JPH06294754A

JPH06294754A - ピンホール検査方法及びピンホール検査装置

Info

Publication number: JPH06294754A
Application number: JP8486893A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyashita; 武宮下; Masaaki Noda; 正明野田; Teruyuki Inukai; 輝幸犬飼
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、被検査基板に任意に発生するピンホ
ールの有無あるいは大小の検出を短時間で確実に行い、
検査コストの削減を目的とする。さらには、既存穴のあ
る被検査基板や、広範囲のピンホール径に対しても適応
できる検査方法及び検査装置を提供する。【構成】本発明は、光源４及び光ファイバー５と、光検
出器７の中間に被検査基板１を設置する。光ファイバー
５を通じて被検査基板１に照射された光は、被検査基板
１に任意に発生するピンホールの穴を通過し、光検出器
７によって検出する。被検査基板に照射する光は、透過
率が既知である光学フィルター１３、切り替え板１４及
び回転機構１５によってピンホール面積に対応した光量
を自動的に選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピンホールの検査方法
及び検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検査基板である製品または部品の品質
保証として、被検査基板に発生してしまうピンホールの
有無について検査する工程がある。

【０００３】従来、これらピンホール検査には、特開平
０２−１５２６３５号報または０２−１５２６３６号報
に提示されているが如く、受光部２２と光源２１及び暗
室を形成するための蛇腹状部２４から構成され、被検査
物であるアルミニュウム箔製容器２０がステージ２３に
設置されて、ピンホールを通過する光源２１の光を、集
光レンズ２５で集光し、受光部２２にて自動的に検出し
ていた。

【０００４】また、金属顕微鏡等により被検査物を透過
照明により拡大して観察し、ピンホールを目視検査する
方法が用いられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術によるピンホール検査では、被検査基板に設計上の既
存の穴が存在する場合には、ピンホール以外の光を検出
してしまうため適用できないと言う問題点があった。ま
た、光源に連続光を用いているため、光検出回路系のノ
イズ成分やピンホール以外のシール部等からの外光によ
るノイズ成分によりＳ／Ｎ比が悪く、検出可能な最小ピ
ンホール径は２μｍ程度が限界であった。２μｍ以下の
ピンホールを検査するためには、透過光を用いた高倍率
での金属顕微鏡による人の目視検査に頼らざるを得ず、
この場合、数μｍオーダーのピンホールの発見は熟練
を要することと、それ以下のピンホール径は目視で感知
することは困難である、見落としの確立が高い、一
つの被検査基板全体の検査にかなりの時間を要する、
金属顕微鏡等を用いるため長時間観察することは、人の
健康上問題がある、検査処理能力が少ない等、検査品
質バラツキ、処理能力不足、コスト高であるという問題
点を有する。

【０００６】また、従来技術においては、特定の大きさ
以上のピンホールが存在していると、受光器の受光素子
が光による焼付け現象を起こし、検出器として機能しな
くなると言う問題点があった。

【０００７】そこで本発明はこの様な問題点を解決する
もので、その目的とするところは、既存の穴が存在する
被検査基板においてもピンホール検査が可能であり、よ
り微少なピンホールから、目視で確認できる大きなピン
ホールにいたる広範囲のピンホール径に自動的に対応で
き、高検査品質と低検査コストを実現するピンホール検
査方法及び検査装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のピンホール検査
方法は、被検査基板の任意の場所に任意の大きさで発生
するピンホールの検査方法において、前記被検査基板に
光を照射し、前記ピンホールを通過した光を検出するこ
とを特徴とする。さらに、ピンホール面積の判別は、任
意の大きさのピンホールを通過した光の光強度を測定す
ればよい。また、前記被検査基板に照射する光は、パル
ス状一定光量を用いる。また、光の波長は、３００ｎｍ
以下の波長光または限定した波長光を照射し、３００ｎ
ｍ以下の波長光または限定した前記波長光のみ検出して
もよい。また、ピンホール面積に応じて、照射する光量
を変更すればよい。

