JP4536033B2 - フレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法および検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルプリント配線基板、特に電子部品実装用フィルムキャリアテープの配線パターン検査方法および検査装置に関するものである。

エレクトロニクス産業の発達に伴い、ＩＣチップ、ＬＳＩチップなどの電子部品を実装するプリント配線基板の需要が急激に増加しているが、電子機器の小型化、軽量化、高機能化が要望され、これら電子部品の実装方法として、最近では、フレキシブルプリント配線基板、例えば電子部品実装用フィルムキャリアテープ（ＣＯＦ（Chip On Film）テープ、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ、Ｔ−ＢＧＡ（Tape Ball Grid Array）テープ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）テープなど）（以下、単に「フィルムキャリアテープ」或いは「ＴＡＢテープ」という）或いはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を用いた実装方式が採用されている。

このようなＴＡＢテープとして、最近では、絶縁フィルムにデバイスホールを形成せず、絶縁フィルムの実装面に電子部品の端子と接続する端子を設けたＣＯＦテープなどのフィルムキャリアテープが使用されている。この場合、実装基板をモジュールに組み込む際、任意に折り曲げる等のために絶縁フィルムを薄くする必要がある。このため、従来から、ＣＯＦテープを製造する際には、極薄の絶縁フィルムの表面に、接着剤層を形成せず、直接導電性金属を析出させた２層構成のＣＣＬ（Copper Clad Laminate）が使用されている。

この２層構成のＣＣＬは、例えば、ポリイミドフィルムなどの極薄の絶縁フィルムの表面にまず蒸着法あるいはスパッタリング法などによりニッケルなどの金属からなるシード層を形成し、次いでこのシード層上に銅などの導電性金属をメッキすることによって形成されている。このようにして形成された２層構成のＣＣＬの導電性金属層の表面にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを所望のパターンに露光現像して残存するフォトレジスト硬化物をマスキング材として導電性金属層をエッチングすることにより所望の配線パターンを形成している。

ところで、ＣＯＦテープなどのＴＡＢテープでは、配線パターンが所望の形状で形成されているかどうかを検査する必要があり、従来より、配線パターンの電気的な断線、短絡、欠けなどの品質検査が実施されている。このような配線パターン検査は、ＴＡＢテープに照明光を照射し、照明された配線パターン像をＣＣＤ等の撮像手段で撮像し、予め取得されているマスタパターン像のデータと比較することにより配線パターンの良否を判定することを基本としている。

ここで、配線パターン像を撮影するために、ＴＡＢテープからの反射光を利用する反射法と、ＴＡＢテープを透過する透過光を利用する透過法とが知られている。反射法は、ＴＡＢテープの配線パターン面側から照明光を照射し、表面側から反射される配線パターン像を撮像手段で撮像する方式である。一方、透過法は、ＴＡＢテープにはポリイミド等による光透過性絶縁フィルムがベース材として用いられているところから、ＴＡＢテープの裏面側、すなわち検査する配線パターンが形成されている面とは反対側の光透過性絶縁フィルム層がある面側から照明光を照射し、光透過性絶縁フィルムを透過する透過光による配線パターン像を撮像手段で撮像する方式である（例えば、特許文献１参照）。

ところが、これらの反射法や透過法には一長一短があり、それぞれ個別の方法では配線パターン良否の判定を適正に行えないことが知られている。反射法は、配線パターンが細線化、高密度化によりファインピッチ化された場合、配線パターン間が谷底的となり、配線ピッチ間に短絡（ショート）があっても殆ど反射光を生じないため、短絡系、特に光透過性絶縁フィルム表面での短絡系の欠陥の検出能力に劣るという欠点がある。

一方、透過法は、配線パターンのボトム部を対象とした検査方式であり、短絡系の欠陥の検出能力が高いという利点はあるものの、配線パターンの表面状態は観察できないので、トップ欠けなどの表面側の欠陥を検出できないという欠点がある。

このようなことから、反射法と透過法とを併用して配線パターンの良否を判定するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。すなわち、ＴＡＢテープを透過照明手段で照明して得られる透過照明画像を撮像手段で撮像した後、引き続いて、反射照明手段で照明して得られる反射照明画像を撮像手段で撮像することで、基本的には透過照明を利用して配線パターンの良否判定を行うとともに、透過法に適さないトップ欠け等の欠陥検査には反射照明を利用して配線パターンの良否判定を行うようにしたものである。

