JPH03252545A

JPH03252545A - 配線パターン検査装置

Info

Publication number: JPH03252545A
Application number: JP2052128A
Authority: JP
Inventors: Yuji Maruyama; 祐二丸山; Atsuharu Yamamoto; 淳晴山本; Hidemi Takahashi; 秀実高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1991-11-11
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0750037B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】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配線パターン検査装置に関する
ものである。

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。

配線パターンの欠陥検出方式として、ジョージ、エル、
シー、サンとアニル、）ｒ＋、’）エイノ、（Ｊｏｒｇ
ｅ　Ｌ、０．８ａｎｚ　ａｎｄ　Ａｎｉｌ　Ｋ、Ｊａｉ
ｎ　：　Ｍａｃｈｉｎｅ−ｖｉｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｉｑ
ｕｅｓ　ｆｏｒ　ｉｎ　５ｐｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒ
ｉｎｔｅｄｗｉｒｉｎｇ　ｂｏａｒｄｓ　ａｎｄ　ｔｈ
ｉｃｋ−ｆｉｌｅｍ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ　、　０ｐｔｉ
ｃｌＳｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ、　Ｖｏｌ
、３．　Ｎｏ、　９／ｓｅｐｔｅｍｂｅｒｐｐ　１４６
５〜１４８２．１９８６）らにより数多くの方式が紹介
されており、主にデザインルール法と比較法の２つの方
式に分類することができる。しかし、これらの方法は一
長一短がある。

中でも、将来有望な興味深い方式としては、ジョナ、マ
ンデビル（Ｊｏｎｒ　、Ｍａｎｄｅｖｉｌｅ　：　”Ｎ
ｏｖｅｌ　ｍｅ−ｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ
　ｏｆ　ｐｒｉｎｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｍａｇｅ
ｓ　。

ＩＢＭ　Ｊ、Ｒｅｓ、ＤＥＶＢＬＯＰ、、　ＶＯＬ、２
９．　ＮＯ，１。

ＪＡＮＵＡＲＹ、　１９８５　）の方式があり、２値化
した画像データを収縮または膨張させたのち細線化し、
配線パターンの欠陥を検出する方法であり、以下に従来
例として説明する。

第６図に、欠陥検出の処理の流れを示す。同図（ａ）〜
（ｄ）は断線の検出を示し、同図（ｅ）〜（ｈ）はショ
ートの検出を示している。

（ａ）は、欠陥画像を示しており、ｂ点および０点が線
幅異常や断線の致命的欠陥とし、ａ点は欠陥としないも
のとする。第１ステツプとして（ｂ）では、画像の収縮
処理（周辺から一画素ずつ削り取る処理）を行う。この
処理により、（ｂ）の欠陥が断線となる・第２ステツプ
として（ｃ）では、細線化処理（周辺から一本の線にな
るまで一画素ずつ削り取る処理）を行う。これにより、
配線パターンは一本の線となる。第３ステツプとして（
ｄ）では、３ｘ３論理マスクを走査させＬＵＴ　（ルッ
ク・アップ・テーブル）を参照しながら欠陥の検出を行
い、ｂ点および０点が断線として検出できる。さらに、
端子部と配線パターンとの接合点も検出している。

次に、ショートおよび線間異常について（ｅ）〜（ｈ）
の処理の流れに沿って説明する。

（ｅ）は、欠陥画像を示し、ｂ点および０点を線間異常
とショートの致命的欠陥としている。第１ステツプとし
て（ｆ）では、画像の膨張処理（周辺画素から一画素ず
つ膨らませる）を行い、これによりｂ点がショート状態
になる。第２ステツプとして（ｇ）では、細線化処理を
行い、−本の線にする。第３ステツプとして（ｈ）では
、３×３論理マスクを走査させＬＵＴ（ルック・アップ
・テーブル）を参照しながら欠陥の検出を行い、ｂ点お
よび０点がＴ分岐として、つまりショートとして検出で
きる。

以上のようにして、断線や線幅異常およびショートや線
間異常が検出できる。

なお、細線化処理および膨張処理等の画像処理手法につ
いては、森俊二、板倉栂子著：”画像認識の基礎［Ｉ］
“、オーム社に詳しく記載されているので詳細な説明は
省略した。

発明が解決しようとする課題さて、２値化画像を収縮や膨張し、欠陥を助長した上で
細線化し３Ｘ３の論理マスクを走査し欠陥を検出する方
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。

