JPH07174709A - プリント基板の検査方法及び装置 - Google Patents

プリント基板の検査方法及び装置

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JPH07174709A
JPH07174709A JP23016793A JP23016793A JPH07174709A JP H07174709 A JPH07174709 A JP H07174709A JP 23016793 A JP23016793 A JP 23016793A JP 23016793 A JP23016793 A JP 23016793A JP H07174709 A JPH07174709 A JP H07174709A
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JP
Japan
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printed circuit
hole
circuit board
light
axis
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Application number
JP23016793A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Oba
和夫 大場
Yoshinori Shima
好範 嶋
Akira Oba
章 大場
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SAKAE DENSHI KOGYO KK
Original Assignee
SAKAE DENSHI KOGYO KK
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板にあけられたスルホールを非破
壊的に検査する方法と装置を提供するもので、検査の自
動化を可能とするものである。 【構成】 プリント基板にあけられた各スルホールの一
と孔サイズを記録する第一の工程、該記録データに基づ
いてプリント基板上法より欠くスルホールに光を照射
し、スルホールを通過した光量をプリント基板下方に設
けられた光センサーで測定する第二の工程、及び第二の
工程で得られた透過光量のデータから所定のスルホール
径以外のものの有無を判定する第三の工程からなる、プ
リント基板のスルホールの検査方法である。また、プリ
ント基板にあけられたスルホールの位置と穴サイズを検
出、記録する第一の装置、プリント基板の上方に光源が
設けられ、プリント基板の下方に光センサーが設けら
れ、スルホールを通過する光量を検出する第二の装置、
及び第二の装置で得られた通過光量のデータから所定の
スルホール径以外のものの有無を判定する第三の装置か
らなるプリント基板の検査装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機器、電子機器な
どに広く使用されているプリント基板にあけられたスル
ホールの検査方法及び検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板の材料として銅箔を表面に
張った熱硬化性樹脂の板やこれを積層した多層プリント
基板、特にガラス布入エポキシ樹脂と銅箔との積層板で
板厚1.6〜数mm程度のものが用いられている。又、
アルミナなどのセラミック材料を用いて、その表面に導
電層と絶縁層を交互に設けたセラミック基板も使われて
いる。これらのプリント基板に所望の回路パターンを設
けるために、銅張り積層板の場合はマイクロドリルを用
いた微細穴あけ加工により、スルホールと呼ばれる貫通
孔を設け、スルホール内をメッキすることにより上下の
回路パターン間の導通を計っている。スルホールは各種
ボール盤により一枚の基板に対して多数設けられるのが
普通である。その孔径も0.5mmが通常であるが、こ
れ以外の径のものが用いられたり、何種類の径のものを
併用したりしている。
【0003】例えばガラス布入エポキシ樹脂でできた多
層プリント基板にマイクロドリルでスルホールをあける
と、ドリル刃により穴内面が荒れたり、穴内面にスミア
と呼ばれる加工熱によって軟化したエポキシ樹脂が銅箔
切削面に付着する現像によって、スルホール断面が真円
状でなくなることがあった。図1はスミアが見られるス
ルホール断面の模式図であり、スルホール1の穴内面に
スミア2が付着している。一般にドリルの送りが大きす
ぎると穴内面は荒れるし、小さすぎるとエポキシスミア
が生じやすくなる。スミアが生ずるとメッキ液が入りに
くく、スルホール内面を均一に十分な厚さでメッキをす