特開２００３−３０３８６２号公報 特開２００５−１４０６６３号公報 特開平４−２６５８４６号公報 特開平４−２８６９４３号公報 特開平４−２６９６１２号公報

ところが、特許文献２に示されるような透過・反射併用法によるものは、同一ステージでＴＡＢテープを一旦静止させるとともに撮像光学系を往復走査させて透過系、反射系それぞれの撮像データを取得する必要があり、単独方式に比べて測定時間が２倍になってしまうという欠点がある。

ここで、透過系撮像光学系と反射系撮像光学系とを別ステージにそれぞれ設ければ、透過系、反射系の撮像データを同時に取得することができるが、装置が大型化するとともに装置コストが極めて高くなってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、測定時間が増えたり、検査装置が大型化・高コスト化したりすることなく簡単な構成で配線パターンの良否を適正に検出することができるフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法および検査装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、光透過性絶縁フィルムの表面に該光透過性絶縁フィルムよりも反射率の高い配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板での前記配線パターンの良否を検査するフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法であって、前記フレキシブルプリント配線基板の裏面側に、前記光透過性絶縁フィルムを透過した光を前記光透過性絶縁フィルム側に反射して間接透過光を生じさせる鏡面仕上げされた反射部材を配設し、前記配線パターンの上面では反射光のみを生じ、前記配線パターン間で前記光透過性絶縁フィルムのみが存在するベース部では反射光と前記間接透過光とを生じる波長域の照明光を、前記フレキシブルプリント配線基板の表面側から照射し、前記配線パターンの上面と同等の反射光量を生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光による輝度、前記ベース部での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度、前記間接透過光が生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度の順番で輝度が小さくなる配線パターン像を撮像手段で撮像し、前記３つの輝度を区別するべく設定された２つの閾値を用いて前記配線パターン像の輝度情報を解析して、前記配線パターンの良否を検査する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、上記発明において、前記反射部材として、表面が鏡面仕上げされたドラムを用いるようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、上記発明において、前記撮像手段として前記フレキシブルプリント配線基板の全幅に亘って撮像可能なラインセンサを位置固定させて用い、前記フレキシブルプリント配線基板を所定速度で搬送させて前記照明光による照明箇所を連続的に変化させながら前記ラインセンサで該照明箇所の配線パターン像を連続的に撮像するようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板に対して赤色系の照明光を照射するようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板の表面側において前記照明光による照明箇所に前記照明光に加えて微弱な散乱光を照射するようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板が、電子部品実装用フィルムキャリアテープであることを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光透過性絶縁フィルム上に前記配線パターンが直接形成されているＣＯＦテープであることを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、光透過性絶縁フィルムの表面に該光透過性絶縁フィルムよりも反射率の高い配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板での前記配線パターンの良否を検査するフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置であって、前記フレキシブルプリント配線基板の裏面側に配設され、前記光透過性絶縁フィルムを透過した光を前記光透過性絶縁フィルム側に反射して間接透過光を生じさせる鏡面仕上げされた反射部材と、前記配線パターンの上面では反射光のみを生じ、前記配線パターン間で前記光透過性絶縁フィルムのみが存在するベース部では反射光と前記間接透過光とを生じる波長域の照明光を、前記フレキシブルプリント配線基板の表面側から照射する光源と、前記配線パターンの上面と同等の反射光量を生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光による輝度、前記ベース部での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度、前記間接透過光が生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度の順番で輝度が小さくなる配線パターン像を撮像する撮像手段と、前記３つの輝度を区別するべく設定された２つの閾値を用いて前記配線パターン像の輝度情報を解析して、前記配線パターンの良否を検査する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、上記発明において、前記反射部材は、表面が鏡面仕上げされたドラムであることを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板を所定速度で搬送する搬送手段を備え、前記撮像手段は、前記フレキシブルプリント配線基板の全幅に亘って撮像可能で位置固定されたラインセンサであり、前記照明光による照明箇所が連続的に変化するよう前記搬送手段によって所定速度で搬送される前記フレキシブルプリント配線基板の該照明箇所の配線パターン像を連続的に撮像することを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、上記発明において、前記光源は、赤色系の照明光を照射する光源であることを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板の表面側において前記照明光による照明箇所に前記照明光に加えて微弱な散乱光を照射する補助光源を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光透過性絶縁フィルム上に前記配線パターンが直接形成されているＣＯＦテープであることを特徴とする。

