JPH07333169A - パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検査体のパターンに対して均一で高照度の
光照射を行なうことができ，被検査体及び板状ライトガ
イドの熱損傷がなく，正確なパターン検査を行なうこと
ができるパターン検査装置を提供すること。 【構成】 被検査体９６におけるパターンを光照射する
ための光照射装置１と，上記パターンを撮像するカメラ
部２とを有するパターン検査装置１０において，光源用
の棒状ランプ１１と，該棒状ランプ１１の光を上記被検
査体９６に向けて導出するための板状ライトガイド１２
と，該板状ライトガイド１２と上記棒状ランプ１１との
間に配置されたコールドフィルター１３と，上記棒状ラ
ンプ１１の後方に配置したコールドミラー１４とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，プリント配線板等の被
検査体に形成されているパターンを検査するためのパタ
ーン検査装置，特にその光照射装置に関する。

【０００２】

【従来技術】プリント配線板に形成された回路パターン
は，その製造過程において断線，ショート等の欠陥を生
ずることがある。そのため，各プリント配線板はパター
ン検査装置を用いて検査される。このパターン検査装置
としては，パターンに対して光照射するための光照射装
置と，パターンを撮像するカメラ部とを有するものがあ
る。

【０００３】従来，かかる光照射式のパターン検査装置
としては，図７に示すパターン検査装置９がある。この
パターン検査装置９は，光照射装置９０とカメラ部９５
とを有する。光照射装置９０は，光源９４と，プリント
配線板９６上のパターン９６１に対してライン状に光照
射する透明円柱９２１と，両者間を光学的に連結する透
明光ファイバ束９３とよりなる（実公平５−３１５６
２）。

【０００４】透明光ファイバ束９３は，光源９４側にお
いては略円形状に束ねられており，一方光照射側におい
ては上記透明円柱９２１の軸方向に沿って整列されてい
る。なお，透明光ファイバ束９３の光照射端と透明円柱
９２１との間には，平面鏡９２及び乳白色板９２２が設
けてある。また，被検査体としてのプリント配線板９６
は，検査中は移動テーブル９７上に固定されている。

【０００５】上記パターン検査装置９においては，光源
９４から発した光を透明光ファイバ束９３等を介して透
明円柱９２１に導き，プリント配線板９６上に光照射す
る。このとき，プリント配線板９６上のパターン９６１
から反射される検出光をカメラ部９５においてキャッチ
する。カメラ部９５でキャッチされた検出光は，２値画
像に変換され，図示しないパターン回析装置により，マ
スターパターンとの間で比較検査に付される。これによ
り，上記パターンにおける欠陥の有無が検出される。ま
た，上記光照射装置９０とカメラ部９５とは，フレーム
により一体化され，被検査体であるプリント配線板９６
に対して相対的に走査される。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来のパ
ターン検査装置においては，次の問題がある。即ち，上
記従来のパターン検査装置においては，光源９４からの
光は透明光ファイバ束９３によって導いており，該透明
光ファイバ束９３は光源９４に対する面は円形状に束ね
られている。そのため，透明光ファイバ束９３に入る光
量が，円形の透明光ファイバ束９３における中心部分と
外周部分とで異なる。それ故，パターン９６１に光照射
される光量が不均一となり，検査に正確性を欠く場合が
ある。

【０００７】また，光源９４の光は，透明光ファイバ束
９３等を経てプリント配線板９６に光照射されるが，そ
の中には可視光の他に多量の赤外線（熱線）を含んでい
るため，プリント配線板９６が加熱される。そのため，
この加熱によって，プリント配線板９６に損傷を受ける
おそれがある。また，長期間の使用中に，上記赤外線に
よって，透明光ファイバ束９３等の光ガイド部分が損傷
を受け，パターン検査を不正確にするおそれもある。

【０００８】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，被検
査体のパターンに対して均一な光照射を行なうことがで
き，被検査体及び光ガイド部分の熱損傷がなく，正確な
パターン検査を行なうことができるパターン検査装置を
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，被検査体におけるパター
ンを光照射するための光照射装置と，上記パターンを撮
像するカメラ部とを有するパターン検査装置において，
上記光照射装置は，光源用の棒状ランプと，該棒状ラン
プの光を上記被検査体に向けて導出するための板状ライ
トガイドと，該板状ライトガイドと上記棒状ランプとの
間に配置されたコールドフィルターと，上記棒状ランプ
の後方に配置したコールドミラーとを有することを特徴
とするパターン検査装置にある。