ることができないので、上下の回路パターン間の導通不
良を招くことになる。このため付着したスミアを化学的
処理や物理的処理で取除くことも考えられている。いず
れにしても、スルホールにおけるスミアの付着はプリン
ト基板にとって致命的な問題となる。
【0004】このため、穴あけ加工後のプリント基板に
ついて、スルホールが完全であるか否かを検査する必要
があるが、スルホールの数が非常に大きいうえに径の異
なる場合もあることが検査を困難にしている。検査はサ
ンプルとなるプリント基板を選びスルホールの直径を通
る面で切断することによって現われた切断面を拡大視し
て行う。このような切断による検査によれば、例えスミ
アがスルホールに付着していても、切断時に取除かれて
しまって良品という判定を受けることがあり、信頼性に
欠ける検査である。しかも多数多種類のスルホールを検
査するには手間がかかり、破壊検査であるという欠点が
あった。そこで、全てのプリント基板の全てのスルホー
ルを非破壊で自動的に検査する手法の開発が望まれてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリント基
板のスルホールを検査する方法と検査装置を提供するこ
とを目的とし、検査の自動化を可能とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討を重
ねた結果、各スルホールの位置と穴サイズを予め記録し
ておき、これにもとづき各スルホールの上方より光を照
射し、スルホールを通過した光量により、スミア付着の
有無を検査できるとの知見を得た。すなわち穴サイズご
との所定の光量が通過しているかを調べることを骨子と
するものであり、検査を全件、非破壊で完全自動化へと
導くものである。本願の第一の発明は、プリント基板に
あけられた各スルホールの位置と穴サイズを記録する第
一の工程、該記録データにもとづいてプリント基板上方
より各スルホールに光を照射し、プリント基板と光源の
間に設けられた絞りの径を穴サイズに合わせ、スルホー
ルを通過した光量をプリント基板下方に設けられた光セ
ンサーで測定する第二の工程、及び第二の工程で得られ
た透過光量のデータから所定のスルホール径以外のもの
の有無を判定する第三の工程からなる、プリント基板の
スルホールの検査方法である。
【0007】本願の第二の発明は、プリント基板にあけ
られたスルホールの位置と穴サイズを検出し、記録する
第一の装置、プリント基板の上方に光源が設けられ、プ
リント基板の下方に光センサーが設けられ、スルホール
を通過する光量を検出する第二の装置、及び第二の装置
で得られた通過光量のデータから所定のスルホール径以
外のものの有無を判定する第三の装置からなるプリント
基板の検査装置である。以上二つのどちらの発明におい
ても、第三の工程と第二の工程と同時に平行処理するこ
とにより、第二の工程と第三の工程が実質的に一つの工
程となる場合も本願の発明に包含される。以下の説明に
おいては、銅箔張りのガラス布入エポキシ樹脂を積層し
た多層プリント板にマイクロドリルを用いてスルホール
をあける場合を例にとって説明するが、これに限られ
ず、微細穴あけ加工を電子ビーム、レーザーや放電で行
っても程度の差はあれスミアの問題は生ずる。同様にセ
ラミック基板についてもあけられたスルホールの断面形
状を検査する必要はある。本発明の検査方法及び検査装
置は、これら全てのプリント基板に対して適用される。
【0008】
【実施例】以下、図面を用いて本願の第一及び第二の発
明を詳しく説明する。各スルホールの位置と穴サイズを
記録する第一の工程は、一つの基板中のどの位置に径何
mmのスルホールがあるかを求めデータ化するものであ
る。図2はプリント基板の模式図である。プリント基板
3は使用目的によって大きさは大小さまざまである。こ
れのX軸座標とY軸座標によりスルホール1の位置が決
まり、その穴サイズとともに記録される。もし、プリン
ト基板に穴明け加工する際の設計データが入手すること
が可能であれば、これを用いることができるので最も簡
便である。
【0009】設計データを直接用いることができない場
合は、図3に示すように、プリント基板3をNC自動位
置決め装置によりX軸−Y軸に移動させ、各スルホール
の位置において、プリント基板上方より光を照射する。
図3では光源4、例えばレーザー源より照射されたレー
ザー光をレンズ5により幅のある平行光とする。平行光
は絞り兼スリット6により、X軸−Y軸面上においてあ
る方向をもった直線となるように絞られ、プリント基板
3のスルホールを通過する。スルホールを通過したレー
ザー光はレンズ7により拡散され、一定径の絞り8によ
り絞られた後、光センサー9で光量が測定される。な
お、この光量測定は一回だけでなく、X軸−Y軸面上に
