JPH02247513A - 孔充填状態検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要コ 基材の貫通孔に充填−された充填物の充填状態、特に、
セラミック多層基板を構成ケる焼成前のセラミックシー
トの貫通孔に充填されたペースト状導体の充填状態を検
査するのに好適な孔充填状態検査装置に関し、 基材の貫通孔への充填物の充填不足欠陥をより正確に判
定することができるようにすることを目的とし、 基材の貫通孔に充填物が充填された被検査物の面に対し
複数の斜め方向から各入射角を略同一にして略平行光束
を照射させる光照射手段と、光照射部を該被検査面に対
し相対的に走査させる走査手段と、光照射部を撮像する
撮像手段と、該撮像手段から出力される画素信号値を基
準値と比較して充填不足であるかどうかを判定する充填
不足判定手段と、を備えて構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は基材の貫通孔に充填された充填物の充填状態、
特に、セラミック多層基板を構成する焼成前のセラミッ
クシートの貫通孔に充填されたぺ−スト状導体の充填状
態を検査するのに好適な孔充填状態検査装置に関する。

［従来の技術］ 電子回路の処理を高速化するためには、低誘電率の基板
に電子部品を高密度実装して部品間の配線長を短くする
必要があり、また、高密度実装のためには、シリコンに
近い熱膨張率を有する基板に電子部品を表面実装する必
要があり、このような要請に応える基板として、グリー
ンシート法によるセラミック多層基板が最近に至り用い
られるようになった。

このセラミック多層基板は、厚さ２００〜３００μ−の
柔らかいグリーンシートに貫通孔を穿設してこれにペー
スト状の導体を充填し、このグリーンシート上に配線パ
ターンを印刷したものを例えば３０層積み重ね、焼成す
ることにより形成される（エレクトロニクス実装技術、
１９８８年１１月号、７２〜７５頁、株式会社情報調査
会発行）。

グリーンシート間はこの充填導体により電気的に接続さ
れる。充填導体の個数は、高密度実装が進んで、例えば
２００ｍ−角の１枚のグリーンシートに数万個もある。

そのうち１個でも充填不足欠陥があると、積層し焼成し
て出来上がったセラミック多層基板全体が不良品となる
ので、充填状態の検査においては充填不足欠陥であるか
どうかを正確に判定することが極めて重要となる。

従来では、第４図に示す如く、焼成前の柔らかいグリー
ンシートｌＯの貫通孔＋２に、金属粉と溶剤を混合した
ペースト状の導体１４が充填された非検査物の面に対し
、斜め方向から平行光束１６を照射し、その反射光を結
像レンズ１８を介してラインセンサ２０の撮像面に結像
させていた。

ラインセンサ２０から順次取り出される画素信号は、ア
ンプ２２で増幅され電圧Ｖに変換されてコンパレータ２
４．２６へ供給され、それぞれ基準電圧Ｅ１、ｐｍ（Ｅ
＋＞Ｅｙ）と比較される。

グリーンシート１０の方が導体＋４よりも反射率が大き
いので、アンプ２２の出力電圧■は第５図に示す如く変
化する。したがって、基準電圧Ｅ。

をこの図に示す如くとれば、コンパレータ２４の出力は
導体１４の画素に対し高レベルとなる。そこで、コンパ
レータ２４の出力値を画像メモリ２８に書き込み、グリ
ーンシート１０をその面に平行に移動させながらこのよ
うな処理を繰り返せば、画像メモリ２８に導体充填部の
画像が得られる。

２次元パターン検査回路３０はこの導体充填部の直径か
ら滲み欠陥を検出する。

一方、平行光束１６はグリーンシートｌＯに対し斜め方
向になっているので、導体１４が充填不足であると導体
！４の表面に影ができ、基準電圧Ｅ、を第５図に示す如
（取ればこの影の部分に対しコンパレータ２６の出力が
高レベルになる。コンパレータ２６の出力は上記同様に
画像メモリ３２に書き込まれて影の画像が得られる。充
填状態検査回路３４はこの影の大きさから導体１４の充
填不足欠陥を検出する（特開昭６３−１２４９４４号公
報）。

［発明が解決しようとする課！］ しかし、導体１４の表面形状によっては、光照射部と影
の部分とのコントラストが小さくなり、充填不足欠陥を
検出できない場合がある。例えば、導体１４の入射光束
側に大きな充填不足部がある場合には、グリーンシート
ｌＯが半透明物質であるのでこれを透過した拡散光が当
たる光量が大きくなり、影が薄くなって充填不足を検出
できなくなる。また、導体１４の表面の傾きによっては
、拡散光による影の部分からの反射光量が大きくなって
充填不足欠陥が検出できな（なる。