また、本発明に係る発明のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置は、上記発明において、前記フレキシブルプリント配線基板が、電子部品実装用フィルムキャリアテープであることを特徴とする。

本発明に係るフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法および検査装置によれば、反射法による利点を活かした配線パターンの良否判定を可能にするとともに、反射法では検出困難な光透過性絶縁フィルム上での短絡系の欠陥は間接透過光を利用することで光透過性絶縁フィルムによるベース部よりも暗い暗欠陥として同時に検出するバイアス効果を持たせることができ、測定時間が増えたり、検査装置が大型化・高コスト化したりすることなく、かつ、透過用光源を必要とせず簡単な構成で、配線パターンの良否を適正に検出することができるという効果を奏する。

また、本発明に係るフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法および検査装置によれば、反射部材として表面が鏡面仕上げされたドラムを用いることで、撮像手段は検査箇所において焦点ボケのない状態で配線パターン像を撮像することができ、良好なる検査に供することができるという効果を奏する。

また、本発明に係るフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法および検査装置によれば、撮像手段としてラインセンサを用いることで、フレキシブルプリント配線基板を一旦停止させることなく、連続的に所定速度で搬送させながら検査箇所を連続的に撮像する検査が可能となり、測定タクトを向上させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係るフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法および検査装置によれば、光透過性絶縁フィルムの透過性のよい赤色系の照明光を用いることで、反射部材から反射される間接透過光としてバイアス効果を持たせるに十分な光量を得ることができ、光透過性絶縁フィルム上に短絡系の欠陥がある場合に暗欠陥として際立たせることができるという効果を奏する。

以下、フレキシブルプリント配線基板として電子部品実装用フィルムキャリアテープを例に挙げて、本発明を実施するための最良の形態である電子部品実装用フィルムキャリアテープの配線パターン検査方法および検査装置について図面を参照して説明する。なお、図面は誇張して示す模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。本発明は、実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

図１は、本実施の形態の電子部品実装用フィルムキャリアテープの配線パターン検査方法を実施するための配線パターン検査装置の構成例を略図的に示す正面図であり、図２は、パターン検知装置の一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態の配線パターン検査装置１０は、送り出し装置２０と、パターン検知装置３０と、マーキング装置４０と、巻き取り装置５０とを備える。

送り出し装置２０においては、例えば図２に示すように光透過性絶縁フィルム６０上に直接配線パターン６１が形成されているＣＯＦ（Chip On Film）テープのようなタイプのＴＡＢテープ（電子部品実装用フィルムキャリアテープ）であって、配線パターンが形成されているが製造中である、或いはその製造工程が終了したＴＡＢテープＴを、スペーサＳを介して巻装されたリールＲが、送り出し駆動軸２２に装着されている。そして、図示しない駆動モータの駆動により送り出し駆動軸２２が回転することで、ＴＡＢテープＴがリールＲからスペーサＳとともに繰り出されて、案内ローラ２１を介して、所定の弛みを持たせた状態で、パターン検知装置３０へと供給されるように構成されている。

パターン検知装置３０は、送り出し装置２０から案内ローラ３１を介して供給されるＴＡＢテープＴの両側スプロケット孔に係合してＴＡＢテープＴを所定速度で搬送するギア構造を両端に有して図示しない駆動モータにより回転駆動する径の大きなドラム３２による搬送手段３３を備える。ここで、ＴＡＢテープＴは、図２に示すように、光透過性絶縁フィルム６０上に形成された配線パターン６１を有する表面側が上向きとなり、裏面側がドラム３２の表面に密着状態で搬送されるものであり、本実施の形態では、ドラム３２が反射部材を兼用している。このため、ドラム３２は、表面が反射率の高い鏡面仕上げされた金属やプラスチック等のドラムが用いられている。