おいて方向の異なる2直線以上をスリット6をある角度
で回転させることにより、光量測定は二回以上行われ
る。図4において、スルホールに付着したスミア2によ
って(b)及び(d)の方向の断面が直線状の通過光
は、その通過光量が減少することになる。この結果、穴
サイズは実際の径より小さく測定されてしまい不都合で
ある。しかし、測定を例えば(a),(b),(c)及
び(d)の4方向で行えば、(a)は穴サイズの正しい
直径をもたらすものであり、(c)についてもそれに近
いものとなる。よって、同一スルホールについて複数方
向に複数回測定することにより、その中の最大値を穴サ
イズとして記録すればよいこととなる。方向の数は2方
向以上であるが、その場合は互いに90°とし、3方向
であれば60°となる。一般には2方向で十分である。
【0010】各スルホールの位置と穴サイズを記録する
別の方法は、光の反射強度を利用する方法である。プリ
ント基板面に一定波長の光を照射すると表面の銅箔によ
り光は反射される。しかし、スルホールがあけられた部
分では光は反射されない。図5に示されるように、レー
ザー、発光ダイオードなどで作られた一定波長の光はプ
リント基板3に向って照射される。その発射光はフォト
ダイオードなどの光センサーを用いて光量が測定され
る。もし、光がスルホールに対して向けられた場合に
は、その直径に応じて光量が減少する。なお、スルホー
ルにスミアが付着している場合でも、それによる光の反
射は銅箔に比べ格段に少ないのでデジタル出力化されス
ミアに影響されることなく穴サイズを測定することがで
きる。
【0011】第一の工程により得られた記録データにも
とづいて、プリント基板上方より各スルホールに光を照
射し、スルホールを通過した光量をプリント基板下方に
設けられた光センサーで測定する第二の工程は、各スル
ホールに付着したスミアによって透過光量が所定の値よ
り減少しているか否かを測定するものである。図6に示
されるように、プリント基板3の上方にレーザ源4が設
けられレーザー光が照射される。レーザー光はレンズ5
によって幅のある平行光にされたのち、絞り10によっ
て絞られる。絞り10は予めデータ化されているスルホ
ールの穴サイズdに合わせてaの方向に調節される。ス
ルホールを通過した光は、レンズ7によって拡散され、
絞り一定の絞り8を通して、光センサー9で光量が測定
される。レンズ7は絞り8に合致させるためbの方向に
移動する。
【0012】第二の工程で得られた透過光量のデータか
ら所定のスルホール径以外のものの有無を判定する第三
の工程は、穴サイズの大小にかかわらずスミアの付着を
見付けだし不良品であると判定するものである。その具
体的な判定法は、第一の工程で得られた各スルホールの
位置と穴サイズのデータと、第二の工程で得られた透過
光量のデータを比較することにより、両者が不一致のも
のを不良品であると判定するものである。
【0013】別の方法は、図7に示されるように、第二
工程で得られた透過光量のデータをプロットするもので
ある。たて軸は透過光量を示すが、これに穴サイズ毎の
目盛りを付与しておけばよい。すると、0.5mmの穴
サイズの通過光量はスミアが付着していなければ、正し
く0.5mmに等しくなる。第二の工程のデータが順に
スルホールを移動すると、0.7mmの穴サイズの時は
0.7mmの位置へプロットされる。このようにして各
スルホールのデータをプロットするが、もし、本来ある
べきでない穴サイズの位置に通過光量がプロットされた
時には、スミアが付着しているものと判定される。図7
では横軸上に矢印を書き入れた区間で通過光量が0.5
と0.3mmの間に来ており、又、別の矢印の区間では
通過光量がゼロになっており、いずれも付着したスミア
によって通過光量が低下したり、全く通過しなかったこ
とを示している。
【0014】以上の説明において、光源として、主とし
てレーザー光を例にとって説明したが、これはレーザー
光が一定波長であり有効であるからである。しかし他の
光源、例えばキセノンランプの光などを用いることも十
分可能である。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、プリント基板のスルホ
ールを迅速に確実に検査することができるとともに、そ
の自動化を可能とするという優れた効果がもたらされ、
更に、プリント基板が内蔵されている電気機器、電子機
器、光学機器などの高信頼化に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】スミアの付着を示すスルホール断面の模式図で
ある。
【図2】プリント基板面のX軸−Y軸座標とスルホール
の位置の模式図である。
【図3】スルホールの位置と穴サイズを記録する装置の
説明図である。
【図4】スミアが付着したスルホールの穴サイズを調べ
