JP2000180374A

JP2000180374A - 欠陥検出方法

Info

Publication number: JP2000180374A
Application number: JP10356526A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Kobayashi; 弘太郎小林; Noriaki Yugawa; 典昭湯川; Shoichi Ishii; 彰一石井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】検査対象物の表面に付着した異物に関わら
ず、それに形成された貫通孔の形状欠陥を検出すること
ができる欠陥検出方法を提供する。【解決手段】複数の貫通孔を有する検査対象物の一方
の面に貫通孔を透過するように光を投射して、検査対象
物の投影像を得るステップと、投影像を赤、緑または青
の濃淡画像に変換するステップと、得られた濃淡画像の
うちの少なくとも一つにおいて濃度が高い像を検出する
ステップと、検出された像のうち面積が小さい像を抽出
するステップと、抽出された像の濃度の分布に基づいて
検査対象物に付着した異物を検出するステップとを具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物の欠陥
とりわけ検査対象物に形成された貫通孔の形状欠陥を検
出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえばＣＲＴパネル等に用
いられるシャドウマスクの貫通孔など、成型品に形成さ
れた孔の形状欠陥は、光学的な手法を用いて検査してい
る。従来の検査によると、検査対象物にごみ等の異物が
付着していると、正しい判断が困難であった。すなわ
ち、貫通孔の面積や形状が一定であることを求められる
場合、検査対象物が本来良品であるにも関わらず、その
表面に付着した異物が検査対象物の一部であると見なさ
れ、その検査対象物は欠陥品であると判定される場合が
あった。

【０００３】以下、従来の欠陥検出方法を、シャドウマ
スクの円形孔の検査を例に説明する。図１０に示すよう
に、シャドウマスク２の表面には、本来大きさが等しい
複数の孔１０が所定間隔で形成されている。しかしなが
ら、孔１０の加工工程で、孔小と呼ばれるその大きさが
正常な孔１０ａのそれよりも小さい孔１０ｂが形成され
る場合がある。そのような孔１０ｂの形状は、ほぼ真円
である。そこで、従来、孔の面積が所定値よりも小さい
ものを検出し、さらに検出された孔の形状を調べてい
た。たとえば、孔１０ｂのようにその形状が円であれ
ば、欠陥品（孔小）であるとし、孔１０ｃ、１０ｄおよ
び１０ｅのように、円状であっても一部が欠けたような
形状であれば、その欠けた部分に異物が付着していると
して正常品であると判定していた。このような方法によ
ると、孔１０ｃおよび１０ｅのように異物１１がシャド
ウマスク表面に付着しているのを検出することはできる
が、孔１０ｄのように孔のエッチング加工において本来
孔となるべき部分が残る欠陥（異形孔小）を見落とすこ
とになる。また、樹脂多層回路基板の各層を電気的に接
続するためのスルーホールの検査においても、上記と同
様の検査方法が用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、検査対象物
に異物が付着していてもその検査対象物が正常品である
か欠陥品であるかを正確に判定することができる欠陥検
出方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、複数の貫通
孔を有する検査対象物に光を投射してその像の濃淡画像
を分析し、その投影像の濃度分布から、貫通孔に異物が
付着しているかどうかをし、実際の孔の開口部分の形状
を判定する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の欠陥検出方法は、複数の
貫通孔を有する検査対象物に貫通孔を透過するように光
を投射して、検査対象物の投影像を得るステップと、投
影像を赤、緑または青の濃淡画像に変換するステップ
と、得られた濃淡画像のうちの少なくとも一つにおいて
濃度が所定値よりも高い像を検出するステップと、検出
された像のうち面積が所定値よりも小さい像を抽出する
ステップと、抽出された像の濃度の分布に基づいて検査
対象物に付着した異物を検出するステップとを具備す
る。本発明は、シャドウマスクに形成された孔の形状欠
陥や、回路基板に形成されたスルーホールの形状欠陥に
有用である。

