JPH0629861B2 - プリント基板上の配線パターン検出装置 - Google Patents

プリント基板上の配線パターン検出装置

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JPH0629861B2
JPH0629861B2 JP5641289A JP5641289A JPH0629861B2 JP H0629861 B2 JPH0629861 B2 JP H0629861B2 JP 5641289 A JP5641289 A JP 5641289A JP 5641289 A JP5641289 A JP 5641289A JP H0629861 B2 JPH0629861 B2 JP H0629861B2
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靖彦 原
晃一 柄崎
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95638Inspecting patterns on the surface of objects for PCB's

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基材上に配線パターンを形成したプリント基
板において、少なくとも配線パターン上の傷および変色
並びに配線パターン間の薄膜残留欠陥を誤検出すること
なく配線パターンの欠陥を高信頼度で検出するプリント
基板上の配線パターン検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕
例えばプリント基板などの表面に形成された配線パター
ンの欠陥の有無を検出するには、従来一般に第1図に示
すような反射方式の検出装置が用いられている。
本従来例の配線パターン検出装置は、プリント基板(若
しくはセラミック基板)1の配線面2に光31を照射する
ための高輝度光源11と、コンデンサレンズ21と、ハーフ
ミラー23および、前記配線面2からの反射光45を検出す
るための検出器13および、該検出器13に配線パターン像
を結像させるための結像レンズ25から構成され、プリン
ト基板1の配線面2の配線パターン3からの反射光45に
比し、基材4の表面からの反射光が暗レベルに近いた
め、これを利用して、2値化を行ない、配線パターンを
検出する。
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図は検出対称物であるプリント基板の一例を示す。
基材4の配線面2に配線パターン3が形成されている。
本例のプリント基板1は、配線パターン3の上に配線パ
ターンとして正常な傷5,変色部7を生じており、また
配線パターンに誇って残銅6が存在している。
上記の傷5を通るA−A断面を第3図(a)に、残銅6を
通るB−B断面を第3図(b)に、変色部7を通るC−C
断面を第3図(c)に、それぞれ示す。
第1図に示した従来の配線パターン検出器によって第2
図のような欠陥を有するプリント基板1を検査した場
合、傷5や変色部7には配線パターンが存在していて機
能的には正常であるにも拘らずこれを断線と誤検出す
る。また、残銅6はパターン間をショートせしめている
欠陥であるにも拘らず、この残銅の表面か暗く見えるの
で欠陥として検出できないという不具合が有る。
上に述べた従来装置(第1図)による誤検出の状態を、
第4図について次に説明する。本図の横軸は位置を示
し、縦軸は検出器13で光電変換された電圧を示す。電圧
はスルーホール8のレベル即ち暗レベルを示し、電
圧Vは基材4のレベルを示し、電圧Vは配線パター
ン3のレベルを示し、電圧Vは検出器13の飽和レベル
を示し、電圧VTはシュレッショルドレベルを示す。傷
5については第4図(a)に示すごとく、傷5からの異常
に強い正反射光が検出器13に入り、検出器13は飽和電圧
に達し、ブルーミング現象を起こしてA′の位置は
シュレッショルドレベルVTに対して上下を往復する電
圧と成り、異常として検出される。変色部7については
第4図(c)に示すごとく、該変色部7の光の反射率が低
いため、本来の配線パターン3に相当した電圧Vに比
し、シュレッショルドレベルVTりも低い電圧Vしか
得られずC′の位置はあたかも配線パターン3が存在し
ないものと、即ち断線していると誤検出される。残銅6
については第3図(b)に示すごとく、肉厚が通常の配線
パターン3に比べ薄く、かつ表面反射率が低いため本来
の配線パターン3に相当した電圧Vに比して低く、シ
ュレッショルドレベルVTよりも低い電圧Vしか得ら
れずB′の位置はあたかも残銅6が存在しないごとく検
出される。
また、配線パターン3の表面が、光沢半田めっきででき
ているいわゆる半田パターンにおいては光沢のためピカ
ット光る異常に強い正反射光が検出器13に入るため、配
