KR20010106439A

KR20010106439A - 프린트기판의 검사장치

Info

Publication number: KR20010106439A
Application number: KR1020017001715A
Authority: KR
Inventors: 니시다사토시; 미즈노마사노리; 쿠로사와미키; 타게노쇼주이; 모리야수마사하루
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2001-11-29
Also published as: US6633376B1; CN1299465A; JP3961220B2; CN1129788C; KR100423714B1; TW389840B; WO2000009993A1; DE19883004T1

Abstract

레이저발진기가 출력하는 레이저광의 조사위치를 지령하고 서로 직교하는 X축방향과 Y축방향의 임의 좌표위치에 위치결정할 수 있는 주사장치로서 서로 직교하는 회전축에 의한 2개의 갈바노미러와 스캔렌즈를 설치하고 레이저광을 조사시킨 프린트기판에서 발생하는 광을 검출기에 의하여 검출하고, 검출기의 출력신호에 의하여 각 좌표위치에 있어서 검사결과의 양부를 판단하는 것이다.

Description

프린트기판의 검사장치{DEVICE FOR INSPECTING PRINTED BOARDS}

최근의 전자기기의 고성능화에 수반하여 배선의 고밀도화가 요구되고 있다.

이 요구를 만족시키기 위해 프린트기판의 다층화, 소형화가 추진되고 있다.

적층 프린트기판에서는 블라인드 바이어 홀(BVH)이라고 호칭되는 홀(Hole)의 직경 150㎛정도의 층간 도통 접속용의 미세정지홀의 형성이 필수적이다.

현재, 드릴가공에서는 ø0.2㎜이하의 구멍뚫기 또는 정지홀의 가공은 곤란할뿐만 아니라 고밀도 프린트기판에서는 절연층의 두께가 100㎛이하로된 이 박층에서 깊이를 제어하기가 곤란하므로 드릴가공에서는 미세 BVH형성은 불가능하다.

드릴가공 대신 BVH형성 방법으로서 레이저빔을 응용한 방법이 주목되고 있다.

이 가공방법은 프린트기판을 형성하는 절연재료인 수지나 유리섬유와 도체층인 동(銅)에 대한 광에너지 흡수율의 차를 이용한 것이 있다.

레이저광의 광원으로서는 탄산가스레이저가 실용화 되고 있다.

예를들면, 동은 탄산가스레이저광을 거의 반사하기 때문에 도 22(a)에 표시되어 있는 바와같이 동박(銅箔)a의 소정위치에 필요한 홀의 직경에 의한 동박제거부 b를 에칭(etching)등에 의하여 형성하고 이 동박제거부 b에 대하여 레이저광 L을 조사하므로써 수지나 유리섬유등에 의한 절연기판부 c를 분해제거하며 제 22도(b)에 표시한 바와같이 미세가공홀 d를 형성할 수 있다.

또한, 도 23에 표시되어 있는 바와같이 홀가공부의 내부(절연기판내부)에 내층동박 e를 미리 적층하여 두면 절연부재의 분해제거는 내층동박 e에서 정지하기 때문에 내층동박 e에서 확실하게 정지하는 정지홀 f를 형성할 수 있다.

그러나, 도 23에 표시한 바와같이 내층동박 e에서 정지하는 정지홀 f를 탄산가스레이저로 가공할 경우 충분한 레이저빔을 조사하여도 두께는 1㎛이하의 절연부재인 수지가 내층동박 e위에 잔류하기 때문에 레이저가공후에 잔류수지를 과만간산등으로 에칭하여 잔류수지를 완전히 제거하는 후처리가 필요하게 된다.

가공홀이 100㎛정도까지 작아지면 에칭액이 홀내부로 유입이 관란하므로 레이저가공 조건등의 불량으로 인하여 잔류수지 두께가 1㎛보다 두꺼워지면 잔류수지를 완전하게 제거할 수 없는 홀이 생긴다.

이 상태에서 도금을 하여 BVH를 형성시키면 도금막과 내층동막간의 수지일부가 잔류된채로 남게되어 열사이클등에 의해 응력이 걸리면 잔류수지 부분을 기점으로 하여 도금막이 박리되기 때문에 레이저가공후에는 정지홀의 잔류수지두께를 검사할 필요성이 있게 된다.

이러한 검사를 광학적으로 행하는 검사장치로서 도 24에 표시한 바와같이 광학현미경을 사용하는 것이 있다.

이 검사장치는 광원 100에 의한 조명용 백색광을 빔 스프릿타 101에 의해 대물렌즈 102를 경유하여 프린트기판 W에 조사되고, 프린트기판 W로부터의 반사광을 대물렌즈 102에 의해 확대된 도립실상(倒立實像)Ea를 결상(結像)렌즈 103의 전방에 만들어 그 실상 Eb를 CCD카메라 104로 촬영한다.

광학현미경의 조명광인 백광색이 잔류수지 표면에 조사되면 일부는 반사되지만 그 나머지는 잔류수지를 투과하여 저부의 내층동박에 도달하여 반사되기 때문에 동박위에 두께가 엷은 수지에 백색광을 조명광으로서 조사하면 대부분의 반사광이 내부 동박에서 되돌아 오기때문에 잔류수지의 존재를 식별하기가 곤란하다.

그러므로, 광학현미경을 사용한 검사장치에서는 10㎛정도 이상의 수지가 잔류되어 있는 경우에는 검출하여도 수㎛정도의 검출에 있어서는 잔류수지의 검출정밀도가 나빠지며, 양산라인에 있어서 검사에는 부적합하여, 도금후에 가공부를 절단, 연마 후 단면관찰에 의한 잔류수지의 두께를 검사할 수 밖에 없어서 검사시간이 많이 걸리는 동시에 전수검사를 할 수 없다는 문제점이 있다.

프린트기판의 광학적 검사장치로서 자외레이저광에 의한 것이 일본공개특허공보 특개평7-83841호에 나타나 있다.

이 광학적 검사장치는 도 25에 표시되어 있는 바와같이 자외레이저광원 200과 콜리메이트 렌즈(collimator lens) 201, 스캔렌즈(Scan lens) 205, 재결상용렌즈 206, 핀홀부재 207, 광전자증배관 208 등으로 구성되어있다.

상술한 광학적 검사장치는 자외레이저광원이 발생하는 레이저광을 콜리메이트렌즈 201에 의해 확대되고, 확대된 레이저광을 미러 202, 빔스프릿터 203을 경유하여 회전다면경 46에 인도되어 회전다면경 46에 의해 주사(走査)되며, 스캔렌즈 205에 의해 검사대상의 프린트기판 W상에 집광(集光)된다. 레이저광의 조사에 의해 프린트기판 W에서 발생한 자외광은 입사경로를 역으로 되돌아 귀환되어 광로중에 배치된 빔스프릿터 203에 의해 재기 반사검지계(Retroreflecfion Defecting system)에 안내된다.

이 자외반사광은 재결상용렌즈 206에 의해 결상된다. 재결상용렌즈 206의 결상면에서는 검사대상 프린트기판 W의 레이저광의 조사점 근방에 화상이 관찰된다.

이 결상면에 있는 핀홀부재 207에 의해 중앙부분만이 분리되어 광전자증배관 208에서 검출된다.

