(57)【要約】【課題】黒色及び黒色以外のプリプレグの外観を検査するにあたって、プリプレグの地合によるノイズを低減でき、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プリプレグの赤外検査装置を提供する。【解決手段】プリプレグの赤外検査装置に関する。波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光の平均透過率が１０％以上であるプリプレグ１０を検査対象として搬送する搬送装置２と、前記搬送装置２により搬送される途中のプリプレグ１０の一方の面を撮像する撮像装置３と、前記プリプレグ１０の他方の面に赤外光を照射する発光部７を有する赤外光源６とを備えている。前記赤外光源６は、前記発光部７が前記撮像装置３の撮像視野９内から外れ、かつ、前記赤外光が前記撮像視野９内のプリプレグ１０に照射されるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光の平均透過率が１０％以上であるプリプレグを検査対象として搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される途中のプリプレグの一方の面を撮像する撮像装置と、前記プリプレグの他方の面に赤外光を照射する発光部を有する赤外光源とを備え、前記赤外光源は、前記発光部が前記撮像装置の撮像視野内から外れ、かつ、前記赤外光が前記撮像視野内のプリプレグに照射されるように配置されていることを特徴とするプリプレグの赤外検査装置。
【請求項２】
赤外光源の発光部と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、プリプレグ中の微細な異常の有無の外観検査に用いられる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（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−２２０００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、黒色及び黒色以外のプリプレグの外観を検査するにあたって、プリプレグの地合によるノイズを低減でき、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プリプレグの赤外検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るプリプレグの赤外検査装置は、波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光の平均透過率が１０％以上であるプリプレグを検査対象として搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される途中のプリプレグの一方の面を撮像する撮像装置と、前記プリプレグの他方の面に赤外光を照射する発光部を有する赤外光源とを備え、前記赤外光源は、前記発光部が前記撮像装置の撮像視野内から外れ、かつ、前記赤外光が前記撮像視野内のプリプレグに照射されるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
前記プリプレグの赤外検査装置において、赤外光源の発光部とプリプレグとの間に拡散板が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、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交差するように赤外光源が配置されることになる。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、撮像装置の受光部からずれた方向に向かって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、プリプレグの地合によるノイズを大幅に低減でき、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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るプリプレグの赤外検査装置の実施形態の一例を概略的に示す側面図である。
【図２】本発明に係るプリプレグの赤外検査装置の実施形態の他の一例を概略的に示す側面図である。
【図３】実施例１における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】本発明に係るプリプレグの赤外検査装置の実施形態の他の一例を概略的に示す側面図である。
【図５】比較例１における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及び比較例２の結果を示した図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は黒色、白色、茶色のプリプレグの分光透過率曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は本発明に係るプリプレグの赤外検査装置の実施形態の一例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、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プリプレグ１０としては、波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光（赤外線）の平均透過率が１０％以上（上限は１００％）であるものを用いる。例えば、波長と透過率とが図８（ａ）〜（ｅ）に示すような関係を有するプリプレグ１０を用いることができる。すなわち、プリプレグ１０の色調は黒色、白色、茶色など特に限定されるものではないが、厚さは２０〜２００μｍであることが好ましい。このようなプリプレグ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。そして特に黒色プリプレグ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。ただし、波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光の平均透過率が１０％未満であるプリプレグについては、その微細な異常の有無を赤外検査装置１で検出するのは困難である。
【００１９】
赤外検査装置１は、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、長尺状のプリプレグ１０を巻き出して水平方向に送り出す巻き出しロール２ａと、検査後のプリプレグ１０を巻き取る巻き取りロール２ｂ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、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（カメラ）及び赤外光源６を備えている。
【００２１】
撮像装置３は、搬送装置２による搬送途中の位置にあるプリプレグ１０の上方に、受光部４を下方に向けて配置されている。そして撮像装置３は、搬送装置２により搬送される途中のプリプレグ１０の一方の面を撮像する。このような撮像装置３としては、赤外光検出用のラインセンサやエリアセンサ等を用いることができる。
【００２２】
赤外光源６は、搬送装置２による搬送途中の位置にあるプリプレグ１０の下方に、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。具体的には、赤外光源６は、プリプレグ１０の他方の面に赤外光を照射する発光部７を有し、この発光部７が撮像装置３の撮像視野９内から外れ、かつ、赤外光が撮像視野９内のプリプレグ１０に照射されるように配置されている。赤外光源６としては、発光軸８を有するように赤外光を照射する発光部７を有するものであれば特に制限はないが、撮像装置３としてラインセンサを用いる場合には、線状の発光部７を有する線状光源を用いることでプリプレグ１０を効率良く、かつ高精度に検査することができる。なお、この場合、撮像視野９は、プリプレグ１０の幅方向に平行で、受光軸５を含む平面状となる。
【００２３】
例えば、撮像装置３として、受光部４が線状に形成されたラインセンサを用い、赤外光源６として線状の発光部７を有する線状光源を用いて、ラインセンサの軸（撮像装置３が撮像するプリプレグ１０の幅方向の軸であり、図１では紙面に垂直な方向の軸である）が、図中矢印で示すプリプレグ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、線状の発光部７がラインセンサの軸と平行になるようにプリプレグ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、プリプレグ１０を効率良く、かつ高精度に検査することができる。
【００２４】
