(57)【要約】【課題】黒色プリプレグの地合によるノイズを低減でき、黒色プリプレグに存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度を向上させることができる黒色プリプレグの赤外検査装置を提供する。【解決手段】検査対象の黒色プリプレグ１０を搬送する搬送装置２と、搬送装置２による搬送途中の位置にある黒色プリプレグ１０を一方の面に対向して撮像する撮像装置３と、黒色プリプレグ１０の撮像装置３による撮像視野９内に、黒色プリプレグ１０の撮像装置３とは反対側の面から赤外光を照射する赤外光源６とを備え、赤外光源６は、赤外光源６の発光軸８が撮像装置３の受光軸５と角度θを有するように配置され、撮像装置３の受光軸５に対して斜め方向から黒色プリプレグ１０の撮像視野９内に赤外光を照射することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の黒色プリプレグを搬送する搬送装置と、搬送装置による搬送途中の位置にある黒色プリプレグを一方の面に対向して撮像する撮像装置と、黒色プリプレグの撮像装置による撮像視野内に、黒色プリプレグの撮像装置とは反対側の面から赤外光を照射する赤外光源とを備え、赤外光源は、赤外光源の発光軸が撮像装置の受光軸と角度を有するように配置され、撮像装置の受光軸に対して斜め方向から黒色プリプレグの撮像視野内に赤外光を照射することを特徴とする黒色プリプレグの赤外検査装置。
【請求項２】
赤外光源と黒色プリプレグとの間に拡散板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の黒色プリプレグの赤外検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒色プリプレグの赤外検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板の製造に用いられるプリプレグは、ガラスクロス等の繊維基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸、乾燥した後、加熱等により繊維基材中の熱硬化性樹脂をＢステージ状態まで硬化することにより製造されている。
【０００３】
近年では、半導体搭載用パッケージ等に用いられるプリント配線板の基板は、黒色を基調とするものが主流となっている。これは金線が主に用いられるワイヤボンディングの良否識別が容易になること、外観上の高級感が得られること、露光工程において紫外線が反対面に透過しないようにすること等を目的としたものである。
【０００４】
プリント配線板の基板を黒色とする方法としては、繊維基材として黒色のものを用いたプリプレグや、あるいは熱硬化性樹脂にカーボン系顔料等を配合したプリプレグ等の黒色プリプレグを用いる方法が知られている。
【０００５】
このような黒色プリプレグは、製品として出荷する前や積層板等に成形する前に、異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の有無の外観検査が行われる。そして近年ではこの外観検査に高精度が要求されており、従来、外観検査の精度を向上させるために各種の検討がなされてきた。
【０００６】
従来、黒色プリプレグ以外のプリプレグの外観検査には、例えば、可視光カメラ等が用いられてきたが、黒色プリプレグの外観検査に可視光カメラを適用しても高精度に微細な異常の検出をすることは困難になる。
【０００７】
一方、半導体ウエハ等の分野においては、微細な欠陥を高精度に検出する外観検査装置として、光源に赤外光を用いたものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−２２０００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、黒色プリプレグの外観検査に赤外光を適用した場合、赤外光源と撮像装置とを、通常のアライメントとして考えられるように、黒色プリプレグを介して赤外光源の発光軸と撮像装置の受光軸とが一致するように配置して外観検査を行った場合、黒色プリプレグの地合によるノイズが大きく、黒色プリプレグに存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度を向上させることができなかった。
【０００９】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、黒色プリプレグの地合によるノイズを低減でき、黒色プリプレグに存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度を向上させることができる黒色プリプレグの赤外検査装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１１】