また、パターン検知装置３０は、搬送手段３３により搬送されるＴＡＢテープＴの検査箇所Ｄに対して表面側（上側）から照明光を散乱なく照射する落射光（高角光或いは同軸光）として照射する光源３４と、ＴＡＢテープＴの表面側で検査箇所Ｄから得られる配線パターン像を撮像する撮像手段としてのＣＣＤラインセンサ３５と、ＣＣＤラインセンサ３５で撮像された配線パターン像に基づき配線パターン６１の良否判定処理等を行う制御装置７０と、を備える。

ここで、本実施の形態のパターン検知装置３０は、反射光を主とし、透過光を従として反射光と透過光とを同時に併用して配線パターン６１の良否検査を行うものであり、透過光としては、ＴＡＢテープＴの裏面側にドラム３２を配設して表面側から光源３４で照明光を照射すれば、配線パターン６１の存在しない光透過性絶縁フィルム６０部分では光透過性絶縁フィルム６０を透過した光がドラム３２で反射されることで間接透過光となって光透過性絶縁フィルム６０を透過して表面側に戻ることから、このような間接透過光を利用するものである。これにより、ＣＣＤラインセンサ３５は、検査箇所Ｄから得られる反射光と間接透過光とを重ね合わせた配線パターン像を撮像することとなる。ここで、ＣＣＤラインセンサ３５は、例えば８０００画素／ライン等の構成からなりＴＡＢテープＴの全幅に亘って撮像可能なラインセンサであって、位置固定して設けられている。テープの幅は、３００ｍｍ以下、好ましくは２００ｍｍ以下がよい。

また、本実施の形態に用いられるＴＡＢテープＴの特性について説明する。本実施の形態のＴＡＢテープＴは、反射光を主とするものの少なくとも間接透過光をも利用して検査を行うため、光透過性絶縁フィルム６０の厚さとしては、１２．５μｍ〜１００μｍ、好ましくは２５μｍ〜５０μｍ程度であることが望ましい。このような厚さの光透過性絶縁フィルム６０であれば、該光透過性絶縁フィルム６０を透過する透過光の輝度がＣＣＤラインセンサ３５で電圧変換処理できる範囲内となるためである。また、光透過性絶縁フィルム６０は、エッチングする際に酸などと接触するので、このような薬品に侵されない耐薬品性、および、ボンディングする際の加熱によっても変質しないような耐熱性を有している。この光透過性絶縁フィルム６０を形成する素材例としては、ポリエステル、ポリアミドおよびポリイミドなどを挙げることができる。特に、本実施の形態では、ポリイミドからなるフィルムを用いることが好ましい。本実施の形態で光透過性絶縁フィルム６０として使用可能なポリイミドには、一般にピロメリット酸２無水物と芳香族ジアミンとから合成される全芳香族ポリイミド、および、ビフェニルテトラカルボン酸２無水物と芳香族ジアミンとから合成されるビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミドがあるが、本実施の形態ではいずれのポリイミドをも使用することができる。このようなポリイミドは、他の樹脂と比較して、卓越した耐熱性を有するとともに、耐薬品性にも優れている。

ここで、ＣＯＦテープ用の光透過性絶縁フィルム６０として使用するポリイミドフィルムは、通常のフィルムキャリアで使用するものよりも薄いことが好ましく、この光透過性絶縁フィルム６０の平均厚さは、通常は１２．５μｍ〜１００μｍ、好ましくは２５μｍ〜５０μｍ、特に好ましくは２５μｍ〜４５μｍの範囲内にある。

図３は、制御装置７０の構成例を示す概略ブロック図である。制御装置７０は、Ａ／Ｄ変換器７１と画像メモリ７２と画像処理部７３とメモリ７４と判定部７５とを備えている。Ａ／Ｄ変換器７１は、ＣＣＤラインセンサ３５が撮像した配線パターン像の輝度情報をデジタル化する。画像メモリ７２は、Ａ／Ｄ変換器７１でデジタル化された配線パターン像の輝度情報を一旦保存する。画像処理部７３は、輝度情報に基づき濃淡画像データを取得する等の画像処理を施す。メモリ７４は、入力装置８１等から予め入力された正常な配線パターンに基づくマスタパターンデータや所定の閾値データ（ＴＨＨ，ＴＨＬ）等を格納するためのものである。判定部７５は、メモリ７４に格納されているマスタパターンデータや所定の閾値データ（ＴＨＨ，ＴＨＬ）を参照して、検査箇所Ｄから取得された配線パターン像の濃淡画像データの良否を判定する処理を行い、判定結果を、後段のマーキング装置４０や、ＣＲＴ等による表示装置８２に適宜出力する。

