JPH0359448A - 漏光検査法におけるスルーホールマスク装置 - 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】 〔概　要〕 プリント基板のスルーホール部に発生するめっき欠陥を
光により検出する欠陥漏光検査法におけるスルーホール
マスク装置に関し、 どのような表面パターンを持ったプリント基板に対して
も、光源からの直接光がスルーホール内部に入射しない
ように光を遮断することを目的とし、 スルーホール孔をマスクするためのボール状マスクと、
該ボール状マスクを上下に移動可能に収容した管状孔を
有する被検査プリント基板移動用の透明孔あきステージ
と、前記ボール状マスクを透明孔あきステージの管状孔
中を上下に移動させるための駆動手段とを具備して成り
、前記ボール状マスクをスルーホール孔に密着させるこ
とにより、スルーホール孔の一方の開口部をマスクする
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はプリント基板のスルーホール部に発生するめっ
き欠陥を光により検出する欠陥漏光検査法におけるスル
ーホールマスク装置に関する。

ＬＳＩの高集積化に伴い、電子部品を搭載する多層プリ
ント配線板の高密度化が進んでいる。それに伴い配線板
の層数の増加、パターンの微細化が行われると同時に接
続用めっきスルーホールの小径化がなされている。ここ
で、めっきスルーホールとは、プリント配線板を貫通し
た穴の内部をめっきし、表面層や内層板間の配線との間
を電気的に結合するものである。たとえば、１８層の多
層プリント配線板では、直径０．２ｍｍ、アスペクト比
（板厚／口径比）　１５のはんだめっきスルーホールが
使われている。アスペクト比とは、スルーホールの長さ
を直径で割った値である。今後、プリント配線板の高密
度化とともにアスペクト比は、より大きくなる傾向にあ
る。

スルーホールのめっき部には、第４図に示すような切れ
かかりや、断線といった欠陥が発生することがある。と
くに問題なのは、わずかな部分でつながっている切れか
かり欠陥である。この欠陥は、−ｍに導通試験では見つ
けにくい。ところが部品実装などが完成して、熱処理等
をくわえると、そのめっき結合部が切断して、欠陥が現
れることがある。この場合には、実装前にくらべ補修に
多大の労力を要する。そこで、これらの欠陥は、部品の
実装前に検出し、修正しておく必要がある。

計算機用プリント配線板には、−枚当たり４万個のスル
ーホールがあけられている。これらのスルーホールに一
つでも欠陥があると、システム全体の信頼性が低下する
。そこで、プリント配線板の信頼性を保証するためスル
ーホールの一つ一つについてめっきが完全であることを
検査する必要がある。

これまで、アスペクト比の小さｆ、＞めっきスルーホー
ルを検査する手段は、■格子状に配列した細い検査電極
を、プリント配線板の同一の面からのみ端子に押しつけ
、端子間の電気的導通を試験する方法と、■スルーホー
ルの内部を照明し目視による観測する方法とがとられて
きた。しかし、電気的導通試験では、試験している電気
回路の中に含まれるスルーホール断線欠陥は検出できる
が、信頼性に大きく影響するスルーホールの切れかかり
欠陥や、他の電極と接続されていない孤立電極の断線欠
陥を検出することはできなかった。また、目視検査では
、高アスペクト比の細長いスルーホール内を観測するこ
とができず、検査は事実上不可能であった。このような
背景から、有効なめっきスルーホールの新たな検査法の
開発が必要となっている。

〔従来の技術〕

この分野の従来技術として、スルーホール内部の欠陥を
検査するために、スルーホール漏光検査法が開発されて
いる。この原理を第５図を用いて説明する。まず、検査
したいスルーホールに蓋（マスク）をした試料基板を下
方から照射光より照射し、スルーホール内部を上方より
観察する。

光は基村内を散乱しながら伝播する。もしスルーホール
メツキ部に欠陥（孔等〉があると、スルーホール内部に
光が漏れ込む。一方、正常なスルーホールでは内部に光
が漏れ込まない。

上述の漏光を検査するに当たって、漏光検知用ＣＣＤだ
けでは、欠陥からの漏光と基板面透過光との区別がつか
ない。そこで、漏光検知系とは別の光検知系で孔位置を
検出し、そこで得られた欠陥検知信号のＳ／Ｎを上げる
セルフストローブ法が開発されている。この原理が第６
図に示される。

図中ＣＣＤセンサはローラマスクから離れた位置にあり
スルーホールからの位置と形状を検出する。

この信号は、図中の被検査スルーホールがローラマスク
で蓋をされるｂ点に到着すると、ＣＣＤセンサはスルー
ホール内に漏れ出てくる欠陥からの漏光を検知する。次
いで、孔の有無と位置を示すスルーホール位置信号と漏
光との論理積をアンドゲートによって求め、欠陥の有無
を判断する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来方式では、第７図に示すようにローラマスクが
接する面上にパターンが均一である（Ａ）は問題はない
が、不均一であると（Ｂ）に示すようにローラマスクが
傾き、ローラマスクと基板との間に隙間ができて、光が
漏れる現象が起こる。