本実施形態では、赤外光源６は、その発光軸８が撮像装置３の受光軸５と角度θで交差するように配置されている。すなわち、赤外光源６を、その発光部７を斜め上方に傾けて配置すると共に、赤外光源６の発光部７を、撮像装置３の受光部４から水平方向にややずらして配置している。ここで、図４に示すように、発光部７から照射される赤外光のうち一部の赤外光（発光軸８）が撮像視野９内のプリプレグ１０に照射されるのであれば、発光部７を傾けずに赤外光源６を配置するようにしてもよい。
【００２５】
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の受光部４からずれた方向に向かってプリプレグ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、黒色及び黒色以外のプリプレグの外観を検査するにあたって、プリプレグ１０の地合によるノイズを低減でき、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。しかし、図５に示すように、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５とが一致する場合には、プリプレグ１０を垂直に透過する赤外光が撮像装置３に入ることになる。このように、垂直の赤外光が入ると、プリプレグ１０内のガラスクロスの繊維が交差している部分とガラスクロスがない空間部分との明暗の差が大きく撮像されてしまう。この明暗の差がノイズとなって検出精度を下げることになる。これに対して、本発明では、図１〜図４に示すように、垂直に透過する赤外光を少なくすることによって、上記の明暗の差を減らし（つまりノイズを少なくし）、検出精度を向上させている。
【００２６】
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とのなす角度θを５〜６０°とすることで、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。
【００２７】
撮像装置３からのプリプレグ１０の撮像信号は、不図示の信号処理装置により、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、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及び位置を特定することができる。また、プリプレグ１０の撮像信号を画像化して異常の発生及び位置を特定することもできる。
【００２８】
図２は本発明に係るプリプレグの赤外検査装置の実施形態の他の一例を概略的に示した図である。本実施形態では、赤外光源６の発光部７とプリプレグ１０との間に拡散板１１が設けられている。このように、赤外光源６の発光部７とプリプレグ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、プリプレグ１０の地合によるノイズをさらに低減でき、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。
【００２９】
以上、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とのなす角度θは、図１のように発光部７をプリプレグ１０の搬送方向に傾けて設けてもよく、あるいは発光部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。
【００３０】
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とのなす角度θを設けた複数個の赤外光源６を設置してもよい。
【００３１】
また、赤外光源６の発光軸８と撮像装置３の受光軸５とのなす角度θを設ける態様であれば、図１のように撮像装置３の受光部４をプリプレグ１０に対して平行にする以外に、斜めに傾けて配置してもよい。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
図３に示す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。
【００３４】
搬送方向上流側及び下流側に一対のロール２ａ，２ｂ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、受光部４を下方に向けて撮像装置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フィルタ又はＲ−６０フィルタ等のカメラフィルタ１３を受光部４に配置した。
【００３５】
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として線状の発光部７を有する線状光源を用い、線状の発光部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、その発光軸８と撮像装置３の受光軸５とのなす角度θが３０°となるように、赤外光源６の発光部７を、撮像装置３の受光部４から水平方向にややずらして、発光部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。
【００３６】
赤外光源６の上端からプリプレグ１０までの垂直方向の距離は５ｍｍとした。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
上記の検査を厚さ３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ（波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光の平均透過率は順に７２．９％、５３．５％、４０．３％）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。なお、平均透過率は、波長７５０ｎｍから５ｎｍ刻みで２０００ｎｍまでの赤外光の透過率を測定し、これらの透過率を平均化することによって求めた。
【００４０】
【表１】
2011242341.tif 000003
【００４１】
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。なお、上記ラベル率は、異常を検出しない程度の値まで低下していなかった。
【００４２】
＜比較例１＞
図５に示す赤外検査装置１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１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の発光部７を撮像装置３の受光部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の発光部７と黒色プリプレグ１０との距離は１０ｍｍに設定した。
【００４３】
この赤外検査装置１を用いて、厚さ４０μｍ、６０μｍ、１００μｍ（波長７５０〜２０００ｎｍの赤外光の平均透過率は順に５３．５％、３６．４％、２１．７％）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。
【００４４】
同図に示されるように、この赤外検査装置１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１は異常の検出精度が低いものであった。
【００４５】
＜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（厚さ１００μｍ、５０μｍのもの）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（厚さ１００μｍのもの）を行い、撮像装置３からの出力波形を得た（実施例２）。
【００４６】
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（厚さ１００μｍ、５０μｍのもの）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（厚さ１００μｍのもの）を行い、撮像装置３からの出力波形を得た（比較例２）。
【００４７】
実施例２及び比較例２の結果を図７に示す。
【００４８】
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と交差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。
【００４９】
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。
【符号の説明】
【００５０】
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
７  発光部
８  発光軸
９  撮像視野
１０  プリプレグ
１１  拡散板
【図１】
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【図２】
2011242341.tif 000005
【図３】
2011242341.tif 000006
【図４】
2011242341.tif 000007
【図５】
2011242341.tif 000008
【図８】
2011242341.tif 000009
【図６】
2011242341.tif 000010
【図７】
2011242341.tif 000011