【００１０】本発明においても最も注目すべきことは，
上記光照射装置が上記棒状ランプと，板状ライトガイド
と，コールドフィルターとコールドミラーとを具備して
いることである。上記棒状ランプは，直線状に伸びたラ
ンプである。また，この光源用棒状ランプとしては，ハ
ロゲンランプ，クセノンランプ等がある。

【００１１】次に，上記板状ライトガイドは，棒状ラン
プからの光をライン状に導き，かつライン状にパターン
に向けて光照射するための，光ガイド部分である。この
板状ライトガイドは，図４に示すごとき透明な板状体で
ある。また，板状ライトガイドは，溶融石英ガラス，又
は合成石英ガラスを用いることが好ましい。これらの石
英系ガラスは，光をガイドする場合において光歪の発生
が極めて少なく，より正確なパターン検査を行なうこと
ができる。

【００１２】また，上記板状ライトガイドは，板状体の
六面の全てが研磨されていることが好ましい。これによ
り，散乱光が板状ライトガイド内にのみ反射される。そ
のため，パターンに対してより多くの光量を光照射する
ことができる。次に，上記コールドフィルターは，光源
からの光中の赤外線を反射し，可視光は透過させる性質
を有するもので，上記板状ライトガイドと棒状ランプと
の間に長尺状に配設する。このような性質を有するコー
ルドフィルターとしては，例えば各種ガラスの表面に真
空蒸着等により，厚さ１μｍ程度の薄膜を形成したもの
が知られている。

【００１３】次に，上記コールドミラーは，光源からの
光中の赤外線は透過させ，一方可視光は上記コールドフ
ィルターの方向へ反射する性質を有するもので，例えば
各種のガラス又は金属に，上記性質を有する薄膜を形成
したものがある。上記コールドミラーは，棒状ランプの
後方に長尺状に配置する。

【００１４】上記コールドミラーは，光源の近くにあっ
て，かつ赤外線を透過させるため，オーバーヒートされ
易い。そのため，適宜の空気流通部を有する事が好まし
い。これにより，コールドミラーのオーバーヒートを防
止できる。また，光源の周囲の空気流通も盛んになるた
め，光源の冷却にも役立つ。上記空気流通部としては多
数の小孔，軸方向に沿った開口部分，スリットなどがあ
る。

【００１５】上記光照射装置は，上記棒状ランプ，コー
ルドフィルター，コールドミラーを収納するランプハウ
ス（図２，図３参照）を有することが好ましい。これに
より，これら各部分品を一体的に収納し，かつそれらの
光学的位置決めを容易にすることができる。

【００１６】また，ランプハウスは，上記光源からの熱
を放出するため，空気取入口と空気放出口とを有するこ
とが好ましい。これにより，ランプハウス内における空
気流通を促進させ，冷却を促進することができる。ま
た，上記空気放出口には，空気吸引用ブロワーを連結す
ることが好ましい。これにより，ランプハウス内の空気
を強制的に入れ替え，上記冷却を一層促進することがで
きる。

【００１７】また，上記光照射装置は補助光源を有する
ことが好ましい（図１）。該補助光源は，本体としての
上記光照射装置と同様に棒状ランプ，コールドフィルタ
ー，コールドミラーを有することが好ましい。これによ
り，一層優れたパターン検査装置を得ることができる。

【００１８】また，上記光照射装置及びカメラ部は，一
体的に移動可能に装着されている。本発明のパターン検
査装置は，実施例に示すごときプリント配線板のパター
ン検査の他，プラスチックス板，金属板等の各種板材等
に印刷した文字，図形等のパターンの検査等にも用いる
ことができる。

【００１９】

【作用及び効果】本発明のパターン検査装置において
は，光源として棒状ランプを用い，かつその光を板状ラ
イトガイドを用いてパターンに光照射している。そのた
め，照射光は均一なライン状を呈し，カメラ部のライン
状の撮像視野内において，パターンに対し均一な光照射
を行なうことができる。