マーキング装置４０は、パターン検知装置３０によって配線パターン６１の不良が検知された場合に、案内ローラ３６，４１を介して供給されるＴＡＢテープＴに対して、案内ローラ４１，４２間を搬送される間に、不良箇所の検知情報に基づいて、不良箇所にインキ、パンチングなどによるマーキングを施すためのものである。

また、巻き取り装置５０は、巻き取り駆動軸５１に装着されたリールＲに、案内ローラ５２を介して、図示しない駆動モータの駆動により巻き取り軸５１が回転することにより、所定の弛みを持って、ＴＡＢテープＴを巻き取る。この際、送り出し装置２０のリールＲから繰り出されたスペーサＳが、案内ローラ５３、テンションローラ５４を介して、巻き取り装置５０のリールＲに供給され、巻装されるＴＡＢテープＴ間に介装され、ＴＡＢテープＴ同士が接触してインキが別の部分に付着したり、ＴＡＢテープＴが損傷したりしないように保護される。

次いで、本実施の形態のパターン検知装置３０による配線パターン６１の良否判定のための検出方法を、従来の反射法と対比しつつ説明する。図４は、正常／欠陥を有する配線パターンに応じてＣＣＤラインセンサで撮像した配線パターン像の輝度プロファイルを示す概念図である。ここで、ＴＡＢテープＴにおいて、エッチング処理によりリード部として形成された配線パターン６１の幅狭な頂部をトップ部とし、幅広な底部をボトム部とし、配線パターン６１間で光透過性絶縁フィルム６０のみが存在する部分をベース部と称するものとする。また、ＴＡＢテープＴに生ずる配線パターン６１の欠陥例としては、ショート、トップ欠け、断線を想定する。なお、ショートに関しては、本実施の形態では、フォトレジストのショート状態がエッチング終了時まで残っていることによりショート部分の銅層の厚みが配線パターン６１の厚みとほぼ同等となりトップ部間で生ずるショートを、「ショートＡ」とし、フォトレジストのショート状態がエッチング途中で剥離されること等の理由によりショート部分の銅層が深さ方向にエッチングされベース部上でつながって生ずるショートを、「ショートＢ」として区別するものとする。また、ショートＢには、ベース部上でつながってはいないが、ショートの可能性のあるものを含むものとする。ＴＡＢテープＴ等の場合、実使用においては折り返すように折り曲げて使用される場合もあり、このような実使用においてショートしてしまうことがあるためである。

まず、図４（ｂ）に示す反射法の場合、ＴＡＢテープの表面側から照射した照明光が配線パターンのトップ部で反射される様子を撮像して観察するため、ＣＣＤラインセンサにより撮像して得られる配線パターン像の輝度情報に対して所定の閾値ＴＨを適用することにより、トップ欠け部分では反射光量が閾値ＴＨ以下となりトップ幅が減少するので暗欠陥として検出でき、また、ショートＡはショートＡ部分でトップ部と同等の反射光量を生ずることで閾値ＴＨ以上となる明欠陥として検出できる。また、断線も断線部分でベース部と同等の反射光量となってしまうことで閾値ＴＨ以下となる暗欠陥として検出できる。しかし、ショートＢの場合は、ベース部と同等または多少反射があっても閾値ＴＨには達せず、閾値ＴＨ以下となりベース部と同一視されるため、検出は困難である。

