JP2722540B2 - 厚膜印刷パターンの外観検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、白色セラミック基板に印刷された光学特性
の異る様々な印刷パターンの外観検査を一括して行う厚
膜印刷パターンの外観検査方法に関するものである。

（従来の技術） 印刷装置により基板に印刷された導電パターン、印刷
パターンの位置ずれ検出用基準点パターン、抵抗パター
ン、絶縁パターン等の厚膜印刷パターンは、基板に電子
部品を実装するに先立ち、切れや短絡部等の不良部が無
いかどうかの外観検査が行われるが、従来かかる外観検
査は、作業者が顕微鏡などにより目視することにより行
われていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら作業者の目視検査では、作業能率があが
らず、また作業者の個人誤差により検査基準がばらつい
て、良品を不良品と判断したり、あるいは不良品を良品
と判断するなど、誤判断をしやすい問題があった。

この対策として、カメラにより印刷パターンの外観検
査を行うことが考えられる。しかしながら、印刷パター
ンには、導電パターンのように、基板の全面に印刷され
たパターンもあれば、抵抗パターン、絶縁パターン、基
準点パターンのように、基板のごとく一部のみ印刷され
たパターンもあり、更には基準点パターンのようにきわ
めて高い精度が要求されるパターンもあれば比較的低精
度でもよいパターンもあり、したがって単一のカメラで
外観検査を行っても、検査能力があがらず、また要求さ
れる検査精度を満足できないこととなる。ところで、か
かる外観検査に適用できるカメラとしては、広い範囲の
観察に有利なリニアイメージカメラと、狭い範囲の観察
に有利なエリアカメラがある。

そこで本発明は上記の点に鑑みてなされたものであっ
て、リニアイメージカメラとエリアカメラを併用して、
基板に印刷された種々のパターンを、要求される検査精
度を満足させながら、作業性よく検査できる厚膜印刷パ
ターンの外観検査方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、反射光が偏光特性を有しない白色セラミッ
ク基板に印刷された印刷パターンの外観検査方法であっ
て、前記白色セラミック基板の全面に印刷された反射光
が偏光特性を有する導電パターンは、リニアイメージカ
メラを用い且つ偏光を付与して白色セラミック基板上に
黒く観察し、また前記白色セラミック基板に小さく印刷
された反射光が偏光特性を有する基準点パターンは、ズ
ーム駆動装置により倍率を上げたエリアカメラにより且
つ偏光を付与して観察し、また反射光が偏光特性を有し
ない絶縁パターンはエリアカメラを用いて偏光不付与で
白色導電パターン上で灰色で観察するか若しくは偏光を
付与して黒色導電パターン上に灰色で観察し、また反射
光が偏光特性を有しない抵抗パターンはエリアカメラを
用いて偏光不付与により導電パターン上若しくは白色セ
ラミック基板上に黒く観察する。

（作用） 上記構成によれば、白色セラミック基板に印刷された
光学特性の異る様々な印刷パターンの外観検査を、要求
される検査精度を満足させながら、作業性よく行うこと
ができる。

（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。

第１図は外観検査装置の斜視図、第２図は側面図であ
って、１はＸ方向移動装置であり、台板２と、この台板
２をＸ方向に移動させる送りねじ３、送りナット４、折
りねじ駆動用モータ５、ガイド部６等から成っている。
この台板２には、以下に述べる機器が搭載されており、
これら機器を一体的にＸ方向に移動させる。

10は台板２の前部に装着されたリニアイメージカメラ
であって、リニアイメージセンサ11が内蔵されている。
リニアイメージカメラ10は、広い範囲の観察に有利な特
性を有している。12はリニアイメージカメラ10の側方に
配設されたエリアカメラであって、エリア型撮像素子13
が内蔵されている。エリアカメラ12は、狭い範囲の観察
に有利な特性を有している。７はエリアカメラ12のズー
ム駆動装置であり、例えば基準点パターンのように高い
精度が要求されるパターンを観察するときには、これを
駆動してカメラ12の倍率をあげる。20は両カメラ10,12
の下方に位置決めされた基板であって、後に詳述するよ
うに、その上面に印刷された厚膜印刷パターンを２つの
カメラ10,12により観察する。21はＹ方向移動装置であ
って、台部22にＹ方向に移動するＹ方向移動テーブル23
を載置して構成されており、テーブル23上に設けられた
クランプ部材から成る基板20の位置決め部24,24により
基板20を位置決めし、この基板20をＹ方向に移動させ
る。25は駆動用モータ、26は基板20を位置決め部24,24
の間に搬入し、またここから搬出するコンベヤである。

