JP2529505B2 - 配線パタ―ン検査装置 - Google Patents

配線パタ―ン検査装置

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JP2529505B2 JP4014599A JP1459992A JP2529505B2 JP 2529505 B2 JP2529505 B2 JP 2529505B2 JP 4014599 A JP4014599 A JP 4014599A JP 1459992 A JP1459992 A JP 1459992A JP 2529505 B2 JP2529505 B2 JP 2529505B2
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秀昭 川村
淳晴 山本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板やホトマ
スク等における配線パターンの不良を検査するための配
線パターン検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント基板等の不良の検査は人
間による目視検査に頼っていた。ところが、製品の小型
化や軽量化が進むにつれ、プリント基板の配線パターン
細密化や複雑化がより一層進んでいる。このような状況
の中で、人間が高い検査精度を保ちつつ非常に細密な配
線パターンを、しかも長時間続けることが難しくなって
きており、検査の自動化が強く望まれている。
【0003】配線パターンの欠陥検出装置として、例え
ば、特開平03−252545号公報に記載された内容
がある。この欠陥検出方式は、デザインルール法に基づ
いた特徴抽出方式で、2値画像を用いて配線パターンの
背景側から1画素ずつ削る処理をn回繰り返してスケル
トン画像を得ると共に、削れた対象画素に背景側からの
距離値を付与し距離変換画像を出力し、両者から配線パ
ターンの接続関係を検出すると共に線幅異常の欠陥検出
を行うものである。
【0004】図6は従来例の配線パターン検査装置の実
施例を示すブロック図である。図6において、601は
プリント基板、602はリング状のライトガイドなどの
拡散照明装置604とCCDカメラのような撮影装置6
03を備えた画像入力手段、605は濃淡画像を2値画
像に変換する2値化手段、606は2値画像を用いて背
景から1画素ずつ削り取る細線化処理手段、607は背
景からの最短距離値に変換する距離画像変換手段、60
8は距離変換画像を用いて距離値とある任意の設定閾値
と比較し配線パターン幅の欠陥を検出する欠陥検出手段
を示す。
【0005】図6に基づき、以下にその動作を説明す
る。プリント基板601上に形成された配線パターンを
リング状のライトガイドなどの拡散照明装置604で照
明し、CCDカメラ(1次元または2次元)などの撮影
装置602を備えた画像入力手段603で濃淡画像とし
入力する。本実施例では、ラスタスキャンのイメージで
以後説明するので撮影装置は1次元のCCDカメラを用
いた例を示す。画像入力手段603で得られた濃淡画像
から背景と配線パターンとを分離するために、2値化手
段605である任意閾値と比較し2値画像に変換する。
細線化処理手段606は、2値化手段605からの2値
画像を用いて、配線パターンを背景側から1画素ずつあ
る条件に基づいて削る細線化処理を全画素に対して定め
た回数実施し、削られた対象画素の繰り返し回数とスケ
ルトン画像を出力する。距離画像変換手段607は、細
線化処理手段606からの削られた対象画素の繰り返し
回数を配線パターンの背景からの距離値として付与した
距離変換画像を出力する。欠陥検出手段608は、細線
化処理手段606からのスケルトン画像と距離画像変換
手段607からの距離変換画像から、スケルトン画像に
沿って距離変換画像の距離値と1つ以上の任意の設定閾
値(最小値または最大値)と比較し、配線パターンの線
幅違反の欠陥を検出するものである。
【0006】同時に、スケルトン画像を3×3の走査窓
で走査し、LUTで評価することにより終端およびT分
岐等の配線パターンの接続関係の特徴を検出するもので
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、2値化
画像をデザインルール法に基づき配線パターンの欠陥を
検出する方式について説明した。この方法は、確実に欠
陥が検出でき有望な方法と言えよう。
【0008】しかし、特に線幅異常の場合、欠陥が画素
単位で連続して発生する事になるために発生頻度が多く
なり欠陥検出手段の負担が大きくなるという課題があ
る。
【0009】本発明は上記課題に鑑み、簡単な構成で、
連続した欠陥を一画素に統合することにより発生頻度を
低減した配線パターン検査装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の技術的解決手段は、第1にプリント基板上に形
成された配線パターンを光電変換する画像入力手段と、
前記画像入力手段からの濃淡画像を2値画像に変換する
2値化手段と、配線パターンの線幅を計測し1つ以上の
任意の閾値と比較し線幅異常を検出する欠陥抽出手段
と、前記欠陥抽出手段から検出された連結した線幅異常
画素を孤立点画素になるまで縮退する統合処理手段とか
ら構成したものである。
【0011】第2に、統合処理手段において、前記欠陥
抽出手段から検出された線幅異常画素を任意画素膨張処