【０００９】また、本発明のピンホール検査装置は、被
検査基板の任意の場所に任意の大きさで発生するピンホ
ールの検査装置において、前記被検査基板を設置する手
段と、前記被検査基板に光を照射する手段と、前記光照
射手段に対し前記被検査基板を挟んだ反対側に光検出手
段を具備する事を特徴とする。また、前記検査基板を局
部的に遮光する手段を、前記光検出手段に具備してもよ
い。また、前記被検査基板を設置する手段の位置制御手
段を具備してもよく、光検出手段を位置制御する手段を
具備してもよい。また、前記光照射手段の光量を可変す
る手段を具備してもよい。また、前記被検査基板に３０
０ｎｍ以下の波長光または限定した波長光を照射する光
照射手段と、３００ｎｍ以下の波長光または前記光照射
手段と同一限定波長光のみ検出する光検出手段を具備し
てもよい。

【００１０】

【作用】本発明による上記の方法及び構成によれば、ピ
ンホールが発生している被検査基板は、尖頭出力の高い
パルス状一定光量がピンホールを通過するため、光検出
器のＳ／Ｎ比が向上し、さらにパルス波形の信号処理に
より、より微少なピンホールの判別することが出来る。
さらに、ピンホールを通過した光量は、ピンホール面積
に比例することから、測定された光強度からピンホール
面積を特定することも可能である。また、ピンホールに
照射する光量を任意に選択することにより、光検出器を
破壊する事なく広範囲のピンホール径に対しても計測が
可能である。また、被検査基板に既存穴が存在していて
も特定領域に限定した検査が可能である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１２】図１は本発明の実施例１である。実施例１
におけるピンホール検査装置は、大きく分類して検出
部、光源部、Ｘ−Ｙステージ部から構成されている。検
出部は、光検出器７、遮光リング９、信号処理装置１０
及び光検出器７を昇降するためのＺ軸移動機構８から構
成され、光源部は、光源４と、光源４からの光を伝搬す
るための光ファイバー５および集光レンズ６から構成さ
れている。そしてＸ−Ｙステージ部は、支持台２と支持
台２の位置制御を可能にするＸ−Ｙ軸移動機構３から構
成され、被検査基板１が支持台２の所定の位置に固定さ
れている。

【００１３】光源部における集光レンズ６の光出射口面
と検出部における光検出器７の受光面は、同一光軸上
に、互いに光出射口面及び受光面が向かい合って配置さ
れおり、支持台２に固定された被検査基板１が、光軸に
垂直となるよう集光レンズ６の光出射口面と光検出器７
の受光面の中間に配置される。光源４は、尖頭出力の高
いストロボ光源を用い、出射する光は集光レンズ６によ
り可能な限り平行光になるよう調整してある。また、光
検出器７には、きわめて光検出感度の高い光電子増倍管
を用いているが、その他に半導体受光素子等を用いても
良い。。

【００１４】実施例１における被検査基板１は、図２に
示されるように、約１００ｍｍ□の厚さ０．０２ｍｍの
薄板であり、被検査基板１内の所定の位置にはあらかじ
め１ｍｍ径の既存穴１２が数十箇所あいている。ピンホ
ールの検査領域１１は、図中斜線部で示されるように既
存穴１２を挟んで配列しており、各々が個別部品となり
得るため、各々のピンホール検査が必要である。

【００１５】かかる被検査基板１の測定方法について説
明する。被検査基板１の検査領域１１はあらかじめその
位置関係を座標化してあり、Ｘ−Ｙ軸移動機構３により
所定の位置座標上の検査領域１１中心を光軸上に移動さ
せる。次に先端部に遮光リング９が設けられた光検出器
７をＺ軸移動機構８により下降させ、被検査基板１に密
着させる。この時、遮光リング９は、図２中の斜線部１
８に示されるように、検査領域１１を囲むように密着さ
せ、既存穴１２は検査可能な領域から外れるようする。
この結果、検査領域１１を含む局部的領域に暗室が形成
され、局部的領域に発生するピンホールのみが検査対象
となる。次に、ストロボ光を検査領域１１に照射する。
検査領域１１中にピンホールが発生していると、ピンホ
ールを通過したパルス光が光検出器７によって検出され
信号処理装置１０によって処理される。一つの検査領域
１１の検査が終了すると、Ｚ軸移動機構８により光検出
器を上昇させ、Ｘ−Ｙ軸移動機構３により次の検査領域
１１に移動し同様な検査を行う。

