JPH03282304A - 表裏パターン検査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は両面プリント基板等の両面に対応するパター
ンが位置合わせされて形成されている試料の表裏のパタ
ーンの位置ずれを測定する表裏パターン検査装置に関す
る。

〔従来の技術］ 近年、プリント基板の多層化が進んでおり、内層板とな
る基板の表裏両面に回路パターンを形成することが増え
てきている。ここで、両面の回路パターンはパターン自
体は同一である必要はないが、スルーホールの位置は一
致している必要がある。基板に露光されるパターンマス
クフィルムはスルーホールの位置を一致させて作成しで
あるが、露光の際の位置ずれ等により両面の回路パター
ンがずれて露光され、スルーホールの位置が両面で異な
ってしまうことがある。

そこで、従来は、　ドライ°クイルム（レジスト膜）の
下の銅はくのエツチング後に、プリント基板を透かして
見て、表裏のパターンにおけるスルーホールの位置ずれ
の有無を調べていた。そして、位置が一致しているもの
は積層工程に進み、不良のものは廃棄していた。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の位置ずれ検査では、エツチングした
後に初めて表裏のパターンの位置ずれの有無がわかるの
で、ずれていた場合は、エツチングのための時間、溶液
が無駄になるとともに、その基板自体の再使用が不可能
であった。また、検査も肉眼の観察によるものであり、
十分な精度で検査していたとは言えず、しかもずれ量は
測定できなかった。

この発明の目的は、両面プリント基板の両面の回路パタ
ーンにおけるスルーホールの位置ずれ量を短時間で精度
よく検査できる表裏パターン検査装置を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による表裏パターン検査装置は両面プリント基
板の表裏両面の回路パターンを撮像する手段と、表面の
画像と裏面の画像とを王立状態で重ねて表示する手段と
、表示された両面の回路パターン画像において、スルー
ホールの位置とスルーホールの大きさを指定する手段と
、指定された位置に指定された大きさの所定の形状のマ
ークを表示する手段と、両面の回路パターン画像に表示
されたマークのずれ量から表裏両面の回路パターンの位
置ずれ量を計測する手段とを具備する。

〔作用〕

この発明の表裏パターン検査装置によれば、表裏の回路
パターン画像の対応するスルーホールに重ねてマークを
表示させているので、そのマークのずれ量を演算するこ
とにより、表裏のパターンのずれ量を求めることができ
る。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明による表裏パターン検査
装置の実施例を説明する。第１図（ａ）。

（ｂ）はそれぞれ実施例にがかるプリント基板の表裏パ
ターン検査装置の正面図、側面図である。

架台ｌの上に表面の平面度が非常に高い矩形の試料台６
が設けられている。試料台６の上には両面のレジスト膜
（ドライフィルム）上に回路パターンが露光された直後
のプリント基板（図示せず）が載置される。ここで、プ
リント基板は現像前であるので、　ドライフィルムが感
光しないように、この検査装置が設置される部屋の照明
光は黄色光が使われる。黄色光源は通常の光源にＹ４４
、Ｙ４５、Ｙ４６等の黄色系のフィルタを介して実現し
てもよい、試料台６の中央部にはプリント基板の裏側（
下側）の回路パターンの検査のために直径が２〜３ｃｍ
の開口６ａがあけられている。これにより、試料台６上
のプリント基板を両面から検査できる。

試料台６の下の架台１の内部には、裏側の回路パターン
の撮像用の第１のＴＶ右カメラが水平方向に配置される
。ＴＶ右カメラとしてはＣＯＤカメラが用いられ、ＣＣ
Ｄ面での倍率は１．８６倍で、カメラ倍率は３２．３倍
となっている。そのため、総合的な倍率は約６１倍（＝
１．８６Ｘ３２．３）となる０位置ずれの測定分解能は
１０μｍである。ＴＶ右カメラの撮影範囲は直径５ｍｍ
の円形部位である。なお、後述するように、表裏両面の
回路パターンの撮像画像を画面上で重ねて表示すること
により、表裏パターンの位置ずれを検査するので、いず
れかの面のパターンは左右を反転する必要がある。ここ
では、裏側のパターンが対物レンズ５を介した後、ミラ
ー３で直角に曲げられ、左右が反転されてＴＶ右カメラ
で撮像される。これにより、表裏の画像が正立状態で重
ねることができる。なお、画像の反転は撮像後に、画像
信号を処理することにより、電気的に行なってもよい、
さらに、表面のパターンの撮像画像を反転させてもよい
。