したがって、従来のスルーホール検査装置においては、
対象のパターンによっては十分な遮光ができないという
問題点が生じていた。また、この方法を用いて光を遮断
する場合、スルーホールに対して大きなローラマスクを
必要とするため、検査するスルーホール付近の拡散光は
減衰してしまい、検出感度の減少を生じていた。

本発明は、どのような表面パターンを持ったプリント基
板に対しても、光源からの直接光がスルーホール内部に
入射しないよう、光を遮断するマスク装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

同図において、ｌはボール状マスクであり、スルーホー
ル５ａをマスクするもの、２は孔あき透明ステージであ
り、透明板に被検査プリント基板５のスルーホール位置
と同位置にボール状マスクが移動する孔２ａ及びボール
状マスクの落下防止のスポンジ状ストッパ２ｂを有し、
この２ａを通ってボール状マスク１が上下に移動する。

３．３７はボール状マスク１に対して反発力を起こして
ボール状マスク１を上下に移動させる反発部、同様に４
・４′は吸引力を起こしてボール状マスクｌを上下に移
動させる、もしくはボール状マスク１と被検査プリント
基板５のスルーホール孔５ａとの密着を良くする吸引部
、５は被検査プリント基板、６はスルーホールの位置と
形状を検出するＣＣＤセンサ、７はスルーホール内から
漏れ出てくる漏光を検知するＣＣＤセンサ、８及び８′
は試料基板を下方から照明する光源である。

〔作　用〕

第１図において透明孔あきステージ２及び被検査プリン
ト基板５は常に一定方向に移動している。

〔１〕まず、ＣＣＤ　６センサ上に目的のスルーホール
５ａが来ると、ＣＣＤ６センサによりスルーホール５ａ
から直接透過光を検知しスルーホールの位置と形状を検
出する。この信号は、図中の被検査スルーホールをＣＣ
Ｄ　６からＣＣＤ　７まで移動する時間だけ遅延回路に
より遅らされる。

〔２〕被検査スルーホールがＣＣＤ　６の頭上を過ぎる
と、反発部３．３′はボール状マスクｌに反発力を起こ
させる。ボール状マスク１はこの力により浮き上がり、
被検査スルーホール孔５ａの底を蓋をする。

〔３）ＣＣＤ７の頭上をボール状マスク１により蓋をさ
れたスルーホール孔が来ると、ボール状マスクｌは吸引
部により吸引され、更に密着度を増す。

この時、ＣＣＤ７によりスルーホール孔５ａを観測し、
検査する。この人力した漏光画像とＣＣＤセンサ６から
入力した位置画像の論理積を求め、欠陥の有無を判断す
る。

〔４〕被検査スルーホールがＣＣＤ　７の頭上を過ぎる
と、反発部３．３′により上部からスルーホール孔５ａ
を通して反発力、下部からは吸引力を与え、その力によ
りボール状マスク１はスルーホール孔５ａを離れ、所定
位置〔１〕に戻りスルーホールの観測を終える。

同様に、（１）〜〔４〕を繰り返す。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例を示す図であり、（ａ）は構成
図、（ｂ）はａ図のＡ部拡大図である。

同図において、ｌはボール状マスクであり、ガス圧によ
り孔あき透明基板を移動し、スルーホール孔５ａをマス
クする機能を有する。２はプリント基板５を前後左右に
移動可能な孔あき透明ステージであり、透明で光を透過
可能であり、この孔２ａを通ってボール状マスク１が上
下に移動する。

この孔２ａはボール状マスク１の落下防止用のスポンジ
状ストッパ２ｂを有している。３．３′は孔２ａにガス
を送り込みボール状マスク１を上下に移動させるガス供
給部（第１図の反発部と同じ）、同様に４・４′はガス
の吸引力によりポール状マクスを上下に移動させるガス
吸引部（第１図の吸引部と同じ）、もしくはボール状マ
スク１と被検査プリント基板５の密着を良くするもの、
５は被検査プリント基板、６はスルーホールの位置と形
状を検出するＣＣＤセンサ、７はスルーホール内から漏
れ出てくる漏光を検知するＣＣＤセンサ、８及び８′は
試料基板を下方から照明する光源である。

９は漏光の結像レンズ、１０は位置信号の結像レンズ、
１１及び１２はステージ２を移動するモータ、１３はＣ
ＣＤセンサ６で受信した信号を遅延させる遅延回路、１
４はＣＣＤセンサ６により入力したスルーホールの位置
、形状画像を入力する画像入力部、１５はＣＣＤセンサ
７から人力したスルーホール内の漏光画像を入力する画
像人力部、１６は結果の判断を行う判別回路、１７はそ
の結果を出力する判別結果出力回路である。