14,15は上記リニアイメージカメラ10の光源であっ
て、このカメラ10を両側方から挟むように配設されたプ
レート16,17と、このプレート16,17に接続された可撓ケ
ーブル18から成っている。ケーブル18内には光ファイバ
19が収納されており、プレート16,17の下面から、上記
基板20に光を照射する。プレート16,17の下面は上記リ
ニアイメージセンサ11と平行であって、このセンサ11の
長さ方向に沿って、均一に光を照射するようにしている
（第３図および第４図も併せて参照）。またカメラ10と
光源14,15には、それぞれ第１の偏光板８と第２の偏光
板９が配設されており、このカメラ10は、基板20の全面
に印刷された偏光特性を有する導電パターンを観察す
る。30は、エリアカメラ12の下方に設けられた光源装置
であって、第５図を参照しながら、その詳細を説明す
る。

この光源装置30は、リング状光源31、第１の偏光板3
2、第２の偏光板33、偏光板32の装着用リング34、偏光
板33の回転角度調整用リングギヤ35等から成っている。
36は光ファイバが収納された可撓ケーブルである。第１
の偏光板32は、リング状光源31の中央孔に対応する位置
に配設される。また第２の偏光板33はリング状であっ
て、リングギヤ35にネジ36により装着される。光源31か
ら発した光は、第２の偏光板33を透過して基板20に照射
され、その反射光は、第１の偏光板32を透過してエリア
カメラ12に入射する。

第２図において、37は偏光角の切換装置であって、パ
ルスモータ38と、このパルスモータ38に駆動されて、上
記ギヤ35を回転させるギヤ39から成っており、パルスモ
ータ38を駆動することにより、第２の偏光板33を回転さ
せ、第１の偏光板32に対する回転角度を調整する。この
偏光板32,33は、偏光特性を有する印刷パターンを観察
する場合に、一定方向に振動する光だけを照射し、また
その反射光をエリアカメラ12に入射させることにより、
その印刷パターンを明瞭に観察するものである。第６図
（ａ）は、両偏光板32,33の特性方向が一致する偏光不
付与の状態であって、パターンＰは通常の観察がなされ
る。また同図（ｂ）において、両偏光板32,33の特性方
向は直交しており、したがって偏光付与であり、偏光特
性を有するパターンを明瞭に観察できる。また第７図
は、各種パターンの偏光特性の有無と、偏光不付与，偏
光付与におけるカメラに観察される輝度を表記したもの
である。すなわち、銀パラジウム（AgPd）から成る導電
パターンと基準点パターンは偏光特性を有しており、偏
光不付与では白く観察されるが、偏光を付与すると黒く
観察される。また酸化ルテニウム（RuO₂）から成る抵抗
パターン、ガラス質から成る絶縁パターン、アルミナか
ら成るセラミック基板は偏光特性を有しておらず、した
がって偏光不付与，偏光付与において、おなじ輝度で観
察される。なおこの表に示す材料は例示的なものであっ
て、例えば銅を成分とする導電パターンや基準点パター
ンの場合も、銀パラジウムの場合と同様に偏光特性を有
する。また本実施例では、リニアイメージカメラ10側の
偏光板8,9には、偏光角の切換装置は装備されていない
が、これらの偏光板8,9にも、エリアカメラ12側と同様
に、偏光角の切換装置を設けてもよいものである。また
偏光角の付与，不付与の２者択一だけでなく、偏光角は
任意に決定できるものであって、中間の偏光角を付与し
てパターンを観察してもよいものである。

