JPS60135806A - 基板上の配線パタ−ン検出方法及びその装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、配線パターンを検出するパターン検出装置に
係シ、特にプリント基板の醋酸パターンの上部のみ欠け
た欠陥や光の反射率の低い短絡欠陥の検出に好適な基板
上の配線パターン検出方法及びその装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

従来のパターン検出装置は特願昭５６−５３９０９号で
周知の如き、第３図に示すプリント基板１の配線面２か
らの反射光を検出器１５で検出する方式である。即ち１
はプリント基板を示し、２はプリント基板上の配線パタ
ーンを示す。１１は光源、１２は光源１１からの光を平
行光３１に変換するレンズである。１３は半透鏡１．１
４は配線面２から反射し、半透明鏡１３を介して得られ
る光像４１を検出器１５に結像させるレンズである。

しかしながらとの従来の反射光検出方式の場合、第１図
及び第２図に示すように配線パターン表面の浅い傷や、
よごれ５は虚報として欠陥でもないものに欠陥として検
出されるし、また元の反射率の低い短絡欠陥６は検出で
きないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなくし、配線パ
ターン上のキズを欠陥として虚報することなく、元の反
射率の低い短絡欠陥も、配線パターンの上部のみ欠けた
欠陥も検出できる基板上の配線パターン検出方法及びそ
の装置を提供すると、とにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明は反射光検出方式と
螢光検出方式を併用し、互いの長所を利用する検出方式
に特徴を有するものである。

螢光検出は配線パターンが基材と接合した部分のパター
ン像が検出され、反射光検出は配線パターンの上部のパ
ターン像が検出されるため、両者のパターン像のパター
ン寸法は異なシそのままでは合成できないため、螢光検
出によるパターン像を縮小し、反射光検出によるパター
ン像と合成する方式を発明した。また本発明は螢光検出
方式と反射光検出方式をひとつの検出光学系で構成する
ため、赤外反射光を利用する検出方式に特徴を有するも
のである。詳しくは本発明は、プリント基板やセラミッ
ク基板の配線面に元を照射する第１の光源と、プリント
基板やセラミック基板の基材から発生する螢光を検出す
るための第１の検出器と、前記光源からの光を螢光が発
生しやすい波長に限定するためのフィルタと、前記プリ
ント基板やセラミック基板の配線面からの反射光をカッ
トし、基材から発生する螢光を透過するフィルタと、前
記検出器に配線パターン像を結像するための第１の結像
レンズと、前記第１の光源から９元をプリント基板の配
線面に向け、前記基材から発生する螢光を前記結像レン
ズおよび検出器へ導く第１の半透鏡と、螢光検出パター
ン像をＡ／ＤＨ換し２値化する第１の電気回路と、これ
を記憶する第１のメモリと、該第１のメモリに記憶した
パターン像を白黒反転し、かつ縮小したパターンを得る
ための電気回路と、これを記憶する第２のメモリと、別
にプリント基板やセラミック基板の配線面に元を照射す
る第２の光源と、プリント基板やセラミック基板の配線
面からの反射光を検出するための第２の検出器と、該検
出器に配線パターン像を結像するための第２の結像レン
ズと、前記第２の光源からの元をプリント基板の配線面
に向け、該配線面からの反射光を第２の結像レンズおよ
び第２の検出器へ導く第２０半透鏡と、反射光検出パタ
ーン像をＡ／Ｄ変換して２値化する第２の電気回路と、
これを艷憶する第３のメモリと、前記第１の螢光検出器
で検出した螢光パターン像と第２の反射光検出器で検出
した反射光パターン像が、プリント基板の同一箇所の配
線面のパターン像であるように成すための手段と、前記
第２０メそりの内容で第３のメモリの内容をマスキング
する電気回路とマスキングしたパターン像から欠陥を抽
出する電気回路から成シ、螢光検出によって得た螢光パ
ターン像の縮小パターン像で反射光検出によって得た同
一箇所の反射光検出パターン像をマスキングすることに
よって欠陥を検出することを特徴とするパターン検出装
置である。

また本発明は上記パターン検出装置において螢光検出系
と反射光検出系の光源および結像レンズおよび半透鏡を
ひとつの光源および結像レンズおよび半透鏡でなすこと
を特徴とするパターン検出装置である。