本実施例では、ガスをフローさせることによりボール状
マスクに反発力、吸引力を起こさせている。

次に本実施例の動作を説明する。

モータ１１および１２によりステージ２を移動させる。

検査手順としてまずモータ１１により横方向に被検査プ
リント基板５を動かす。目的のスルーホール孔５ａがＣ
ＣＤセンサ６上に来るとＣＣＤセンサ６はスルーホール
孔５ａから直接透過光を検知し、その時のスルーホール
画像は画像入力部１４によって画像人力し、記憶される
。この信号は被検査スルーホールがＣＣＤセンサ７の真
上に移動する時間だけ遅延回路１３によって遅延される
。被検査スルーホールがＣＣＤセンサ６の頭上を過ぎる
と、ガス供給部３．３′によりガスが送り込まれボール
状マスクｌは浮上し被検査スルーホール孔５ａの底を蓋
をする。被検査スルーホール孔５ａがＣＣＤセンサ７の
真下に来るとガス吸引部４により被検査スルーホール孔
５ａを通して吸引され、更にボール状マスク１とスルー
ホール孔５ａの底は密着される。この時、画像人力Ｒ１
５は、上方からＣＣＤセンサ７よりスルーホール内に漏
れ出てくる漏光画像を画像人力する。この人力した漏光
画像とＣＣＤセンサ６から入力した位置画像の論理積を
求め、欠陥判別回路１６により欠陥の有無を判断する。

判別された検査結果は判別結果出力回路１７により出力
する。被検査スルーホール孔５ａがＣＣＤセンサ７の頭
上を過ぎると、ガス供給部３により上部からスルーホー
ル孔を通してガスを送り込み、下部からはガス吸引部４
′により吸引され、そのガス圧によりボール状マスク１
はスルーホール孔５ａを離れ所定位置に戻り、スルーホ
ールの観測を終える。以下同じ事を繰り返す。１列終了
した後、モータ１２により次の列にテーブルを移動させ
て、同一の処理を繰り返す事により基板全体のスルーホ
ールを検査することができる。

以上の本実施例は、ボール状マスクを用いることにより
、スルーホールを１個毎にマスクすることができる。こ
れにより従来のローラマスクのように、表面パターンの
不均一により傾きが生じ漏光するといった不具合は解消
される。

なお上述の実施例では、ボール状マスクに反発力、吸引
力を起こさせるのにガスを用いているが、これは反発力
、吸引力を起こさせるものであればどんなものでもよく
、例えば第３図に示すようにボール状マスクｌに磁気的
機能を付与し、下方より電気的コイル１８によりボール
状マスク１を浮上させ、コイル１８に流す電流の方向を
変えてボール状マスクの移動をコントロールすることが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、ボール状マスクを
用いることにより、スルーホールを個々にマスクするこ
とができ、どのような表面パターンを持ったプリント基
板に対しても、光源からの直接光を遮断することができ
る。このため、強い光を左右から照射でき、スルーホー
ル検査における過剰検出を減少させ、検出感度を向上さ
せることができる効果を奏し、検査精度の向上に寄与す
るところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の実施例を示す図、 第３図は本発明の他の実施例を示す図、第４図はスルー
ホールのめっき部の欠陥を示す断面図、 第５図はスルーホール漏光検査法の原理を説明するため
の図、 第６図はセルフストローブ法の原理を説明するための図
、 第７図は発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。 図において、 １はボール状マスク、 ２は透明ステージ、 ３．３′は反発部、 ４．４′は吸引部、 ５は被検査プリント基板、 ６．７はＣＣＤセンサ、 ８゜８′は光源、 ９．１０は結像レンズ、 １１．１２はモータ、 １３は遅延回路、 １４．１５は画像人力部、 １６は判別回路、 １７は判別結果出力回路 を示す。 本発明の他の実施例を示す図 第３図 スルーホールのめつＳ！部の欠陥を示す断面図第４図 スルーホール漏光検ｆ法のＩＩ：ｆを説明するための図
セルフストロープ法のＭ理を説明するための図第６図 発明が解決しようとする課題を説明するための図第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．スルーホール孔（５ａ）をマスクするためのボール
   状マスク（１）と、該ボール状マスク（１）を上下に移
   動可能に収容した管状孔（２ａ）を有する被検査プリン
   ト基板移動用の透明孔あきステージ（２）と、前記ボー
   ル状マスク（１）を透明孔あきステージ（２）の管状孔
   （２ａ）中を上下に移動させるための駆動手段とを具備
   して成り、前記ボール状マスク（１）をスルーホール孔
   （５ａ）に密着させることによりスルーホール孔（５ａ
   ）の一方の開口部をマスクすることを特徴とする漏光検
   査法におけるスルーホールマスク装置。