JPS6028295A - 反射非平坦地形をもつプリント回路板の観察装置 - 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】 本発明は対象物たとえばプリント回路板などを光学的に
観察する技術分野に関する。

プリント回路板、集積回路、ホトマスク、またはその他
の類似物の光学的観察を行なうに際して、このような対
象物の表面パターンの高コントラスト像を形成させるこ
とが多くの場合に必要である。高い倍率のもとでは、た
とえば６平坦な”めっき導体は実際には平らではない部
分をもち、導体面のヘリはめつき導体の゛平坦な”頂面
に対して必ずしも絶対的な直角になってはいない。これ
らのヘリ部分は視覚観察されるべき表面を不規則に傾斜
したものにすることが多い。金属導体は光を少なくとも
やや鏡のように反射させ且つ上述の表面不規則性をもっ
ているので、これらの表面は一般的な意味では多くの場
合６平坦”であるけれども、不規則な反射地形をもつ非
平坦面もしくは曲面と呼ぶことができる。

刻み目のある、もしくは曲面のちる地形をもつ表面に均
一な強度の像をうるために、表面は等方性の光源で照明
される。すなわち、表面はすべての角度において均一に
照明される。これは多数の反射を与える集光空洞によっ
て達成しうる。

然しなから、このように照明された対象物のうちのある
部分は依然として暗色であることが観察された。これは
、たとえば対象物の形状に関する情報がこれによって失
なわれるために望才しくない。このような暗色スポット
は金属導体を表面にもつ照明プリント回路板の上に拡大
レンズを置くことによってみることができる。この興味
ある現象は光学軸において暗色スポットを生じるように
照明鏡を”まともに”向けて写真をとることによって観
察することができる。然し、鏡をみている観察者は眼球
の虹彩および瞳孔の暗さによりこのスポラトラみること
はできない。添付の第１図において、軸を離ｎた光源に
よって照明されるプリント回路板の部分をみるために顕
微鏡を使用する。

めっき導体（１）の（横断面の）簡単な図式代表例は照
明され、光線（２）は導体の右側部分によって再指向せ
しめられてプリント回路板を゛まともに”みるために顕
微鏡を使用することによって観察者にみえるようになる
。然しなから、導体の平らな水平部分（３）は光線（４
）を図示の如くはね返らせるため、観察者は暗色スポラ
Ｉｆみる。導体（１）の傾斜部分（６）も観察者にはみ
えない。表面が導体によって光源から遮断されるためで
ある。

上記の集光空洞をプリント回路板のまわりに配置すると
、遠隔部分（６）は照明されて観察者にみえるようにな
る。然しなから、空洞壁から発散する反射光の実質的に
すべては光学軸に対しである角度で平らな部分（３）に
あたるので、このような反射光が顕微鏡に入らないため
に暗色スポットは依然として残る。従って、不規則反射
パターンを表面にもつプリント回路板をと９まく光拡散
空洞の設置は依然として暗色スポラトラ生ずる。プリン
ト回路板をみるために使用する顕微鏡が軸をはずれて、
たとえば第１図のランプの占める位置において、配置さ
れるならば、遠隔の傾斜は観察者が顕微鏡を通してみる
ことはできない。この点に関しては米国特許第３，３９
８，６３４号の第２Ａ図を参照されたい。従って、反射
する対象物の不規則部分をすべてみることができ然も光
学的観察軸に垂直な部分によって生ずる上述の暗色スポ
ットの問題を解消するための光学的照明装置を提供する
ことが本発明の主たる目的である。

米国特許第４，１４４，５５６号においては、対象物は
ギラギラ光る光を減少させるための光拡散内面をもつ卵
形シェル内に配置されている。米国特許第４，２３６，
７８１号においては、光拡散板が光源と対象物との間に
配置されて軸をはずれたカメラによってみることができ
るようになっている。米国特許第３，７３７．２２６号
には一対のピラミッド形拡散部材を使用して、見ようと
する対象物に光を種々の角度であてている。米国特許第
４゜２２０．９８２号においては、−組のパラボラ反射
器にあてる前に光を円筒状拡散器に通している。この装
置も見ようとする対象物に大部分の直接光があたるのを
遮断するために単尺射鏡を備えている。これらの先行技
術のいずれにも、本発明の主たる目的である上述の問題
の解決に向けられたものはない。

本発明の一具体例によれば、反射性の不規則な非平坦地
形をもつ観察すべき対象物は、拡散光源によって照明さ
れる、非常に反射性の内部拡散反射光面をもつ集光空洞
によって包囲される。顕微鏡、カメラまたは他の観察器
具を対象物の一般平面に垂直な光学的観察軸にそって配
置し、ビームスプリッタを顕微鏡と対象物との間に配置
し、その平面をビームスプリッタに面する空洞の少なく
とも１つの壁から反射する光がビームスプリッタの表面
によって再反射される程度に傾けて光学的観察軸にそっ
て対象物の一般平面に垂直に突出するようにする。第２
の具体例によれば、一対の細長い螢光対が対象物の一部
を直接照明する。その結果として、上述の暗色スポット
の問題は消滅し、対象物の情報が失なわれることがなく
なる。