ＴＶ右カメラ、ミラー３、対物レンズ５は一体化され、
ノブ１８を回転することにより上下動され、ピントが調
節される。

ドライフィルム上に露光された直後の回路パターンはコ
ントラストが弱いので、撮像のための照明光が必要であ
る。そのため、ハロゲンランプからなる光源１７からの
照明光が光ファイバ１７ａ。

１７ｂを介して試料台６の開口６ａ付近まで導かれる。

ここでも、　ドライフィルムがハロゲンランプから出る
紫外線で感光しないようにハロゲンランプには上述した
ような黄色系のフィルタがかけられている。

照明光はプリント基板の裏側表面に対して約３０°の角
度で斜めに照射される。これは、露光後の回路パターン
のコントラストは低（、プリント基板の基材としての絶
縁板の上に積層された銅はくの反射率は高いので、これ
以上の角度で照明光を照射すると、銅はくの反射光が強
すぎてレジスト膜の回路パターンが撮像できないからで
ある。

光ファイバ１７ａ、１７ｂはそれぞれ試料台６の縦、横
方向から照明光を照射するようになっていて、実際の使
用時にはいずれか一方からの照明光が選択される。これ
は、銅はくはドライフィルムの密着性を高めるために回
転ナイロンブラシで一方向に研磨され、表面に微細な凹
凸列が作られ、表面が粗面化されていて、この研磨面で
乱反射された光がドライフィルム上の回路パターンを介
してＴＶカメラに入射され、回路パターンが撮像される
からである。研磨方向から照射された光は斜めに反射し
、回路パターンからの反射光がＴＶカメラに入射しない
、研磨方向は基板の縦、横のいずれか一方向であるので
、試料台６の縦、横方向に沿って光ファイバ１７ａ、１
７ｂを設けておけば、いずれかからの照明光は銅は（の
研磨方向に直交して照射される０図示してはいないが、
光ファイバ１７ａ、１７ｂの先端には、照明光を平行光
線にするコリメータレンズが設けられ、照明光のスポッ
トの直径は約１０ｍｍとされる。

試料台６の手前の側部には、後述するように、モニタ画
面上に表裏のスルーホールの位置ずれ量を測定するため
のカーソルの表示位置、大きさ等の各種の指示を入力す
るための操作部材を有するリモートコントロールボック
ス１６が設けられる。

試料台６の上には、裏面のパターンの撮像のための光学
系と同様な光学系が設けられている。すなわち、第２の
ＴＶ左カメラ３が垂直方向に配置され、プリント基板の
表側の回路パターンが対物レンズ９を介してＴＶ左カメ
ラ３で撮像される。

ＴＶ左カメラ３、対物レンズ９も一体化され、ノブ１５
を回転することにより上下動され、ピントが調節される
。ハロゲンランプ、黄色系のフィルタからなる光源８か
らの照明光が光ファイバ８　ａ。

８ｂ、コリメータレンズ（図示せず）を介して試料台６
の開口６ａ付近まで導かれ、プリント基板の表側表面に
対して縦、横の２方向から約３０”の角度で斜めに照射
される。

上側のＴＶ左カメラ３は下側のＴＶカメラ４と光軸を一
致させるために、縦、横方向に微動可能であり、そのた
めの調節ノブｌｌａ、ｌｌｂがＴＶ左カメラ３のマウン
ト部１２に設けられている。

なお、下側のＴＶカメラ４にも縦、横の微動装置が設け
られていてもよい。

ＴＶ左カメラ３の左右には測定ユニットボックス１４、
モニタ１９が設けられる。モニタ１９は１４インチ位の
カラーモニタからなる。

第２図は測定ユニットボックス１４内の回路構成を示す
ブロック図である。制御回路は操作パネル２２、同期信
号発生部２４、カーソル発生部２６、画像合成部２８、
ＣＰＵ３０、電源３２を有する。同期信号発生部２４は
ＴＶ左カメラ３，４、カーソル発生部２６に同期信号を
供給する。　　ＴＶ左カメラ３，４からの回路パターン
の画像信号は画像合成部２８に入力され、重ねて表示し
たときに区別できるように、それぞれ異なる色に着色さ
れる。ミラー３を省略するときは、画像合成部２８が表
裏いずれかの画像を左右反転する。操作パネル２２は動
作モードの選択、位置ずれ量を演算するための種々のパ
ラメータの入力等を行なう。