상술한 광학적 검사장치에서는 프린트기판위 전체를 주사시켜 정지홀이나 홈가공부를 검출하여 검사를 하기 때문에 검사에 장시간이 걸리는 문제점이 있다.

이것은 회전다면경을 사용하고 있기 때문이며, 지령된 위치에 레이저광을 보낼 수 없다는 결점이 있기때문이다.

또한 반사광에 의한 검출이기 때문에 검사대상 프린트기판의 기울기에 따라 검사결과가 좌우되고, 결상면에 마스크(핀홀부재)를 배치하며, 그 중심부의 광을 인출시켜 반사광을 검출하기 때문에 휘도가 지나치게 저조하여 확실한 잔류수지의검출이 곤란하였다.

이 발명은 상술한 바와같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로써, 비파괴적 방법으로 동박상의 잔류수지를 정밀하고, 고속으로 확실하게 검출할 수 있는 신뢰성이 높은 프린트기판의 검사장치, 더욱이 미제거재료의 재제거를 할 수 있는 재가공기능을 구비한 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

(발명의 개시)

이 발명은 레이저발진기와 이 레이저발진기가 출력하는 레이저광의 조사위치를 지령하여 상호 직교하는 X축 방향과 Y축 방향의 임의 좌표위치에 위치를 결정할 수 있는 주사장치와, 레이저광을 조사하여 프린트기판으로부터 발생하는 광을 검출하는 검출기등으로 구성된 프린트기판의 검사장치를 제공하기 위한 것이다.

따라서, 주사장치에 의해 레이저광의 조사위치를 지령하여 임의의 좌표위치에 바로 설정할 수 있다.

또한 이 발명은 전기 주사장치가 상호직교하는 회전축에 의한 2개의 갈바노미러(Galvanomirrors)와 스캔렌즈와의 조합에 의해 구성되어 있는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 레이저광의 조사위치는 2개의 갈바노미러와 스캔렌즈와의 조합에 의하여 고정밀도로 설정된다.

또한 이 발명은 프린트기판의 정지홀이나 홈가공을 실시한 좌표위치를 기억하고, 기억되어있는 좌표위치에 상기 주사장치에 의해서 레이저광의 조사위치를 제어하는 제어부와, 상기 검출기의 출력신호에 의해 각 좌표위치에 있어서 검사결과의 양부(良否)를 판단하는 판정부를 구비한 프린트기판의 검사장치를 제공함에 있다.

따라서, 제어부에 있어서 기억되어있는 좌표위치에 따라 주사장치에 의한 레이저광의 조사위치를 제어하며, 판정부가 검출기의 출력신호에 의하여 각 좌표위치에 있어서 검사결과의 양부를 판단한다.

또한, 이 발명은 상기 레이발전기가 출력하는 레이저광을 집광하는 집광수단과, 상기 레이저발진기와 상기 집광수단간에 설치된 상전사광학계(像轉寫光學系) 및 마스크부재로 구성되어있는 프린트기판의 검사장치를 제공함에 있다.

따라서, 진원(眞圓)등 마스크부재의 홀형상과 같은 형상의 빔형상으로서 레이저광을 프린트기판에 조사할 수 가 있다.

또, 이 발명은 검사대상의 프린트기판에 조사하는 레이저광의 빔직경을 정지홀의 직경이나 홈가공부의 홈폭에 대하여 작게하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 위치결정오차가 다소 있어서도 레이저광이 정지홀이나 홈가공부에서 밖으로 벗어나는 일이 없이 정확한 검사를 할 수 있다.

또, 이 발명은 검사대상의 하나인 정지홀이나 홈가공부에 대하여 복수위치에 레이저광을 스폿트 조사시켜 양부를 판단하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서 하나의 정지홀에 대하여 여러곳에 레이저광을 스폿트 조사시켜 정확한 검사를 할 수 있다.

또, 이 발명은 정지홀부나 홈가공부를 +자형으로 주사시켜 양부를 판단하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 정지홀부나 홈가공부의 전체를 주사함이 없이 양부를 판단할 수 있다.

또, 이 발명은 상기 검출기가 광학적소자를 어레이(Array)형태로 배치시켜 각 광학적 요소에서 신호를 출력하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 검출기에 의하여 검사대상의 프린트기판에서의 반사광에 의한 화상에 의하여 양부를 판단할 수 있다.

또, 이 발명은 카메라와, 프린트기판에서의 반사광의 광로(光路)도중에 설치된 프린트기판에서의 반사광을 상기 검출기와 상기 카메라에 분광하는 분광기를 구비한 프린트기판의 검사장치를 제공함에 있다.

따라서, 카메라에 의하여 검사대상의 프린트기판에서의 반사광에 의한 화상에 의하여 양부를 판단할 수 있다.

또, 이 발명은 레이저발진기가 출력하는 레이저광 및 프린트기판에서의 반사광의 전파를 선택적으로 차단하는 광차단수단을 구비한 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 레이저광이 불필요하게 프린트기판에 조사된다든지 프린트기판에서의 반사광이 레이저발진기측으로 입사(入射)하는 것을 피할 수 있다.

또, 이 발명은 검사개신전에 실측한 검사대상의 프린트기판의 수지부의 광강도와 정상의 홀의 광강도에 의해 양부판정치를 설정하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 프린트기판의 수지부의 종류나 레이저광의 강도저하등에 불문하고 양부판정을 정확하게 할 수 있다.

또, 이 발명은 검사개시전에 실측한 검사대상의 프린트기판의 광강도에 의하여 레이저발진기등의 고장을 자기진단하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 검사개시전에 검사대상의 프린트기판의 광강도에 의해 레이저발진기등의 고장을 자기진단 할 수 있다.

또, 이 발명은 레이저발진기가 출력하는 레이저광의 강도를 검출하는 레이저검출기를 구비하고, 상기 검출기가 출력하는 신호와 상기 레이저검출기가 출력신호에 의해 양부를 판단하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 레이저광은 강도저하에도 불구하고 양부판정을 정확하게 할 수 있다. 또 이 발명은 소정위치에 고정된 시료편을 구비하고, 상기 시료편에 레이저광을 조사시켜 조사위치를 검출하여 광학계의 오차 보정을 할 수 있는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 광학계 오차보정을 자동적으로 행할 수 있다.

또, 이 발명은 온도검출수단, 습도검출수단을 구비하고 상기 온도검출수단에 의해 검출된 온도 또는 상기 습도검출수단에 의해 검출되는 습도가 소정치 이상 변화하면 광학계의 오차보정을 하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 온도 혹은 습도가 소정치 이상 변화하면 광학계의 오차보정을 자동적으로 행할 수 있다.

또, 이 발명은 소정시간이 경과할때마다 광학계의 오차보정을 정기적으로 하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 소정시간 경과할때마다, 광학계의 오차보정이 자동적으로 행해진다.

또, 이 발명은 재가공용 레이저발전기와 상기 재가공용 레이저발진기가 출력하는 레이저광을 선택적으로 검사용 레이저발전기의 레이저광과 동일의 광축으로서 프린트기판에 조사하기 위한 레이저광로 개폐기등을 구비하고, 불량판정된 정지홀부의 가공부에 상기 재가공용 레이저발진기가 출력하는 레이저광을 조사시켜 불량부를 수정하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 검사장치에서 불량부의 수정을 정확하게 할 수 있다.