本発明のこれらの目的、特徴および利点は添付の図面を
参照して述べる以下の記載から更に明らかになるであろ
う。

第１図は前述の従来技術の観察装置を示す図である。

第２図は本発明の観察装置の第１の具体例を示す図であ
る。

第３図および第４図は本発明の観察装置の第２の具体例
を示す図である。

第２図において、等方性光発生装置としての機能を果す
集光空洞（７）が、導体部分（９）全表面にもつプリン
ト回路（８）を照明するために配置される。光源（１１
）は光拡散器（１２）を通過し集光空洞の内壁部分（１
３，１３’、１４，１５．１６）にあたる光を発生させ
る。この集光空洞は好ましくは平らな白色ペイント層で
被覆される。光学的観察軸（１８）にそって顕微鏡（１
７）を配置し、そして傾斜したビームスプリッタ（１９
）　’＆図示の如く配置する。

このビームスプリッタは好ましくは約１０チの光透過率
をもつ。

従って、たとえば壁部分（１６）によって反射されてビ
ームスグリツタ（１９）の表面にあたる光はすきま（２
１）中の観察される対象物に向う光学軸にそって再反射
され、これによって前述の暗色スポットの問題がなくな
る。

光は集光空洞（７）の内部で多数回再反射せしめられる
ので、すきま（２１）内に配置した対象物の均一な照明
がえられ、これによって導体（９）のすべての部分は顕
微鏡（１７）？使用して観察者からみえるようになる。

もしもビームスプリッタ（１９）を光学軸（１８）に対
して垂直に配置したならば、ビームスプリッタにあたる
光線は光学的観察軸（１８）から離れる方向に反射せし
められるために暗色スポットの問題が依然として残るこ
とになる。

従って、ビームスグリツタ（１９）全図示の如く光学軸
（１８）に対して傾斜して配置することが本発明の重要
な特徴でちる。

その結果として、ビームスプリッタに面する反射壁部分
（１６）によって再反射せしめられる光はビームスプリ
ッタによって光学軸（１８）に実質的に平行な方向に再
反射せしめられ、それによって導体の頂部の平らな部分
全照明する。たとえば、光線（２ｚ）は光を光学軸（１
８）にそって再反射させて導体（９）の平らな頂部の存
在による暗色スポットの発生をなくす。

要するに、集光空洞の拡散反射空洞内壁はあらゆる方向
からの照明を与えてすべての対象物表面を照明し、然も
暗色スポット問題は傾斜したビームスグリツタを図示の
如く集光空洞と接触させることによって消滅する。

用途によっては時として好ましい本発明の第２の具体例
を第３図および第４図に示す。第３図にはビームスプリ
ッタ（２８）と対象物（２９）との間に配置した螢光灯
（２６，２７）が示しである。光学軸（３３）が螢光灯
（２６）と（２７）との間會顕微鏡（３４）からビーム
スプリッタ（２８）に向って伸びておシ、ランプによっ
て形成される視野を２等分している。螢光灯の直径はこ
の視野に比べて大きいので、この配列は観察すべき対象
物（２９）の部分について等光性光源としての機能を果
す。この配列の結果として、ラング（２６）の表面で発
生する光源はビームスプリッタ（２８）の下部表面から
遠ざかって反射され、光学軸にそって指向され、それに
よって前述の暗色スポットの問題がなくなる。

反射角は入射角に等しいので、光線は光学軸にそって再
指向されることが認められる。鏡全使用すれば図示の如
き２個のランプではなくて唯１個のランプを使用するこ
とによって満足すべき結果がえられる。螢光灯の末端部
に発生する光の減衰特性により、視野の長さはランプの
長さよりもやや小さくちるべきである。対象物（２９）
の全地形をみるためには、対象物（２９）と上述の照明
具との間にはもちろん相対運動を生せしめる。本発明に
より構成される具体例において、螢光灯の底部は観察す
べき表面よシ約１／１６インチ上に配置する。視野の長
さは約２４インチであシ、螢光灯の直径は１．５インチ
であり、螢光灯の長さは３６インチであり、そしてこの
ようなランプを約０．２５インチの距離ヲおいて離した
。ビームスプリッタは好ましくは入射光の約８０〜９０
％を反射し、そして光学軸にそって下方に出る光線によ
って対象物の所望の照明を与えるに十分な程度に傾斜さ
せるべきである。ここに使用する反射面なる用語は高度
に磨いた鏡面に制限すべきではなくて、反射特性と拡散
および反射の中間表面特性とをもつ表面、たとえば磨か
れた自動車の表面、を含むものである。観察器具なる用
語は顕微鏡、光学カメラ、テレビカメラ、解像器具、拡
大レンズ、光検出器などを包含することを意図している
。