また本発明は、上記パターン検出装置において、プリン
ト基板やセラミック基板の配線面に光を照射する光源に
超高圧水銀灯を使用するととを特徴とするパターン検出
装置である。

また本発明は上記パターン検出装置に−おいて光源から
の元をプリント基板の配線面に□向け、基材から発生す
る螢光および配線面からの反射光を結像レンズおよび検
出器へ導く半透鏡として４５度青反射赤透過ダイクロイ
ックミラーを使用することを特徴とするパターン検出装
置である。

また本発明は、上記パターン検出装置において、螢光検
出系と反射光検出系をひとつにまとめることを特徴とす
るパターン検出装置である。

また本発明は上記パターン検出装置において、光源から
の元を螢光が発生しやすい波長に限定するだめのフィル
タからもれる赤外光による配線面からの反射光を検出す
るだめの検出器となし、螢光と赤外反射光を分離し、螢
光を螢光検出用検出器へ導き、赤外反射光を赤外反射光
検出用検出器へ導くために赤外反射ミラーを新たに設け
ることによシ、ひとつの光源からの元で基材から発生す
る螢光を螢光検出用検出器で検出し、配線面からの赤外
反射光を赤外反射光検出用検出器で検出することを特徴
とするパターン検出装置である。また本発明は上記パタ
ーン検出装置において、螢光と赤外反射光を分離するた
めのミラーとして赤外透過ミラーを用いることを特徴と
するパターン検出装置である。

また本発明は上記パターン検出装置において、螢光検出
用検出器として分光感度波長域が５００ｎｍから７００
ｎｍ　Ｋある高感度検出器、例えばサチコン撮像管ある
いはプランビコン撮像管を使用することを特徴とするパ
ターン検出装置である。

また本発明は、上記パターン検出装置において、赤外反
射光検出用検出器として分光感度波長域が７００　ｎｍ
から１ｌ１００ｎにある高感度検出器、例えばシリコン
ビジコン撮像管を使用することを特徴とするパターン検
出装置である。

また本発明は上記パターン検出装置において光源からの
光を螢光が発生しやすい波長の光に限定し、かつ赤外域
の元を少量透過させる特性を有するフィルタ、例えば青
フィルｆｉ　Ｂ５７０　ｉるいはＢ５９０等を使用する
ことを特徴とするパターン検出装置である。

また本発明は、上記パターン検出装置において、プリン
ト基板やセラミック基板の基材がら螢光を発生させるた
めの強力な励起光による配線面からの反射光をカットし
基材から発生する螢光と配線面から反射する赤外光を透
過する特性を有するフィルタ、例えば４８０ｎｍがら５
６゜ｎｍの範囲の黄あるいはオレンジの色ガラスを使用
することを％漱とするパターン検出装置である。

また本発明は、上記パターン検出装置において、螢光パ
ターン像の縮小パターンと反射光パターン像とを合成す
ることによって欠陥を検出することを％畝とするパター
ン検出装置であるＣ〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を第４図乃至第２２図先月いて詳
細に説明する。第４図は本発明に係る螢光検出装置を示
したものである。即ちプリント基板やレジストパターン
あるいはセラミック基板の配線面に紫系の強い元を照射
すると、基材やレジストから螢光が発生することが判シ
、これを検出することにより、検出対象である配線パタ
ーンのネガテブ像が得られることを見い出した。

１は基材から螢光が発生するプリント基板または七ラミ
ック基板である。２はＣｕやＣｒ等で形成された配線パ
ターンである。１１は高輝度光源、１２ハコンデンサレ
ンズ、１６はフィルタ、１６は半透明鏡、１８はフィル
タ、１４は結像レンズ、１９は検出器である。従って高
輝度光源１１から発したｙｔ、３１はコンデンサレンズ
１２を通りフィルタ１６へ入る。フィルタ１６はプリン
ト基板やセラミック基板１の基材あるいはレジストから
螢光が発生しやすいように、高輝度光源１１から発した
元５１の波長を限定するだめのフィルタで、一般にブル
ーフィルタＢ５７０と呼称されているもので、透過率の
最大が波長５７０ｎｍにあシ、波長３００ｎｍから４６
０　ｎｍまでの波長の元のみを透過させるものである。

