JP2519363B2 - プリント基板における配線パタ―ンの欠陥検査方法 - Google Patents

プリント基板における配線パタ―ンの欠陥検査方法

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JP2519363B2
JP2519363B2 JP3305920A JP30592091A JP2519363B2 JP 2519363 B2 JP2519363 B2 JP 2519363B2 JP 3305920 A JP3305920 A JP 3305920A JP 30592091 A JP30592091 A JP 30592091A JP 2519363 B2 JP2519363 B2 JP 2519363B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板を含む
プリント配線基板において配線パターンの残銅や欠け等
の欠陥を検査するプリント配線基板における配線パター
ンの欠陥検査方法に関する。 【0002】 【従来の技術】プリント基板の基材にはガラスエポキ
シ、ガラスポリイミドなどの有機材料が用いられてい
る。これらの材料に光を照射すると、照射した光の波長
よりも長い波長の蛍光が放出されることが知られてい
る。また、フォトレジストやPIQのような有機材料か
らも同様に蛍光が発生する。一方、配線パタ−ン材料と
して用いられる金属(例えば、銅、半田、アルミニウ
ム、タングステン、銀、金)からは、このような蛍光は
発生しない。 【0003】上記したような蛍光を発生するプリント板
基材と蛍光を発生しない配線パタ−ン材料とからなるプ
リント基板または、有機材料を表面または内部に含むセ
ラミック基材のような蛍光を発生する材料と配線パタ−
ンのような蛍光を発生しない材料とからなるセラミック
基板、等の配線パタ−ンの欠陥を検出する場合におい
て、従来のパタ−ン検出装置は、図1に示すごとく、プ
リント基板1やセラミック基板の配線面2に光31を照
射する高輝度光源11と、コンデンサレンズ21と、ハ
−フミラ−23と、前記配線面2からの反射光41を検
出するための検出器13と、該検出器13に配線パタ−
ン像を結像するための結像レンズ25から構成され、プ
リント基板1の配線面2の配線パタ−ン3からの反射光
41に比し、基板を構成している基材4の表面からの反
射光が無視できるぐらい小さいため、これを利用して配
線パタ−ンを検出する。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかるに図2および第
3図に示すプリント基板1の配線パタ−ン3間に光の反
射率の低い残銅6が存在すると、本来ならプリント基板
1として欠陥であるため配線パタ−ン3と同じように検
出されなければならないにもかかわらず検出されないと
いう課題があった。図2はプリント基板の一例の平面図
で、図3(a)および(b)はそれぞれ図2のA−A線およ
びB−B線に沿って切った断面図である。 【0005】図4(a)および(b)は図1に示す装置を用
いてそれぞれA−A線およびB−B線に沿って走査した
ときの出力波形を示す図で、横軸は位置を示し、縦軸は
検出器13で光電変換された電圧を示す。いま、図4
(b)を用いて検出結果を説明するに、電圧V1は基材4
のレベルを示し、電圧V2は配線パタ−ン3のレベルを
示し、電圧V4は残銅6の位置Bのレベルを示す。電圧
4は閾値レベルVTよりも低いため、残銅6が存在しな
いごとく検出される。 【0006】スル−ホ−ル8は配線パタ−ン3よりも高
い電圧V3を発生させる。配線パタ−ン3中に欠け5が
あるときは、図4(a)のAに示すように、そこでは信号
もまた欠ける。 【0007】また、他のパターン検出装置は図6に示す
ごとく、プリント基板1、高輝度光源11、コンデンサ
レンズ21、ハーフミラー23、結像レンズ251、検出
器131の構成は図1と同じであるが、あらたにフィル
タ22およびフィルタ24を設けて有り、高輝度光源1
1から発した光31がフィルタ22で波長を限定され、
励起光32となって配線面2を照射し、基材4から発生
した蛍光と配線面2での反射光の合わさった光42がフ
ィルタ24で蛍光のみ透過されて光43となり検出器1
3で検出されるため、配線パターンのネガパターンとし
て検出される。しかるに、図2および図3に示すプリン
ト基板1の配線パターン3の上部だけ欠けて断面積が小
