JPH04319649A - スルーホール検査装置 - Google Patents

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】

【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パ
ターン検査において、特にスルーホール検査装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板への電子部品実装の高密度
化に伴い、配線パターンの細密化が進んでいる。従来、
プリント基板等の不良検査は人間による目視検査が行わ
れてきたが、配線パターンの細密化により検査精度を維
持しつつ長時間に亘り検査作業を続けることが困難にな
ってきており、検査の自動化が要望されている。

【０００３】以下に従来のスルーホール画像のパターン
検査装置について図面を参照して説明する。図３は、従
来の配線パターン検査装置のブロック構成図である。図
３において、３０１はプリント基板、３０２は３０４の
リング状ライトガイドなどの拡散照明装置と３０３のＣ
ＣＤセンサカメラなどの撮像装置を備えた画像入力部、
３０５は透過光を変調し変調光を生成する変調光発生部
、３０６は濃淡画像を２値化する２値化処理部、３０７
は２値画像のパターンのエッジを検出するエッジ検出部
、３０８はエッジ画像を膨張する膨張処理部（１）、３
０９は膨張処理部（１）３０８の出力画像を収縮する収
縮処理部、３１０は収縮処理部３０９の出力画像を膨張
する膨張処理部（２）、３１１は２値化処理部３０６か
らの２値画像と膨張処理部（２）からの２値画像とから
ランド等の欠陥を検出するための欠陥検出部をそれぞれ
示している。

【０００４】以上のように構成されたスルーホール検査
装置において、以下その動作について説明する。プリン
ト基板３０１上に形成された配線パターンの上方から、
リング状ライトガイドなどの拡散照明装置３０４で照明
し、ＣＣＤセンサカメラなどの撮像装置３０３を備えた
画像入力部３０２で配線パターンを濃淡画像として読み
取る。このときに同時にプリント基板の下方から、変調
光発生部３０５により所定の周期で変調された光を照射
し、画像入力部３０２に入力する。この変調光発生部３
０２は１次元ＣＣＤセンサカメラ等の水平同期信号に同
期して１周期毎に点滅させ、透過光の振幅を変調する。 プリント基板３０１は図示しない移動テーブル上に設置
され、前記ＣＣＤセンサカメラによって走査されるため
、撮像装置３０３から得られる濃淡画像はスルーホール
領域において副走査方向に１ライン毎に画信号レベルが
変調された画像となる。２値化処理部３０６では、撮像
装置３０３からの濃淡画像を所定の閾値と比較し、配線
パターン部を１、基材部を０とする２値画像に変換する
ためスルーホール領域は副走査方向に１と０が交番した
縞状パターンの画像になる。図４にこの２値化した際の
スルーホール画像の模式図を示すが、スルーホール部が
縞パターンとなっている様子を表している。エッジ検出
部は前記２値化処理部３０６からの２値画像を輪郭画像
に変換する。膨張処理部（１）３０８は前記輪郭画像を
所定の画素数太らせ、スルーホール領域を塗りつぶす。 この方法によればスルーホール領域は輪郭線が１画素間
隔である事から、１画素の膨張によりスルーホール領域
を塗りつぶすことができる。収縮処理部３０９は膨張処
理部３０８からの２値画像を所定サイズ収縮し、スルー
ホール領域以外の輪郭画像を消去する。膨張処理部（１
）３０８によって輪郭が１画素膨張して３画素幅になっ
ているので、例えばパターンの両側から２画素収縮すれ
ば、スルーホール領域以外の輪郭は消去され、スルーホ
ール領域のみが分離される。膨張処理部（２）３１０は
、収縮処理部３０９からの２値画像を所定サイズ膨張し
スルーホールのサイズを元にもどす。更に、収縮処理部
３０９までの一連の処理でスルーホール領域が１画素収
縮しているので、１画素膨張することによりスルーホー
ルは元のサイズにもどる。欠陥検出部３１１は２値化処
理部３０６からの２値画像と膨張処理部（２）３１０か
らのスルーホール画像を用いて、ランド部と導体部を分
離して、欠陥の検出を行うものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したスル
ーホール画像のパターン検査装置ではプリント基板の板
厚が厚い場合に、スルーホール部がランド部全体に亘り
一様な縞パターンとして得られない欠点を有しており、
従来例のような構成では配線パターン部とスルーホール
領域を分離してもスルーホール部の形状が正しく円形状
にならない場合があった。この理由は以下の如くである
。例えば、撮像装置として５０００素子の一次元ＣＣＤ
カメラを使用して配線パターンを読み取る場合には、通
常使われているＣＣＤセンサーの１画素幅は７ミクロン
であるので１対２の撮像倍率で配線パターンを読み取る
と、その画素分解能は１画素１４ミクロンとなりＣＣＤ
センサで読み取られる幅は７０ミリに及ぶ。従って、プ
リント基板の板厚が薄いと問題ないが、板厚が厚くなる
と透過変調光はスルーホール部の深さ方向に影響されて
撮像装置に到達する透過変調光がけられてしまう。これ
はスルーホールの穴径が小さい程、更に前記の様な幅の
広い配線パターンの端部に於いては特にこの影響が顕著
でスルーホール縞パターンが三日月状となる。図５は上
記の撮像条件の時の例を示す。図のように配線パターン
の左端、右端でこの影響が顕著であることが良くうかが
える。この状態では、前述した如くランド部と導体部を
分離しても、正しい欠陥検出が出来なかった。