【０００７】本発明の欠陥検出方法の好ましい形態にお
いて、検査対象物に先の光とは色が異なる他の光を投射
し、その反射光または検査対象物より発せられた光から
なる像を得るステップと、得られた像と投影像を比較す
ることにより、検査対象物に付着した異物を検出するス
テップとをさらに具備する。たとえば、検査対象物を透
過させる光に赤色光を用い、他の光に紫外光を用いる。
シャドウマスク等の検査対象物に赤色光を透過させて検
出した透過像により開口した部分の形状を把握するとと
もに、紫外光を投射して検査対象物の表面に付着した有
機異物によって発せられる青色蛍光により形成される像
より、有機異物の付着の有無やその状態を把握する。

【０００８】

【実施例】シャドウマスクの欠陥を検出するための装置
の一例を図１に示す。透過光源１は、シャドウマスク２
に向けて略平行の赤色光を投射する。落射光源３は、略
平行の紫外光を投射する。フィルタ４は、波長が４００
ｎｍより短い光を選択的に透過させる。ダイクロイック
ミラー５は、波長が約４００ｎｍ以上の光を透過させ、
波長がそれより短い光を反射する。フィルタ６は、波長
が４００ｎｍ以上の光を選択的に透過させる。撮像素子
７は、入射した画像を取り込む。撮像素子７により取り
込まれた画像は、コンピュータ８内の記憶素子８ｂにた
とえば８ビットのデータとして記憶される。ＣＰＵ８ａ
は、記憶素子８ｃに記録されたプログラムを用いて撮像
素子７により取り込んだ画像を解析する。

【０００９】透過光源１より投射された赤色光は、シャ
ドウマスク２を透過した後、撮像素子７に入射する。し
たがって、撮像素子７により取り込まれた赤色光の画像
の濃淡は、シャドウマスク２の孔の形状に対応する。一
方、落射光源３より投射された紫外光は、ダイクロイッ
クミラー５により反射した後、シャドウマスク２の赤色
光が投射された表面とは逆の表面に投射される。シャド
ウマスク２に紫外光が投射されると、その表面に付着し
た有機物により青色の蛍光が発せられる。この有機物よ
り発せられた蛍光は、ダイクロイックミラー５およびフ
ィルタ６を透過して撮像素子７に入射する。この蛍光の
波長は、青色領域のものがほとんどであるため、この蛍
光はシャドウマスク２に向けて投射された赤色光とは混
ざらない。また、シャドウマスク２に投射された紫外光
の反射光は、ダイクロイックミラー５およびフィルタ６
を透過することができないため、撮像素子７には入射し
ない。以上のように、撮像素子７に入射する光は、透過
光源１より投射されシャドウマスク２を透過した赤色光
と、シャドウマスク２の表面の有機物より発せされた青
色光がほとんどを占める。

【００１０】したがって、この赤色光による画像から孔
の形状が検出され、さらに青色光による画像からシャド
ウマスク２の表面に付着した有機物の有無および状態が
検出される。

【００１１】本実施例の欠陥検出方法のフローチャート
を図２に示す。ステップＳ１において、透過光源１より
赤色光を投射し、撮像素子７により赤色の濃淡画像を取
込む。ステップＳ２において、Ｓ１で取込んだ赤色の濃
淡画像のなかで濃度が高い部分を検出する。赤色光は、
透過光源１より投射され、シャドウマスク２を透過した
後に撮像素子７に達したものであるから、画像中濃度が
高い部分は孔部と考えられる。そこで、所定濃度以上の
画素が集中して構成される像（以下、このような部分を
ラベルとする）は、シャドウマスクの孔に対応するとみ
なすことができる。また、濃度が低い部分には赤色光の
透過を遮る金属等があると考えられる。

【００１２】ステップＳ３において、Ｓ２で検出した孔
の中で欠陥部の候補（以下、欠陥候補とする）を抽出す
る。シャドウマスク２の場合、孔の面積が既知かつ一定
であることから、たとえば所定のしきい値を設け、それ
より面積が小さい孔を欠陥候補とする。また、検出した
孔の面積の平均値を基準に所定の範囲を定め、この範囲
に含まれない孔を欠陥候補とすることもできる。なお、
必ずしも検出したすべての孔のの面積の平均値を求める
必要はなく、検出した孔のうち、面積が最大の孔と最小
の孔を除外して算出した孔の平均値を用いてもよい。こ
の方法は、面積が大きい孔が同時に含まれるときなどに
有用である。