さくなった欠け5が存在すると本来ならプリント基板1
として欠陥であるため配線パターン3として検出されて
はいけないにもかかわらず正常な配線パターン3と同じ
に検出されるという課題があった。 【0008】図2のA−A線に沿って走査して得られる
検出結果を示す図6(a)を用いて詳細に説明する。図6
は図4と同様、横軸は位置を示し、縦軸は検出器13で
光電変換された電圧を示す。電圧V5は配線パターン3
のレベルを示し、電圧V6は基材4のレベルを示す。欠
け5の位置AのレベルはV5であり、配線パターン3と
して検出され、欠け5が存在しないごとく検出される。 【0009】図6(b)は図2のB−B線に沿って走査し
て得られる検出結果を示し、図中Bは残銅6に対応す
る。 【0010】以上、従来の反射光を検出するパターン検
出装置では光の反射率の低い残銅6を誤検出し、他方蛍
光を検出するパターン検出装置では配線パターンの上部
だけ欠けている欠け5を誤検出するという課題があっ
た。 【0011】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、セラミック基板も含むプリント基板におい
て、反射率の低い残銅欠陥や表面だけが欠けた欠け欠陥
を見逃すことなく高信頼度で検査できるようにしたプリ
ント基板における配線パターンの欠陥検査方法を提供す
ることにある。 【0012】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、有機材料を含む基材上に配線パターンを
形成したプリント基板における配線パターンの欠陥を検
査するプリント基板における配線パターン欠陥検査方法
において、螢光の波長より短い300nm〜460nm
の波長に限定された励起光束を前記プリント基板の表面
対してほぼ垂直に照明し、該照明された励起光束によ
って励起されて基材から発生する螢光のみを500nm
以上の波長の光を透過するフィルタにより分離して結像
光学系で結像させて螢光画像として第1の光電変換手段
で受光して前記配線パターンのネガパターン画像信号と
して検出すると共に前記照明された励起光束によって
線パターンの表面から反射する反射光およびスルーホー
ルを通して得られる反射光に相応する光を460nm以
下の波長の光を透過するフィルタにより分離して結像光
学系で結像させて反射画像として第2の光電変換手段で
受光して前記配線パターンのポジパターン画像信号とし
て検出し、前記螢光画像として検出された配線パターン
のネガパターン画像信号に基づいて配線パターンに相応
する暗レベルとして検出されたとき、前記反射画像とし
て検出された配線パターンのポジパターン画像信号から
配線パターンに相応しない暗レベルとして検出された
合には配線パターンに残銅欠陥や欠け欠陥が存在すると
判定することを特徴とするプリント基板における配線パ
ターン欠陥検査方法である。 【0013】 【0014】 【作用】前記構成により、300nm〜460nmの波
長に限定された励起光束の照明によってプリント基板や
セラミック基板の基材から励起されて発生する螢光画像
を検出して残銅等の欠陥も含めて配線パターンのネガパ
ターンを検出する機能と、スルーホールも含めて正常な
配線パターン面から得られる上記励起光束による反射画
像を検出してスルーホールも含めて正常な配線パターン
のポジパターン(残銅等の欠陥及び欠け等の欠陥のいず
れも反射率が低く反射画像からは配線パターンに相応す
る明レベルとして検出されずに暗レベルとして検出され
)を検出する機能とを併用したので、螢光画像からは
正常の配線パターンとして検出される配線パターン間に
存在する反射率が低い残銅欠陥と配線パターンの表面だ
けが欠けて反射率が低い欠け欠陥との両方を、参照する
ための基準の配線パターンの画像信号を準備することな
高信頼度で検出することができる。 【0015】 【実施例】図7において、プリント基板1、高輝度光源
11、コンデンサレンズ21、フィルタ22、ハーフミ
ラー23、フィルタ24、結像レンズ251、検出器1
1の構成は図5に示した蛍光検出方式の配線パターン
検出装置と同じであるが、新たに反射板12、ハーフミ
ラー231、フィルタ26、結像レンズ25、検出器1
3が設けてある。図7において、高輝度光源11から発
した光31は、コンデンサレンズ21を通り、フィルタ
22ヘ入る。フィルタ22は、プリント基板1の基材4
から蛍光が発生しやすいように高輝度光源11から発し