しかし、最小線幅および最小線間の設定が複数の場合、
画像の収縮や膨張および細線化処理プロセスを複数必要
となり、ハードウェアの負担が大きくなる。また、欠陥
を助長する処理のために、線幅異常と断線あるいは線間
異常とショートの分類ができないなど課題がある。

本発明は上記課題に鑑み、簡単な構成で、各種の線異常
を分類・検出できる配線パターン検査装置を提供するも
のである。

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、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
り返し細分化処理し、削られる対象画素の繰り返し回数
とスケルトン画像を出力する細線化処理手段と、前記細
線化処理手段からの削られる対象画素の繰り返し回数を
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
る距離画像変換手段と、前記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）とを比較し配線パターン幅の欠陥を検
出する欠陥検出手段とから構成したものである。

作用本発明は、プリント基板上に形成された配線パターンな
光電変換し、得られた濃淡画像を２値化手段により２値
画像とする。２値画像を用いて、配線パターンの各画素
の背景から１画素ずつ削り取るような細線化処理をする
とともに削り取られた画素に背景からの距離値を付与し
、スケルトン画像と距離変換画像とを得る。注目画素が
スケルトン画像位置にあるとき、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
を比較し配線パターン幅の欠陥を検出するもので、距離
変換画像に変換することにより直接距離値即ち配線パタ
ーン幅が認識できるために簡便に検査できる。

実施例以下、第１図を参照しながら本発明の実施例について説
明する。

第１図は本発明の配線パターン検査装置の一実施例を示
すブロック図である。第１図において、１０１はプリン
ト基板、１０２はリング状のライトガイドなどの拡散照
明装置１０４とＣＣＤカメラのような撮像装置１０３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値画像を用いて背景から
１画素ずつ削り取る細線化処理手段、１０７は背景から
の最短距離値に変換する距離画像変換手段、１０Ｂ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
。

第１図に基づき、以下にその動作を説明する。

プリント基板１ｏ１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１０４で照明
し、ＣＣＤカメラ（１次元または２次元）などの撮像装
置１０３を備えた画像入力手段１ｏ２で濃淡画像とし入
力する。本実施例では、ラスクスキャンのイメージで以
後説明するので撮像装置は１次元のＣＣＤカメラを用い
た例を示す。

画像入力手段１０２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１０５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
１０６は、２値化手段１０６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１０７は、細線化処理手段１
０６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１０８は、細線化処理手段１０
６からのスケルトン画像と距離画像変換手段１０７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、配線パターン幅の欠陥を検出する
ものである。

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
。

次に、細線化処理手段１０６、距離画像変換手段１０７
および欠陥検出手段１０Ｂについて、第２図〜第６図を
用いてさらに詳しく説明する。

細線化処理は、配線パターンを外側から１画素削る処理
をｎ回繰り返すことにより細線化画像（スケルトン画像
）を得るものであり、細線化処理の一般的な手法を第２
図（ｂ）〜（ｆ）を用いて説明する。

２値画像を第２図（ｂ）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≠）が１のとき、近傍
８画素ｄ１〜ｄ８の状態に応じて、注目画素な０（つま
り、削る）に変換するかどうかをＬＵＴを用いて判定し
、注目画素の消去判定を４回に分けて処理する。この理
由は、偶数画素幅のパターンの消去を防ぐためのもの、
Ｌ　ｔｙ　Ｔ　（Ａ）〜Ｌ　Ｕ　Ｔ　（Ｄ）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その一例
を第２図（ｃ）〜（ｆ）に示す。

第２図（ａ）を用いて、配線パターンの背景側から１画
素削る細線化処理の詳細ブロック図を示し、以下に説明
する。

２値化手段１０６からの２値画像２０１を、１ライン遅
延用のラインメモリ２０２および３×３走査窓２０３に
入力し、図は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２０３の出力をルックアップテーブルであるＬＵＴ（
Ａ）２０４に入力し、注目画素を消去するかどうかを判
断する。同様のことを、カスケード接続し４回繰り返し
１画素削れたスケルトン画像２１６を出力するもので、
削りたい任意画素数分同一の処理をすれば細線化画像（
スケルトン画像）を得ることができる。さらに、２値画
像２０１をスケルトン画像２１６と同期を取るために遅
延メモリ２１３で遅延し、スケルトン画像２１６と遅延
メモリ２１３で遅延した２値画像との排他的論理和２１
４を取ることで削られた対象画素を示すフラグ２１６を
出力する。

