JPS58184789A - プリント配線板のパタ−ン欠陥検出方法 - 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】 本発明はプリント配線板における不良箇処の検出方法に
係わり、特にプリント配線板の製造工程において基板上
に形成されたレジストパターン並びに導電体パターンの
欠陥を演出する方法に関する。

近年プリント配線板の多ノー化、高密度配線化が進み、
大型電算機用配線板においては層数２０とか、配線ライ
ン幅１１００ＩＩという仕様も特殊とは言えなくなって
いる。配線の細密化に伴って、ラインの欠けやライン間
の短絡によって代表されるパターンにおける欠陥（以Ｆ
ではパターン不良とよぶ）の発生率が高まる傾向にある
。パターン不良は、それが生じた層のみでなく該層を含
む多層化配線板全体の機能を失なわせることになるので
、それによる損害は多層化の進行とともに相乗　　　的
に増大する。従って、パターン不良を、配線板製造工程
において適時に見出し補修することは、生産効ぷを高め
るうえで遺髪である。

パターン不良の発生にＩＡ係をもつ工程は、（１）ｉＩ
４張積層基板の製造工程、（２）鋼張積層基板への穴あ
けからレジスト前処理までの工程、（３）レジスト材料
適用からパターンの露光、現偉までの工程、（４）エツ
チング工程から、レジスト材の剥離、多１−化接着のた
めの前処理までの工程に大別される。（１）は該基板製
造者側の問題であって、プリント配線板製造者としてＦ
ｉ該基板の受入検査によって不良品を排除できる。（２
）でパターン不良の原因を生じることけ極〈少ないので
、それには作業管理の徹底で足りる。結局、問題は（３
）と（４）にある。（３）で生じるパターン不良の原因
は、異物の侵入や不用意な取扱いによるレジストパター
ンの欠は及び短絡である。通常、この工程の後、すなわ
ちレジスト）■□）、）よ パターンの現儂後に、該パターンの不良箇処を摘出し修
正する工程が挿入されている。

この不良検出方法のほとんどは、肉眼または拡大器を用
いての目視である。そのため、不良検出効率が低く、細
密パターンにｄしてはなおさらである。本発明者らの実
験によれば、ライン幅１５０〜１８Ｑ、ａｍ、すなわち
ｌｏ　ｏ　ｍｉｚ俗千間に２〜３本のラインが走る配線
の４旨、レジストパターン段階での不良摘出率は、経験
５〜７年の熟練者で約７０慢、初心者で約５０饅であっ
た。１所出率を高めようとすれば、作業効率が低下する
。ここで摘出され友不良は修正されるが、約３０〜５０
優の部分は看過されてしまう。

（４）における不良の原因は、はとんどレジストパター
ンの欠は及び短絡に起因するオーバーエツチングとエツ
チング残りとである。レジストパターン不良には、前述
（３）での検出にもれた不良のほかに、エツチングに至
るまでの取扱い中における損傷が含まれる。エツチング
の結果形成された４４体パターンの不！ＩＬは、大墾分
補修不能である。そ、、、１、・ して該パターン不良を有する配線板は、多層化接着前に
除外されねばならない。従って、導電体パターンの不良
検出も重要であるが、これも目視によって行表われるこ
とが多かった。

近年漸く目視の不確かさを補うため、パターン不良自動
検出装置が開発された。それは、パターンが形成された
基板に可視光を照射したときの反射光量が、レジスト表
面もしくｋｌエツチング後の基板表面では少なく、銅表
面からは多いことを利用して、パターン認識を行なう方
法によっており、反射光の検知には光電管、テレビカメ
ラ等が用いられる。この種の噴出装置による測定所要時
間は、プリント配線板の生産現況からみて１０分以内に
あることが望ましく、２０分を越えるようでは装置の実
用的価値を失なわせる。また、その解偉能（走査ビーム
の直径）＃′ｉ、配線ライン幅やそこに刻まれた欠損部
の大きさ等から、５０μｍ程度を要する。従って、例え
ば１枚の基板（面寸法５００Ｘ５ＱＯｗ）を１０分間で
検査するとして、５０μｍ幅を走査する時間は単純計算
で１×１Ｏ−６秒となるので、装置には異常に高い応答
性が要求される。

一方、検査される基板の銅表面はレジスト前処理として
粗化されていて乱反射するために、鋼面の反射効率が悪
いうえに、−面の部分的な酸化によって反射光量にばら
つきが多い。従って、細密パターン基板にみあった解像
力を与えるためにビーム面積を小さくすると、光通に不
足を生じて光分な応答精度を確保できない場合が起る。