限定された波長の元は半透明鏡１７で光路を９０度変史
されて基板１を照射し、基材あるいはレジストから螢光
を発生させるための励起光として働く。基材あるいはレ
ジストから発生した螢光と配線面２での反射光の合わさ
った元４２は、再度半透明鏡１７を通過してフィルタ１
８に入る。フィルタ１Ｂは基板１の配線面２の表面で反
射した反射光と螢光とを分離するため前記励起光３２の
限定された波長域以外の螢光４５のみを透過させるもの
で一般にイエローフィルタＹ５０と呼称されているもの
で、波長５００ｎｍ以下の光を反射し、波長５００ｎｍ
以上の元を透過させるものである。フィルタ１８で配線
面２からの反射光と分離された螢光４．５は、結像しン
ズ１４で検出器１９の光電変換面に結像されるため、基
板１の配線パターンのネガチプなパターン像が得られる
。第゛４図に示した本発明の一実施例ではプリント基板
やレジストパターンあるいはセラミック基板の基材やレ
ジストから発生する螢光を検出するパターン検出装置と
して作用するので、第１図及び第２図に示した配線パタ
ーン２上に存在するｓ５の影響はなく、また、配線パタ
ーンに光沢があっても問題なく配線パターンのネガテブ
バターンの検出が可能である。更に、第１図及び第２図
に示した様な基材４の表面上に反射率の小さい残銅６赤
存在すると基材４から発する螢光が遮断されるため、そ
の部分の螢光は検出されず、従って欠陥ｓｂとして検出
される。しかしこの螢光検出方式の場合配線パターン２
の上部のみ欠けた欠陥７の検出ができないという問題が
ある。

この問題をも解決したパターン検査装置について第５図
乃至第２２図にもとづいて具体的に説明する。

即ち第５図において、プリント基板１、高輝度光源１１
、コンデンサレンズ１２、第１のフィルタ１６、半透鏡
１７、第２のフィルタ１８、結像レンズ１４、螢光検出
器１９は第３図および第４図に示したパターン検出装置
の同一符号のものと同じ構成である。第６図において、
第３図における反射光検出器１５１Ｃ対して特に赤外光
に対する感度の良い検出器という意味でダッシュを符し
た赤外反射光検出器１５′と赤外反射ミラー２０を新た
に設けである。高輝度光源１１から発したｙｔ３１は、
第１のフィルタ１６によシ基材の螢光を発生させやすい
波長の短かい元３２になって半透鏡１７によって９０″
向きを変えられて配線面２を照射する。第１のフィルタ
１６は螢光励起用フィルタとしての機能を有するのみな
らず、赤外域の元を少量透過させる特性を有するフィル
タで、例えば青フィルタＢ５７０２！りるいはＢ５９０
等である。

半透鏡１７は波長の短かい元を反射し、螢光や赤外光等
のような波長の長い元を透過させる働きのおる４５度背
反射赤透過ダイクロイックミラーが適当である。基材か
ら発生した螢光と、波長の短かい強大な反射光および赤
外光による反射光の合わさった元４２は今度は半透過鏡
１７を透過して第２のフィルタ１８を通シ波長の短かい
強大な反射光がカットされた元４６になる。第２のフィ
ル　（以下余白） り１８は励起光と螢光を効率良く分離する黄色の色ガラ
スＹ５０等が適当である。結像しンズ１４を通った元４
５は赤外反射ミラー２０によって赤外反射光４５と螢光
４４に分臨される。赤外反射光４５は赤外反射光検出器
１５によって検出されて反射光のパターン像が得られ、
螢光４４は螢光検出器１９によって検出されて螢光によ
るパターン像が得られる。

第６図から第１０図までの図は、構成要素の特性を詳細
に示した図であシ、第６図は第１のフィルタ１６の分光
透過率特性を示し、第７図は第２のフィルタ１８の分光
透過率特性を示し第８図は螢光検出器１９の分光感度特
性を示し第９図は赤外反射ミラー２００分元透過率特性
を示し、第１０図は赤外反射光検出器１５　の分光感度
特性を示す。

第１１図は本発明の他の実施例を示す。第１１図におか
て、赤外透過ミラー２１以外の構成は第５図における構
成と同じであるが、螢光検出器１９と赤外反射光検出器
１５の位置、および螢光４４と赤外反射光４５の位置が
第６図の位置とそれぞれ入れ替わっている点が異なる。

またその動作は、第１１図における赤外透過５ラ−２１
が第５図における赤外反射ミラー２０と正反対の機能を
鳴しているため透過と反射が逆になる違いがあるだけで
他の動作は第５図における動作と変わシないためここで
は説明を省略する。第１２図は赤外透過ミラー２１０分
元透過率特性を示す。