【００１６】次に信号処理方法について説明する。図３
は、実施例１において得られるピンホール検出信号波形
である。縦軸は信号電圧強度。横軸は時間である。１発
のパルス光をトリガーとして得られる信号波形は、信号
処理装置１０によって以下のように処理する。得られた
信号波形は、２つの領域に分割する。領域Ａは、ストロ
ボ発光時にピンホールを通過した光によって得られる信
号波形である。領域Ａでは、ピンホール検出した出力信
号としてピーク電圧ａを得る。これに対し、領域Ｂは、
ストロボ発光時以外の、定常的に得られるノイズ信号波
形である。領域ｂにおいては、平均電圧ｂを得る。ノイ
ズ信号波形として考えられる原因は、受光素子の暗電流
や、ピンホール通過光以外のシール部以外の外光による
ものがあり、ピンホール検出時の信号電圧にオフセット
分として影響する。Ｓ／Ｎ比を向上するために、領域Ａ
において得られるピーク電圧より、領域Ｂで得られる平
均信号電圧分を差引処理し、正味ピンホール信号電圧強
度とする。これにより、Ｓ／Ｎ比が大幅向上され、より
微小なピンホールが検出できるとともに、ノイズ成分の
経時変化量が常に校正されるため、より安定した信号電
圧が得られる。

【００１７】図４は、上記信号処理によって得られた信
号電圧のピンホール面積依存性である。ピンホール信号
電圧強度は、ピンホール面積に比例する事が解る。した
がって、ピンホール信号電圧強度から、ピンホール面積
を換算することが可能である。

【００１８】実施例１において、上記構成及びパルス光
を用いた信号処理により、検出出来た最小ピンホール面
積は約０．０００４μｍ²。ピンホール径にして約０．
０２μｍであった。また、検査規格０．５μｍ径以上の
ピンホールに対し、しきい値電圧を０．５μｍ径に相当
する電圧に設定し検査したところ、従来、人による検査
では０．８％程度の見落としがあったのに対し、本発明
による検査では見落としがまったく発生しなかった。ま
た、従来、被検査基板１全体の検査に要する時間は、金
属顕微鏡による目視検査によって、３０〜４０分必要で
あったのに対し、実施令１においては２分程度で終了す
ることができた。

【００１９】実施例１における遮光リング９は、シール
ド性向上及び被検査基板損傷防止のため、適度な軟質
材、例えばゴム材またはスポンジ材等を用いることが望
ましい。また、その形状には制約がなく、被検査基板の
検査領域に対応した形状であっても構わない。

【００２０】図５は、本発明における実施例２である
が、実施例１に対応する部分については同一の符号を用
い、その詳細な説明は省略する。すなわち、被検査基板
１に照射される光の光量可変機構として、集光レンズ
と被検査基板１の間に、異なる透過率の光学フィルター
１３を数個備えた、円盤上の切り替え板１４と切り替え
板１４を旋回する回転制御機構１５が設置されている。
光学フィルター１３が設置された切り替え板１４は、回
転制御機構１５により所望の光学フィルター６を光軸上
に設置できるため、数種類の光量を選択できる。

【００２１】次に実施例２の作用について説明する。図
６は、同一ピンホールを異なる光学フィルターを介して
測定した検出電圧である。光学フィルター６の透過率と
検出電圧は線形的に変化することが解る。すなわち、光
検出器７のピンホール検出感度（測定電圧）は、既知の
光学フィルター６を用いれば、任意に変更可能であり、
その線形性からピンホール面積の鑑定が可能である。従
って、光電子増倍管等の光検出器７の最大飽和電圧以上
の検出電圧となりえる大面積を有するピンホールの検出
には、任意の光学フィルター６を選択し、光量を調整す
ることで検出感度を低下させ、ピンホール面積の計測を
行うことができる。