또, 이 발명은 불량부가 존재하는 좌표위치를 기억하여, 1매의 프린트기판의 검사종료후에 불량부의 가공을 실시하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 검사장치에서 불량부의 수정을 정확하게 더구나 효율적으로 행할 수 있다.

또, 이 발명은 레이저발진기가 출력하는 레이저광의 빔직경을 변화시키는 코리메이션기구를 구비하고, 불량판정된 정지홀부의 가공부에 대하여 상기 코리메이션기구에 의해 검사할때보다 빔직경을 작게한 레이저광을 조사시켜 불량부의 수정을 하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 재가공용 레이저발진기를 필요로함이 없이 검사장치에서 불량부의 수정을 정확하게 행할 수 있다.

또, 이 발명은 불량부 근방에 있는 탄화부(炭化部)를 기점으로하여 불량부의 가공을 실시하는 프린트기판의 검사장치를 제공함에 있다. 따라서, 빔경을 그다지 축소함이 없이 검사장치에서 불량부의 수정을 정확하게 행할 수 있다.

또, 이 발명은 보정용 가공기판에 가공을 하고, 이 가공위치를 검출하여 광학계의 오차보정을 행하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 보정용 가공기판에 가공을 실시하고 이 가공위치를 검출하여 광학계의 오차보정을 행할 수 있다.

또, 이 발명은 원형이나 십자형상가공을 실시하고, 이 가공위치를 검출하여 광학계의 오차보정을 행하는 프린트기판의 검사장치를 제공하는데 있다.

따라서, 가공홀의 구경이 작아도 이 가공위치를 검출하여 광학계의 오차보정을 행할 수 있다.

이 발명은 레이저빔에 의한 프린트기판의 검사장치에 관한 것으로, 특히, 적층 프린트배선판에 설치되는 블라인드 바이어 홀(blind Via Hole)이나 가공홈의 저면에 잔류된 미제거 재료의 검출 두께측정등의 검사를 레이저빔에 의해 광학적으로 행하는 프린트기판의 검사장치에 관한것이다.

도 1은 이 발명의 프린트기판의 검사장치의 실시형태를 나타내는 구성도.

도 2(a)는 수지잔유부에 레이저광이 조사되면 형광에 의한 반사광이 생기는 상태를 나타낸 설명도.

도 2(b)는 레이저광의 파장과 형광의 파장과의 관계를 나타내는 그래프.

도 3은 갈바노미러에 의한 주사영역의 구분을 나타내는 설명도.

도 4는 검사대상의 프린트기판의 위치결정구조를 나타내는 사시도.

도 5도(a)(b)는 정지홀과 레이저광과의 위치를 나타내는 설명도.

도 6(a)~(c)은 정지홀의 수지잔류상태를 나타내는 설명도.

도 7은 하나의 정지홀의 여러곳에 레이저광을 스폿트조사하는 상태를 나타내는 설명도.

도 8은 하나의 정지홀의 여러곳에 레이저광을 스폿트조사하는 경우에 신호처리회로를 나타내는 논리회로도.

도 9(a)~(c)는 +자 주사시킨 경우의 신호출력과 정지홀의 위치오차의 관계를 나타내는 설명도.

도 10은 프린트기판의 검사처리수순을 나타내는 플로차트.

도 11은 이 발명의 프린트기판의 검사장치의 실시형태 2를 나타내는 구성도.

도 12는 이 발명에 의한 프린트기판의 검사장치의 실시형태 3을 나타내는 구성도.

도 13은 판정레벨치와 판정치와의 관계를 나타내는 그래프.

도 14는 이 발명에 의한 프린트기판의 검사장치의 실시형태 4를 나타내는 구성도.

도 15는 이미지센서형 검출기의 신호출력특성을 나타내는 그래프.

도 16은 이 발명에 의한 프린트기판의 검사장치의 실시형태 5를 나타내는 구성도.

도 17(a)(b)는 위치오차보정을 시료편을 나타내는 사시도.

도 18도(a)(b)는 주사계(走査系)에 의한 광학왜곡형태를 나타내는 설명도.

도 19는 이 발명에 의한 프린트기판의 검사장치의 실시형태 6을 나타내는 구성도.

도 20은 이 발명에 의한 프린트기판의 검사장치의 실시형태 7을 나타내는 구성도.

도 21(a)(b)는 광학왜곡을 보정하기 위한 가공모양을 나타내는 사시도.

도 22는 프린트기판의 레이저가공방식을 나타내는 설명도.

도 23은 정지홀의 레이저가공방식을 나타내는 설명도.

도 24는 종래 프린트기판의 검사장치를 나타내는 구성도.

도 25는 종래프린트기판의 검사장치를 나타내는 다른 구성도.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이 발명에 대하여 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.

이 검사장치는 레이저발진기 1과, 레이저발진기 1이 출력하는 레이저광의 빔직경을 조절하는 코리메이트렌즈 2와, 상전자광학계 3과, 형광차단용 휠타 4와 마스크판 5와, 레이저발진기 1에서 나오는 레이저광을 반사시켜 다이크로익미러

(Dichroic Mirror)6과 레이저광을 Y축방향으로 주사시키기 위한 제 1 갈바노미러 7과, 레이저광을 X축방향으로 주사시키기 위한 제 2갈바노미러 8과 제 1 갈바노미러 7과 제2 갈바노미러 8에 의해 Y축방향, X축방향으로 주사시킨 레이저광을 검사대상의 프린트기판 W상에 집광시키는 fθ렌즈에 의한 스캔렌즈 9와, 검사대상의 프린트기판 W를 재치한 X,Y테이블장치(X,Y stage)10과 레이저광을 조사시킨 프린트기판 W에서 다이크로익미러 6을 통과해서 오는 형광파장을 선택하기 위한 휠타11과 형광을 재결상시키는 재결상용 렌즈 12와 재결상용 렌즈 12을 통과한후의 초점면에 있어서 불필요한 정보를 차단하는 핀홀부재 13과 핀홀부재 13을 통과한 형광을 검출하는 형광검출기 14와 제어부 15와, 판정부 16등으로 구성되어 있다.

제 1 갈바노미러 7과 제 2 갈바노미러 8은 회전축이 상호 직교하고 있으며, 이 제 1, 제 2의 갈바노미러 7,8과 스캔렌즈 9의 조합에 의하며 서로같이 움직여 레이저광의 조사위치를 서로 직교하는 X축방향과 Y축방향의 임의의 좌표위치에 움직일 수 있도록 설정한다.

제어부 16은 중앙처리실에 설정되어 있는 주 컴퓨터 17에서의 지령에 의해 레이저발진기 1, 제 1 갈바노미러 7, 제 2 갈바노미러 8, XY테이블장치 10의 동작을 제어한다.

판정부 16은 형광검출기 14에서 형광강도신호를 입력하여 형광강도가 정품판정치 이하인지의 여부의 판별에 의해 정품판정처리를 한다.

그 판정결과를 주 컴퓨터 17에 전송한다.

이 발명에 의한 프린트기판용 검사장치는 수지부의 정치홀 또는 홈가공부의 수지잔류부에 레이저광을 조사시키면 제 2도(a)에 표시 되어 있는 바와같이 형광이 발생하는 것을 응용한 것이다.