これに対して、図４（ｃ）に示す本実施の形態の検出方法は、反射光を主とし、透過光を従として反射光と透過光とを同時に併用して配線パターン６１の良否検査を行うものであり、透過光としては、ＴＡＢテープＴの裏面側に表面が鏡面仕上げされた金属やプラスチック等のドラム３２を配設して表面側から光源３４で照明光を照射すれば、配線パターン６１の存在しない光透過性絶縁フィルム６０部分では光透過性絶縁フィルム６０を透過した光がドラム３２で反射されることで間接透過光となって光透過性絶縁フィルム６０を透過して表面側に戻ることから、このような間接透過光を利用するものである。これにより、ＣＣＤラインセンサ３５により撮像して得られる反射光と間接透過光とを重ね合わせた配線パターン像の輝度情報に対して所定の閾値ＴＨＨを適用することにより、ショートＡ、断線のような欠陥は、反射法の場合と同様にその良否を判定することができる。

一方、反射法では検出困難であったショートＢのような短絡欠陥については、短絡欠陥のない正常な場合のベース部との間接透過光に輝度差が生ずることで、ＣＣＤラインセンサ３５により撮像して得られる反射光と間接透過光とを重ね合わせた配線パターン像の輝度情報に対して３値化されて閾値ＴＨＨとは別個に設定された所定の閾値ＴＨＬを適用することにより、ショートＢのような短絡欠陥は閾値ＴＨＬ以下となる暗暗欠陥として検出することができる。すなわち、ＴＡＢテープＴの裏面側に表面が鏡面仕上げされたドラム３２が存在しない状態で照明光を照射した場合には（通常は、黒背景）、間接透過光が生ぜず、ベース部とショートＢ部分とは同等または同等に近い状態で暗い輝度レベル（黒レベル）となって両者を明確に区別できなかったものであるが、ＴＡＢテープＴの裏面側に反射率の高いドラム３２、例えば反射率の高い白色ドラムや鏡を配設して正常なベース部では十分な間接透過光によりその輝度レベルがグレーレベル化するように明るくする一方、ベース部上にショートＢのような欠陥が存在する場合には照明光がショートＢのざらざらして反射率の低い銅層部分で散乱することでドラム３２で反射される間接透過光が減少するため、ベース部より暗い部分（黒レベル）として際立つようにしたものである。

また、本実施の形態の場合、トップ欠けなる欠陥についても、その欠陥の特性からざらざらして反射率の低い銅層部分での反射光輝度となってベース部の輝度よりも暗くなるので、所定の閾値ＴＨＬを適用して、閾値ＴＨＬ以下となる暗暗欠陥として検出することができる。もっとも、従来の反射法と同様に、所定の閾値ＴＨＨを適用し、配線パターン６１部分の線幅が狭くなることによりトップ欠けを検出するようにしてよい。

このような検出動作において、反射部材として表面が鏡面仕上げされたドラム３２を用い、ＴＡＢテープＴをドラム３２に常に安定して密着させた状態としているので、ＣＣＤラインセンサ３５は検査箇所Ｄにおいて常に焦点ボケのない状態で配線パターン像を撮像することができ、良好なる良否検査に供することができる。

これにより、本実施の形態によれば、配線パターン６１の全ての欠陥検査を同時に行うことができ、測定時間が増えたり、検査装置が大型化・高コスト化したりすることなく配線パターン６１の良否を適正に検出することができる。特に、透過光として表面が鏡面仕上げされたドラム３２の反射による間接透過光を利用するため、透過用光源を必要とせず簡単な構成で実現できる。よって、ＴＡＢテープＴを一旦停止させることなく、搬送手段３３によってＴＡＢテープＴを所定速度で搬送させて検査箇所Ｄを連続的に変化させながらＣＣＤラインセンサ３５で該検査箇所Ｄの配線パターン像を連続的に撮像する検査が可能となり、測定タクトを向上させることができる。

なお、本実施の形態の場合、短絡欠陥に関して、ショートＡ系の欠陥とショートＢ系の欠陥とでは、得られる輝度特性が大きく異なるため、ショートＡ系とショートＢ系との中間の欠陥の検出は困難となる。しかしながら、短絡欠陥の殆どはショートの可能性のある欠陥を含めてショートＢ系の欠陥であり、反射法では検出困難であったショートＢ系の欠陥を確実に検出することができる本実施の形態のメリットは大きい。ショートＡ系の欠陥であれば、仮に検出困難であっても、電気的な検査で短絡していることを確実に検出できるのに対して、ショートＢ系の欠陥の場合には、電気的な検査では短絡していることを検出できないこともあるためである。