【００２０】また，棒状ランプと板状ライトガイドとの
間にはコールドフィルターを設けているので，棒状ラン
プの光中の赤外線をカットし，可視光を板状ライトガイ
ドへ送ることができる。また，棒状ランプの背面にはコ
ールドミラーを配置しているので，棒状ランプの光中の
赤外線は透過放出し，可視光を板状ライトガイドの方向
へ反射することができる。

【００２１】そのため，板状ライトガイド及び被検査体
へは，殆ど赤外線を含まない状態で，可視光が高照度で
光照射される。それ故，被検査体及び板状ライトガイド
が熱損傷を受けることがない。また，そのため，高照度
で正確なパターン検査を行なうことができる。

【００２２】上記のごとく，本発明によれば，被検査体
のパターンに対して均一で高照度の光照射を行なうこと
ができ，被検査体及び板状ライトガイドの熱損傷がな
く，正確なパターン検査を行なうことができる，パター
ン検査装置を提供することができる。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例にかかるパターン検査装置に
つき，図１〜図６を用いて説明する。本例のパターン検
査装置１０は，図１〜図３に示すごとく，被検査体とし
てのプリント配線板９６におけるパターンを光照射する
ための光照射装置１と，上記パターンを撮像するカメラ
部２とを有する。上記光照射装置１は，光源用の棒状ラ
ンプ１１と，該棒状ランプ１１の光を上記プリント配線
板９６に向けて導出するための透明な板状ライトガイド
１２を有する。

【００２４】また，該板状ライトガイド１２と上記棒状
ランプ１１との間に配置したコールドフィルター１３
と，上記棒状ランプ１１の後方に配置したコールドミラ
ー１４とを有する。上記棒状ランプ１１，コールドフィ
ルター１３及びコールドミラー１４は，図２，図３に示
すごとく，ランプハウス１５内に設けてある。また，板
状ライトガイド１２は，ランプハウス１５の下方に垂設
した固定板１５５により，その両側を固定されている。

【００２５】上記棒状ランプ１１は，直線円管状のハロ
ゲンランプであり，図３に示すごとく，その両端は，ソ
ケット１１５により支持されている。上記板状ライトガ
イド１２は，図２〜図４に示すごとく，透明な板状体
で，厚み約１０ｍｍの溶融石英ガラスにより作製されて
いる。また，板状ライトガイド１２の六面は，鏡面仕上
げされている。

【００２６】上記コールドフィルター１３は，図１〜図
３に示すごとく，長板状である。コールドフィルター１
３は，赤外線は反射し，可視光は透過させる性質を有す
る。上記コールドミラー１４は，図２，図３，図５に示
すごとく，左右一対の円弧状体により形成し，その頂部
に空気流通部としての，スリット状の空気穴１４１を有
する。コールドミラー１４は，赤外線は透過し，可視光
は反射する性質を有する。

【００２７】また，上記ランプハウス１５は，図２，図
３に示すごとく，断面略六角形の長いボックスで，その
下部両側には，上記板状ライトガイド１２を固定するた
めの固定プレート１５５を有する。また，ランプハウス
１５は，その前面及び後面に複数の空気取入口１５１，
１５２を有し，更にその底面にも空気取入口（図示略）
を有する。前面の空気取入口１５１には，遮光板１５６
が設けてある（図２）。

【００２８】ランプハウス１５は，図２，図３に示すご
とく，その上面に２つの空気放出口１６１を有し，該空
気放出口１６１は，図３に示すごとく，パイプ１６４に
より空気吸引用ブロワー１６５に連結されている。上記
カメラ部２は，図１に示すごとく，ＣＣＤ素子を用いた
ラインセンサ２１と，レンズ２２と，これらを収納する
カメラボックス２３とを有する。

【００２９】また，図１に示すごとく，本例において
は，補助光源４を設けている。補助光源４は，上記光照
射装置１と同じ構造を有している。上記板状ライトガイ
ド１２，補助光源４の板状ライトガイド４２及びカメラ
部２は，フレーム１９により，一体的移動可能に固定さ
れている。そして，これらの各軸芯１２０，４２０，２
０は，プリント配線板９６上の同一部位に，ライン状に
一致するよう位置合わせされている。