本発明け、上記のようなパターン不良検査の現況に鑑み
て、極めて高い確賃と合理的な速さを本ってレジストパ
ターン不良および導一体パターン不良を検出できる方法
を提供することを目的にして込る。

本発明の特徴は、表面にレジストパターンもしくけ導電
体パターンの形成されたプリント配線基板において　予
め螢光体を付与された該基板表面が可視光もしくけ紫外
光の照射によって発する螢光エネルギーの濃淡を遺知す
ることにより前記パターンにある欠陥を検出することに
ある。

プリント配線基板から螢光を発光させるだめの螢光体は
、検査に先だって該配４Ｉ基板の表面に塗布するか、銅
張積層基板の基材レジンに予め含浸サセテオくか、ある
いけレジスト材に予め含浸させておくなどの方法によっ
て、付与されてよい。

例えば、銅張積ｒ−基板にレジストフィルムをはり付け
、ネガマスクを通して配線パターン金感光・焼付け、現
１象して得たレジストパターン基板に、水に溶解した螢
光染料を吹付ける。一旦乾燥してから水で軽く洗うと、
鋼箔表面の螢光染料は除去されるが、レジスト材に吸着
した螢光染料はそのま＼残る。この基板に紫外光を照射
すると、レジスト材の部分からのみ螢光が発光し、嘲箔
部からけはとんど発光しない。従って、検知された螢光
は纂１図に例示するような濃淡のスペクトルを与えるの
で、その不整形によって不良箇旭會検出できる。あるい
は、同−投影に基づいて製造された２枚のレジストパタ
ーン基板の相対応する部分を同時に走査し、両者がそれ
ぞれ元する螢光エネルギーの一度の間の差を測定し、そ
の値によってパターン不良を検出すること：も゛できる
。

・１１ また、レジストパターン基板をエツチングして露出して
いる肩ヲ除去したのち、レジストを剥離すれば導電体パ
ターンの形成されたプリント配線基板を得られる。この
基板に螢光染料を吹き付け、乾燥後、水洗すると、螢光
体は銅が除去されて露出した絶縁基材の部分のみに残り
、銅部分には残らない。従って、紫外線を照射すると導
一体パターン以外の部分からのみ螢光が発光するので、
レジストパターンとは逆の螢光エネルギーのａ沃により
前述と同様にして、導電体パターンの１灸出が可能とな
る。

照射する可視または紫外光としてシ・ま、レーザー単色
光を用い、励起された警光の険知には光電子倍増管を用
いる。光電子倍増管の螢光に対する応答速度はＩ　Ｘ　
１０−”秒である。前述のように、面寸法５００Ｘ５０
０■の基板を１０分間で測定する場合の、５０μｍの長
さを走行する時間は１×１０−・秒であるから、充分な
応答速度をもっていると云える。そしてレーザー単色光
で励起することによって強度も高ｔｍうえ、フィルター
等で波昌 長を選択する際の損失等もなくなるから効率は非常によ
い。そして銅表面の反射光ではなく、銅以外の部分につ
いて検査しているので、鋼表面の酸化等による反射むら
の影響を全く受けず、常に均質な螢光エネルギーを基準
にしての、パターン欠陥の判定をすることができる。従
ってその信頼性は高い。以下に実施例を示して発明の詳
細を述べる。

両面に厚さ３５μｍの鋼箔を張った日立化成工業会社製
鋼張積層板（板厚０．［■、板サイズ５００Ｘ５００■
）１００枚に、１．２７■間隔で径０．４簡の穴をあけ
、無電解鋼めっき及び電解鋼めっきを行った。このもの
に公知の工程に従ってジ−クライト処理等のめつき鋼表
面処理を行った後、デュポン製エツチングレジストフィ
ルムを貼り付け、ガラス製マスクを透して紫外線を照射
し、１．２７諺間隔の格子間に、１００μｍ幅のライン
２本をもつテストハターンを焼付けた。これをクロロセ
ンで現偉して、鋼表面にレジストパターンを形成した基
板を得た。

この基板を拡大鏡を用いて、時間をかけて検査したとこ
ろ、平均１〜２ヶ処／枚のパターン欠陥があった。いず
れもラインの欠けであった。これに、さらに人為的に傷
をつけ、あるいけライン間にレジスト短絡を作シ、平均
１０ケ処／枚のレジスト欠陥を設けた。このうち５０枚
はそのま＼レジストパターン欠陥の被検体とした。残り
の５０枚を塩化第二鋼溶液でエツチングし、レジスト材
を塩化メチレンで溶解、剥離してエツチングパターン欠
陥の被検体とした。