第８図は、上記外観検査装置により基板20に印刷され
た厚膜印刷パターンの検査順序を示すフローチャート図
であって、次のこの図を参照しながら検査順序を説明す
る。

図中、Ａはスクリーン印刷装置による厚膜印刷パター
ンの印刷工程、Ｂは上記外観検査装置による外観検査工
程、Ｃは乾燥焼成装置によるパターンの乾燥焼成工程で
ある。まず、スクリーン印刷装置に基板20が搬入され
て、偏光特性を有する銀パラジウムを成分とする導電パ
ターンと基準点パターンが同時に印刷され、次に上記外
観検査装置により導電パターンと基準点パターンに、切
れや短絡部等の不良部が無いかどうかの外観検査が行わ
れる。導電パターンは基板20のほぼ全面に印刷されてお
り、したがってその検査は、広範囲の観察に有利なリニ
アイメージカメラ10により迅速に行われる。また基準点
パターンは、基板20の隅部などに局所的に印刷されてお
り、したがってその検査は、狭い範囲の観察に有利なエ
リアカメラ12により行われる。かかる観察は、Ｘ方向移
動装置１とＹ方向移動装置21を駆動して、カメラ10,12
や光源14,15,30を、基板20に対して相対的にXY方向に移
動させることにより行われる。また銀パラジウムを成分
とする導電パターンと基準点パターンは偏光特性を有し
ているので、切換装置37を駆動し、第６図（ｂ）に示す
ように偏光を付与することにより、偏光特性を有しない
白色セラミック基板20に対し、強い黒色のコントラスト
で明瞭に観察される。勿論、リニアイメージカメラ10に
も、偏光板8,9により常時偏光が付与されている。また
基板20に小さく印刷される基準点パターンを観察する時
は、ズーム駆動装置７を駆動して、エリアカメラ12の倍
率を上げることにより、高い精度で基準点を観察するこ
とができる。このようにエリアカメラ12に偏光手段やズ
ーム駆動装置７を併設することにより、高精度が要求さ
れる基準点をきわめて精度よく観察できる。

このようにして、導電パターンと基準点パターンの外
観検査が終了した基板20は、乾燥焼成装置へ送られて乾
燥焼成され、乾燥焼成が終了した基板20は、再びスクリ
ーン印刷装置へ戻されて絶縁パターンが印刷され、次に
その外観検査が行われる。絶縁パターンは、一般に導電
パターン上に局所的に印刷されるものであり、したがっ
てその外観検査は、狭いエリアの精密な検査に有利なエ
リアカメラ12により行われる。またこの場合、絶縁パタ
ーンは偏光特性を有しないので、偏光不付与では白色導
電パターン上に灰色の中間輝度として観察され、また偏
光付与では黒色導電パターン上に、同様に灰色の中間輝
度として観察される。このようにガラス質の絶縁パター
ンは偏光特性を有しないので、偏光付与，不付与の何れ
で観察してもよい。

絶縁パターンの外観検査が終了したならば、続いて絶
縁パターンの乾燥焼成が行われ、次に抵抗パターンが印
刷され、その外観検査もエリアカメラ12により行われ
る。この場合、抵抗パターンは偏光特性を有しない黒色
であるので、偏光不付与により導電パターンを白色とし
て観察することにより、抵抗パターンは白色基板20と白
色導電パターン上に明瞭な黒色パターンとして観察され
る。抵抗パターンの外観検査が終了したならば、基板20
は乾燥焼成装置へ送られ、これを乾燥焼成した後、次の
工程へ搬出される。なお上記外観検査は、印刷工程と乾
燥焼成工程の間に行っているが、乾燥焼成工程の後に行
ってもよく、更には両工程の後に共に行うようにしても
よい。

以上のように、この外観検査装置は、リニアイメージ
カメラ10とエリアカメラ12を具備し、かつ偏光手段を有
しているので、両カメラ10,12を使い分けたり、あるい
は偏光を付与することにより、各種パターンの検査を有
利に行うことができる。

（発明の効果） 本発明によれば、白色セラミック基板に印刷された導
電パターン、基準パターン、抵抗パターンなどの光学特
性の異る様々な印刷パターンの外観検査を、要求される
検査精度を満足させながら、作業性よく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は外観
検査装置の斜視図、第２図は同側面図、第３図は光源の
部分側面図、第４図は同部分底面図、第５図は偏光装置
の分解斜視図、第６図（ａ），（ｂ）は偏光板の平面
図、第７図は特性図、第８図はフローチャート図であ
る。 1,21……XY方向移動装置 ７……ズーム駆動装置 10……リニアイメージカメラ 12……エリアカメラ 14,15,31……光源 20……基板 24……位置決め部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射光が偏光特性を有しない白色セラミッ
   ク基板に印刷された印刷パターンの外観検査方法であっ
   て、前記白色セラミック基板の全面に印刷された反射光
   が偏光特性を有する導電パターンはリニアイメージカメ
   ラを用い且つ偏光を付与して白色セラミック基板上に黒
   く観察し、また前記白色セラミック基板に小さく印刷さ
   れた反射光が偏光特性を有する基準点パターンはズーム
   駆動装置により倍率を上げたエリアカメラにより且つ偏
   光を付与して観察し、また反射光が偏光特性を有しない
   絶縁パターンはエリアカメラを用いて偏光不付与で白色
   導電パターン上で灰色で観察するか若しくは偏光を付与
   して黒色導電パターン上に灰色で観察し、また反射光が
   偏光特性を有しない抵抗パターンはエリアカメラを用い
   て偏光不付与により導電パターン上若しくは白色セラミ
   ック基板上に黒く観察することを特徴とする厚膜印刷パ
   ターンの外観検査方法。