【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑み、プリント
基板のスルーホール部の検査に際し、透過変調光による
縞パターンが必ずしも円形状として得られなくとも、配
線パターンとスルーホール部を良好に分離しスルーホー
ルのランド部の座切れなどの検査ができるスルーホール
検査装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の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学的に検出し光電変換する画像入
力手段と、前記プリント基板を透過光源により所定の周
期で変調した光を照射する変調光発生手段と、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、前記２値化手段からの２値パターンのエッジを検
出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段からのエ
ッジ画像を膨張する第１の膨張手段と、前記第１の膨張
手段からの２値画像を収縮する第１の収縮手段と、前記
第１の収縮手段からの２値画像を膨張する第２の膨張手
段により得られた２値画像を、前記２値化手段からの２
値画像を反転し、前記反転２値画像を膨張する第３の膨
張手段と、前記第３の膨張手段からの２値画像を収縮す
る第２の収縮手段とにより得られた２値画像とを、論理
積手段によりスルーホール画像の中心部を抽出し、前記
論理積手段により得られた２値画像を第４の膨張手段に
よりスルーホール画像として検出することによりランド
部と導体部を分離し、ランドの欠陥検出を行う欠陥検出
手段から構成したものである。

【０００８】

【作用】本発明は、第１にプリント基板上の配線パター
ンの反射光とスルーホールを透過する変調光を光電変換
して読み取られる濃淡画像を２値化し、反射光イメージ
と透過光イメージが混在する２値画像から膨張・収縮処
理により得られたスルーホール画像と、更に前記２値画
像の反転画像から膨張・収縮処理により得られたもう一
方のスルーホール画像との中心合わせによる論理積処理
により完全にスルーホール領域を分離し、かつ円形状の
スルーホール画像として得られるため、スルーホール領
域のパターンの幅検査、座切れ検査等多様な検査が可能
となる。第２に分離しスルーホール像を元の画像と重ね
合わせてスルーホール領域を塗りつぶした画像を生成す
ることにより、簡易な構成でスルーホール加工前の基板
と同じ画像を得ることができ、スルーホール領域におい
て誤報を発生することなく配線パターン検査が可能とな
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例によるスルーホ
ール検査装置のブロック構成図である。図１において、
１０１はプリント基板、１０２は１０４のリング状ライ
トガイドなどの拡散照明装置と１０３のＣＣＤセンサカ
メラなどの撮像装置を備えた画像入力手段、１０５は透
過光を変調し変調光を生成する変調光発生手段、１０６
は濃淡画像を２値化する２値化手段、１０７は２値画像
のパターンのエッジを検出するエッジ検出手段、１０８
はエッジ画像を膨張する第１の膨張手段、１０９は前記
第１の膨張手段１０８の出力画像を収縮する第１の収縮
手段で、従来例の構成と同様である。１１０は前記収縮
手段１０９の出力画像を膨張する第２の膨張手段、１１
１は前記２値化手段からの２値画像を反転する反転器、
１１２は前記反転器よりの２値画像を膨張する第３の膨
張手段、１１３は前記第３の膨張手段からの２値画像を
収縮する第２の収縮手段、１１４は前記第２の膨張手段
１１０より得られた２値画像と、前記第２の収縮手段１
１３より得られた２値画像との論理積を行う論理積手段
、１１５は前記論理積手段１１４により得られたスルー
ホール画像の中心部を膨張する第４の膨張手段、１１６
は前記２値化手段１０６からの２値画像と前記膨張手段
１１５からの２値画像とからランド等の欠陥を検出する
欠陥検出手段を示す。