次に、ＴＡＢテープＴの配線パターン６１が形成されたリード部と、リード部間に位置するベース部（光透過性絶縁フィルム６０）との、可視光の波長に応じた透過率／反射率特性について考察する。図５は、波長に応じたリード部／ベース部の透過率／反射率特性を示す特性図である。リード部は、基本的に銅層で覆われているため、リード部透過率は波長に関係なくほぼ０％である。また、リード部での反射率は、波長が長い赤色系の照明光の方が波長の短い青色系の照明光の場合よりも大きいが、大差はない。一方、光透過性絶縁フィルム６０によるベース部の透過率は、波長が長い赤色系の照明光の方が波長の短い青色系の照明光よりも大きい特性を示す。また、ベース部の反射率は、波長の短い青色系の照明光の方が波長の長い照明光よりも小さい特性を示す。

ここで、本実施の形態のパターン検知装置３０の光源３４からの照明光に要求される特性は、鏡や鏡面仕上げされたドラム３２を利用してベース部の輝度レベルをグレーレベルに底上げするためにベース部の透過性がよいことである。よって、光源３４としては、波長５５０ｎｍ以上である赤色系の照明光を照射する光源を用いることが望ましい。

このように光源３４に赤色系の照明光を用いた場合、照明光に白色光を用いた場合よりも、鏡面仕上げされたドラム３２を利用したベース部での間接透過光の輝度を向上させて、ショートＢのような短絡系欠陥がある場合には暗欠陥としてより一層際立たせることができる。

なお、光源３４は白色照明光を照射する光源とし、ＴＡＢテープＴの検査箇所Ｄから得られる反射光と間接透過光との白色合成光を受光して撮像する撮像手段を、白色合成光中から赤色系成分を分光する赤色系フィルタを備えるものとし、赤色系フィルタにより分光された配線パターン像を撮像するように構成してもよい。また、３値化される閾値ＴＨＨ，ＴＨＬの設定に特に支障がなければ、照明から撮像まで白色光を用いるようにしてもよい。

また、光源３４としては、照明光を落射光（高角光或いは同軸光）として検査箇所Ｄに照射する光源でよいが、配線パターン６１のトップ部の表面粗度（表面凹凸）が粗く（理想的には、鏡面状態であるが）、閾値ＴＨＬを用いてトップ欠け部分を暗暗欠陥として検出する上でトップ部自体の輝度のばらつきに起因した過検出が多い場合には、光源３５による照明光と同時に、図２中に示すように補助光源３７を介在させて検出箇所Ｄを微弱な散乱光で３６０度リング状に照明することで、トップ部表面のギザギザによる影響を平均化することが望ましい。

なお、本実施の形態では、光透過性絶縁フィルムにデバイスホールを有しておらず、光透過性絶縁フィルム６０に接着剤層を介することなく導電性金属による配線パターン６１を直接配置した２層ＣＣＬから形成されるフィルムキャリアテープ（ＣＯＦテープ）を例に挙げての説明であるが、光透過性絶縁フィルム上に接着剤層を介して導電性金属箔を貼着した３層構成のＣＣＬを用いて製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープの場合についても同様に適用することができる。また、シート状のフレキシブルプリント配線基板であるＦＰＣにも適用することができる。

本実施の形態の電子部品実装用フィルムキャリアテープの配線パターン検査方法を実施するための配線パターン検査装置の構成例を略図的に示す正面図である。 パターン検知装置の一部を拡大して示す正面図である。 制御装置の構成例を示す概略ブロック図である。 正常／欠陥を有する配線パターンに応じてＣＣＤラインセンサで撮像した配線パターン像の輝度プロファイルを示す概念図である。 波長に応じたリード部／ベース部の透過率／反射率特性を示す特性図である。

符号の説明

３２ ドラム
３３ 搬送手段
３４ 光源
３５ ＣＣＤラインセンサ
３７ 補助光源
６０ 光透過性絶縁フィルム
６１ 配線パターン
７５ 判定部
Ｔ ＴＡＢテープ
Ｄ 検査箇所

Claims (14)