理を施した後に孤立点画素になるまで縮退するようにし
たものである。
【0012】
【作用】本発明は、第1にプリント基板上に形成された
配線パターンの線幅を計測し、1つ以上の任意の閾値と
比較し線幅異常を画素単位で検出し、検出された線幅異
常画素を孤立点画素になるまで縮退する統合処理を施す
ことにより連結した線幅異常画素を1つにまとめること
ができ欠陥の発生頻度を低減することができる。
【0013】又、第2に統合処理を行う前に一旦任意画
素膨張処理を施すことにより連結していない周辺の線幅
異常画素を1つにまとめることができるものである。
【0014】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について説明
する。
【0015】図1は本発明の配線パターン検査装置の一
実施例を示すブロック結線図である。図1において、1
01はプリント基板、103はリング状のライトガイド
などの拡散照明装置104とCCDカメラのような撮影
装置102を備えた画像入力手段、105は濃淡画像を
2値画像に変換する2値化手段、106は2値画像から
配線パターンの線幅を計測し1つ以上の任意の閾値と比
較し線幅異常を検出する欠陥抽出手段、107は欠陥抽
出手段106で検出された線幅異常画素を孤立点画素に
なるまで縮退する統合処理手段を示す。108は検出さ
れた欠陥を目視等により確認する確認装置である。
【0016】以上のように構成された配線パターン検査
装置について、その動作を説明する。まず、検査対象で
あるプリント基板101を、CCDカメラ等を用いた画
像入力手段103で撮像し濃淡画像を得る。本実施例で
は、画像入力手段103としてCCDラインセンサカメ
ラを用いた例について説明する。照明系は特に限定しな
いが、基材(ガラスエポキシ等)と銅パターンとの反射
輝度差の大きい600nm付近の波長を用いると容易に
2値化できることは良く知られている。また、最近で
は、超高輝度LED(例えばGaAlAs 660nm
またはInGaAlP 620nm)が商品化されてお
り、ライン上に並べるのも有効な照明方法と言える。得
られた濃淡画像を2値化手段105で、予め濃度ヒスト
グラム等で求めた閾値レベルで2値画像に変換する。こ
こで、配線パターン側を”1”に、基材側を”0”に2
値化するものとする。欠陥抽出手段106は、特に限定
するものでないが画素単位で欠陥が検出される検出方式
であればよい。例えば、従来例で示したように、配線パ
ターンの背景から1画素ずつ削りながら全画素に対して
定めた回数を繰り返し細線化処理し、削られる対象画素
を示すフラグとスケルトン画像を出力するとともに、細
線化処理からの削られる対象画素を示すフラグで細線化
の段数値を背景からの距離値として付与した距離変換画
像を出力する距離画像変換処理を行い、スケルトン画像
に沿って距離変換画像の距離値から求めた線幅と1つ以
上の任意の設定閾値(最小値または最大値)とを比較し
配線パターンの線幅の欠陥を検出する。統合処理手段1
07は、欠陥抽出手段106から検出された線幅異常画
素を縮退処理により孤立点画素の欠陥データに統合する
ものである。確認装置108は、本発明とは直接関与し
ないが、検出された欠陥が真の欠陥かどうかを目視で確
認し、簡単な欠陥は修正するものである。
【0017】以上の動作を繰り返し、順次行うことによ
りプリント基板101の全面について検査することがで
きる。この一連の動作は、適当な信号により同期して行
うものである。
【0018】次に、従来例と異なる統合処理手段107
について図2および図3を用いて詳しく説明する。図2
は、統合処理手段107の詳細ブロック図を示し、以下
に説明する。統合処理手段107は、欠陥抽出手段10
6からの線幅異常画像201を入力し、n段パイプライ
ン接続した縮退処理ユニット202〜204を施し、孤
立点画素に縮退された欠陥画素はI/F205を介して
座標情報がCPUシステム206に通知される。CPU
システム206では、通知された座標情報は一旦メモリ
207に記憶され、一枚分の処理が終了した時あるいは
確認装置108の都合によりメモリ207から読みださ
れI/F208を介して確認装置108に転送される。
ここでは、欠陥情報として、線幅異常のみを取り扱って
いるために座標情報だけ通知するように説明したが、線
幅違反の種類を区別する場合や従来例のようにスケルト
ン画像を用いて配線パターンの接続関係を検出するよう
な場合は、座標情報に欠陥の識別情報を付加して通知す
ることも容易に考えられる。
【0019】次に、1画素の縮退処理ユニットについて
図3を用いて詳しく説明する。縮退処理は、線図形処理
等でよく知られた画像処理手法である。例えば、田
村:”細線化法についての諸考察”.信学会PRL研
資、PRL75ー66(1975)があり、細線化時の
端点条件をはずすことによって全体的に縮退できると記
述されており、図3を用いて以下に説明する。
【0020】縮退処理は、2値画像の外側から1画素削
る処理をn回繰り返すことにより孤立点画素を得るもの
であり、図3に示すように3×3の走査窓で走査し、注
目画素(窓の中央画素d0)が1のとき、近傍8画素d
1〜d8の状態に応じて、注目画素を0(つまり、削る)
に変換するかどうかをLUTを用いて判定するもので、
偶数画素幅のパターンの消去を防ぐために注目画素の消
去判定をサブサイクル302〜305の4回に分けて処