【００１１】以上のように構成されたスルーホール検査
装置において、以下その動作について説明する。プリン
ト基板１０１上に形成された配線パターンの上方から、
リング状ライトガイドなどの拡散照明装置１０４で照明
し、ＣＣＤセンサカメラなどの撮像装置１０３を備えた
画像入力手段１０２で濃淡画像として入力する。このと
きに同時にプリント基板の下方から、変調光発生手段１
０５により所定の周期で変調された光を照射し、画像入
力手段１０２に入力する。本実施例では撮像装置１０３
として１次元ＣＣＤセンサカメラを用いた例を示す。 又、配線パターンとスルーホール部の分離する方法とし
て大別すると、２センサで照射する照明を２波長とする
波長で分離する方法と画像データからスルーホールを分
離する方法とがある。本実施例では、画像データから分
離する方法で、下方からの照明をＣＣＤカメラの水平周
期で変調しスルーホール部を縞パターンとして容易に分
離できる方法を用いて説明する。プリント基板１０１は
図示しない移動テーブル上に設置され、移動テーブルと
同期してＣＣＤカメラを駆動することにより、撮像装置
１０３から得られる濃淡画像はスルーホール領域におい
て副走査方向に１ライン毎にに画信号レベルが変調され
た画像となる。２値化手段１０６では、撮像装置１０３
からの濃淡画像を所定の閾値と比較し、配線パターン部
を１、基材部を０とする２値画像に変換する。２値化に
よってスルーホール領域は副走査方向に１と０が交番し
た縞状パターンの画像が得られる。エッジ検出手段は前
記２値化手段１０６からの２値画像を輪郭画像に変換す
る。第１の膨張手段１０８は前記輪郭画像を所定の画素
数太らせ、スルーホール領域を塗りつぶす。本実施例で
はスルーホール領域は輪郭線が１画素間隔で並んでいる
ため、１画素の膨張によりスルーホール領域を塗りつぶ
すことができる。第１の収縮手段１０９は、第１の膨張
手段１０８からの２値画像を所定サイズ収縮し、スルー
ホール領域以外の輪郭画像を消去する。第１の膨張手段
１０８によって輪郭が１画素膨張して３画素幅になって
いるので、例えばパターンの両側から２画素収縮すれば
、スルーホール領域以外の輪郭は消去され、スルーホー
ル領域が分離される。ここまでの動作は従来と同様な方
法で行われる。しかしながら、この状態は、前述した如
く配線パターン基板の板厚が厚くなり、又読み取り幅が
広くなると透過変調光はスルーホール部の深さ方向に影
響されて撮像装置に到達する透過変調光がけられてしま
うため、得られたスルーホール画像は三日月状となりス
ルーホール部のランド形状を正しく反映していなくなる
。これはスルーホールの穴径が小さい程、更に幅の広い
配線パターンの端部に於いては特にこの影響が顕著であ
る。このため、２値化手段１０６により得られた２値画
像を反転器１１１により反転したネガ画像を使用し、第
３の膨張手段１１２により１画素膨張すれば、スルーホ
ール部のランドは完全に円状で、かつその形状を正しく
反映した画像として得られるので、正確なスルーホール
部の中心位置として参照できる事になる。従って、これ
を第２の収縮手段１１３により所定の画素収縮した２値
画像と第２の膨張手段１１０により所定の画素膨張した
スルーホール画像を論理積手段１１４により論理積をと
れば、２値ネガ画像の中に含まれていたスルーホール領
域以外の配線パターンは消去され、得られたスルーホー
ル画像はランド部の中心位置を反映した円状ものとなる
。この場合、第２の膨張手段１１０の膨張画素サイズ、
及び第２の収縮手段１１３の収縮画素サイズは第１の収
縮手段１０９により得られるスルーホール画像の大きさ
、真円度、及び中心からの偏りによって決定される。こ
のように論理積手段１１４により得られたスルーホール
画像を第４の膨張手段１１５により所定サイズ膨張し、
スルーホールのサイズを元にもどす。欠陥検出手段１１
６は２値化手段１０６からの２値画像と第４の膨張手段
１１５からのスルーホール画像を用いて、ランド部と導
体部を分離して、欠陥の検出を行う事ができる。 図２に以上の処理概要のフローを示す。この図から本実
施例の効果が良く理解することができる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明は、１つの撮像装置
でプリント配線パターンの反射光像と透過光像とを検出
し、縞パターンとなったスルーホール画像を得、２値化
の後エッジを検出し、膨張・収縮処理により得られたス
ルーホール画像と、更に前記縞パターンの反転画像から
膨張・収縮処理により得られたもう一方のスルーホール
画像との中心合わせによる論理積処理によりスルーホー
ル領域を分離し、かつ円形状のスルーホール画像として
検出できるため、従来困難であった板厚の厚いプリント
基板や幅の広い画像読み取りでも忠実に、簡易な構成で
スルーホール領域の抽出ができ、スルーホールパターン
の幅検査、座切れ検査等多様な検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるスルーホール検査装
置のブロック結線図