【００２２】次に上記構成を用いた検査手順について説
明する。被検査基板１に発生するピンホールの大小につ
いては、あらかじめ知り得ることができない。そこで、
ピンホール検査を行うときには、常に低透過率の光学フ
ィルターから選択し、徐々に高透過率の光学フィルター
に切り替えて検査する。これにより、より大きなピンホ
ールは低透過率の光学フィルター（低光量）で検出さ
れ、より微少なピンホールについては、高透過率の光学
フィルター（高光量）で検出することができる。

【００２３】光量可変方法としては、光学フィルターに
よるものに限らず、光源の出力を段階的に変化させても
良い。また、ピンホール検出感度の調整については、光
検出器の受光感度調整方法でもよいが、Ｓ／Ｎの変化や
受光感度変化にともなう増幅率変化が線形的でないた
め、ピンホール面積と信号強度についての校正が必要で
ある。

【００２４】図７は、本発明のおける実施例３である
が、実施例１に対応する部分については同一符号を用
い、その詳細な説明は省略する。すなわち、本実施例の
光源３は、波長３００ｎｍ以下の光を発する光源、例え
ば重水素ランプ等の光源である。また光検出器５は、波
長３００ｎｍ以下のみの光に感度を有する光検出器７で
ある。

【００２５】被検査基板１には、あらかじめ既存の穴を
ふさぐためのマスク治具１６及び照射領域を限定するた
めのマスク治具１７により、検査領域を限定してある。

【００２６】重水素ランプは、１７０ｎｍ以下に発光は
長を有する光源である。通常、室内の蛍光灯は、図８に
示されるように、可視光波長領域において所々に強い輝
線の連続スペクトルを有し、重水素ランプの発光波長帯
域とは異なる。可視光領域に感度を有する光検出器を用
いる場合、光検出器７と被検査基板１の間には、光検出
器７に入射する外光の遮光が必要である。これは、周囲
（蛍光灯等）の外光が散乱光となって光検出器７に入射
し、ノイズとなるためである。したがって、重水素ラン
プの様に、室内蛍光灯の発光波長と異なる光源３と、３
００ｎｍ以下の光のみに感度を有する光検出器７を用い
る事で、光検出器７及び被検査基板１の間には遮光は不
要となる。また、短波長であるために、回折現象による
光の散乱が小さくなり、より微小ピンホール面積の検出
精度が向上する。

【００２７】光源３には、重水素ランプのように紫外光
のみの波長を有する光源だけでなく、可視光を含む３０
０ｎｍ以下の発光波長を有する光源であっても構わな
い。

【００２８】また、実施例３において、波長が３００ｎ
ｍ以上であっても、光源４に単一波長の光源、例えばレ
ーザー光を用い、光検出器７に同一単一波長のみを検出
する光学フィルターを介した光検出器７を用いても、室
内照明の輝線スペクトル以外の波長帯における単一波長
であれば、Ｓ／Ｎ比の低下とならないため、光検出器７
と被検査基板１の間の遮光がなくてもピンホール検査可
能である。

【００２９】以上の各実施例に述べたピンホール検査
は、Ｘ−Ｙステージに複数の被検査基板を設置し、対応
する各々の被検査基板に上記検査機構を備え、同時に多
数の被検査基板の検査処理を行っても構わない。また、
光源としてパルス光のみならず、連続光源であっても構
わない。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被検
査基板に任意に発生したピンホールの有無を瞬時に判別
る事が出来るだけでなく、広範囲の大きさのピンホール
面積の計測が出来る。さらに、被検査基板に既存の穴等
が存在していてもの、限定領域のピンホールを検出でき
るため、あらゆる被検出基板に対応可能である。その結
果、ピンホール検査処理能力が大幅に向上し、その工程
に関わる人工数を削減できる。すなわち、検査に関わる
コストが大幅削減できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す構成図である。