도 2(b)에 표시되어 있는 바와같이 형광은 레이저광의 파장에 의하여 긴파장(일반적인 가시광)의 광을 발생한다.

다이크익미러 6은 레이저 발진기 1이 출력하는 레이저광을 반사하지만, 그외의 파장의 광선은 투과하도록 구성되어있다.

또한, 휠타 11은 형광검출기 14로 들어가는 광을 검사대상의 파장만 선택하는 경우에 사용한다.

종래, 형광을 관찰하기 위하여는 자외광이 동일레이저 파워(power)에서는 형광강도가 높게 관찰되기 때문에 일반적으로 자외광이 사용되고 있지만 흡수가 많고 손실이 많아 광학계의 가격이 고가인 결점이 있기 때문에 실험결과로는 레이저발진기 1은 파장 473㎚, 30mW의 2ω의 고체 레이저를 사용하였다.

레이저발진기 1측의 휠타 4에는 파장이 450~490㎚의 광을 투과시키는 것을 사용하고, 다이크로익미러 6은 495㎚파장 이하인 것을 반사시키는 것을 사용하였다.

형광검출측의 휠타 11은 520㎚이하의 파장을 투과시키지 않는 것으로 사용하였다.

프린트기판상의 정지홀의 가공에는 탄산가스레이저를 사용 탄산가스레이저의 숏트수를 변화시켜 수은램프광의 경우와 레이저광을 이용한 경우로서 형광의 광강도 (표에서는 로광시간(초)으로 기재되어 있으므로 광강도는 수치의 역수로 된다)를 데스미어처리 이전에 비교한것이 표 1이다.

표 1

펄스(pulses)수	수은램프광	30mW레이저광	데스미어처리전
3펄스5펄스7펄스	280300370	1014104	불량품불량품정품

이 프린트기판에서는 숏트수 7로 펄스가공후에 데스미어 처리하여 잔류수지의 잔분량이 관측되지 않는다.

프린트기판의 정지홀저부의 수지잔량이 0.2㎛~0.6㎛정도이면 다음공정의 데스미어처리에서 잔류수지의 제거를 확인할 수 있다.

표 1에 의하면, 수은램프광의 경우에는 불량품도 정품도 거의 변화가 없는 광강도를 나타내고 있지만, 레이저광을 사용한 경우에는 불량품과 정품과의 차이는 10배정도의 광도차가 있음을 알 수 있다.

종래예에서 설명한 바와같이, 정상적으로 가공이 완료되어도 정지홀저부에 1㎛미만의 수지잔량이 발생된다.

단색성으로된 위상에서 만난 레이저광은 파장정도가 매우 엷은 수지일지라도 레이저광을 흡수하여 형광이 발생되지만, 위상이 없는 수은램프광에서는 광이 엷은 수지를 통과해 버리기 때문에 형광이 발생하지 않아 검사를 할 수 없으며 전체적으로 형광자체의 강도도 저하되기 때문에 판정이 곤란하다는것을 알게되었다.

홀저부에 있는 0.6㎛정도의 수지잔량은 데스미어 처리후에 제거할 수 있기 때문에 불량은 아니지만 그 이상 수지잔량이 두꺼운 경우에는 데스미어처리로 제거할 수 없으므로 탄산가스레이저로 가공후 데스미어처리전에 가공불량을 검출하는데유효한 방법이라는 것을 알게되었다.

실험결과에서는 파장 473㎛의 레이저광을 사용하기 때문에 0.5㎛이상의 수지잔량을 실질적으로 충분히 검출할 수 있을 것이다.

또한 핀홀부재 13은 종래의 기술과는 달리 배치위치를 상전사에서는 없고 초점면에 배치했다.

이때문에 형광강도의 저하없이 목적한데로 형광이외의 광을 차단할 수 있으므로 S/N化가 높은 고감도의 검사를 이룩할 수 있는 이점이 있다.

일본특개평7-83841호 공보에 공개된 내용에서는 검사대상물에 대하여 레이저광을 회전다면경에 의해 주사하는 것이 표시되어 있지만 이것은 프린트기판 전체를 주사시키지 않으면 안되므로 시간이 대단히 많이 걸린다.

또한, 회전다면체와 스캔렌즈와의 조합된것에서는 스캔렌즈는 최대한 크게해바야 ø200㎜이기때문에 120㎜ X 120㎜정도의 영역밖에 커버할 수 없다.

그 이상의 영역을 커버하려면 스캔렌즈와 프린트기판의 거리를 10~100배로 크게하지 않으면 안되며, 스캔렌즈의 초점거리도 10~100배로 되며, 프린트기판상의 스폿트사이즈가 크게되어 형광검출이 곤란하게 된다.

이 스폿트사이즈에서도 검출하려면 레이저광의 파워가 100~10,000배가 필요하게 되므로 일반적인 프린트기판 600㎜~500㎜사이즈를 커버할 수 없다.

이 발명에 의한 검사장치에서는 제 1, 제 2의 갈바노미러 7,8을 사용하여 주사광학기를 구성하기 때문에 정지홀이나 홈가공부의 대상인 프린트기판 W상의 좌표위치를 주컴퓨터 17에 미리 등록하므로서 래스터스캔(Raster Scan)과 같은 수법을쓸 필요없이 최초부터 레이저광의 조사위치를 정지홀 또는 홈가공부에 설정하여 검사할 수 있으므로 고속적으로 검사할 수 있다.

주사영역의 한계에 관하여는 회전다면체 사용의 경우와 같은 레벨이지만 프린터기판 W을 제 3도에 표시되어 있는 바와같이 50㎜ X 50㎜정도의 갈바노미러 주시영역 A1, A2.............An으로 구획하며, 하나의 영역 종료마다 다음 영역으로 XY 테이블장치 10의 XY이동에 의해 프린트기판 W를 이동시켜 다음의 영역검사를 개시하도록 하면 프린트기판 전영역을 주사할 수 있다.

물론, 더욱 고속화 할 경우에는 XY 테이블장치 10과 갈바노미러 7,8와를 동시에 움직여서 검출하면 된다.

또한, 상술한 실시형태에서는 갈바노미러(갈바노스캐너)를 예를들어 설명하였지만, Ao(음향광학소자)나 EO(전자기 광학소자)등을 사용하여 주사하여도 동일한 효과가 있다.

도 1에 표시되어 있는 검사장치에서는 레이저발진기 1의 후단에 코리메이트렌즈 2를 배치하고, 그 뒤에 상전사광학계 3과 중심으로 통하여 홀을 갖은 마스크판 5가 배치되어 있다.

다음에 상사광학계 3과 마스크판 5가 배치되며 있는 이유를 설명한다.

레이저발진기 1은 예를들면 반도체 레이저이거나, 슬라브(slab)형 레이저인 경우에는 레이저빔의 강도분포는 반드시 종횡이 동일하지 않으며, 상이한 발산각을 갖거나, 종횡 M2치(집광성능)가 달라지게 된다.

이 경우에 레이저광을 그대로 전송시켜 스캔렌즈 9 집광시키면 초점위치에서는 레이저광의 특성은 타원형이 된다.

상전사광학계 3과 마스크 4는 그러한 경우에 사용한다.