なお、操作パネル２２は測定ユニットボックス１４内に
あっては遠いため操作者が操作しにくいので、リモート
コントロールボックス１６内の操作部材を用いてもよい
、カーソル発生部２６は位置ずれ量の演算の際に、表裏
の画像内に操作パネル２２により指定された位置（ここ
では、スルーホールの位置）に、指定された大きさ（ス
ルーホールの大きさ）の所定の形状のカーソルを表示す
るための信号を画像合成部２８、およびＣＰＵ３０に供
給する。ＣＰＵ３０は２つのカーソルの中心位置、およ
びそのずれ量を演算し、演算結果を画像合成部２８に供
給する０画像合成部２８は表裏両面の回路パターン画像
内にそれぞれカーソルを表示し、そのカーソルのずれ量
の演算結果を同時にモニタ１９で表示する。

実施例の動作を説明する。先ず、試料台６上に中央に孔
が空いているテスト用のアルミニウム板を載せ、ＴＶカ
メラ４．１３でこれを撮像し、モニタ１９の画面で孔の
位置が一致するようにノブ１１ａ、ｌｌｂを操作して、
両ＴＶカメラ４．　１３の光軸を一致させる。

次に、試料台６の上に検査したい露光直後のプリント基
板を載置し、ＴＶカメラ４．１３でこれを撮像し、　１
つのスルーホールを開口６ａの上に位置させる１画像合
成部２８は表裏のパターン画像を、例えば、表面画像は
緑色、裏面画像は赤紫色というように、それぞれ異なる
色に着色して。

モニタ１９で重ねて表示する。ここで、両ＴＶカメラ１
３，４は光軸が一致しているので、プリント基板の両面
の回路パターンにおいて同じ位置にスルーホールが形成
されていれば、モニタ１９画面上で両面の画像のスルー
ホールの位置も一致する。そのため、モニタ１９の表示
画像に基づいて、プリント基板への回路パターンの露光
の際の位置ずれを検査できる。

具体的には、両画像のスルーホールの位置を特定するた
めに、それぞれのスルーホールに合わせて所定形状のカ
ーソルを表示し、そのカーソルのずれを演算するように
なっている。カーソルは操作パネル２２を操作すること
により、その中心位置、サイズを可変できる。実際には
、検査モードは次の３種類のいずれかを選択できるよう
になっている。

第１のモードはＩｉ［Ｉｉ状のカーソルを使うライン計
測モードであり、第３図（ａ）に示すように、ラインカ
ーソルをスルーホール（図示の円）の左右上下の４つの
端部に接するように表示させ、このラインカーソルの表
示位置から両スルーホールの中心のずれ量を演算するも
のである。ラインカーソルの表示位置は操作パネル２２
の操作により任意に変えられる。カーソルの長さは一定
である。

ずれ量ｘ、ｙは次式で与えられる。

ｘ＝　（ｘｂ十（ｘｂ’　／２）） （ｘａ＋　（ｘａ’　／２）） ｙ＝　（ｙｂ＋　（ｙｂ’　／２）） （ｙａ＋　（ｙａ’　／２））　　　・・・（１）第２
のモードは矩形のカーソルを使うボックスライン計測モ
ードであり、第３図（ｂ）に示すように、矩形のカーソ
ルをスルーホールに外接するように表示させ、この矩形
のカーソルの中心位置のずれから両スルーホールの中心
のずれ量を演算するものである。矩形のカーソルの形状
、大きさ、表示位置は操作パネル２２の操作により可変
される。ずれ量ｘ、ｙは次式で与えられる。