1. 光透過性絶縁フィルムの表面に該光透過性絶縁フィルムよりも反射率の高い配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板での前記配線パターンの良否を検査するフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法であって、
   前記フレキシブルプリント配線基板の裏面側に、前記光透過性絶縁フィルムを透過した光を前記光透過性絶縁フィルム側に反射して間接透過光を生じさせる鏡面仕上げされた反射部材を配設し、
   前記配線パターンの上面では反射光のみを生じ、前記配線パターン間で前記光透過性絶縁フィルムのみが存在するベース部では反射光と前記間接透過光とを生じる波長域の照明光を、前記フレキシブルプリント配線基板の表面側から照射し、
   前記配線パターンの上面と同等の反射光量を生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光による輝度、前記ベース部での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度、前記間接透過光が生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度の順番で輝度が小さくなっている配線パターン像を撮像手段で撮像し、
   前記３つの輝度を区別するべく設定された２つの閾値を用いて前記配線パターン像の輝度情報を解析して、前記配線パターンの良否を検査する、
   ことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
2. 前記反射部材として、表面が鏡面仕上げされたドラムを用いるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
3. 前記撮像手段として前記フレキシブルプリント配線基板の全幅に亘って撮像可能なラインセンサを位置固定させて用い、
   前記フレキシブルプリント配線基板を所定速度で搬送させて前記照明光による照明箇所を連続的に変化させながら前記ラインセンサで該照明箇所の配線パターン像を連続的に撮像するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
4. 前記フレキシブルプリント配線基板に対して赤色系の照明光を照射するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
5. 前記フレキシブルプリント配線基板の表面側において前記照明光による照明箇所に前記照明光に加えて微弱な散乱光を照射するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
6. 前記フレキシブルプリント配線基板が、電子部品実装用フィルムキャリアテープであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
7. 前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光透過性絶縁フィルム上に前記配線パターンが直接形成されているＣＯＦテープであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査方法。
8. 光透過性絶縁フィルムの表面に該光透過性絶縁フィルムよりも反射率の高い配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板での前記配線パターンの良否を検査するフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置であって、
   前記フレキシブルプリント配線基板の裏面側に配設され、前記光透過性絶縁フィルムを透過した光を前記光透過性絶縁フィルム側に反射して間接透過光を生じさせる鏡面仕上げされた反射部材と、
   前記配線パターンの上面では反射光のみを生じ、前記配線パターン間で前記光透過性絶縁フィルムのみが存在するベース部では反射光と前記間接透過光とを生じる波長域の照明光を、前記フレキシブルプリント配線基板の表面側から照射する光源と、
   前記配線パターンの上面と同等の反射光量を生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光による輝度、前記ベース部での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度、前記間接透過光が生じる厚さの短絡系の欠陥箇所での前記反射光と前記間接透過光とによる輝度の順番で輝度が小さくなっている配線パターン像を撮像する撮像手段と、
   前記３つの輝度を区別するべく設定された２つの閾値を用いて前記配線パターン像の輝度情報を解析して、前記配線パターンの良否を検査する判定手段と、
   を備えたことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。
9. 前記反射部材は、表面が鏡面仕上げされたドラムであることを特徴とする請求項８に記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。
10. 前記フレキシブルプリント配線基板を所定速度で搬送する搬送手段を備え、
    前記撮像手段は、前記フレキシブルプリント配線基板の全幅に亘って撮像可能で位置固定されたラインセンサであり、前記照明光による照明箇所が連続的に変化するよう前記搬送手段によって所定速度で搬送される前記フレキシブルプリント配線基板の該照明箇所の配線パターン像を連続的に撮像することを特徴とする請求項８または９に記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。
11. 前記光源は、赤色系の照明光を照射する光源であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。
12. 前記フレキシブルプリント配線基板の表面側において前記照明光による照明箇所に前記照明光に加えて微弱な散乱光を照射する補助光源を備えることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。
13. 前記フレキシブルプリント配線基板は、前記光透過性絶縁フィルム上に前記配線パターンが直接形成されているＣＯＦテープであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。
14. 前記フレキシブルプリント配線基板が、電子部品実装用フィルムキャリアテープであることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一つに記載のフレキシブルプリント配線基板の配線パターン検査装置。

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