線パターン3上に傷5が存在する場合と同様の現象が発
生し、プリント基板1としては正常であるにもかかわら
ず、異常として検出されるため第1図に示すごとき従来
のパターン検出装置では正確にパターンを検出できない
という問題があった。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決すべく、基
材上に配線パターンを形成したプリント基板において、
配線パターン上の傷や変色を異常として検出することな
く、且つプリント基板として欠陥となる薄膜残留欠陥を
見逃しすることなく2値化画像信号により配線パターン
のネガチブパターンを検知して配線パターンの欠陥を高
信頼度で検出できるようにしたプリント基板上の配線パ
ターン検出装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、レーザ光源と、
該レーザ光源から発した光の中から蛍光励起能力の大き
い波長の蛍光励起光を選別して、基材上に配線パターン
を形成したプリント基板表面にほぼ垂直に照射する蛍光
励起光選別・照射手段と、上記蛍光励起光と上記プリン
ト基板とを相対的に2次元に走査する走査手段と、上記
蛍光励起光選別・照射手段により選別照射された蛍光励
起光により励起されて上記プリント基板の基材から発生
した蛍光を受光して導き、且つ上記プリント基板の表面
からの励起光の正反射光が入射しないように上記垂直照
射光軸に対して傾斜させ、且つ該垂直照射光軸に対して
対称に複数方向に配置された蛍光集光光学系と、該蛍光
集光光学系によって導かれた光から上記プリント基板の
表面からの励起光による反射光を遮光して上記プリント
基板の基材から発する蛍光を分離する分離手段と、該分
離手段により分離された蛍光を検出して信号に変換する
検出器と、上記走査手段によって2次元に走査されるこ
とによって、上記検出器から検出されるプリント基板の
基材から発生する蛍光の画像信号を所望の閾値で2値化
して少なくとも配線パターン上の傷および変色並びに配
線パターン間の薄膜残留欠陥を配線パターンと同じ暗レ
ベルにして検出する2値化回路とを備え、該2値化回路
から得られる2値化画像信号により少なくとも配線パタ
ーン上の傷および変色並びに配線パターン間の薄膜残留
欠陥を誤検出することなく、配線パターンのネガチブパ
ターンを検知し得べく構成したことを特徴とするプリン
ト基板上の配線パターン検出装置である。また、本発明
は、上記プリント基板上の配線パターン検出装置におい
て、上記蛍光集光光学系として、光ファイバー束で構成
したことを特徴とするものである。
〔作用〕
上記構成により、基材上に配線パターンを形成したプリ
ント基板に対してレーザ光をほぼ垂直に照射して、基材
から励起されて発生する微弱な蛍光を強めることがで
き、更にプリント基板の表面から反射する正反射光が入
射しないように蛍光集光光学系を垂直照射光軸に対して
傾斜させ、且つ該垂直照射光軸に対して対称に複数方向
に配置して構成して蛍光集光光学系自体で蛍光を発生す
るのをなくす共に分離手段により微弱な蛍光像のみを分
離できるようにして少なくとも配線パターン上の傷およ
び変色並びに配線パターン間の薄膜残留欠陥を配線パタ
ーンと同じ暗レベルにし、その結果検出器から検出され
るプリント基板の基材から発生する蛍光の画像の信号を
所望の閾値で2値化して配線パターンのネガチブパター
ンを検知することにより配線パターン上の傷および変色
並びに配線パターン間の薄膜残留欠陥を誤検出すること
なく、配線パターンの欠陥を高信頼度で検出することが
できる。
〔実施例〕
以下、本発明に係わる一実施例を第5図乃至第8図に基
づいて説明する。
第7図に示すように、基材4上に配線パターン3を形成
したプリント基板1において、有機物質を含む基材4か
ら発生する蛍光の画像を検出して配線パターンのネガチ
ブパターンを得るプリント基板上の配線パターン検出装
置は、例えば第5図に示すように、波長が300nmか
ら460nmまでの波長を有する蛍光励起レーザ光34
を照射するレーザ光源16と、該レーザ光源16より照
射された蛍光励起レーザ光34を拡大するビーム拡大器
17と、該ビーム拡大器17によって拡大された蛍光励
起レーザビームを偏向走査する回転ミラー18と、該回
転ミラー18で反射して走査される蛍光励起レーザビー
ムを、基材4上に配線パターン3を形成したプリント基
板1の表面にスポット光に絞ってほぼ垂直に照射するた
めのスキャンニングレンズ19と、図示するごとく、蛍
光励起レーザスポット光によりプリント基板1の有機物
を含む基材4から励起されて発生した蛍光を効率良く集
光して検出器に導くように、プリント基板1の表面から
の励起光の正反射光が入射しないように上記スキャンニ
ングレンズ19による垂直照射光軸に対して傾斜させ、
且つ該垂直照射光軸に対して対称に複数方向に配置され