第１：検査対象の黒色プリプレグを搬送する搬送装置と、搬送装置による搬送途中の位置にある黒色プリプレグを一方の面に対向して撮像する撮像装置と、黒色プリプレグの撮像装置による撮像視野内に、黒色プリプレグの撮像装置とは反対側の面から赤外光を照射する赤外光源とを備え、赤外光源は、赤外光源の発光軸が撮像装置の受光軸と角度を有するように配置され、撮像装置の受光軸に対して斜め方向から黒色プリプレグの撮像視野内に赤外光を照射することを特徴とする黒色プリプレグの赤外検査装置。
【００１２】
第２：赤外光源と黒色プリプレグとの間に拡散板が設けられていることを特徴とする上記第１の黒色プリプレグの赤外検査装置。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、検出光として赤外光を用い、さらに赤外光源の発光軸が撮像装置の受光軸と角度を有するように赤外光源を配置している。これにより、赤外光源からの赤外光は、撮像装置の受光軸に対して斜め方向から黒色プリプレグの撮像視野内に照射される。従って、赤外光源からの発光軸に沿った赤外光は、撮像装置の受光面からずれた方向に向かって黒色プリプレグの撮像視野内に照射されることになる。このようにすることで、黒色プリプレグの地合によるノイズを大幅に低減でき、黒色プリプレグに存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度を向上させることができる。
【００１４】
上記第２の発明によれば、赤外光源と黒色プリプレグとの間に拡散板を設けることにより、赤外光源からの赤外光が拡散されるため、上記第１の発明の効果に加え、黒色プリプレグの地合によるノイズをさらに低減でき、黒色プリプレグに存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の黒色プリプレグの赤外検査装置の第１の実施形態を概略的に示した図である。
【００１７】
同図に示す赤外検査装置１は、黒色プリプレグ１０に存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常を検出するためのものである。
【００１８】
赤外検査装置１による検査対象となる黒色プリプレグ１０は、繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸、乾燥した後、繊維基材中の熱硬化性樹脂を加熱等によりＢステージ状態まで硬化したものである。繊維基材としては、縦糸と横糸とを織って形成されるクロスを用いることができ、例えば、ガラス繊維を材料とするガラスクロスを用いることができる。また、縦糸と横糸の材料としてポリエステル繊維等の合成繊維を用いたクロスであってもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等のプリプレグ用に汎用されている熱硬化性樹脂を用いることができる。この熱硬化性樹脂は、例えばワニスの状態で繊維基材に含浸される。そして黒色プリプレグ１０は、黒色に着色した繊維基材を用いるか、あるいは熱硬化性樹脂にカーボンブラック、スピリットブラック等のカーボン系顔料等を配合することにより、外観を黒色としたものである。
【００１９】
赤外検査装置１は、黒色プリプレグ１０を水平方向に搬送する搬送装置２を備えている。搬送装置２としては、その搬送機構に特に制限はないが、例えば、黒色プリプレグ１０を巻き出して水平方向に送り出す巻き出しロールと、検査後の黒色プリプレグ１０を巻き取る巻き取りロールとを備えたものを用いることができる。また、搬送装置２は、黒色プリプレグ１０の製造工程に組み込まれたものであってもよい。
【００２０】
赤外検査装置１は、さらに撮像装置３および赤外光源６を備えている。撮像装置３は、搬送装置２による搬送途中の位置にある黒色プリプレグ１０の上方に、受光面４を下方に垂直に向けて配置されている。撮像装置３は、搬送装置２による搬送途中の位置にある黒色プリプレグ１０を一方の面に対向して撮像する。撮像装置３としては、赤外光検出用のラインセンサ等を用いることができる。
【００２１】
赤外光源６は、搬送装置２による搬送途中の位置にある黒色プリプレグ１０の下方に、黒色プリプレグ１０を介して撮像装置３とは反対側の面に対向して配置されている。赤外光源６としては、発光軸８を有するように赤外光を発光する発光面７を有するものであれば特に制限はないが、線状の発光面７を有する線状光源を用いることで黒色プリプレグ１０を効率良く且つ高精度に検査することができる。
【００２２】
例えば、撮像装置３としてラインセンサを用い、赤外光源６として線状の発光面７を有する線状光源を用いて、ラインセンサの軸が図中矢印で示す黒色プリプレグ１０の搬送方向と垂直になるように撮像装置３を配置し、一方、線状の発光面７がラインセンサの軸と平行になるように黒色プリプレグ１０を介して撮像装置３の下方に赤外光源６を配置することで、黒色プリプレグ１０を効率良く且つ高精度に検査することができる。
【００２３】
本実施形態では、赤外光源６は、赤外光源６の発光軸８が撮像装置３の受光軸５と角度θを有するように配置されている。すなわち、赤外光源６を、発光面７を斜め上方に傾けて配置すると共に、赤外光源６の発光面７を撮像装置３の受光面４から水平方向にややずらして配置している。