る概念図である。
【図5】スルホールの位置と穴サイズを記録する他の装
置の説明図である。
【図6】スルホールを通過する光量を測定する装置の説
明図である。
【図7】スミアの付着の有無を判定する概念図である。
【符号の説明】
1 スルホール 2 スミア 3 プリント基板 4 レーザー光源 5 レンズ 6 スリット・絞り 7 レンズ 8 絞り 9 光センサー 10 一定絞り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町4丁目2番3号 (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市宮戸3丁目12番89号

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板にあけられた各スルホール
    の位置と穴サイズを記録する第一の工程、該記録データ
    に基づいてプリント基板上方より各スルホールに光を照
    射し、スルホールを通過した光量をプリント基板下方に
    設けられた光センサーで測定する第二の工程、及び第二
    の工程で得られた透過光量のデータから所定のスルホー
    ル径以外のものの有無を判定する第三の工程からなる、
    プリント基板のスルホールの検査方法。
  2. 【請求項2】 各スルホールの位置と穴サイズを記録す
    る第一の工程が、プリント基板をNC自動位置決め装置
    によりX軸−Y軸に移動させ、各スルホールの位置にお
    いて、プリント基板上方より光を照射し、通過した光量
    をX軸−Y軸面上における少なくとも2方向以上で測定
    することにより穴サイズを検出し、記録するものである
    請求項1記載のプリント基板のスルホール検査方法。
  3. 【請求項3】 各スルホールの位置と穴サイズを記録す
    る第一の工程が、プリント基板をNC自動位置決め装置
    によりX軸−Y軸に移動させ、各スルホールの位置にお
    いて、プリント基板上方より光を照射し、その反射光強
    度を同じくプリント基板上方の光センサーにより測定し
    て、それにより穴サイズを検出し、記録するものである
    請求項1記載のプリント基板のスルホール検出方法。
  4. 【請求項4】 各スルホールの位置と穴サイズを記録す
    る第一の工程が、プリント基板に穴明け加工する際の設
    計データを用いるものである請求項1記載のプリント基
    板のスルホール検出方法。
  5. 【請求項5】 第二の工程で用いられる光がレーザー光
    である請求項1〜4記載のプリント基板のスルホール検
    出方法。
  6. 【請求項6】 プリント基板にあけられたスルホールの
    位置と穴サイズを検出、記録する第一の装置、プリント
    基板の上方に光源が設けられ、プリント基板の下方に光
    センサーが設けられ、スルホールを通過する光量を検出
    する第二の装置、及び第二の装置で得られた通過光量の
    データから所定のスルホール径以外のものの有無を判定
    する第三の装置からなるプリント基板の検査装置。
  7. 【請求項7】 プリント基板にあけられたスルホールの
    位置と穴サイズを検出、記録する第一の装置が、プリン
    ト基板をX軸−Y軸に移動させるNC自動位置決め装
    置、プリント基板上方の光源、照射光を幅のある平行光
    にするレンズ、幅のある平行光をスリット状にするスリ
    ット・絞り、及びプリント基板下方の光センサーよりな
    るものである請求項6記載のプリント基板の検査装置。
  8. 【請求項8】 プリント基板にあけられたスルホールの
    位置と穴サイズを検出、記録する第一の装置が、プリン
    ト基板をX軸−Y軸に移動させるNC自動位置決め装
    置、プリント基板上方の光照射装置、及び同じプリント
    基板上方の反射光強度を測定する光センサーよりなるも
    のである請求項6記載のプリント基板の検査装置。
  9. 【請求項9】 第二の装置に設けられる光源がレーザー
    光である請求項6〜8記載のプリント基板の検査装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109144A (ja) * 2007-11-05 2008-05-08 Toshiba Corp 回路基板の製造方法および回路基板の検査方法
CN109490315A (zh) * 2018-11-27 2019-03-19 江门市利诺达电路科技有限公司 一种基于光电效应的电路板过孔质量的检测方法

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