た光31の波長を限定するためのフィルタで、例えば、
波長300nmから460nmまでの波長のみを透過さ
せる一般にブルーフィルタと呼称されているものであ
る。限定された波長の光はハーフミラー23で光路を9
0度変更されてプリント基板1の配線面2を照射し、基
材4から蛍光を発生させるための励起光として働らく。
一方、配線パターン3に入射した光は反射し、スルーホ
ール8を通過した光は反射板12に当たって反射する。
従って、図7に示す光42は基材4から発生した蛍光
と、配線パターン3から反射した反射光と、反射板12
で反射した反射光の合わさった光である。該光42はも
う一つのハーフミラー231によって光路を2分され、
一方はフィルタ24および結像レンズ251を通って検
出器131に入り、他方はフィルタ26および結像レン
ズ25を通って検出器13に入る。フィルタ24は基材
4から発生した蛍光のみを透過させるため、前記励起光
32の限定された波長域以外の光を透過させるもので、
例えば波長500nm以下の光を反射し、波長500n
m以上の光を透過させる、一般にイエローフィルタと呼
称されるものである。フィルタ24を透過した蛍光43
は結像レンズ251で検出器131の光電変換面に結像さ
れるため、プリント基板1の配線パターンのネガパター
ンが得られる。検出結果は図6に示した結果と同じであ
る。一方フィルタ26は配線パターン3から反射した反
射光と反射板で反射した反射光を透過させるため前記励
起光32の限定された波長域と同じ光を透過させるもの
で、フィルタ22と同じ特性を有するものである。フィ
ルタ26を透過した反射光44は結像レンズ25で検出
器13の光電変換面に結像されるため、プリント基板1
の配線パターンのポジパターンが得られる。検出結果は
光量の減少した割合に応じて電圧が小さくなるが、その
信号波形は図4に示した結果とほぼ同じである。検出器
131の分光感度特性は波長500nm以上700nm
以下のところにあるものが適当で、検出器13の分光感
度特性は波長500nm以下のところにあるものが適当
である。 【0016】次に図8の検出回路および図9の信号波形
を用いて図2におけるA−A線上およびB−B線上を検
出する動作を説明する。検出器13から出力されるビデ
オ信号(反射画像信号)61は、図4に示した信号(欠
け欠陥5があると反射率が低くなってビデオ信号も正常
の配線パターン面から得られる信号に比べて低くなって
欠け、残銅欠陥6があると反射率が低くなってビデオ信
号も正常の配線パターン面から得られる信号に比べて著
しく低くなる。)に相当し、検出器131 から出力され
たビデオ信号(蛍光画像信号)62は、図6に示した信
号(欠け欠陥5および残銅欠陥6も共に配線パターン3
と同様に基材4から発生する蛍光が遮られる。)に相当
する。これらの信号は、それぞれの比較器51および5
1 によって閾値レベルVT およびVT1と比較され、デ
ジタル信号63、631、64、641として出力され
る。ここでディジタル信号63、64は、図1における
A−A線上の検出結果を示し、図9(a)に示す波形6
3、64が対応する。ディジタル信号631、641は、
図1におけるB−B線上の検出結果を示し、図9(b)
に示す波形631、641が対応する。これらディジタル
信号波形63及び631は、欠け欠陥5および残銅欠陥
6が共に“0”レベルで示され、スルーホールも含めて
正常な配線パターン面から、“1”レベル(ポジパター
ン)で示される。一方ディジタル信号波形64、641
は、欠け欠陥5および残銅欠陥6並びにスルーホールも
含めて正常な配線パターンから“0”レベル(ネガパタ
ーン)で示される。そしてディジタル信号63および6
4は、OR回路52でその論理和がとられ、図9(a)
に示す波形65が論理和に対応するディジタル信号65
となり、図2におけるA−A線上の配線パターンの上部
のみが欠けた欠け欠陥5が検出できたことを示す。更に
ディジタル信号631および641についても、同様にO
R回路52でその論理和がとられ、図9(b)に示す波
形651が論理和に対応するディジタル信号651とな
り、図2におけるB−B線上の配線パターン間の残銅欠
陥6が検出されたことを示す。 【0017】以上本発明の一実施例を説明したが、この
一実施例の他に、いろいろな変形や改良があり得ること
は勿論である。 【0018】 【発明の効果】本発明によれば、300nm〜460n
mの波長に限定された励起光束の照明によってプリント