【図２】実施例１で用いた、被検査基板１の構成図であ
る。

【図３】実施例１におけるピンホール検出信号波形を示
す図である。

【図４】実施例１ピンホール信号電圧のピンホール面積
依存性を示す図である。

【図５】実施例２を示す構成図である。

【図６】実施例２における光学フィルターを介した照射
光を用いて検出したピンホール信号電圧の、光学フィル
ター透過率依存性を示す図である。

【図７】実施例３を示す構成図である。

【図８】室内蛍光灯の発光スペクトルの一例を示す図で
ある。

【図９】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１被検査基板２支持台３Ｘ−Ｙ軸移動機構４光源５光ファイバー６集光レンズ７光検出器８Ｚ軸移動機構９遮光リング１０信号処理装置１１検査領域１２既存穴１３光学フィルター１４切り替え板１５回転機構１６、１７マスク治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査基板に任意の場所に任意の大きさ
で発生するピンホールの検査方法において、前記被検査
基板に光を照射し、前記ピンホールを通過した光を検出
することを特徴とするピンホール検査方法。
【請求項２】前記被検査基板に一定光量照射する事を
特徴とする請求項１に記載のピンホール検査方法。
【請求項３】前記被検査基板にパルス状一定光量照射
する事を特徴とする請求項１に記載のピンホール検査方
法。
【請求項４】前記被検査基板に３００ｎｍ以下の波長
光または限定した波長光を照射し、３００ｎｍ以下の波
長光または限定した前記波長光のみ検出することを特徴
とする請求項１に記載のピンホール検査装置。
【請求項５】前記被検査基板に選択した任意の光量を
照射する事を特徴とする請求項１に記載のピンホール検
査方法。
【請求項６】被検査基板に任意の場所に任意の大きさ
で発生するピンホールの検査方法において、前記被検査
基板に一定光量照射し、前記ピンホールを通過した光強
度を測定することを特徴とするピンホール検査方法。
【請求項７】前記被検査基板にパルス状一定光量照射
する事を特徴とする請求項６に記載のピンホール検査方
法
【請求項８】前記被検査基板に３００ｎｍ以下の波長
光または限定した波長光を照射し、３００ｎｍ以下の波
長光または限定した前記波長光のみ検出することを特徴
とする請求項６に記載のピンホール検査装置。
【請求項９】前記被検査基板に選択した任意の光量を
照射する事を特徴とする請求項６に記載のピンホール検
査方法。
【請求項１０】被検査基板に任意の場所に任意の大き
さで発生するピンホールの検査装置において、前記被検
査基板を設置する手段と、前記被検査基板に垂直に光を
照射する光照射手段と、前記光照射手段に対し前記被検
査基板を挟んだ反対側に光検出手段を具備する事を特徴
とするピンホール検査装置。
【請求項１１】前記被検査基板にパルス状一定光量照
射する光照射手段を具備する事を特徴とする請求項１１
に記載のピンホール検査装置。
【請求項１２】前記被検査基板に３００ｎｍ以下の波
長光または限定した波長光を照射する光照射手段と、３
００ｎｍ以下の波長光または前記光照射手段と同一限定
波長光のみ検出する光検出手段を具備することを特徴と
する請求項１１に記載のピンホール検査装置。
【請求項１３】前記被検査基板を局部的に遮光する手
段を、前記光検出手段に具備することを特徴とする請求
項１１に記載のピンホール検査装置。
【請求項１４】前記被検査基板を設置する手段に位置
制御する手段を具備している事を特徴とする請求項１１
に記載のピンホール検査装置。
【請求項１５】前記被検査基板を設置する手段の位置
制御する手段と、前記光検出手段の位置制御する手段を
具備している事を特徴とする請求項１１に記載のピンホ
ール検査装置。
【請求項１６】前記光照射手段の光量を可変する手段
を具備することを特徴とする請求項１１に記載のピンホ
ール検査装置。