JP2000046745A

JP2000046745A - 配線パターン検査装置

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Publication number: JP2000046745A
Application number: JP10216772A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okada; 雅弘岡田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2000-02-18
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: DE69935793D1; EP1109009A4; DE69935793T2; US6636632B2; EP1109009B1; US20010053242A1; EP1109009A1; WO2000006997A1; AU4930799A; JP4071866B2

Abstract

(57)【要約】【課題】非貫通穴についても高精度に最小限の穴マス
クを生成し，非貫通穴の周辺における検査の信頼性を確
保しつつ，非貫通穴に起因する虚報の発生を抑えた配線
パターン検査装置を提供すること。【解決手段】２値化パターン画像に含まれる各画素に
ついて，着目画素Ａから各方角ごとに暗画素がいくつ続
いているかをカウントし径判定値を出力する。ここで，
各方角とも同一の着目画素Ａからカウントすることとし
たので，暗画素が１画素幅で続いているような部分も見
逃さずに抽出される。このため，ビアホール等において
いびつな形状の暗画素群が形成されていても，もれなく
抽出してマスク信号とすることができる，ビアホール等
をぎりぎり被覆する適切なマスクを作成できる。これに
より，ビアホール等に起因する虚報の発生を排除しつ
つ，かつ検査漏れも防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，例えばプリント配
線板などの被検査体であって層間導通穴のような検査対
象外部分を有するものについてその表面に形成された微
細な配線パターンの良否を検査する配線パターン検査装
置に関する。さらに詳細には，フォトビアホールのよう
な非貫通の検査対象外部分についても適用でき，誤検出
なくかつ検査漏れを排除した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】この種の配線パターン検査装置では，プ
リント配線板などの被検査体に，欠陥と誤判定されやす
い形状が含まれている場合がある。このため，そのよう
な形状が含まれる部分を検査対象外としなければならな
い。スルーホールやフォトビアホールのような層間導通
穴等（以下，「ビアホール」という）の部分がこれに該
当する。そこで従来，例えば特開平６−２９４６２６号
公報に記載されている配線パターン検査装置では，被検
査体を撮像して得られたパターン画像と，別に作成され
た穴マスク画像とに基づいて真の欠陥データを抽出する
ことにより，配線パターンの良否検査を行うものであ
る。すなわち，パターン画像に含まれる欠陥候補データ
のうち，穴マスク画像と一致しないものが真の欠陥デー
タである。この穴マスク画像は，パターン画像のうちス
ルーホールであると思われる形状を有する部分を示す穴
計測信号と，被検査体の仕様から得られた穴認識有効信
号とを比較対照して作成される。

【０００３】ここにおいて，パターン画像からの穴計測
信号の抽出は，次のようにして行われていた。すなわ
ち，図１１に示すように，２値化されたパターン画像中
の暗画素が４つ集まっている箇所から，Ｎ，ＮＥ，Ｅ，
ＳＥ，Ｓ，ＳＷ，Ｗ，ＮＷの８つの方角ごとに暗画素が
いくつ続いているかをカウントする。そして，暗画素が
続いている個数が，どの方角についても所定の範囲（ス
ルーホール半径に対応する個数の上限値と下限値）内で
あれば，その箇所の各画素について穴計測信号をオンと
するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記し
た従来の配線パターン検査装置には，以下に説明する問
題点があった。すなわち，スルーホールのような貫通穴
には対応できるが，レーザ加工されたブラインドビアホ
ールやフォトビアホールのような非貫通穴には対応でき
ないのである。その原因は，スルーホールとフォトビア
ホール等との，２値化されたパターン画像上での違いに
ある。すなわちスルーホールは貫通穴であるため，その
内部の画素は２値化されれば必ず暗画素となる。このた
めスルーホールは，２値化されたパターン画像上では図
３に示すようなほぼ円形の暗画素の固まりとして現れる
ことになる。だからこそ図１１のような計測で認識でき
るのである。なお，図３中の数字「１」は明レベルを，
「０」は暗レベルを，それぞれ示している（図４，図１
３等においても同じ）。

【０００５】これに対しフォトビアホール等は，底面の
銅が鈍く光るため，必ずしもその全体が暗画素となるわ
けではない。このため，２値化されたパターン画像上で
図４に示すようにいびつな形状の暗画素領域として現れ
る場合がある。その暗画素領域には，１画素分の幅しか
ない部分Ｔもあり得る。そのような部分Ｔで図１１の計
測を行おうとすると，図１２に示すように，カウント開
始画素が暗画素とならない方角（Ｎ，ＮＥ，ＮＷ）が出
てしまう。このためこの部分Ｔについては穴計測信号を
オンとすることができない。すなわち，この部分Ｔでは
図１１のような計測はできないのである。なお，図１２
において，方角記号の右に付した記号「×」は，その方
角のカウントができないことを示している。また，方角
記号の右の括弧内の数字は，カウントができた方角につ
いてのカウント数を示している（図１３等においても同
じ）。

【０００６】また，図４の形状中の部分Ｔ以外の領域に
着目した場合には，図１１のような計測が一応は可能で
あるように見える。しかしながら，その計測値のすべて
が所定の範囲内にあるわけではないので，図１１の計測
が実際に可能なのは極めて限られた範囲でしかない。こ
のため，フォトビアホール等の被覆性が悪く，適切な穴
マスク画像を作成することができなかった。この結果，
配線パターンの検査の際，虚報が多く出て不便であっ
た。

