して入射され、第１集光部２０３から出射された光と対向する方向に入射する。従って、第２集光部５０３から出射された光は第１集光部２０３によって集光されるビアホールｖの内部側面と対向する内部側面の未メッキ部分に集光される。その他の部分は図２から図４に係る説明と重複されるため、詳細な説明は省略する。

以上、本発明の具体的な実施形態を参照して本発明について詳細に説明したが、本発明の範囲を外れない限度内で多様な変形が可能であることは勿論のことである。従って、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されず、添付する特許請求の範囲と均等なものによって決められるべきである。

２０１、５０１：第１及び第２レーザー光源
２０２、５０２：第１及び第２二色性ビーム分離部
２０３、５０３：第１及び第２集光部
２０４、５０４：第１及び第２ピンホール
２０５、５０５：第１及び第２蛍光フィルタ
２０６：判定部
２０７：Ｘ−Ｙステージ
ｒ：樹脂
ｃ：銅箔パターン
ｖ：ビアホール

Claims (16)

1. 第１レーザー光源と、
   前記第１レーザー光源から出射された光をビアホールを有する基板に集光させる第１集光部と、
   前記第１集光部によって集光される光によって基板から発生した蛍光と第１レーザー光源から出射された光とを分離する第１二色性ビーム分離部と、
   前記第１二色性ビーム分離部を透過した光から基板の未メッキ状態を判定するための判定部と、を含み、
   前記基板に形成されたビアホールの内部側面にはメッキされていない未メッキ部分を含み、
   前記第１集光部から出射された光は前記基板と第１角度を有して入射され、前記ビアホールの内部側面の未メッキ部分に集光されるプリント基板の検査装置。
2. 前記第１角度は、０度超過９０度未満である請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
3. 前記第１集光部は、第１レーザー光源から出射された光を前記基板の一側面の第１方向に集光させる請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
4. 前記プリント基板の検査装置は、
   前記基板を固定させ、前記第１方向と垂直の第２方向に前記基板を移動させるＸ−Ｙステージをさらに含む請求項３に記載のプリント基板の検査装置。
5. 前記第１集光部は、
   ガルバノミラー、ポリゴンミラー、共鳴ミラー及び音響光学偏向器のうち何れか一つを含む請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
6. 前記プリント基板の検査装置は、
   前記判定部に入力される特定波長を有した光のみを通過させるための蛍光フィルタをさらに含む請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
7. 前記第１二色性ビーム分離部は、
   ダイクロイックミラーを含む請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
8. 前記判定部は、
   フォトダイオードまたはフォトマルチプライヤーのうち何れか一つを含む請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
9. 前記プリント基板の検査装置は、
   第２レーザー光源と、
   前記第２レーザー光源から出射された光を基板に集光させる第２集光部と、
   前記第２集光部によって集光される光によって基板から発生した蛍光と第２レーザー光源から出射された光とを分離する第２二色性ビーム分離部をさらに含み、
   前記判定部は、前記第２二色性ビーム分離部を透過した光から前記基板の未メッキ状態を判定し、
   前記第２集光部から出射された光は前記基板と第２角度を有して入射され、前記第１集光部から出射された光と対向する方向に入射して、
   前記第２集光部から出射された光は前記第１集光部によって集光される前記ビアホールの内部側面と対向する内部側面の未メッキ部分に集光される請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
10. 前記第２角度は、０度超過９０度未満である請求項９に記載のプリント基板の検査装置。
11. 前記第２集光部は、
    前記第２レーザー光源から出射された光を前記基板の一側面の第１方向に集光させる請求項９に記載のプリント基板の検査装置。
12. 前記プリント基板の検査装置は、
    前記基板を固定させ、前記第１方向と垂直の第２方向に基板を移動させるＸ−Ｙステージをさらに含む請求項１１に記載のプリント基板の検査装置。
13. 前記第２集光部は、
    ガルバノミラー、ポリゴンミラー、共鳴ミラー及び音響光学偏向器のうち何れか一つを含む請求項９に記載のプリント基板の検査装置。
14. 前記プリント基板の検査装置は、
    前記判定部に入力される特定波長を有した光のみを通過させるための蛍光フィルタをさらに含む請求項９に記載のプリント基板の検査装置。
15. 前記第２二色性ビーム分離部は、ダイクロイックミラーを含む請求項９に記載のプリント基板の検査装置。
16. 前記判定部は、
    フォトダイオードまたはフォトマルチプライヤーのうち何れか一つを含む請求項９に記載のプリント基板の検査装置。

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