【００２４】
これにより、赤外光源６からの赤外光は、撮像装置３の受光軸５に対して斜め方向から黒色プリプレグ１０の撮像視野９内に照射される。従って、赤外光源６からの発光軸８に沿った赤外光は、撮像装置３の受光面４からずれた方向に向かって黒色プリプレグ１０の撮像視野９内に照射されることになる。このようにすることで、黒色プリプレグ１０の地合によるノイズを低減でき、黒色プリプレグ１０に存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度を向上させることができる。
【００２５】
特に本発明では、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５との角度θを３０±５°とすることで、黒色プリプレグ１０の地合のノイズを低減し検出精度を大幅に向上させることができる。
【００２６】
撮像装置３からの黒色プリプレグ１０の撮像信号は、不図示の信号処理装置により、黒色プリプレグ１０に存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常を検出できるように信号処理される。例えば、黒色プリプレグ１０の地合によるノイズ等を含むバックグラウンドに基づいて適宜にしきい値を設定し、このしきい値に基づいて異常の発生および位置を特定することができる。また、黒色プリプレグ１０の撮像信号を画像化して異常の発生および位置を特定することもできる。
【００２７】
図２は、本発明の黒色プリプレグの赤外検査装置の第２の実施形態を概略的に示した図である。本実施形態では、赤外光源６と黒色プリプレグ１０との間に拡散板１１が設けられている。赤外光源６と黒色プリプレグ１０との間に拡散板１１を設けることにより、赤外光源６からの赤外光が拡散されるため、黒色プリプレグ１０の地合によるノイズをさらに低減でき、黒色プリプレグ１０に存在する異物、樹脂球、糸抜け、繊維等の微細な異常の検出精度をさらに向上させることができる。
【００２８】
以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５との角度θは、発光面７を黒色プリプレグ１０の搬送方向に傾けて設けてもよく、あるいは発光面７を搬送方向とは反対側に傾けて設けてもよい。また、場合によっては角度θを搬送方向以外の方向に設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、赤外検査装置１に、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５との角度θを設けた複数個の赤外光源６を設置してもよい。
【００３０】
また、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５との角度θを設ける態様であれば、撮像装置３の受光面４を黒色プリプレグ１０に対して垂直ではなく斜めに傾けて配置してもよい。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
図３および図４に示す黒色プリプレグの赤外検査装置１を用いて、熱硬化性樹脂にカーボン系顔料等を配合した黒色プリプレグ１０の外観検査を行った。
【００３２】
搬送方向上流側および下流側に一対のロールを備えた搬送装置２を用いて検査対象の黒色プリプレグ１０を水平方向に搬送した。搬送途中の黒色プリプレグ１０の上方に、受光面４を下方に垂直に向けて撮像装置３を配置した。撮像装置３として赤外光検出用のラインセンサを用い、ラインセンサの軸が、図中矢印で示す黒色プリプレグ１０の搬送方向と垂直になるように配置した。また、黒色プリプレグ１０の厚さに応じた照度を考慮してＮＤフィルタまたはＲ−６０フィルタを受光面４に配置した。
【００３３】
搬送装置２による搬送途中の位置にある黒色プリプレグ１０の下方に、赤外光源６を配置した。赤外光源６として線状の発光面７を有する線状光源を用い、線状の発光面７がラインセンサの軸と平行になるように黒色プリプレグ１０を介して撮像装置３と対向する位置に配置した。赤外光源６は、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５との成す角度θが３０°となるように、赤外光源６の発光面７を撮像装置３の受光面４から水平方向にややずらして、発光面７を斜め上方に傾けて配置した。これにより、撮像装置３の受光軸５に対して斜め方向から黒色プリプレグ１０の撮像視野９内に赤外光源６からの赤外光を照射するようにした。
【００３４】
赤外光源６の発光面７と黒色プリプレグ１０との距離は５ｍｍとした。また赤外光源６の下方には反射板１２を配置した。
【００３５】
黒色プリプレグ１０の製造工程において、搬送装置２により黒色プリプレグ１０を搬送させながら赤外光源６により黒色プリプレグ１０に赤外光を照射し、撮像装置３により黒色プリプレグ１０を撮像して検査を行った。撮像装置３からの信号を、不図示の信号処理装置にて適切なしきい値を設定してリアルタイムで処理し、黒色プリプレグ１０の検査単位の枚葉ごとに検査を行った。しきい値に基づいて異常が検出された検査単位にはラベルをして、全検査枚数に対するラベル枚数の割合（ラベル率）を確認した。