た多数の光ファイバーを束ねた形の光ファイバー束20
と、プリント基板1の配線パターンの表面2および基材
4の表面で主として乱反射して光ファイバー束20に入
射する励起光をカット(遮光)し、前記基材4から発生
する蛍光のみを透過するフィルタ24と、該フィルタ2
4を透過した蛍光を受光して信号に変換する検出器であ
るフォトマルチプライヤー15とを備えている。
上記フィルタ24は、プリント基板1の配線パターン3
の表面2で主として乱反射する励起レーザ光32の波長
域の反射光を遮光して基材4で励起された蛍光のみを透
過して分離するための分離手段であり、例えば、第6図
に示すように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以上の蛍光を透過させるものである。
また、光ファイバー束24によって導かれ、フィルタ2
4を透過した基材4から発生する蛍光がフォトマルチプ
ライヤー15の受光面に結像される状態になり、上記回
転ミラー18による蛍光励起レーザスポット光の走査と
プリント基板1の走行による走査とにより2次元的走査
されてフォトマルチプライヤー15からプリント基板1
の配線パターン3のネガチブパターンの画像信号が得ら
れる。
即ち、前記基材4から蛍光が発生しやすい波長が限定さ
れた蛍光励起レーザ光34をレーザ光源16から照射
し、ビーム拡大器17で拡大し、ビーム拡大器17によ
って拡大された蛍光励起レーザビームを回転ミラー18
でプリント基板1の表面を所定方向に偏向走査しなが
ら、スキャンニングレンズ19でスポット光にしてプリ
ント基板1の表面を照射する。すると、蛍光励起レーザ
スポット光により、有機物質を含有する基材4から励起
されて蛍光が発生し、基材上の配線パターン3からは蛍
光を発生しない。プリント基板1の表面で正反射した励
起光がほぼ垂直に戻ることになり、光ファイバー束20
に入射されない状態になる。一方基材4から発生した蛍
光とプリント基板1の表面で乱反射した光とは、合わさ
った光44として、光ファイバー束20で集光され、蛍
光励起レーザ光の波長域の光の透過率を0%にして蛍光
のみを透過するフィルタ24を通して検出器であるフォ
トマルチプライヤー15で検出する。
従って、上記回転ミラー18による蛍光励起レーザスポ
ット光の走査とプリント基板1の走行による走査とによ
り2次元的走査されてフォトマルチプライヤー15から
プリント基板1の配線パターン3のネガチブパターンの
画像信号が得られる。
以上説明したように、基材4から発生する蛍光を検出す
るプリント基板上の配線パターン検出装置として作用す
るので、第2図に示した配線パターン3上に存在する配
線パターンとして正常な傷5や変色部7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
ンのネガチブパターンの検出が可能である。更に第2図
に示したような基材4の表面上に反射率の小さい残銅
(薄膜残留欠陥)6が存在すると基材4から発する蛍光
が遮断されるため、その部分の蛍光は検出されず、配線
パターンの部分とほぼ同じ暗レベルとなり、基準の配線
パターンと相違することにより、欠陥ありとして検出さ
れる。これらの状態を、検出結果に示す第8図を用いて
次に説明する。即ち、第8図は、第4図と同様、横軸は
位置を示し、縦軸は検出器であるフォトマルチプライヤ
ー15で光電変換された電圧を示す。電圧Vはスルー
ホール8のレベル、即ち暗レベルを示し、電圧Vは配
線パターンの暗レベルを示し、電圧Vは基材4の明レ
ベルを示し、電圧VTは所望の閾値であるスレッショル
ドレベルを示す。また第8図(a),(b),(c)の各図は第4
図(a),(b),(c)と同様、それぞれ第2図および第3図に
示した傷5、残銅6、変色部7の各部を検出器であるフ
ォトマルチプライヤー15が捕えた検出結果を示すもの
である。傷5については、第8図(a)に示すごとく、蛍
光が検出されないので、A′の位置は電圧Vの暗レベ
ルとなり、スレッショルドレベルVTよりも低くなって
配線パターンとして正常に検出される。また変色部7に
ついては、第8図(c)に示すごとく、蛍光が検出されな
いのでC′の位置は電圧Vの暗レベルとなり、スレッ
ショルドレベルVTよりも低くなって配線パターンとし
て正常に検出される。更に残銅6については、第8図
(b)に示すごとく、蛍光が検出されないのでB′の位置
は、電圧Vの暗レベルとなり、スレッショルドレベル
VTよりも低くなり、基準の配線パターンと相違するこ
とにより異常として検出され、残銅6の存在が認識され
ることになる。
また、プリント基板1において、配線パターン3の表面
2が、光沢はんだめっきでできているいわゆるはんだパ
ターンにおいても、第2図における基材4の部分の蛍光
を検出することについては詳細に説明した前記実施例と
変わることがないため、正確に配線パターンを検出する
