JPH03179243A

JPH03179243A - スルーホール充填状態検査装置

Info

Publication number: JPH03179243A
Application number: JP31837989A
Authority: JP
Inventors: Koji Oka; 浩司岡; Moritoshi Ando; 護俊安藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1991-08-05

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内部に充填された導通材料
の充填状態を検査するスルーホール充填状態検査装置に
関し、充填不足の深さが規格以内のスルーホールの過剰検出を
防止することを目的とし、充填材が充填されたスルーホールを有する被検査物にビ
ームを照射し、該スルーホールの表面及び斜方向の反射
光により表面状態検知信号及び充填状態検知信号を得、
該表面状態検知信号を第１の多値化回路により多値化信
号として表面状態検査回路により欠陥を検査すると共に
、該充填状態検知信号を第２の多値化回路により多値化
信号として充填状態検査回路により欠陥を検査するスル
ー小−ル充填状態検査装置において、前記第１の多値化
回路からの多値化表面状態検知信号を所定量縮小する縮
小回路と、該縮小回路で縮小された多値化表面状態検知
信号内における前記多値化充填状態検知信器のみを前記
充填状態検査回路で検査させる処理回路とを有するよう
に構成する。

〔ｇ梁上の利用分野）本発明は、プリント基板のスルーホール内部に充填され
た導通材料の充填状態を検査するスルーホール充填状態
検査装置に関する。

近年、プリント基板の高密度化、高速化に什い、プリン
１〜単板を多層化する傾向にある。特にセラミックＪｉ
＜板の場合、各プリント基板に□間の電気的接続を（り
るためにスルーホールを設けて導通材料を充填し、これ
らを積層している。従って、積層された各プリン１−基
板内のスルーホールが導通［１によって完全に充填され
ていることが要求されている。このため、スルーホール
の充填状態を正確に検査づる必要がある。

〔従来の技術〕近年、熱伝導率が良好なセラミック系素材を用いたプリ
ン１〜単板が製造されるようになった。このようなプリ
ント基板は、例えば、多層基板の各層を積層する前に、
−枚毎に孔（バイア）を穿設し、この内部に導通材料（
例えば、モリブデン、タングステン、銅等の金属粒子と
溶剤の混合物）を充填してＲｌＩに各層を重ね合わせた
後、焼結して全体を完成させている。

第４図に従来のスルーホール充填状態検査装置の構成図
を示す。第４図において、レーザ光源１０からのレーザ
光をビームエクスパンダ１１により拡大し、ミラー１２
で反射させてビームスプリッタ１３を通過させる。ビー
ムスプリッタ１３を通過したレーザ光を、回転多面鏡１
４により走査を行う。回転多面鏡１４に反射したレーザ
光は、走査レンズ１５によりスポット状に集光され、ミ
ラー１６を介してアーブル１７に載置された検査対象で
あるプリント基板１８上で走査（第４図矢印）される。

プリント基板１８からの反射光は、入射光と同一の経路
で帰還し、ビームスプリッタ１３により反羽光成分が分
離される。この反射光は、再結像用レンズ１９により再
結像され、再結像山土に配置された空間フィルター２０
を通過しで、第１の光電子増倍管２１にて検知される。

第１の光電子増倍管２１による検知信号は、プリント１
ｔｉ１８を上面から観測した場合に相当する信号（表面
状態検査回路）である。一方、プリント基板１８からの
反射光は、レーザー光入射方向に対して斜方向（角度θ
）からも、第２の光電子増倍管２２にて検知される。第
２の光電ｆ増倍管２２で検知される信号は、プリント基
板１８のスルーホール充填状態にス４応した信ｇ（充填
状態検査回路］）であり、スルーホール充填不足等の欠
陥（後述する）が存在する場合に陰影として検知される
。第１の光電子増倍管２１で検知された信号は、第１の
二値化回路２３で可変抵抗２４のスライスレベルＡと比
較され、表面状態検査回路２５により欠陥の有無を判断
し、その結果の情報を情報部２６に出力される。また、
第２の光電ｆ増ｆ８管２２で検知された信号は、第２の
二値化回路２７で可変抵抗２８のスライスレベルＢと比
較され、充填状態検査回路２９により欠陥の有無を判断
し、その結果の情報が情報部２６に出力される。。