레이저광은 상전사광학계 3에서 마스크판 5의 홀직경보다 약간 크게끔 구성한다.

마스크판 5에 의하여 레이저광은 차단되며 결국 마스크의 출구에서는 마스크의 홀형상의 레이저광이 얻어진다.

마스크 스캔렌즈까지의 거리를 La, 스캔렌즈 9와 프린트기판과의 거리를 Lb로 하고 스캔렌즈 8의 초점거리를 f라 하면

(1/La)+(1/Lb)=1/f

와 같은 위치에 다시 마스크홀의 형상과 유사형상의 빔이 얻어진다.

예컨데 마스크판 5의 홀형상이 진원이면 프린트기판상에서 진원의 레이저광을 조사할 수 있게 된다.

일반적으로 상이한 장치로 동일좌표를 검출하기 위한 기구로서 제 4도에 표시되어 있는 바와같이 프린트기판 W에 2개소 이상의 위치결정공(孔)Wa를 설치하고, 그 위치결정공 Wa에 테이블측에서 위치결정핀 10a을 넣어서 위치결정하는 방법을 취하고 있다.

이 위치결정으로서는 10㎛정도의 위치결정오차가 생긴다.

또한 갈바노미러의 주사계 위치결절오차가 10~20㎛, 테이블의 위치결정오차가 5㎛정도이며, 전체적으로 약 30㎛정도의 위치결정오차가 발생하는 것은 피할 수 없다.

프린트기판 W상에 조사되는 레이저광의 빔직경이 정지홀 f의 직경보다 큰 경우에는, 도 5(a)에 나타난 바와같은 위치에 레이저광이 조사되여 검사를 해야할 경우가 생긴다. 이 경우에는 정품의 정지홀이라도 홀주변의 수지부로부터의 형광이 형광검출기 14에 입사하므로 인하여 정품판단이 어려워진다.

그러나, 구경이 100㎛의 홀을 상술한 바와같은 정밀도의 검사장치로 검출하는 경우에는 100㎛ - 30㎛ = 70㎛이하의 빔직경으로 레이저광 프린트기판 W에 조사시키면 도 5(b)에 표시되어 있는 바와같이 정지홀 f로부터 레이저광이 흐트러져 분출됨이 없으므로 량품,불량품의 판단을 안전하게 할 수 있다. 따라서 신뢰성이 높은 검사장치가 얻어진다. 홈가공부의 경우에는 빔직경을 홈폭보다 작게하는 것이 좋다.

또한 빔직경을 작게하면, 단위당 광밀도가 커지고 형광강도도 강해져서 S/N비가 상승하여, 신뢰성이 높아지는 이점이 생긴다.

정지홀의 잔여수지형태는 도 6(a)~(c)에 표시되어 있는 바와같은 종류가 있다.

도 6(a)는 정상품을 나타내고 있지만, 정상품에서도 1㎛정도의 잔여수지는 동박위에 있다.

도 6(b)는 정지홀의 일부는 정상이지만 어떤 부분은 잔존수지의 두께가 두꺼워서 데스미어처리로서는 제거하기 곤란하다.

도 6(c)는 전체적으로 잔여수지부의 두께가 두꺼우므로 데스미어처리로서는 전혀 제거할 수 없는 불량품이 된다.

도 6(b)에 표시되어 있는 정지홀의 경우에는 도금을 하면 도통하므로 정품으로 할 수 있지만, 1개소에만 레이저광조사의 검사의 경우 수지잔여부만을 검사하게 되므로 불량품이 되는 경우가 있다. 따라서 1개의 정지홀에 대하여 1개소에만 레이저광을 조사시켜 검사를 하는것이 아니라, 도 7에 표시한 바와같이 빔직경을 더욱 작게하여 1개의 정지홀 f에 대하여 복수개소 ①~③에 레이저광을 스폿트 조사시켜 검사하도록 구성이다.

1개소에만 레이저광조사의 검사에서는, 도 6(b)의 수지잔여부만을 검사하게 되어 불량품이 되는 경우가 있지만 1개의 정지홀 f에 대하여 복수개소 ①~③에 레이저광을 스폿트조사시켜 검사하고, 도 8에 표시한 바와같이 각 조사위치에서의 형광강도를 판정기 16a~16c로 판정하며, 그 판정결과를 OR게이트 16d에 입력하고 OR게이트 16d의 출력에 의해 복수개소 가운데 1개소에서라도 양품판정이 있으면 해당하는 정지홀은 정품으로 판정케 되는 것이다. 또, 그 이외에 잔여수지가 홀의 1/3을 점유하고 있으면 불량으로 하지 않으면 안되는 경우에는 해당 정지홀을 레이저광으로 조사하는 수개소중 2/3가 정품인 경우에 해당정지홀이 정품인 것으로 판정하여도 된다.

이와같은 처리에 의하여 회수율이 향상되고, 신뢰성이 높은 검사가 이루어진다.

상술한 바와같은 구성은 특히 프린트기판을 다이렉트(Direct)가공하는 경우에 유효하지만 컨훠멀(conformal)가공의 경우, 기판의 위치결정이 크게 어긋나거나 갈바노미러 7,8의 정밀도가 그다지 좋지않기 때문에 조사위치와 정지홀 위치가 크게 어긋나게 되는 경우가 있다.

컨훠멀가공의 경우에는, 조사면에 동기판(銅基板)이 있으므로서 형광이 발생하지 않으므로 정품으로 오인하게 된다.

이러한 경우에는 복수조사하는 위치를 홀직경에 비하여 충분히 먼거리를 두고 떨어저서 조사하는 것이 필요하다.

또, 컨훠멀가공한 기판이나 또는 다이렉트이거나 간에 최소의 시간으로 검사할 수 있도록 1개의 정지홀에 대하여 1개소만 조사하거나 또는 복수개소에 조사하도록 가공방법에 따라 설정 변경할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 또 검사하는 홀가공부의 위치정보를 기초로하여, 도 9(a)에 표시되어 있는 바와같이 정지홀 f의 홀직경에 대응한 거리만큼 +자형으로 주사하고, 이 주사에 의해 얻어지는 형광강도의 신호 1, 신호 2에 의해 양부판단을 행할 수 있다.

이 검사에서는 홀부 전체를 주사하는 것이 아니기 때문에 고속으로 주사함과 동시에 도 9(b)에 표시되어 있는 바와같이 정지홀 f의 가공위치가 어긋나 있는 경우에는 신호 1, 신호 2에 의해 어긋나 있는 량을 측정할 수 있다.

또, 도 9(c)에 표시되어 있는 바와같이 정지홀 f가 +자형으로 확인되지 않으면 불량으로 판단되고, 어긋난 량이 허용치 이상인 경우에도 불량으로 판단할 수 있다.

또, +자형으로 주사시킨 형광분포에 의하여 잔여수지나, 홀형상을 측정할 수 있으므로 홀가공부나 홈가공부의 양부판단을 더욱 상세하게 확인할 수 있다.

레이저발진기 1의 출력이 어떤 요인(외기온도, 광학계의 수명이나 오염)으로변동하는 일이 있어, 이에따라 형광의 강도가 변화한다. 레이저출력이 크게 떨어진 경우에 형광이 크게 떨어지기 때문에 정품으로 오판될 가능성이 있다.