【００１３】ステップＳ４において、Ｓ３で欠陥候補と
みなされた孔に対応するラベルの濃度分布から、その孔
が欠陥か正常かを判断する。たとえば、図３の（ａ）に
示すように、複数に分割された円状のラベル１１ａの場
合は、実際の加工工程において対応する孔がそのような
形状に加工されるとは考えにくいため、シャドウマスク
の表面に異物が付着していると判断する。（ｂ）に示す
円の大部分が欠けたラベル１１ｂの場合、斜線で示す円
の欠けた部分の赤色濃度をその他の部分すなわちラベル
１１ｂの赤色濃度が高い部分と比較し、欠けた部分の濃
度比が所定値以下であれば異物が付着していると判断す
る。

【００１４】（ｃ）に示す切り込みが入れられたラベル
１１ｃの場合、切り込み部には細い異物があると考えら
れる。そこで、いったんラベルを膨張させた後収縮させ
る。まず、図４(ａ）に示すように、ラベル１１ｃ（以
下、原図とする）を一旦膨張させたのち、収縮させる。
膨張させることにより、異物の付着によるものと考えら
れる細く切れ込んだ部分が潰される。その後の収縮によ
り、切れ込みは除去されるとともに、本来のラベルの形
状に近い部分は、元の形状にほぼ回復する。したがっ
て、（ｂ）に示すような周縁部の形状がなだらかなラベ
ル１１ｆの場合、膨張・収縮の前後においてほとんど変
化しない。この処理の前後でそれぞれ図５に示すよう
に、ラベル１１のなかで濃度が最大の画素から外周部ま
での距離を複数個求め、これらの値より以下の式（１）
で表される円形度を算出する。上記のような膨張・収縮
によって細い切れ込みが潰れた場合には、その前後で円
形度は非常に小さくなる。したがって、その算出された
円形度の変化が所定の値以下になれば対応する孔に異物
が付着していると判断する。

【００１５】膨張・収縮は、たとえば以下のようにして
行う。まず、図６（ａ）に示すように、原画中のラベル
の各画素１２のうち、ラベルの部分を１で表し、それ以
外の部分を０で表す。この原画を膨張させる場合、
（ｂ）に示すように各画素１２の前後左右に隣接する画
素のうちいずれかが１であれば、その画素も１とする。
それ以外は０とする。一方、図６（ａ）に示す原画を収
縮させる場合、図７に示すように各画素１２の前後左右
に隣接する４つの画素がいずれも１であればその画素も
１とし、それ以外は０とする。もちろん、これに斜めの
位置に隣接する画素を膨張・収縮の基準に含めてもよい
し、画素の大きさに対して異物が大きい場合には、さら
にその周囲の画素がラベルであるか否かをも基準にして
膨張・収縮を行ってもよい。膨張および収縮の条件は、
それぞれ欠陥を検出しようとする対象物に応じて設定す
ることができる。

【００１６】

【数１】

【００１７】（ｄ）に示す三日月状のラベル１１ｄの場
合は、ラベリングしきい値を何段階かに変化させ、その
ときの面積の変化率が所定値よりも大きいと異物とす
る。以上のようにして、異物による検出不良か実際に欠
陥品であるのかを判断する。

【００１８】以降のステップにおいては、さらにシャド
ウマスク表面に付着した異物を精度よく検出する。ステ
ップＳ５において、落射光源３より紫外光を投射し、撮
像素子７より青色画像を取り組む。得られた青色画像を
先のステップにおいて得られた赤色画像のラベルと重ね
合わせて、赤色画像のラベルにおいて円と比較して欠け
た部分に異物があるかどうかを判定する。たとえば、シ
ャドウマスクを透過した赤色光により、図８の（ａ）に
示すようなラベル１２が得られたとする。また、紫外光
の投射により、シャドウマスクの同じ箇所に（ｂ）に示
すような青色のラベル１３が得られたとする。図５の
（ａ）および（ｂ）を比較すると、実際のシャドウマス
ク２の表面には、（ｃ）に示すように、その孔１０の上
面に異物１４が付着していると判断することができる。