これらの被検体の全面に特殊塗料安社製螢光染料液Ｑｌ
）−２８００−１を吹きつけ、１０分間風乾後、蒸留水
で５分間水洗し、空気を吹き付けて乾燥した。螢光染料
の吹きつけから水洗、乾燥までの作業では、十数枚の基
板を同時にｌ／ｌ：４できるので、結果的に、１００枚
の基板に要した時間は８０分であった。機械化しコンベ
ア式に作業すれば、全工程に与える作業時間の増ＵＯは
、殆んど無視し得る程度であろう。

螢光染料を吹き付け、水洗した被検体では、鋼部分の螢
光染料のみが除去されている。この被検体を、本発明に
基づいて構成された第２図に示すようなパターン欠陥検
出装置で測定した。即ち、装置は、波長４００ｍの紫外
光を照射するＣＯ。

レーザー光源１．１’、螢光を検知する光電子倍増管２
．２′と、１台の、Ｘ、Ｙ軸方向に移動する試料台４と
で構成されている。光学系の調整によりレーザー光の照
射面を直径３０μｍに絞つ念。

２枚の被検体基板３，３′を、それぞれレーザー光源１
．１′の下に置き、微調整によって、夫々のレーザー光
の照射位置が２枚の基板の全く同じ位貨に当るように位
置合せをして固定した。２枚の基板のパターンは同一の
マスークで焼付けられたものであるから、２基の光電子
倍増管２，２′には、はぼ同エネルギー量の螢光エネル
ギーが入射する。２基の光電子倍増管から出力される電
圧に、一定値以上の差があった場合に欠陥ありと判断す
るよう電気回路を組んだ。２枚の被検体臭板のいずれに
欠陥があったかと云う判断は目視で行った。

、；■） 一勿論、その判断を装置に行わせることは可能である。

尚、本実施例で用いた螢光体の波長は４９０畷であり、
３９５ｍの紫外光を照射した場合に最もＳ　１０　（Ｂ
ｉＡｇＯＣ８系）である。

本実施例の結果と、本実施例のパターン欠陥検出装蓋で
測定する前の被検体を、あらかじめ、熟練者によって目
視（所要時間４分／枚）で検査した場合の不良検出率を
表に示す。

表で明らかなように、本発明によるパターン欠陥検出法
は、目視法に比べて、非常に高い不良摘出率を示してい
る。大きさ１０μｍｎ以上の欠陥は１００−摘出される
。１０μｍ以下の欠陥に対する摘出率が悪いのは、照す
るレーザー光の照射面直径が３０μｍと大きいためで、
装置上の問題であるから、不良摘出率を、さらに向上さ
せることは可能である。また、実施例での、１回当りの
操作時間は５分であった。これは目標にかない、プリン
ト配線基板の生産に対して全く支障を与えない。そのう
え、レジストパターン段階での不良摘出率が大唱に向上
されるので、エツチング後の修正作業が減り、プリント
配線板の信頼性が高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレジストパターンを走査した際の螢光強度の変
化を示す曲線の部分的な例であり、第２図は本発明に基
づくパターン欠陥検出装置の構成を示す。 １．１′・・・ＣＯ，レーザー光源、２．２′・・・光
電子倍増管（螢光検知器）、３．３′・・・被検体基ダ
、４・・・可動台、５・・・駆動系、６・・・増幅系、
７・・・ディ第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面にレジストパターン塩しくは導電体パターンが
   形成されたプリント配線基板に１予め螢光体を付与し、
   該基板表面に可視光もしくは紫外光を照射し、発する螢
   光エネルギーの濃淡を検知することにより、前記パター
   ンの欠陥を検出することを特徴とするプリント配線板の
   パターン欠陥検出方法。 ２、照射する可視光もしくは紫外光がレーザー光である
   特許請求の範囲第１項記載のパターン欠陥検出方法。 ３、螢光エネルギーの濃淡を光電子倍増管をもって検知
   する特許請求の範囲第１項記載のパターン欠陥検出方法
   。 ４、同−設計になるレジストパターンもしくは導電体パ
   ターンが形成されたプリント配線基板の２枚の相対応す
   るパターン部位を同時に走査し、それぞれの発する螢光
   エネルギーの一度の差によって欠陥を検出する特許請求
   の範囲ｄｔ項記載のパターン欠陥検出方法。