次に第１３図以下を用いて欠陥検出原理を説明する。第
１６図は欠陥検出回路ユニットの構成を示す図である。

螢光検出器１９で検出された螢光パターン像の検出信号
７１は、Ａ／Ｄｚ換５２および２値化５５されて第１の
メモリ５４に記憶される。この第１のメモリ５４は例え
ば特開昭４８−９８８８６号に記載されている第２２図
に示す構成である。第１４図に第１のメモリ５４に記憶
された螢光パターン像を示す。一方、赤外反射光検出器
１５′で検出された反射光パターン像の検出信号７１は
、同様にＡ／Ｄ変換５２および２値化５３されてＭ３の
メモリ５４に記憶される。

この第３のメモリ５４も例えば特開昭４８−９８８８６
号に記載されている第２２図に示す構成である。

第１６図に第５図のメモリ５４に記憶された赤外反射光
パターン像を示す。第１のメモリ５４に記憶された螢光
パターン像は反転縮小パターン形成回路５５によって白
黒反転された後、縮小され第２のメそす５６に記憶され
る。但し、この第２のメモリ５６は第２２図に示すよう
になくすことも可能である。第１５図に第２のメモリ５
６に記憶された反転縮小パターン像を示す。第５のメモ
リ５４に記憶さｎた赤外反射光パターン像は第２のメモ
リ５６に記憶された反転縮小パターン像をマスキングパ
ターンとしてマスキング回路５７でマスキングされる。

仁のマスキング回路５７は例えば第２２図に示すように
単なるＡＮＤ回路で構成できる。第１７図はそのマスキ
ングされたときの様子を模式的に示した図である。即ち
、反転縮小パターン像の配線パターンを表わす部分以外
の領域がマスクされる。欠陥抽出手段５８では、反転縮
小パターンの配線パターン部において、赤外反射光パタ
ーン像の配線パターンでない部分が表われた場合、これ
を欠陥として抽出し、欠陥出力手段５９で出力する。第
１８図は欠陥抽出手段５Ｂで抽出された欠陥のパターン
像を示す。

一般にプリント基板の配線パターンの断面形状は基材に
接合した部分の幅が上部の幅よりも長い台形形状をして
おシ、螢光パターン像は基材に接合した部分のパターン
像を示し、赤外反射光パターン像は上部のパターン像を
示すためそのままではマスキング作用ができない。従っ
て螢光検出パターン像の縮小が必要になる。縮小パター
ン形成回路５５０例を第２２図に示す。この図は２ビツ
ト縮小の例である。四角のマス目のひとつずつは検出信
号７１の１ビット分に相当する。ＡＮＤ回路１ヶへの５
ケの入力信号は十字形を形作る５ケのマス目、即ち５ビ
ット分に相当し、これらの５ビット分の入力信号がすべ
て１“の信号であるときのみ出力を“１″とする。この
出力信号を元の入力信号の十字形の中央の信号と置き換
えて形成したパターン像が縮小パターン像であシ第２の
メモリ５６に記憶される。但し第２２図に示す回路構成
の場合、５５ｃＬはインバータで、反転するものである
。また縮小パターン形成回路５５においては時間的遅れ
はないものとして示しである。