ここで、プリント基板１８の構成図を第５図に示す。第
５図にお（）るプリント基板１８は、所定数のスルーホ
ール１８ａ・・・が穿設され、このスル−ボール１８ａ
内部に導通材料１８ｂが充填されたものである。

また、第６図に該プリント基板１８のスルーホル１８ａ
の充填状態の部分断面図を示４ｏ第６図（Ａ）はスルー
ホール１８ａに導通材料１８ｂが正常に充填された場合
を示している。一方、第６図（Ｂ）〜（「）は欠陥の場
合であり、第６図（Ｂ）は充填不足、第６図（Ｃ）は貫
通、第６図（Ｄ）は未充填、第６図（Ｅ）はにじみ、第
６図（Ｆ）は未完＠（ボイド）の状態である。

次に、第４図における第１及び第２の光電Ｊ−ｊ曽ｆＢ
管２１．２２から送出される信ｇ処理を第７図により説
明する。まず、スルーホール１８ａにおける導通材料１
８ｂの光反射率はプリント基板１８表面の光反射率より
も小さいことから、一般的にはスルーホール１８ａ、導
通材料１８ｂが暗く検知される。第７図（Ａ）のような
プリント基板１８の充填状態における第１の光電ｆ倍増
管２１の出力＠（表面状態信弓、第７図（Ｂ））を、第
１の二値化回路２３において所定のスライスレベルＡで
二値化し、二値化された表面状態検知信号Ｏを得る（第
７図（Ｃ）〉。この表面状態検知信ｇｏを表面状態検査
回路２５内の画像バッファ（図示ｔ！ｆ）によりパター
ン化し、表面状態検知パターン（第７図（Ｆ））とする
。この検知パターンは、表面状態検査回路２５内で、例
えばラジアルマツチング検査論理（特開昭６２−２６３
４０４号〉と称されるパターン形状による良否判断によ
り、第６図（Ｅ〉　（第７図（Ａｄｄ）のにじみ等の欠
陥を検出する。

一方、第２の光電子増倍管２２の出力＠（充填状態検知
信号、第７図（Ｄ〉）を第２の二値化回路２７において
、陰影部のみを抽出する所定のスライスレベルＢで二値
化し、二値化された充填状態検知信号Ｏを得る（第７図
〈Ｅ））。この充填状態検知信、９を充填状態検査回路
２９内の画像バッファ（図示せず）によりパターン化し
、充填状態検知パターン（第７図（Ｇ））とする１、こ
の検知パターンは、充填状態検査回路２つで陰影パター
ンの大小等を検査され、第６図（Ｂ）〜（Ｄ＞、（Ｆ）
の充填不足、貫通、未充填、未充填（ボイド）の欠陥を
検出する１２例えば、第７図（Δ）に示すように、陰影
パターンが１画素１０μｍのドットマｌ−リクス内に１
画素（斜線部ＳＡ）以上に存在すれば欠陥と判定するこ
ともでき、又は、第８図（Ｂ）に示すように、検知パタ
ーン（第７図（Ｇ））の面積Ｓｓ　　（画素数）が規定
値Ｓｓ以上か、未満かで判断し、未満であれば正常と判
定する。

ところで、第９図に、各スルーホール充填状態における
上記充填状態検知パターンを示す。第９図（Ａ）におい
て、導通材料１８ｂの充填状態がプリント基板１８の表
面より深さｄＬ以上であれば正常状態とした場合、スル
ーホールａ、ｂは正帛であり、スルーホールｃ、ｄは欠
陥とムる。この場合の充填状態検知パターン（陰影部分
で第８図＜Ａ）ｔＡ掛は部分〉は第９図（Ｂ）に示され
る。

すなわち、スルーホールａは、陰影が全く存在しぺいの
で、充填状態検知パターンは検知されない。

スルーホールｂは、若干の陰影が存在するために、スル
ーホールの周囲に細い三日月状の充填状態検知パターン
が検知される。スルーホールＣは、陰影が多いために、
充填状態検知パターンもまた大きく検知される。スルー
ホールｄは、中央部の未充填部分が全て陰影となるため
に、中央部に微小な円形状の充填状態検知パターンが検
知される。