또, 형광의 강도는 수지의 성분에 의해서도 크게 변화하기 때문에 검사전에 수지성분을 미리 점검할 필요가 있다.

더욱이 프린트기판 제조라인에 따라서는 프린트기판의 수지 FR4, 에폭시나 포리이미드등 다종다양한 기판이 제조라인을 따라 흐르므로 해당기판의 형광강도를 인지하여둘 필요가 있다.

이러한것에 대처하기 위해서 프린트기판상의 제품으로서는 필요하지 않는 장소에 미리 정품홀을 설치해두고, 수지부의 형광의 광강도와 정품홀과의 광강도를 해당프린트기판의 검사에 들어가기전에 검사하고, 이들의 광강도를 판정부 16에 저장하고, 그 2개의 광강도에 의하여 정품판정치를 적정하게 설정할 수 있다.

도 10도에 표시되어있는 플로차트를 참조하여 이 발명의 검사장치에 의한 프린트기판의 검사처리수순을 설명한다.

우선, 로보트와 같은 프린트기판 반입장치에 의해 검사대상의 프린트기판 W를 XY테이블장치 10위에 반입하고(Step S1) 핀방식이나 비젼센서(vision senser)등에 의해 위치결정세트한다(Step S2).

다음에 프린트기판 W상의 제품으로서는 필요하지 않는 장소에 설치되어 있는 정품홀에 있어서 형광의 광강도와 수지부의 형광의 광강도를 측정하고, 이들의 광강도를 판정부 16에 저장하며, 판정부 16에 있어서, 그 2개의 광강도에 의해 정품판정치를 자동 설정한다(Step S3).

다음, 위치결정 세트된 프린트기판 W의 최초로 검사하는 정지홀위치를 판독하고, 갈바노미러 지령에 의해 제 1, 제 2 갈바노미러 7,8을 움직여 그 정지홀 위치에 레이저광을 조사하며(Step S5), 형광검출기 14에 의해 형광검출한다(Step S6).

이 형광검출치와 판정부 16에 설정된 정품판정치(기억치)와의 비교를 판정부 16에 행하여 양부판정을 한다(Step S7). 이 양부판정완료후에 검사하는 전체의 정지홀에 관한 검사가 종료된것을 체크하고(Step S8), 전부종료가 아니라면 다음에 검사하는 정지홀 위치를 판독하며(Step S9), 그 위치가 현재의 갈바노미러의 주사영역내에 존재하는지 여부를 판별한다(Step S10).

영역내이면 그대로 스텝 S5로 되돌아가 갈바노미러 지령에 의해 제 1, 제 2 갈바노미러 7,8을 움직여, 그 정지홀 위치에 레이저광을 조사하고(Step S5), 형광검출기 14에 의해 형광검출한다(Step S6).

이에대하여 영역외이면 다음에 검사하는 정지홀 위치가 갈바노미러의 주사영역내로 들어가는 위치에 까지 XY테이블장치 10을 움직이고(Step S11), 그 후 스텝 S5로 되돌아가 갈바노미러 지령에 의해 제 1, 제 2, 갈바노미러 7,8을 움직여 그 정지홀 위치에 레이저광을 조사하며(Step S5), 형광검출기 14에 의해 형광검출을 한다(Step S6).

또, 검사전의 광강도 계측에 있어서, 광강도의 신호에 의해서는 레이저출력의 다운, 레이저발진기 1의 고장, 검출기 14의 검출감도 저하나 고장을 판단할 수 있으며, 이 경우에는 메시지를 표시하거나 기기를 정지하도록 구성하면 자기진단기능을 보유하는 신뢰성 높은 검사장치를 얻을 수 있다.

도 11은 이 발명에 의한 프린트기판용 검사장치의 실시형태 2를 표시하고 있다. 도 11에 있어서, 도 1의 표시되어있는 동일한 구성요건에는 도 1와 동일한 부호를 부여하였으므로 그 설명을 생략한다.

이 실시형태에서는 CCD소자등으로 구성된 화상을 검출하는 카메라 20과, 재결상용 렌즈 12와 형광검출기 14사이에서 검출광을 분광하는 분광기 21과, 상전사광학계 3과 다이크로익미러 6과의 사이에서 레이저발진기 1이 출력하는 레이저광의 빔직경을 변경시키는 빔직경 조정렌즈 22등이 설치되어있다.

이 실시형태에서는 빔직경 조정렌즈 22에 의하여, 프린트기판상의 정지홀의 직경과 동일하거나 그보다 큰 직경의 레이저광을 프린트기판상에 조사할 수 있다.

형광검출기 14는 형광강도만을 검출하지만 카메라 20은 형광을 화상으로서 인식할 수 가 있다.

분광기 21은 예컨데 하-프 미러(Half mirror)로 구성되고, 형광검출기 14와 카메라 20의 프린트기판 W로 부터의 형광을 각각 분기하므로 형광검출기 14와 카메라 20으로 동시에 계측할 수 있다.

결국, 동일개소의 계측이 제 1의 실시형태와 동일하게 측정하고, 레이저광을 홀전체에 조사하므로서 카메라 20에 의하여 화상으로서도 측정할 수 있다.

카메라 20의 화상데이터는 판정부 16에 의하여 홀가공의 양부가 판단되도록 되어있으므로 형광검출기 14와 카메라 20에 의하여 동시에 측정할 수 있다.

동시에 측정하여 양방이 정품으로 판정되었을 때에만 해당홀부가 정품으로판단할 수 있으므로 대단히 중복성이 높은 시스템을 구성할 수 있는 것이다.

하프미러 21은 카메라 20, 또는 형광검출기 14중 어느하나를 측정할 수 있도록 셧터와 같은 광로절환수단이어도 된다.

또, 빔직경조정렌즈 22는 카메라 측정시에는 레이저광로중에 삽입, 형광검출기 14에서의 측정시에는 삽입하지 않은 상태로 제어하므로서 카메라 측정시 프린트기판 W에 조사시키는 레이저광의 빔직경를 변경시켜 판정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 12는 본 발명에 의한 프린트기판용 검사장치의 실시형태 3을 표시한 것이다.

도 12에 있어서도 도 1에 표시되어 있는 동일한 구성요건에는 도 1의 부호와 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

이 실시형태에서는 실시형태 1에 레이저발진기 1의 레이저광로의 도중, 일부는 반사하고 그 나머지는 투과시키는 하프미러 23과, 하프미러 23에서 반사된 레이저광의 강도를 검출하는 레이저검출기 24가 추가되어있다.

하프미러 23의 반사율은 10%이하이며, 레이저발진기 1에서 나오는 레이저광의 출력을 레이저검출기 24에 의해 유사하게 모니터할 수 있다.

레이저검출기 24가 출력하는 레이저검출신호 I₀는 판정부 16으로 보내지고, 동시에 형광검출기 14에서 형광강도신호 I₁이 판정부로 보내진다.

형광강도는 기판에 조사된 출력에 일의적(一義的)으로 대응하므로 판정치I는I = I₁/I₀로 표현된다.

이 판정치 I가 도 13에 표시되어 있는 바와같이 판정레벨치 Is를 초과하였을 경우에는 불량품으로 판단된다.