本発明の上述の具体例は好ましい具体例であるけれども
、他の配列も鋤業者にとっては明らかであるから、本発
明は符許請求の範囲の文言によって表わされる範囲およ
びその均等範囲にのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による観察装置を示す図である。 第２図は本発明の観察装置の第１の具体例？示す図であ
る。 第３図および第４図は本発明の起部装置の第２の具体例
を示す図でおる。 １．６・・・・・・導体の傾斜部分、　２，４・・・・
・・光線、　３・・・・・・導体の平らな部分、５・・
・・・・光学軸、７・・・・・・集光空洞、　８・・・
・・・プリント回路、９・・・・・・導体部分、１１・
・・・・・光源、１２・・・・・・光拡散器、　１３　
、１３’、　１４　、１５　、１６・・・・・・集光空
洞の内壁部分、１７・・・・・・顕微鏡、１８・・・・
・・光学軸、１９・・・・・・ビームスプリッタ、　２
１・・・・・・すきま、　２２・・・・・・光線、　２
６．２７・・・・・・螢光灯、２８・・・・・・ビーム
スプリッタ、　２９・・・・・・対象物、３３・・・・
・・光学軸、　３６・・・・・・光線。 ＦＩＧ、　／。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象物（８，９：２９）’ｉ照明する等方性光発生
   装置（７゜１１：　２６，２７）　：　対象物の少なく
   とも一部を観察するための光学軸（１８：３３）にそっ
   て配置した観察器具（１７：３４）　：およびこの観察
   器具と対象物との間に配置した、等方性光源によって生
   ずる光の一部を該光学軸にそって対象物に再指向させる
   光学部材Ｄ９：２８）　：　全備えて成ること全特徴と
   する不規則反射地形をもつ対象物の光学的観察装置。 ２、等方性光源（７：　２６，２７）の表面の若干が対
   象物（９：２９）の両面に配置され且つ光学部材（１９
   ：２８）に面している特許請求の範囲第１項記載の観察
   装置。 ３、光学部材（１９：２８）がそこに入射する光の約８
   ０〜９０％を反射する特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の観察装置。 ４、光学軸（１８：３３）が観察すべき対象物（８，９
   ：　２９）に垂直である特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載の観察装置。 ５、光学部材が観察器具（１７：３４）と対象物（８，
   ９：　２９）との間に配置したビームスプリッタ（１９
   ：２８）から成り、且つ等方性光源によって生ずる光の
   一部を光学軸にそって対象物に再指向させるに十分な程
   度に光学軸に対して傾斜している特許請求の範囲第１項
   〜第４項のいずれかに記載の観察装置。 ６、等方性光発生装置が対象物（８，９）の少なくとも
   一部のまわ９に配置した高反射性の拡散反射面（１３，
   １３’、１４．１５．１６）をもつ集光部材を備え；光
   学部材（１９）がこの集光部材の少なくとも１つの面に
   よって反射される光音光学軸にそって対象物に再指向さ
   せる特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の
   観察装置。 ７．集光部材（７）が拡散光源（１１，１２）を含む特
   許請求の範囲第６項記載の観察装置。 ８、等方性光発生装置（７）源が対象物（８，９）の少
   なくとも一部のまわシに配置した高度に反射性の拡散反
   射面（１３，１３’、１４゜１５、１６）をもつ集光空
   洞から成ジ：観察器具が対象物に垂直な光学軸（１８，
   ３３）にそって配置した顕微鏡（１７：３４）を含む特
   許請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の観察装
   置。 ９、等方性光発生装置が対象物（２９）を照明するため
   の少なくとも１個のランプ（２６，２７）ｔ−含む特許
   請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の観察装置
   。 １０、等方性光発生装置が光学軸（３３）の向き合った
   面に配置した一対のランプ（２６，２７）を含む特許請
   求の範囲第９項記載の観察装置。 １１、ランプ（２６、２７）が細長い螢光灯でちる特許
   請求の範囲第９項または第１０項に記載の観察装置。 １２、ランプ（２６，２７）が相互に分離して対象物（
   ２９）に対して狭い観察の場を形成している特許請求の
   範囲第１０項または第１１項に記載の観察装置。 １３、等方性光発生装置（２６，２７）’ｉｚ対象物（
   ２９）に近接して且つビームスプリッタ（２８）と対象
   物との間に配置した特許請求の範囲第１項〜第１２項の
   いずれかに記載の観察装置。 １４、細長いランプ（２６，２７）の寸法が狭い観察の
   場の幅に比べて大きい特許請求の範囲第１１項または第
   １２項に記載の観察装置。