次に、第３図に距離画像変換手段の詳細プ０．７り図な
示し、以下に説明する。

まず、細線化処理手段１０６は、１画素細線化処理ブロ
ック３０１をｎ段接続し、スケルトン画像３１２および
１画素細線化処理ブロック３０１の各段からの削られた
対象画素を示すフラグを出力している。距離画像変換手
段１０７では、１画素細線化処理ブロック３０１の各段
に対応したセレクタと多値のラインメモリから構成され
最終段からは距離変換画像３１３が出力される。

最初は、１画素細線化処理ブロック＃１からのフラグで
セレクタ３０２の距離値″′０“または１″のどちらか
を選択し、ラインメモリに記憶する。つまり、フラグが
１なら距離値１　を選択する。次に、１画素細線化処理
ブロック＃２かものフラグでセレクタ３０４で、ライン
メモリ３０３からのデータか距離値”２″のどちらかを
選択し、前処理結果と合成する。この処理を、１画素細
線化処理プロロク＃ｎまで繰り返すことで、最終的に各
段で得られた距離値の合成結果として距離変換画像３１
３を得ることができる。

次に、第４図に欠陥検出手段１０Ｂの詳細ブロック図を
示し以下に説明する。

細線化処理手段１０６からのスケルトン画像４０１と距
離画像変換手段１０７かもの距離変換画像４０２を入力
する。距離変換画像４０２は、配線パターン幅の許容値
を示す任意閾値と比較されるが、本実施例では２つの任
意閾値である設定値Ａ４０６（最小値）と設定値Ｂ　４
０７　（最大値）の例について説明する。距離変換画像
４０２は、同期を取るためのレジスタ４０３を介して比
較器４０４および４０６に入力され、配線パターン幅の
許容値を示す設定値Ａ　４０６と設定値Ｂ４Ｏ７と比較
されて、論理和４０８が取られ欠陥が検出される。さら
に、スケルトン画像４０１と論理積４０９が取られ、ス
ケルトン画像上に発生した欠陥のみ欠陥情報として出力
される。

才た、欠陥情報として、座標データや欠陥の種類などを
出力することも容易に実現できることも付は加えておく
。

さらに、スケルトン画像を３×３の走査窓で走査し、Ｌ
ＵＴで評価することにより終端およびＴ分岐等の欠陥検
出も容易に実現できることは、従来例からも明らかであ
り詳細の説明は省略した。

第５図に本発明で処理した例を示す。

囚は配線パターンの線幅異常の欠陥を含む２値画像を示
す。（Ｂ）は細線化処理されたスケルトン画像と２値画
像を示す。（Ｃ）は距離変換された距離変換画像を示す
。（Ｄ）は欠陥検出によって得られた欠陥検出例を示す
。本実施例では、最小線幅７画素以下および最大線幅１
３画素以上を線幅異常として検出している。

発明の効果以上述べてきたように本発明の効果は、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
、両者から欠陥検出を行うものである。これにより、ス
ケルトン画像と距離変換画像を同時に得られるために、
複数の線幅の許容閾値を容易に設定できる。よって、本
発明は簡単な構成で、各種の線異常を分類・検出でき、
その効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一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、第２図（ａ）は同装置る距離画像
変換手段の詳細ブロック図、第４図は同装置における欠
陥検出手段の詳細ブロック結線図、第６図Ｃａ）〜（ｄ
）は本発明の処理状態を示す図、を示す図である。１０１・・・プリント基板、１０２・・・画像入力手段
、１０３・・・撮像装置、１０６・・・２値化手段、１
０６・・・細線化処理手段、１０７・・・距離画像変換
手段、１０８・・・欠陥検出手段、２０２・・・ライン
メモリ、２０３・・・３×３走査窓、２０４−Ｌ　Ｕ　
Ｔ。

Claims

【特許請求の範囲】

　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、配線パターンの背
景側から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細線化処理手段と、
前記細線化処理手段からの削られた対象画素の繰り返し
回数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手段と、前記スケルトン画像に沿
つ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）とを比較し、配線パターン幅の
欠陥を検出する欠陥検出手段とを具備した配線パターン
検査装置。