ことができる。
〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明によれば、基材上に配線パ
ターンを形成したプリント基板に対してレーザ光をほぼ
垂直に照射して、基材から励起されて発生する微弱な蛍
光を強めることができ、更にプリント基板の表面から反
射する正反射光が入射しないように蛍光集光光学系を垂
直照射光軸に対して傾斜させ、且つ該垂直照射光軸に対
して対称に複数方向に配置して構成して蛍光集光光学系
自体で蛍光を発生するのをなくす共に分離手段により微
弱な蛍光像のみを分離できるようにして少なくとも配線
パターン上の傷および変色並びに配線パターン間の薄膜
残留欠陥を配線パターンと同じ暗レベルにし、その結果
検出器から検出されるプリント基板の基材から発生する
蛍光の画像の信号を所望の閾値で2値化して配線パター
ンのネガチブパターンを検知することにより配線パター
ン上の傷および変色並びに配線パターン間の薄膜残留欠
陥を誤検出することなく、配線パターンの欠陥を高信頼
度で検出することができる優れた実用的な効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の配線パターン検出装置の側面図、第2図
はプリント基板の平面図、第3図は(a)は第2図のA−
A断面図、第3図(b)は第2図のB−B断面図、第3図
(c)は第2図のC−C断面図、第4図(a),(b),(c)はそれ
ぞれ従来の配線パターン検出装置における検出結果を示
す図、第5図及び第6図は本発明の実施例で用いるフィ
ルタ等の特性を示す図、第7図は本発明のプリント基板
上の配線パターン検出装置の一実施例を示す側面図、第
8図(a),(b),(c)はそれぞれ第7図に示す実施例におけ
る検出結果を示す図である。 1…プリント基板、3…配線パターン、4…基材、5…
傷、6…残銅(薄膜残留欠陥)、7…変色部、8…スル
ーホール、15…フォトマルチプライヤー、16…レーザ光
源、17…ビーム拡大器、18…回転ミラー、19…スキャン
ニングレンズ、20…光ファイバー束、24…フィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−82544(JP,A) 特開 昭53−45180(JP,A) 「顕微鏡の使い方」第5版,石澤政男・ 田中克巳、裳革房P165〜169

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光源と、該レーザ光源から発した光
    の中から蛍光励起能力の大きい波長の蛍光励起光を選別
    して、基材上に配線パターンを形成したプリント基板表
    面にほぼ垂直に照射する蛍光励起光選別・照射手段と、
    上記蛍光励起光と上記プリント基板とを相対的に2次元
    に走査する走査手段と、上記蛍光励起光選別・照射手段
    により選別照射された蛍光励起光により励起されて上記
    プリント基板の基材から発生した蛍光を受光して導き、
    且つ上記プリント基板の表面からの励起光の正反射光が
    入射しないように上記垂直照射光軸に対して傾斜させ、
    且つ該垂直照射光軸に対して対称に複数方向に配置され
    た蛍光集光光学系と、該蛍光集光光学系によって導かれ
    た光から上記プリント基板の表面からの励起光による反
    射光を遮光して上記プリント基板の基材から発する蛍光
    を分離する分離手段と、該分離手段により分離された蛍
    光を検出して信号に変換する検出器と、上記走査手段に
    よって2次元に走査されることによって、上記検出器か
    ら検出されるプリント基板の基材から発生する蛍光の画
    像信号を所望の閾値で2値化して少なくとも配線パター
    ン上の傷および変色並びに配線パターン間の薄膜残留欠
    陥を配線パターンと同じ暗レベルにして検出する2値化
    回路とを備え、該2値化回路から得られる2値化画像信
    号により少なくとも配線パターン上の傷および変色並び
    に配線パターン間の薄膜残留欠陥を誤検出することな
    く、配線パターンのネガチブパターンを検知し得べく構
    成したことを特徴とするプリント基板上の配線パターン
    検出装置。
  2. 【請求項2】上記蛍光集光光学系として、光ファイバー
    束で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のプリント基板上の配線パターン検出装置。
JP5641289A 1989-03-10 1989-03-10 プリント基板上の配線パターン検出装置 Expired - Lifetime JPH0629861B2 (ja)

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