基板やセラミック基板の基材から励起されて発生する螢
光画像を検出して残銅等の欠陥も含めて配線パターンの
ネガパターンを検出する機能と、スルーホールも含めて
正常な配線パターン面からの上記励起光束による反射光
に基づく反射画像を検出してスルーホールも含めて正常
配線パターンのポジパターン(残銅等の欠陥及び欠け
等の欠陥のいずれも反射率が低く反射画像からは配線パ
ターンに相応する明レベルとして検出されずに暗レベル
として検出される)を検出する機能とを併用したので、
従来の技術では難しかった配線パターン間に存在する反
射率が低い残銅欠陥および配線パターンの表面だけが欠
けている反射率の低い欠け欠陥を、参照するための基準
の配線パターンの画像信号を準備することなく、簡単な
構成で、高い信頼度で検出することができる効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】従来の配線パターン検出装置を示す側面図であ
る。 【図2】プリント基板の平面図である。 【図3】プリント基板の断面図を示す図であり、(a)は
図2のA−A線断面図、(b)は図2のB−B線断面図で
ある。 【図4】図2に示す従来の配線パターン検出装置による
検出結果を示す図であり、(a)は図2のA−A線上の
検出結果を示す図、(b)は図2のB−B線上の検出結
果を示す図である。 【図5】本発明に係る他の配線パターン検出装置を示す
側面図である。 【図6】図5に示す他の配線パターン検出装置による検
出結果を示す図であり、(a)は図2のA−A線上の検出
結果を示す図、(b)は図2のB−B線上の検出結果を示
す図である。 【図7】本発明に係る配線パターン検出装置の一実施例
を示す側面図である。 【図8】本発明に係る配線パターンの異常検出回路の一
実施例を示す回路構成図である。 【図9】図8に示す検出回路の動作を説明するための波
形図であり、(a)は図2のA−A線上の波形を示す図、
(b)は図2のB−B線上の波形を示す図である。 【符号の説明】 1…プリント基板、2…配線面、3…配線パターン、4
…基材、5…欠け、6…残銅、8…スルーホール、11
…高輝度光源、12…反射板、13、131…検出器、
21…コンデンサレンズ、22…フィルタ、23、23
1…ハーフミラー、24…フィルタ、25、251…結像
レンズ、26…フィルタ、31…光源の光、32…励起
光、41…反射光、42…蛍光、43…励起光の波長域
をカットされた蛍光、44…蛍光の波長域をカットされ
た反射光、51、511…比較器、52…OR回路、6
1、62…ビデオ信号、63、631、64、641、6
5、651…ディジタル信号

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.有機材料を含む基材上に配線パターンを形成したプ
    リント基板における配線パターンの欠陥を検査するプリ
    ント基板における配線パターン欠陥検査方法において、
    螢光の波長より短い300nm〜460nmの波長に限
    定された励起光束を前記プリント基板の表面に対してほ
    ぼ垂直に照明し、該照明された励起光束によって励起さ
    れて基材から発生する螢光のみを500nm以上の波長
    の光を透過するフィルタにより分離して結像光学系で結
    像させて螢光画像として第1の光電変換手段で受光して
    前記配線パターンのネガパターン画像信号として検出す
    ると共に前記照明された励起光束によって配線パターン
    の表面から反射する反射光およびスルーホールを通して
    得られる反射光に相応する光を460nm以下の波長の
    光を透過するフィルタにより分離して結像光学系で結像
    させて反射画像として第2の光電変換手段で受光して前
    記配線パターンのポジパターン画像信号として検出し、
    前記螢光画像として検出された配線パターンのネガパタ
    ーン画像信号に基づいて配線パターンに相応する暗レベ
    ルとして検出されたとき、前記反射画像として検出され
    た配線パターンのポジパターン画像信号から配線パター
    ンに相応しない暗レベルとして検出された場合には配線
    パターンに残銅欠陥や欠け欠陥が存在すると判定するこ
    とを特徴とするプリント基板における配線パターン欠陥
    検査方法。
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