第１９図は本発明の他の実施例を示す。

第１９図において、第１１図における同一符号で表わす
構成はすべて同じ機能であることを示す。また、その動
作も同じであるため説明は省略し、第１２図と異なる構
成のみ説明する。ｍ小パターン形成回路６０は耐１２図
における反転縮小パターンの反転を行わなかったもので
白黒が逆になっている点が異なる。具体的な電気回路も
第２２図に示すものと同じである。形成された縮小パタ
ーンは第２のメモリ６１に記憶される。第２０図は第２
のメモリ６１に記憶さ扛た縮小パターン像を示す。次に
、第２のメモリ６１に記憶された縮小パターン像と第３
のメモリ５４に記憶された赤外反射光パターン像を合成
回路６２で合成する。Ｂ２１図は合成したときの様子を
模式的に示した図である。欠陥抽出手段５８において、
縮小パターン像の配線パターンを表わす領域と赤外反射
光パターン像の配線パターン以外を表わす領域の重なっ
た部分を欠陥として抽出し欠陥出力手段５９で出力する
。第２１図において、互いに９０方向の異なる斜線が重
なった部分が欠陥として出力されることになシ、出力さ
れた結果は第１８図に示した欠陥パターン像と同じもの
が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、プリント基板やセラミッ
ク基板の基材から発生する螢光を検出する螢光検出方式
と、配線面からの赤外反射光を検出する反射光検出方式
を併用するパターン検出方法であるため、パターン表面
のキズによる虚報をなくシ、元の反射率の低い短絡欠陥
および配線パターンの上部のみ欠けた欠陥の検出が可能
となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリント基板の平面図。第２図はプリント基板
の断面図であり、（ｃＬ）は第１図□のＡ−Ａ＃ｉ１断
面図、（ｌはＢ−Ｂ１１ｉｌ＠面図、ｉ−）はＣ−Ｃ線
断面図、第５図は従来の反射光検出方式のパターン検出
装置を示す側面図、第４図は本発明に係る螢光検出方式
のパターン検出装置を示す側面図、第５図は本発明の一
実施例を示すパターン検出装置の側面図、第６図、及び
第７図はフィルタの分光透過率特性を示す図、第８図、
及び第１０図は撮像管の分光感度特性を示す図、第９図
、及び第１２図はミラーの分光透過：率特性を示す図、
第１１図は本発明の、他の一実施例を示すパターン検出
装置の側面図、第１５図は本発明の一実施例を示す欠陥
検出回路ユニットのブロック図、第１４図、第１５図、
第１６図、第１７図、第１８図、第２０図、及び第２１
図はパターン像を示す図、第１９図は本発明の他の実施
例を示す欠陥検出回路ユニットのブロック図、第２２図
はメモリや縮小パターン形成回路等の一実施例を示す電
気回路図である。 １・・・プリント基板　２・・・配線パターン４・・・
基材　１１・・・高輝度光源 １２・・・コンデンサレンズ　１５・・・半透過１４１
０．結像レンズ　１５・・・反射光検出器１５′・・・
赤外反射光検出器　１６・・・第１のフィルタ１７・・
・ダイクロイックミラー １８・・・第２のフィルタ　１９・・・螢光検出器２０
・・・赤外反射ミラー　２１・・・赤外透過ミラ４１・
・・反射光　４５・・・赤外反射光５１．５１′・・・
検出器ドライバ ５２．５２・・・Ａ／Ｄ変換器 ５５．５５　・・・２値化回路　、５４・・・第１のメ
モリ５４・・・第３のメモリ５５・・・反転縮小パター
ン形成回路 ５６・・・第２のメモリ　５７・・・マスキング回路 ５８・・・欠陥抽出手段　５９・・・欠陥出力手段６０
・・・縮小パターン形成回路 第　１０ 第２囚 男　３日 第４１ 第５０ 第６０ 炙　長−−ｒＩｍ 躬７０ 第３１ 第　９　■ 第７０膓 Ｘ　東　−ｎ７７１ 第１１巴 第１２図 ：／Ｌ　長　→泊ｍ 躬１３０ 、匂１ 第７４ｒ戸【） 多ｂ　／ろ　臣コ 第　７３乙 第ｌ− １ 第２０区 第２１臘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　配線を有する基板の基材またはレジスト等から発
   生する螢光像を検出してこの螢光パターンの光像を縮小
   し、上記螢光検出と同じ箇所について上記基板の配線面
   からの反射光像を検出し、この検出によって得られる反
   射光検出パターン像を上記縮小螢光パターンでマスキン
   グして上記配線の欠陥を検出することを特徴とする基板
   上の配線パターン検出方法。 ２、　配線を有する基板の基材またはレジスー′ト等か
   ら発生する螢光像を検出する螢光検出手段と、該螢光検
   出手段から検出される螢光検出パターン像を縮小する縮
   小手段と、基板の配線面からの反射光像を検出する反射
   光検出手段と、該反射光検出手段によって検出される反
   射光検出パターン像を上記縮小手段で得られる縮小螢光
   パターンでマスキングするマスキング手段と該マスキン
   グ手段でマスキングされたパターンから配線の欠陥を検
   出する欠陥検出手段とを備え付けたことを特徴とする基
   板上の配線パターン検出装置。 ６、　上記縮小手段に、螢光検出パターンの白黒を反転
   する反転手段を備え付けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の基板上の配線パターン検出装置。