【００３６】
また、黒色プリプレグ１０の製造工程の後、ラベルされたものの検出部分をサンプリングし、何に対して検出したかを確認し、実際に異物等の異常が検出されたものの割合（的中率）を確認した。
【００３７】
上記の検査を厚さ３０μｍ、４０μｍ、５２μｍの黒色プリプレグ１０について行った。その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2010122195.tif 000003
【００３９】
表１に示されるように、全ての黒色プリプレグ１０のサンプルについてラベル率が低く抑えられ、さらに的中率も高かった。このように、実施例１の赤外検査装置１は異常の検出精度が高いものであった。
＜比較例１＞
図５に示す赤外検査装置１００を用いて黒色プリプレグ１０の外観検査を行った。この赤外検査装置１００は、赤外光源６の発光軸８が撮像装置３の受光軸５と平行となるように、赤外光源６の発光面７を撮像装置３の受光面４の直下に配置し、撮像装置３の受光軸５に対して平行に黒色プリプレグ１０の撮像視野９内に赤外光を照射するようにしたものであり、それ以外は実施例１と同様に構成したものである。赤外光源６の発光面７と黒色プリプレグ１０との距離は１０ｍｍに設定した。
【００４０】
この赤外検査装置１００を用いて、厚さ４０μｍ、６０μｍ、１０５μｍの黒色プリプレグ１０について実施例１と同様に外観検査を行いラベル率を確認した。また、撮像装置３からの信号を波形として出力した。ラベル率と撮像装置３による出力波形を図６に示す。
【００４１】
同図に示されるように、この赤外検査装置１００ではラベル率が２０％以上と実施例１の赤外検査装置１に比べて非常に高くなった。そしてラベルされた検出部分は、実際に異物等の異常が存在しないものが大部分であった。また、同図下欄に示されるように、撮像装置３による出力波形は黒色プリプレグ１０の地合によるノイズが高く、この赤外検査装置１００は異常の検出精度が低いものであった。
＜実施例２、比較例２＞
撮像装置３をエリアセンサとした以外は実施例１と同様の構成にて黒色プリプレグ１０の撮像を行い、一方、実施例１と同様の赤外検査装置１を用いてラインセンサによる撮像を行い撮像装置３からの出力波形を得た（実施例２）。
【００４２】
また、撮像装置３をエリアセンサとした以外は比較例１と同様の構成にて黒色プリプレグ１０の撮像を行い、一方、比較例１と同様の赤外検査装置１を用いてラインセンサによる撮像を行い撮像装置３からの出力波形を得た（比較例２）。
【００４３】
実施例２および比較例２の結果を図７に示す。
【００４４】
同図に示されるように、エリアセンサによる撮像結果において、赤外光源６の発光軸８が撮像装置３の受光軸５と角度を有するように赤外光源６を配置した同図下欄の実施例２では、黒色プリプレグ１０の地合がやや画像に現れたもののその程度は小さく、異物が明瞭に確認できた。これに対して赤外光源６の発光軸８が撮像装置３の受光軸５と平行となるように赤外光源６を配置した同図上欄の比較例２では、黒色プリプレグ１０の地合が強く画像に現れた。
【００４５】
また、ラインセンサによる出力波形において、同図下欄の実施例２では、黒色プリプレグ１０の地合によるノイズが低く抑えられた。一方、同図上欄の比較例２では、黒色プリプレグ１０の地合によるノイズが大きく現れた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の黒色プリプレグの赤外検査装置の第１の実施形態を概略的に示す側面図である。
【図２】本発明の黒色プリプレグの赤外検査装置の第２の実施形態を概略的に示す側面図である。
【図３】実施例１における黒色プリプレグの赤外検査装置を概略的に示す側面図である。
【図４】図３の黒色プリプレグの赤外検査装置の上面図である。
【図５】比較例１における黒色プリプレグの赤外検査装置を概略的に示す側面図である。
【図６】比較例１の結果を示した図である。
【図７】実施例２および比較例２の結果を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    赤外検査装置
２    搬送装置
３    撮像装置
５    受光軸
６    赤外光源
８    発光軸
９    撮像視野
１０    黒色プリプレグ
１１    拡散板
θ    角度
【図１】
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【図２】
2010122195.tif 000005
【図３】
2010122195.tif 000006
【図４】
2010122195.tif 000007
【図５】
2010122195.tif 000008
【図６】
2010122195.tif 000009
【図７】
2010122195.tif 000010