〔弁明が解決しようとする課題〕

しかし、第９図（Ｂ）に示す充填状態検知パターンを、
第８図（Ｂ）のような面積に基づいて検査を行う場合、
スルーホールｃ、ｄを欠陥と判定されるが、スルーボー
ルｂまでが欠陥として検出される。すなわち、充填不足
の深さが規格（ｄＬ）以内のスルーホールが欠陥として
過剰に検出されるという問題があった。

そこで本発明は上記課題に鑑みなされたもので、充填不
足の深さが規格以内のスルーホールの過剰検出を防止す
るスルーホール充填状態検出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図に本発明の原理説明図を示す、１第１図のスルー
ホール充填状態検査装置１において、２は第１の多値化
回路であり、表面状態検知信号を多値化信号とする、３
は第２の多値化回路であり、充填状態検知信号を多値化
信号とする１、ここで、表面状態検知信号及び充填状態
検知信号は、充填材（導通材料〉が充填されたスルーホ
ールを有する被検査物にビームを照射し、スルーボール
の表面及び斜方向の反射光より得るものである。

４は表面状態検査回路であり、多値化表面状態検知信号
によりスルーホールの表面状態の欠陥を検査し、情報部
５に出力する。６は充填状態検査回路であり、多値化充
填状態検知信号によりスルーホールの充填状態の欠陥を
検査し、情報部５に出力する。

また、７は縮小回路であり、第１の多値化回路２からの
多値化充填状態検知信号を所定量縮小する、１８は処理
回路であり、縮小量′ｔ８７で縮小された多舶化表面状
態検知信目内における多値化充填状態検知信号を充填状
態検査回路で検査させるものである。

（ｆｌ用）第１図に承りように、充填状態検知信号を処理するにあ
たり、縮小回路７により多値化充填状態検知信号］を縮
小している。これは、許容範囲内で充填不足の場合に、
周囲部分の陰影により欠陥と１１１定されるのを防止す
るためである。

そして、この縮小された多値化表面状態検知信らの範囲
内の多値化充填状態検知信号のみを抽出し、この多値化
充填状態検知信号を基に充填状態検査回路６において、
欠陥の検査を行っている。

これにより、深さが規格以内の充填不足を有するスルー
ホールにおいても、正確に欠陥の有無の検査を？ｊうこ
とが可能となる。

（実膿例）第２図に本発明の一実施例の構成図を示す、１なお、第
４図と同一部分は同−符ｇを何す。第２図のスルーホー
ル充填状態検査回路１は、第４図にＪｊける光学系の構
成並びに動性及び表面状態検知１８ｇ、充填状態検知信
号の検出方法と同様である、。

また、表面状態検査回路２５及び充填状態検査回路２９
においてもその機能及び処理は同様である。１第２図に
おける検知信号の処理を説明すると、まず、第１の光電
子増倍管２１により検知された表面状態検査回路重□、
第１の多値化回路である二値化回路２　（２３）により
可変抵抗２４で設定されたスライスレベルで二値化する
ことにより、二偵化表面状態検知信ｇ０を得る。二値化
表面状態検知信ｇｏは、表面状態検査回路４　（２５）
に入力され、表面状態が検査される。また、二値化充填
状態検知信号Ｏは、同時に、縮小回路７の画像バック７
３０にも入力され、二次元パターン化される。この表面
状態検知パターン＠に対して、縮小回路７のパターン縮
小回路３１により、予め設定された縮小量（例えば縮小
ビット数）だけ縮小処理が施される。縮小処理は、各ス
ル−ホールについて、その中心を基準とした全ての方向
についｒｋされ、スルーホール全体が一様に縮小される
１、縮小された表面状態検知パターン（、ｉ、パターン
縮小回路から、再び順次読み出され、縮小された表面状
態検知＋ｚ　目（３が作成される。一方、第２の光電γ
増（８管２２により検知された充頃状態検″７ＪＩ信翼
す）を、第２の多値化回路である二値化回路３　（２７
＞により陰影部のみを抽出するために可変祇抗２８で設
定されたスライスレベルで二値化することにより二値化
充填状態検知信号６※得る。

二舶化ｆｆ、填状態検知信ｇｏは処理回路８であるＡＮ
ｌ）ｆｆｉ理回路３２に入力され、苅応する縮小された
二値化表面状態検知信号［相］との間で、ＡＮＤ！ＩＩ
！１理が施される。すなわち、ＡＮＤ処理回路３２によ
り縮小された二値化表面状態検知信号０の範囲内で二値
化充填状態検知信号［相］を１９６゜そして、二値化充
填状態検知信＝０は充填状態検査回路６〈２９〉により
欠陥の有無が検査され、欠陥とされるスルーホールにつ
いては、その侍置秀の情報が情報部５　（２６）に出力
される。