【図２】同実施例によるスルーホール検査装置の処理概
要のフローを示す図

【図３】従来のスルーホール検査装置のブロック結線図

【図４】スルーホールの縞パターンを示す２値画像を示
す図

【図５】スルーホール縞パターンの撮像例を示す図

【符号の説明】

１０１　　プリント基板 １０２　　画像入力手段 １０３　　ＣＣＤセンサカメラ １０４　　リング状ライトガイド １０５　　変調光発生手段 １０６　　２値化手段 １０７　　エッジ検出手段 １０８　　第１の膨張手段 １０９　　第１の収縮手段 １１０　　第２の膨張手段 １１１　　反転器 １１２　　第３の膨張手段 １１３　　第２の収縮手段 １１４　　論理積手段 １１５　　第４の膨張手段 １１６　　欠陥検出手段

Claims (1)

【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
   ーンを光学的に検出し光電変換する画像入力手段と、前
   記プリント基板を透過光源により所定の周期で変調した
   光を照射する変調光発生手段と、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、前記２
   値化手段からの２値パターンのエッジを検出するエッジ
   検出手段と、前記エッジ検出手段からのエッジ画像を膨
   張する第１の膨張手段と、前記第１の膨張手段からの２
   値画像を収縮する第１の収縮手段と、前記第１の収縮手
   段からの２値画像を膨張する第２の膨張手段により得ら
   れた２値画像を、前記２値化手段からの２値画像を反転
   し、前記反転２値画像を膨張する第３の膨張手段と、前
   記第３の膨張手段からの２値画像を収縮する第２の収縮
   手段とにより得られた２値画像とを、論理積手段により
   スルーホール画像の中心部を抽出し、前記論理積手段に
   より得られた２値画像を第４の膨張手段よりスルーホー
   ル画像として検出することによりランド部と導体部を分
   離し、ランドの欠陥検出を行う欠陥検出手段とを具備す
   るスルーホール検査装置。