そのうえ、画像メモリ３２に書き込まれた影の大きさに
より充填不足を判定するので、平行光束１６の入射方向
によって影の大きさが異なり、誤判定の原因となる。

このため、疑欠陥も欠陥と一応判断し、自動検査後に作
業者が目視で真の欠陥であるかどうかを判定しなければ
ならず、検査を完全に自動化することができない。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、充填不足欠陥をよ
り正確に判定することができる孔充填状態検査装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示すブロック図である。

図中、１は光照射手段であり、基材２ａの貫通孔２ｂに
充填物２ｃが充填された被検査物２の面に対し、複数の
斜め方向から各入射角を略同一にして、略平行光束を照
射させる。

３は走査手段であり、例えば被検査物２が載置されるテ
ーブルをその而に平行に移動させることにより、光照射
部を被検査面に対し相対的に走査させる。

４は撮像手段であり、１次元又は２次元のイメージセン
サを用いて光照射部を撮像する。

５は充填不足判定手段であり、撮像手段４から出力され
る画素信号値を基準値と比較して充填不足であるかどう
かを判定する。

［作用］ 例えば第２図（Ａ）に示す断面に沿って照射光を走査す
ると、撮像手段４からの画素信号値は同図（ｎ）に示す
如く変化する。

ずなわら、基材２ａの表面と充填物２Ｃの表面とが同−
而であれば、各方向からの照射光が重ね合わされるので
、充填物２ｃからの反射光の強度は比較的大きい。充填
物２ｃの表面が基材２ａの表面よりも僅かに低くなると
、充填物２Ｃの中央部のみ照射光が重ね合わされるので
、この部分に比較しその周囲部は暗くなる。充填物２ｃ
の表面が基材２ａの表面よりもさらに低くなると、重ね
て照らされる部分がなくなる。充填物２ｃの表面が基材
２ａの表面よりもさらに低くなると、充填物２ｃの中央
部には光が直接当たらないので暗い影ができる。

ここで、基材２ａが焼成前のグリーンシートであり、充
填物が金属粉と溶剤を混合したペースト状の導体である
場合には、焼成による縮小率は充填物２ｃよりも基材２
ａの方が大きいので、焼成前の僅かな充填不足は正常な
充填である。

したがって、照射光の入射角を適当にとれば、単に充填
物２ｃの中央部にできる影を検出するだけで、充填不足
欠陥と判定することができる。

本発明では、複数方向から略平行光束を被検査物２に対
して照射するので、従来のように影の大きさが照射方向
によって異なるということがなく、そのうえ、一般に、
充填物の表面はその中央部で最も平坦であり、本発明で
はこの部分に影が形成される。

したがって、影の大きさと充填不足との相関関係が大き
くなるとともに、影の部分と光照射部とのコントラスト
のばらつきが小さくなり、より正確に充填不足を判定す
ることが可能となる。

「実施例］ 以下、第３図に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第３図は孔充填状態検査装置の構成を示す。

ｘ−Ｙテーブル５０上に載置された第４図に示すものと
同様なグリーンシート１０の表面の特定領域には、充填
不足欠陥を検出するために、４方向から略平行光束が各
入射角を略同一にして照射されている。

すなわち、レーザ５２から放射されたレーザ光は、ハー
フミラ−５４で２分割され、その透過光束が平面ｗ１５
６で反射され、シリンドリカルレンズ５８によりスリッ
ト状に収束されてグリーンシート１０上を照射している
。ハーフミラ−５４で反射された光束は、平面鏡６０で
反射され、次いでシリンドリカルレンズ６２を通ってス
リット状に収束され、グリーンシート１０上を照射して
いる。また、レーザ６４から放射されたレーザ光は、ハ
ーフミラ−６６で２分割され、その透過光束は平面ｍ６
８．７０で反射され、シリンドリカルレンズ７２でスリ
ット状に収束されてグリーンシート１０上を照射してい
る。ハーフミラ−６６で反射された光束は、シリンドリ
カルレンズ７４でスリット状に収束されてグリーンシー
ト１０上を照射している。各照射光はグリーンソート１
０上でほぼ同一直線上を照らす。

ｘ−Ｙテーブル５０のグリーンシートｌＯが載置されて
いる部分は透明部材で形成されており、その下方かつ該
照射部の真下には、導体未充填または導体充填後にその
中心部が抜は落ちた貫通欠陥を検出するための照明灯７
６が配置されている。

レーザ５２．６４と照明灯７６の放射光は波長が異なっ
ており、例えばレーザ５２．６４は赤色光を出射し、照
明灯７６は青色光を放射する。

照射部の上方には、結像レンズ７８、フィルタ８０を介
してラインセンサ８２が配置されており、照射部はライ
ンセンサ８２の撮像画に結像される。

フィルタ８０は、赤色フィルタ８０ａと青色フィルタ８
０ｂとが並置されて構成され、その面内でモータ８４に
より回転されて、赤色フィルタ８０λと青色フィルタ８
０ｂとが交互にラインセンサ８２の下方に位置する。