또, I₀가 초기치에 비하여 일정수준 이상 저하된 경우에는 레이저발진기 1의 고장으로 판정부 16에서 판단된다.

상술한 바와같은 구성에 의하면 레이저발진기 1의 출력변화에 의한 프린트기판 검사의 오진단을 방지함과 동시에 레이저발진기 1의 진단도 할 수 있기 때문에 신뢰성있는 검사가 이루어진다.

상술한 실시형태에서 레이저검출기 24는 레이저발진기1 근방에 설치하였지만 레이저발진기 1과 프린트기판 W사이에 있는 레이저광로의 어떠한 위치에 있어서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 14는 이 발명에 의한 프린트기판용 검사장치의 실시형태 4를 표시한 것이다.

도 14에 있어서도 도 1에 표시되어있는 동일한 구성요건에는 도 1의 부여된 부호와 동일부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

이 실시형태에서는, 재결상용렌즈 12대신에 상전사렌즈 25가 설치되어 있고, 형광검출기로서 CCD등 포토다이오드를 어레이(Array)상에 배치한 구성의 이미지 센서형의 형광검출기 26이 설치되어있다.

형광검출기 26의 형광검출면기 26a에는 상전사렌즈 25에 의하여 프린트기판W상의 화상이 상전사된다.

레이저광은 정지홀에 대하여 동일정도의 직경이 되도록 코리메이터 렌즈 (collimator lens)2가 조정하고 형광검출기 26에서는 선형(線形)형광강도의 분포화상이 얻어져 어레이상의 검출기의 신호를 동시에 출력시키면 제 15도에 표시된 바와같은 신호를 얻을 수 있다. 실시형태 1에서 설명한 바와같이 위치결정오차가 생기기 때문에 정지홀 위치에 레이저광이 정확하게 합치되지는 않는다.

도 6(b)에 표시되어 있는 바와같은 정지홀의 경우에는 10 X 10의 어레이 중 예컨데 2 X 2 이상의 영역이 정품판정되면 해당정지홀은 정품으로 판정된다.

상술한 구성의 레이저검사장치에서는 회수율이 향상되고, 검사신뢰성이 높아지는 효과가 있다.

도 16은 이 발명에 의한 프린트기판용 검사장치의 실시형태 5를 표시하고 있다.

도 16에 있어서도 도 1에 표시한 동일한 구성요건에는 도 1에 부여한 부호와 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

이 실시형태는 스캔렌즈 9의 광학적 왜곡에 의한 조사위치를 보정하는 보정계로서, XY테이블장치 10의 소정위치에 고정설치된 시료편 56과 시료편 56의 조사위치를 검출하는 비젼센서 27이 추가되어 있고, 주 컴퓨터 17은 비젼센서 27이 출력하는 신호를 입력한다.

또, 검사장치의 환경온도를 검출하는 온도센서 35와, 검사장치의 환경습도를 검출하는 습도센서 36이 설치되어 있으며, 주 컴퓨터 17은 온도센서 35에 의하여검출되는 검사장치의 환경온도와 습도센서 36에 의해 검출되는 검사장치의 환경습도의 신호를 입력한다.

시료편 56은 도 17(a)에 표시되어있는 바와같이 소기판 56a 잔류형광을 발생하는 도표 56b를 도포시킨 것이고, 갈바노미러 7,8에 의하여 시료편 56위를 9개 포인트를 타격하며 잔류형광이 발생하고 있는 동안에 XY테이블장치 10을 움직여 9개의 포인트를 비젼센서 27로 관찰하면서 위치를 보정한다.

갈바노미러 7,8과 스캔렌즈 9의 조합에 의하여 레이저광을 주사시키는 경우 스캔렌즈 9는 광학적으로 왜곡이 없게끔 제작한다는 것은 곤란하므로 도 18(a)에 표시한 바와같이 배럴 디스토션(Barrel Distorsion)등의 광학적 왜곡이 발생하는 것을 피할 수가 없는 것이다.

또, 이 왜곡은 환경온도, 습도나, 스캔렌즈의 열화현상에 의하여 변화됨을 알게 되었다.

갈바노미러 7,8에는 각도지령을 지령하기 위하여 도 18(b)에 표시되어 있는 바와같이 지령치가 정방향이면, 만곡된 주사를 행하게 된다.

이러한 왜곡을 보정하기 위하여 검사개시전에 미리 정해진 포인트를 주사시켜 그 위치와 기계좌표와의 위치를 합처둘 필요가 있다. 또, 광학적 왜곡은 환경이나 경시적(經時的)인 변화도 있으므로 이 위치 합치 즉, 조사위치 보정을 정기적으로 실시할 필요가 있다.

상술한 바와같은 보정계를 갖고 있으므로서, 수시 조사위치보정을 실시할 수 있으며 항상 목적위치에 레이저광을 조사킬 수 있으므로 정지홀의 잔여수지를 정확하게 판단할 수 있는 신뢰성 높은 검사를 행할 수 있는 것이다.

스캔렌즈의 열화에 의한 광학왜곡의 경시적인 변화는 주 컴퓨터 17에 내장되어 있는 타이머에 의해 시간을 계측하고 미리 정해진 소정시간이 경과할때마다 광학계의 오차보정, 즉, 조사위치보정을 정기적이고 자동적으로 행할 수 있다.

또, 주 컴퓨터 17은 온도센서 35에 의하여 검출된 검사장치의 환경온도와 습도센서 36에 의하여 검출된 검사장치의 환경습도의 신호를 얻게되므로 온도센서 35에 의하여 검출되는 환경온도 또는 습도센서 36에 의하여 검출된 환경습도가 소정치 이상 변화하면 광학계의 오차보정, 즉 조사위치보정을 자동적으로 행할 수 있는 것이다.

또, 다른 실시형태 2의 형광검출기 26을 비젼센서 27로 교체하여 검출하여도 무방하다.

또, 시료편 56은 도 17(b)에 표시한 바와같이 목적하는 위치에만 스폿트상으로 형광도료 56b를 도포하고 형광검출기 26에서 형광강도를 검출하면서 형광검출기 26의 출력신호가 최대로 되도록 보정을 실시할 수 있는 것이다.

도 19도 이 발명에 의한 프린트기판용 검사장치의 실시형태 6을 표시하고 있다.

또, 도 19에 있어서도 도 1에 표시되어 있는 동일한 구성요건에는 제 1도에 부여된 부호와 동일부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 이 실시형태에서는 다이크로익미러 6과 제 1 갈바노미러 7과의 사이에 레이저발진기 1이 출력하는 레이저광 및 프린트기판 W에서의 반사광의 전송을 선택적으로 차단하는 광차단수단으로서 액정셧터 28이 설치되어있다.

주사하고 있는 동안에는, 레이저광은 수지부의 위치를 통과하고 있으므로 레이저광이 수지부에 접촉해서 강한 형광을 발생하며, 이것이 검출계나 레이저발진기 1의 방향으로 되돌아오고, 장기적으로 형광검출기 14나 레이저발진기 1에 손상을 주는 경우가 있다.

레이저발진기 1측에 휠타 4의 설치에 의해 형광으로부터의 방어할 수 있는 것이다.

그렇지만 검출기쪽은 방어할 수 없기 때문에 비검출시는 레이저광이 기판상에 접촉하지 않도록 한다.