【００１９】なお、検出感度を向上するためには、赤色
画像および青色画像を繰り返し複数回か取込み、これら
の画像を重ね合わせる積分処理を行うとよい。また、異
物が検査対象に対して浮いているときのことを考えて、
撮像素子７とレンズ９を上に動かして、さらに同じ処理
を行う。このようにしてシャドウマスクの孔が欠陥部か
異物が付着している正常な孔かの判別ができる。

【００２０】以上と同様の欠陥検出は、図９に示すよう
な樹脂多層回路基板２１に形成されたスルーホール２２
の検査に用いることもできる。回路形成後でなくても、
たとえば回路形成工程において、樹脂多層回路基板２１
の内層となる硬化したプリプレグ２１ａにスルーホール
（インナービアホール）２２ａを形成するために加工さ
れた貫通孔を、それをメッキにより銅等で被覆する前に
検査することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によると、検査対象物の表面に付
着した異物に関わらず、それに形成された貫通孔の形状
欠陥を検出することができる欠陥検出方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の欠陥検出方法に用いる装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】同欠陥検出方法のフローチャートである。

【図３】同欠陥検出方法において得られるラベルの形状
を示すモデル図である。

【図４】同欠陥検出方法における画像の膨張・収縮処理
によるラベルの形状の変化を示すモデル図である。

【図５】同膨張・収縮処理において円形度を算出するた
めのモデル図である。

【図６】同膨張処理の概略を示すモデル図であって、
（ａ）は原図、（ｂ）は膨張処理後のラベルを示す。

【図７】同収縮処理の概略を示すモデル図である。

【図８】同欠陥検出方法の画像解析方法を示すモデル図
であって、（ａ）は赤色光の投射により得られた投影像
であり、（ｂ）は紫外光の投射により得られた青色蛍光
の像であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）より判定さ
れるシャドウマスクの状態を示す図である。

【図９】樹脂多層回路基板の縦断面図である。

【図１０】シャドウマスクの孔の形状欠陥を示す平面図
である。

【符号の説明】

１投下光源２シャドウマスク３落射光源４、６フィルタ５ダイクロイックミラー７撮像素子８コンピュータ８ａＣＰＵ８ｂ、８ｃ記憶素子９レンズ１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ孔１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｆ、１３
ａ、１３ｂラベル１２画素１４異物２１樹脂多層回路基板２１ａ硬化したプリプレグ２２、２２ａスルーホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井彰一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA56 AA68 AB01 BA05 BA06 CA04 CB01 CB02 CB03 EA12 EA16 ED08 5B057 AA01 DA03 DB02 DB06 DB09 DC04 DC09 DC22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の貫通孔を有する検査対象物に前記
貫通孔を透過するように光を投射して、前記検査対象物
の投影像を得るステップと、前記投影像を赤、緑または
青の濃淡画像に変換するステップと、得られた濃淡画像
のうちの少なくとも一つの濃淡画像において濃度が所定
値よりも高い像を検出するステップと、検出された像の
うち面積が所定値よりも小さい像を抽出するステップ
と、抽出された像の濃度の分布に基づいて前記検査対象
物に付着した異物を検出するステップとを具備する欠陥
検出方法。
【請求項２】前記検査対象物に前記光とは色が異なる
他の光を投射し、その反射光または前記検査対象物より
発せられた光からなる像を得るステップと、得られた像
と前記投影像を比較することにより、前記検査対象物に
付着した異物を検出するステップとをさらに具備する請
求項１記載の欠陥検出方法。
【請求項３】前記検査対象物を透過させる光が赤色光
であって、前記他の光が紫外光である請求項２記載の欠
陥検出方法。