フィルタ８０の隅部にはマーク８１ａ、８１ｂが形成さ
れており、このマークが位置センサ８６により検出され
ると、位置センサ８６から走査開始信号がドライバ８８
へ供給される。ドライバ８８はこの信号に応答して、ラ
インセンサ８２を電気的に走査し、その画素信号を順次
取り出す。この画素信号は、アンプ９０により増幅され
電圧■に変換されて、コンパレータ９２により基準電圧
Ｅと比較される。これら電圧■及びＥは、ラインセンサ
８０の真ｆに赤色フィルタ８０ａが有る場合には、第２
図に示すものと同様になり、コンパレータ９２の出力電
圧は充填不足欠陥のときのみ高レベルとなる。また、ラ
インセンサ８０の真下に青色フィルタ８０ｂが有る場合
には、コンパレータ９２の出力電圧は貫通欠陥のときの
み低レベルとなる。両欠陥判定用の基準電圧Ｅは同一で
あるが、レーザ５２．６４または照明灯７６の輝度を調
整することにより、両欠陥が検出可能となる。

コンパレータ９２の出力値はシフトレジスタ９４へ供給
されて保持され、シフトレジスタ９４はドライバ８８か
ら供給されるシフトパルスにより１画素毎にシフトされ
る。ｌライン分のデータがシフトレジスタ９４に格納さ
れると、ドライバ８８から走査終了信号が充填状態検査
回路９８に供給され、これに応答して充填状態検査回路
９８はシフトレジスタ９４のデータを読み取る。

この際、青色フィルタ８０ｂに形成されたマーク８１ｃ
が位置センサ９６により検出されると、充填状態検査回
路９８は、シフトレジスタ９４から読み取ったデータが
充填不足のデータであると判断する。そして、“ｌ”で
あるビットがあれば充填不足欠陥と判定し、そのビット
位置及びＸ−Ｙテーブル５０の位置座標から欠陥位置を
求め、これを欠陥の種類とともにプリンタ１００に供給
して記録させる。また、マーク８１ｃが位置センサ９６
により検出されなかった場合には、充填状態検査回路９
８は、シフトレジスタ９４から読み取ったデータが貫通
欠陥のデータであると判断する。

そして、“０”であるビットがあれば貫通欠陥と判定し
、上記同様にそのビット位置及びＸ−Ｙテーブル５０の
位置座標から欠陥位置を求め、これを欠陥の種類ととも
にプリンタ１００に供給して記録させる。　ｘ−Ｙテー
ブル５０を移動させてグリーンノート１０に対する照射
部を走査させながら上記処理を繰り返すことにより、グ
リーンシートＩＯの全面にわたって孔充填状態が検査さ
れる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る孔充填状態検査装置
では、被検査面に対し複数の斜め方向から各入射角を略
同一にして略平行光束を照射しており、従来のように影
の大きさが照射方向によって異なるということがなく、
そのうえ、一般に充填物の表面はその中央部で最も平坦
でありこの部分に影が形成されるので、影の大きさと充
填不足との相関関係が大きくなるとともに、影の部分と
光照射部とのコントラストのばらつきが小さくなり、よ
り正確に充填不足欠陥を判定することが可能となるとい
う優れた効果を奏し、孔充填状態検査装置の完全な自動
化に寄与するところが大きい。

そのうえ、照射光の入射角を適当にとれば、単に充填物
の表面中央部にできる影を検出するだけで充填不足欠陥
と判定することができ、従来のように影の面積を求める
必要がなくなるので、構成が簡単になるという優れた効
果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の作用説明図である。 第３図は本発明の一実施例に係る孔充填状態検査装置の
構成図である。 第４図及び第５図は従来例に係り、 第４図は孔充填状態検査装置の構成図、第５図は第４図
に示すコンパレータ２４．２６の人力信号波形図である
。 図中、 ５２．６４はレーザ ５４．６６はハーフミラ− ５６，６０，６８，７０は平面鏡 ５８．６２．７２，７４はシリンドリカルレンズ７８は
結像レンズ ８２はラインセンサ ９２はコンパレータ 乏棄位Ｉ 発明の作用説明図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基材（２ａ）の貫通孔（２ｂ）に充填物（２ｃ）が充
   填された被検査物（２）の面に対し、複数の斜め方向か
   ら各入射角を略同一にして、略平行光束を照射させる光
   照射手段（１）と、 光照射部を該被検査面に対し相対的に走査させる走査手
   段（３）と、 光照射部を撮像する撮像手段（４）と、 該撮像手段から出力される画素信号値を基準値と比較し
   て充填不足であるかどうかを判定する充填不足判定手段
   （５）と、 を有することを特徴とする孔充填状態検査装置。