ｘ＝　（ｘｃ’　−ｘｃ） ｙ＝　（ｙｃ’　−ｙｃ）　　　　　・・・（２）第３
のモードは円計測モードであり、第３図（Ｃ）に示すよ
うに円形のカーソルをスルーホールに合わせて表示させ
、この中心位置のずれ量を演算するものであり、ずれ量
ｘ、　　ｙは次式で与えられる。この円形のカーソルの
中心位置、半径は操作パネル２２からの指示により可変
される。

ｘｚ　（ｘ　ｃ’　−ｘ　ｃ） ｙ＝　（ｙｃ’　−ｙｃ）　　　　　・・・（３）ＣＰ
ｔＪ３０はｆれｊＬｘ、ｙから　ｘ”＋ｙ’も演算し、
これらを画像合成部２８に供給する。これにより、モニ
タ１９ではスルーホール付近の表裏のパターン画像とと
もに、表裏のスルーホールに重ねられた２つのカーソル
と、２つのカーソルのずれ量が表示される。このずれ量
が許容値以上の場合は、露光の際に位置ずれが生じ、プ
リント基板は不良である判断して、　ドライフィルムを
洗い落として再度ドライフィルムを張りつけることによ
り、そのプリント基板を再度使用できる。そして、再度
露光する際は、このずれ量に応じて露光装置の位置合わ
せを調整し直し、表裏のパターンのスルーホールの位置
を合わせることができる。

ずれ量が許容値未満の場合は、現像、エツチング、レジ
スト膜の剥離を行い、積層工程に移る。

以上説明したようにこの実施例によれば、プリント基板
の両面に回路パターンを露光後、エツチングする前に、
両側のパターンを撮像し、両画像を異なる色に着色し、
王立状態で重ねて表示することにより、画面上で両パタ
ーンの位置ずれを容易に検査できる。また１回路パター
ンの露光後、すぐに検査できるので、エツチングが済む
まで検査を待つ必要がないので、プリント基板の製造工
程にかかる時間が短くて済む、さらに、不良の場合でも
、エツチング前であるので、　レジストを洗い流して再
度レジストを貼ることにより、プリント基板を再度使用
できる。また、光源から光ファイバを介して銅はくの研
磨方向と交差する方向から基板に斜めに照明光を照射す
ることにより、確実に回路パターンを撮像することがで
きる。そして、照明光は黄色系のフィルタを介している
ので、レジスト膜が感光して現像前の回路パターンが露
光カブリすることがない、さらに、両面の表示画像にお
いてカーソルの位１　大きさを可変して、スルーホール
に重ねてカーソルを表示させているので、このカーソル
のずれ量から両面の回路パターンの位置ずれ量を求める
ことができる。

なお、この発明は上述した実施例に限定されず種々変形
可能である０例えば、ＣＰＵ３０で演算されたずれ量は
表示するだけでなく、プリンタで印字出力してもよい、
また、スルーホールのパターンを基準として位置ずれを
測定したが、バイアホールのパターンを基準として測定
してもよい。

また、多層配線の内層板を対象としたが、これに限らず
１層の両面基板でもよい。

〔発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、両面に対応する
パターンが位置合わせされて形成される試料の表裏のパ
ターンの位置ずれを短時間に精度よく測定できる表裏パ
ターン検査装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による表裏パターン検査装置の一実施
例の構成を示す図、第２図はその制御回路のブロック図
、第３図（ａ）〜（ｃ）は実施例によるずれ量計測の各
動作モードの原理を示す図である。 ４、１３・・・ＴＶカメラ、　３・・・ミラー、　８，
１７・・・光［８ａ、　　８　ｂ、　　ｌ　７　ａ、　
　１７　ｂ−・−光７フィバ、　１９・・・モニタ、２
２・・・操作パネル、　２６・・・カーソル発生部、２
８・・・画像合成部、　３０・・・ｃ　ｐ　ｕ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　両面プリント基板の表裏両面の回路パターンを撮像す
   る手段と、表面の画像と裏面の画像とを正立状態で重ね
   て表示する手段と、表示された両面の回路パターン画像
   において、スルーホールの位置とスルーホールの大きさ
   を指定する手段と、指定された位置に指定された大きさ
   の所定の形状のマークを表示する手段と、両面の回路パ
   ターン画像に表示されたマークのずれ量から表裏両面の
   回路パターンの位置ずれ量を計測する手段とを具備する
   表裏パターン検査装置。