【００３０】上記パターン検査装置１０は，図６に示す
ごとく，これをプリント配線板９６に対して，そのの走
査方向に移動できるよう構成すると共に，カメラ部２か
らの検出信号を回析するためのパターン回析装置１００
に電気的に接続されている。図６には，上記パターン検
査装置１０による，パターン検査時における走査方向を
矢印で示してある。同図の区画１０９が，一回の走査に
おいて検査される検査ライン幅，つまりカメラ部２の撮
像視野幅である。

【００３１】上記プリント配線板９６は，検査時には，
図１に示すごとく，移動テーブル８の上に固定されてい
る。移動テーブル８は，サーボモータ８１によってＸ方
向に移動する。一方上記パターン検査装置１０は，Ｙ方
向に移動する。

【００３２】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例のパターン検査装置１０においては，光源として棒状
ランプ１１を用いており，かつその光を板状ライトガイ
ド１２を用いてパターンに光照射している。そのため，
照射光は均一なライン状に照射され，カメラ部２のライ
ン状の撮像視野内において，プリント配線板９６のパタ
ーンに対して均一な光照射を行なうことができる。

【００３３】また，上記コールドフィルター１３によっ
て，棒状ランプ１１の光中の赤外線がカットされ，更に
棒状ランプ背面のコールドミラー１４においては赤外線
が放出され可視光が反射される。そのため，棒状ランプ
１１の光中の可視光の殆どが板状ライトガイド１２に導
かれ，高照度でプリント配線板９６に照射される。ま
た，板状ライトガイド１２へは赤外線が殆ど導かれない
ため，プリント配線板９６及び板状ライトガイド１２が
損傷を受けることがない。そのため，高照度で正確なパ
ターン検査を行なうことができる。

【００３４】また，ランプハウス１５には，上記空気取
入口１５１，１５２を設け，空気放出口１６１から空気
吸引用ブロワー１６５によってランプハウス内の空気を
強制的に入れ替えている。そのため，ランプハウス１５
及び棒状ランプ１１，コールドフィルター１３，コール
ドミラー１４もオーバーヒートすることがない。

【００３５】また，板状ライトガイド１２は，その六面
が全て研磨されているので，プリント配線板への光伝達
性に優れている。さらに，一対のコールドミラー１４
は，その間に空気穴１４１を有するので，そのオーバー
ヒートもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるパターン検査装置の全体説明
図。

【図２】実施例の検査装置におけるランプハウスの，図
３のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図３】実施例のパターン検査装置におけるランプハウ
スの，図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図４】実施例における板状ライトガイドの斜視図。

【図５】実施例におけるコールドミラーの斜視図。

【図６】実施例におけるパターン検査装置の検査時の説
明図。

【図７】従来例におけるパターン検査装置の説明図。

【符号の説明】

１．．．光照射装置， １０．．．パターン検査装置， １１．．．棒状ランプ， １２．．．板状ライトガイド， １３．．．コールドフィルター， １４．．．コールドミラー， １５．．．ランプハウス， １６１．．．空気放出口， １９．．．フレーム， ２．．．カメラ部， ４．．．補助光源， ４２．．．板状ライトガイド，

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体におけるパターンを光照射する
   ための光照射装置と，上記パターンを撮像するカメラ部
   とを有するパターン検査装置において，上記光照射装置
   は，光源用の棒状ランプと，該棒状ランプの光を上記被
   検査体に向けて導出するための板状ライトガイドと，該
   板状ライトガイドと上記棒状ランプとの間に配置された
   コールドフィルターと，上記棒状ランプの後方に配置し
   たコールドミラーとを有することを特徴とするパターン
   検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記コールドミラー
   は，空気流通部を有することを特徴とするパターン検査
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１，２のいずれか１項において，
   上記光照射装置は上記棒状ランプとコールドフィルター
   とコールドミラーとを収納するランプハウスを有し，上
   記ランプハウスは空気取入口と空気放出口とを有するこ
   とを特徴とするパターン検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
   上記板状ライトガイドは板状体の六面が研磨されている
   ことを特徴とするパターン検査装置。