理するものである。n段目の縮退処理からの縮退画像3
01を、1ライン遅延用のラインメモリ306および3
×3走査窓307に入力し、図には記載していないが画
素同期信号のタイミングをとりながら転送していくもの
である。3×3走査窓307の出力をルックアップテー
ブルであるLUT(1)308に入力し、注目画素を消
去するかどうかを判断する。サブサイクル2〜4につい
ても同様の処理を行う。また、LUT(1)〜LUT
(4)には上下左右から削るパターンをそれぞれ登録す
るもので、各LUTは(数1)の消去条件によりテーブ
ル化したものである。
【0021】
【数1】
【0022】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について説明する。図4は本発明の第2の実施例におけ
る配線パターン検査装置の要部である統合処理手段10
7の詳細ブロック図である。第1の実施例と異なる点
は、縮退処理をする前に一旦任意画素サイズの膨張処理
を行うことであり、これは連結した画素以外にも少し離
れた周辺の線幅異常画素も一つに統合しようというもの
である。よって、ここでは図2と異なる膨張処理401
について詳細に説明する。膨張処理は、縮退処理と同様
に線図形処理等ではよく知られた画像処理手法であり、
図5に詳細ブロック図を示し以下に説明する。図5で
は、最大3画素の膨張処理を行う例について説明する。
膨張処理は、遅延用のラインメモリ502と7×7の走
査窓503および演算を行う論理和演算回路504から
構成されており、膨張画素サイズにより走査窓503内
に記述した数字で示した画素の論理和演算を行うもので
ある。例えば、2画素サイズ膨張する場合は、注目画素
(*印)と1および2の数字の画素の論理和演算を行う
ものである。また、506は円形マスク領域を示してお
り、より自然な形で膨らませることができる。
【0023】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明は、第1に
プリント基板上に形成された配線パターンの線幅を計測
し、1つ以上の任意の閾値と比較し線幅異常を画素単位
で検出し、検出された連結した線幅異常画素を孤立点画
素になるまで縮退する統合処理を施すことにより連結し
た線幅異常画素を1つにハードウエアでまとめるもの
で、欠陥の発生頻度を低減するとともに最終的に目視に
よる確認作業の効率化が図れる。第2に、統合処理にお
いて、任意画素サイズ膨張処理を行った後に縮退処理を
施すことにより、少し離れた周辺の線幅異常画素をも1
つに統合することができ、同一の要因で発生した欠陥を
1つにまとめることができ確認作業の効率化が図れ、そ
の効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における配線パターン検
査装置のブロック結線図
【図2】同第1の実施例における配線パターン検査装置
の要部である統合処理手段の詳細ブロック結線図
【図3】同第1の実施例における配線パターン検査装置
の縮退処理を行なう手段の詳細ブロック結線図
【図4】本発明の第2の実施例における配線パターン検
査装置の要部である統合処理手段の詳細ブロック結線図
【図5】同第2の実施例における配線パターン検査装置
の膨張処理を行なう手段の詳細ブロック結線図
【図6】従来の配線パターン検査装置のブロック結線図
【符号の説明】
101 プリント基板 102 CCDカメラ 103 画像入力手段 104 照明手段 105 2値化手段 106 欠陥抽出手段 107 統合処理手段 108 確認手段 201 線幅異常画像 202〜204 縮退処理ユニット 205 I/F 206 CPUシステム 207 メモリ 208 I/F 301 縮退画像n 302〜305 サブサイクル 306 ラインメモリ 307 走査窓 308 LUT1 309 縮退画像n+1 401 膨張処理 501 線幅異常画像 502 ラインメモリ 503 走査窓 504 論理和演算回路 505 膨張出力画像 506 円形マスク領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 秀彦 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番 1号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特公 平7−50037(JP,B2) 特公 平6−10815(JP,B2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板上に形成された配線パター
    ンを光電変換する画像入力手段と、前記画像入力手段か
    らの濃淡画像を2値画像に変換する2値化手段と、配線
    パターンの線幅を計測し1つ以上の任意の閾値と比較し
    線幅異常を検出する欠陥抽出手段と、前記欠陥抽出手段
    から検出された連結した線幅異常画素を孤立点画素にな
    るまで縮退する統合処理手段とを具備した配線パターン
    検査装置。
  2. 【請求項2】 統合処理手段において、欠陥抽出手段か
    ら検出された線幅異常画素を任意画素膨張処理を施した
    後に孤立点画素になるまで縮退することを特徴とする請
    求項1記載の配線パターン検査装置。
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