또, 강한 형광강도차이를 요구하므로 인하여 하이파워(High power)레이저를 사용하며 어떤 요인에 의하여 수지가 가공되어 버리는 경우가 생긴다.

정지홀부나 홈가공부 이외부분이 가공되면 프린트기판의 단락이나 불량발생의 원인이 될수도 있다.

이 경우에도 정지홀부 이외의 비검출부에서는 레이저광을 프린트기판에 조사되지 않도록 한다.

레이저광을 오프(off)하는 방법으로서는 제어부 15에서의 신호에 의하여 레이저려기(Excitation)를 위하여 발광다이오드나 램프로 전류공급을 차단하는 방법이외의 액정셧터 28에 의해 광학적으로 차단할 수 있는 것이다.

도 20은 이 발명에 의한 프린트기판용 검사장치의 실시형태 6을 표시하고 있다.

도 20에 있어서도 도 1, 도 16에 표시되어 있는 것과 동일한 구성요소에는 제1도, 도 16에 부여도 부호와 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

이 실시형태에서는 미제거재료의 재제거를 행하는 재가공계가 추가되어있다. 재가공계는, 재가공용 레이저발진기 30과, 커리메이션렌즈 31과, 전사광학계 32와, 마스크판 33등으로 구성되어 있으며, 갈바노미러에 대한 레이저광로중에 레이저광로 절환기 34가 선택적으로 조합되어 구성되어 있다.

재가공용 레이저발진기 30은 수지가공용 레이저이며, 탄산가스레이져 또는 고체레이저가 사용될 수 있다.

검사용 레이저발진기 1에 의하여 프린트기판 W를 검사하고 있을때에 어느 정지홀부에서 불량이라고 판정되면 레이저광로 절환기 34를 레이저광로중에 삽입하고, 재가공용 레이저발진기 30에서 레이저광을 출력시킨다.

검사용 레이저발진기 1의 레이저광과 재가공용 레이저발진기 30의 레이저광은 광축이 서로 중첩되고, 프린트기판 W상의 동일 포인트에 조사되여 프린트기판 W상에 미제거재료의 재제거가공을 실시하게 된다.

이 가공이 완료되면, 레이저광로절환기 34를 레이저광로에서 제거하고, 검사용 레이저발진기 1이 출력하는 레이저광에 의해 재차 정지홀부를 검사하여 정품이면 다음의 검사위치도 이동시킨다.

상술한 바와같이 검사장치상에서 불량부의 수정을 할 수 있으므로 회수율이 개선되는 것이다.

상술한 설명에서는, 불량검출직후에 재가공용 레이저발진기 30를 사용하여재가공을 실시하도록 하였지면 1매의 프린트기판 W의 전체포인트를 검사하고 불량위치를 주 컴퓨터 17에 기억시키며, 1매의 프린트기판 W의 검사종료후에 기억된 불량부의 가공을 위한 재가공용 레이저발진기 30을 절환사용하여 재가공을 실시하여도 동일한 효과를 기대할 수 있다.

또, 실험결과로는 형과검출에 사용되는 473㎚, 30n W의 레이저광을 초점위치의 스폿트 사이즈를 ø1㎛ 정도까지 집광시키면 수지가공을 할 수 있는 것이 판명되었다.

그러므로, 커리메이터렌즈 2를 조절하여 스캔렌즈 입사경을 크게하면 수지부에서의 빔직경이 작아져서 가공된다.

또, 이 상태에서는 형광검사를 할 수 있으므로 형광검사시에는 커리메이터렌즈 2를 조절하여 수지부에서의 빔직경을 10㎛이상으로 하여 검사한다.

커리메이터렌즈 2를 조절하므로서 검사하거나 재가공할 수 있는 것이다.

이로인하여, 2대의 레이저발진기 1, 30을 사용하지 않고, 1대의 레이저발진기 1로 재가공도 할 수 있으므로, 창업비용이 싸지고 회수율을 개선할 수 있다.

또, 가공시에는 1㎜로 하고, 검사시에는 10㎛정도로 하였지만 이것은 레이저광이 473㎚, 30mW경우의 예이며, 레이저출력이 커지면 당연히 가공할 수 있는 직경이 커져도 잘된다.

가공하는 빔직경은 될수있는대로 큰것이 좋다.

예를들면 1㎛의 빔으로 ø100㎛의 정지홀을 재가공할때에는 갈바노미러를 100회 주사시키게 되므로 시간이 많이 걸린다.

또, 가공할 수 없는 정도의 빔직경에서도 탄산개스레이저로 가공시킨후의 탄화층을 가공기점으로하면 가공개시되는 것을 알 수 있다. 따라서, 재가공시간 단축에는 다소 빔직경을 크게하고, 탄화되어있는 부분을 기점으로하여 가공시작이 유효하다. 상술한 바와같이 기판자체를 가공할경우에는 정기적으로 보정용 가공기판을 라인에 흐르게 하여 보정용 가공기판을 가공하며, 비젼센서 27로 관측하며 위치보정을 실시할 수 있는 것이다.

단, 검사용 레이저발진기 1과 재가공용 레이저 발진기 30에서 나오는 레이저광의 파장이 다를 경우에는 스캔렌즈 9도 파장 의존성이 있으므로 양쪽을 각각 보정할 필요가 있는 것이다.

이 보정에 의하여 검사용 레이저발진기 1과 재가공용 레이저발진기 30의 레이저광축이 완전하게 중첩되어 있는것도 확인할 수 있다.

또, 가공홀이 1㎛정도로 되면 비젼센서 27로서는 검출할 수 없으므로 판별할 수 있도록 환형g 또는 +자형 h와 같은 모양을 기판상에 그려주므로서 판별이 용이하다.

이상과 같이 이 발명에 관한 레이저빔에 의한 프린트기판의 검사장치는 적층프린트 배선판에 설치되는 블라인드 바이어 홀(Blind via Hole), 또는 가공홈의 광학적인 검사에 적합한 것이다.

Claims

레이저발진기와 서로 직교하는 평면내를 주사하는 2개의 주사광학계와, 스캔렌즈와의 조합에 의해 구성되고 상기 레이저발진기가 출력하는 레이저광의 조사위치를 지령된 상호직교하는 X축방향과 Y축방향의 임의의 좌표위치에 위치결정할 수 있는 주사장치와, 레이저광이 조사된 프린트기판에서 발생한 광원을 검출하는 검출기를 구비한것을 특징으로하는 프린트기판의 검사장치.
제 1항에 있어서, 프린트기판에 정지홀 또는 홈가공을 설치한 좌표위치를 기억하고, 기억되어 있는 좌표위치에 상기 주사장치에 의하여 레이저광의 조사위치를 제어하는 제어부와, 상기 검출기의 출력신호에 의하여 각 좌표위치에 있어서 검사결과의 양부를 판단하는 판정부를 구비한 것을 특징으로하는 프린트기판의 검사장치.
제 1항에 있어서, 상기 레이저발진기가 출력하는 레이저광을 집광하는 집광수단과, 상기 레이저발진기와 집광수단과의 사이에 설치된 상전사광학계 및 마스크부재를 구비한 것을 특징으로하는 프린트기판의 검사장치.