次に、第３図に上記処理におけるパターン図をホす。第
３図（Ａ）は、第９図（Ａ）と同様なスルーホール１８
ａに導通材料１８ｂが充填されたプリント卓板１８の断
面図であり、スルーホールａｆ、ｔｉＩ−常、スルーホ
ールｂは深さが規格ｄＬ以内の正常とされる充填不足、
スルーボールＣは欠陥とされる充填不足、スルーホール
ｄは欠陥とされる未充填である。これらの表面状態検知
信ｇ＠が二値化され、画像バッファ３０でパターン化さ
れた表面状態検知パターン０は、各スルーホール共、同
＃！な円形状のパターンとなる〈第３図（Ｂ））。

そして、この表面状態検知パターン縮小回路がパターン
縮小回路３１により設定量だけ縮小される（第３図（Ｃ
））。

一方、二値化充填状態検知信ｑｏに対応する充填状態検
知パターンは第３図（Ｄ）に示され、スルーボールｂ、
ｃは充填不足の深さによりその陰影部（三日月斜線部）
が表われる。この充填状態検知パターン◎（第３図〈Ｄ
））と縮小された表面状態検知パターン０（第３図（Ｃ
））とをＡＮＤ処即回路３２により処理する。これによ
り、表面状態検知パターン◎が存在する領域のみの充填
状態検知パターンＯを抽出する（第３図（Ｅ〉〉。

すなわち、第３図（Ｄ）のスルーホールｂに存在づる細
い三日月状の充填状態検知パターンが削除される。

そして、この充填状態検知パターン０嶌充填状態検査回
路６　（２９＞により、第８図（Ｂ）のような、パター
ンの面積に基づいて比較を行う。この場合、第３図（Ｅ
）において、スルーホールａ。

ｂは充填状態検知パターンが全く存在しないために、１
しく正常と判定される。一方、スルーホールｃ、ｄは欠
陥と判定され、その旨の情報が情報部５　（２６）に出
力される。

このように、本来正常なスルーホールを欠陥と判定する
ことなく、過剰検出が防止される。１なお、上記実施例
では表面状態検知（Ｅ＋号＠汲び充填状態検知信Ｓｅを
二値化処理して行っているが、これに限らずそれ以↓の
多値化で処理することも可能であり、検査精度を向上さ
せることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、多偵化表面払態検知信弓
を縮小し、この範囲内で多値化充填状態検知信相を抽出
することにより、深さが規格以内の充填不足を有するス
ルーホールの過剰検出を防止することができ、検査装置
の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の一実施例の構成図、第３図は第２図におけるパターン図、第４図は従来のスルーホール充填状態検査装置の構成図
、第５図は充填されたスルーホールを有するプリント基板
の構成図、第６図はスルーホール充填状態を示した部分断面図、第７図は従来の装置における信弓処理を示した説明図、第８図は従来の陰影パターンの検査を説明するための図
、第９図は従来の充填状態を示したパターン図である。図において、１はスルーホール充填状態検査装置、２は第１の多値化回路、３は第２の多値化回路、４は表面状態検査回路、５は情報部、６は充填状態検査回路、７は縮小回路、８は処理回路を示す。

Claims

【特許請求の範囲】充填材が充填されたスルーホールを有する被検査物にビ
ームを照射し、該スルーホールの表面及び斜方向の反射
光により表面状態検知信号及び充填状態検知信号を得、
該表面状態検知信号を第１の多値化回路（２）により多
値化信号として表面状態検査回路（４）により欠陥を検
査すると共に、該充填状態検知信号を第２の多値化回路
（３）により多値化信号として充填状態検査回路（６）
により欠陥を検査するスルーホール充填状態検査装置に
おいて、前記第１の多値化回路（２）からの多価化表面状態検知
信号を所定量縮小する縮小回路（７）と、該縮小回路（
７）で縮小された多価化表面状態検知信号内における前
記多値化充填状態検知信号のみを前記充填状態検査回路
（６）で検査させる処理回路（８）と、を有することを特徴とするスルーホール充填状態検査装
置。