【０００７】なお，図１２において，各方角の暗画素数
の和をとれば，図４の部分Ｔでも和の値は正の有限値
（３＋１＋１＋１＋２＝８）となる。したがって，和の
値に一定の上限値を設定しておけば，図１１のような計
測でも部分Ｔを認識することが可能である。しかしなが
らこの場合には，図１３に示すように，フォトビアホー
ル等の径と一致した幅の線間Ｚを有する並列パターンを
測定したときに和の値（４＋４＋４＝１２）が上限値以
下となることがある。すなわち，フォトビアホール等で
ない場所をフォトビアホール等と認識してしまうのであ
る。もしその近くに穴認識有効信号があれば，不要な穴
マスクが生成され，検査の信頼性が落ちてしまうことと
なる。また，パターン画像にアフィン変換（平行移動，
倍率補正，回転移動）を施してマッチングさせることも
考えられるが，検査タクトが大幅に低下してしまう。

【０００８】本発明は，前記した従来の技術が有する問
題点の解決を目的としてなされたものである。すなわち
その課題とするところは，非貫通穴についても適切に暗
画素部分を認識し，高精度に最小限の穴マスクを生成す
ることにより，非貫通穴の周辺における検査の信頼性を
確保しつつ，非貫通穴に起因する虚報の発生を抑えた配
線パターン検査装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題の解決のために
なされた本発明に係る配線パターン検査装置は，パター
ン画像作成手段と，径判定手段と，マスク認識領域作成
手段と，マスク候補認定手段と，マスク作成手段と，検
査手段とを有している。パターン画像作成手段は，被検
査体の配線パターンを読み取って得た画素データからな
るパターン画像を作成するものである。この画素データ
は，２値化されたデータであってもよい。径判定手段
は，前記パターン画像に含まれる各画素について，その
画素から同種の画素が続いている個数を複数の方角につ
いて計数するとともに，各方角ごとにその計数値と所定
の値との大小を判定するものである。マスク認識領域作
成手段は，前記被検査体において検査対象外領域が存在
しうる範囲を示すマスク認識有効信号を作成するもので
ある。マスク候補認定手段は，前記径判定手段の判定結
果に基づいてその画素がマスク候補画素か否かを認定す
るものである。マスク作成手段は，前記マスク候補画素
と前記マスク認識有効信号とを対比してマスク画像を作
成するものである。検査手段は，前記パターン画像のう
ち前記マスク画像以外の部分から，欠陥形状を抽出する
ものである。

【００１０】この配線パターン検査装置では，まず被検
査体の配線パターンが読み取られる。そして，読み取ら
れた配線パターンの画像に含まれる各画素データによる
パターン画像が作成される。画素データが２値化されて
いる場合には，パターン画像中の各画素は，暗画素か明
画素かのいずれかである。通常，配線パターン上の画素
は明画素となり，パターン間の画素は暗画素となる。ビ
アホールの穴内の画素は，すべて暗画素となるのが理想
的である。しかし実際には２値化前の明度値がランダム
な値になっていることが多く，２値化により一部は明画
素となってしまい，いびつな形状の暗画素群となること
がある。ここまでの操作は，パターン画像作成手段によ
り行われる。

【００１１】そして，パターン画像に含まれる各画素に
ついては，径判定手段により径判定が行われる。径判定
は，次のようにして行われる。すなわち，着目している
１つの画素を出発点として，その画素から暗画素が続い
ている個数が，複数の方角（４方，８方，１２方，１６
方など）について計数される。すなわち図１に示すよう
に各方角の計測開始画素を１点の画素としている。この
点で，図１１のように計測開始画素が必ずしも１点でな
い従来のものと相違している。したがって計数値は，０
または自然数である。そして，各方角についての計数値
が所定の値（上限値）と比較され，その値以内の自然数
であれば良と判定され，０または超えている場合は不良
と判定される。これが径判定であり，パターン画像に含
まれる各画素についてなされる。

【００１２】なお上限値は，ビアホールなど検査対象外
領域のサイズに対応するものであるが，すべての方角に
ついて同じとは限らない。画像のＸ方向またはＹ方向と
一致する方角と，そうでない斜めの方角とでは上限値が
違ってくる可能性があるからである。また，検査対象外
領域の形状自体も，常に円形とは限らないからである。
なお，各方角における計数は，暗画素がとぎれるまで行
う必要は必ずしもなく，計数値が上限値を超えたらそこ
で中止してもよい。

【００１３】この配線パターン検査装置では，上記の径
判定作業の一方で，マスク認識有効信号の作成が，マス
ク認識領域作成手段により行われる。マスク認識有効信
号は，被検査体において検査対象外領域が存在しうる範
囲を示すものである。その作成は，次のようにして行わ
れる。すなわち，配線パターン検査装置には，被検査体
においてビアホール等の検査対象外領域が存在する標準
的な位置が別途入力されている。これは，被検査体の設
計データから持ってきてもよいし，ビアホール等のみを
形成した測定基準板を作成しこれについての測定結果か
ら取得してもよい。実際の被検査体では，個体のばらつ
きのために検査対象外領域の位置が標準的な位置から若
干ずれているので，これを適度な幅で拡大することによ
り，マスク認識有効信号が作成されることが多い。この
ときの計数は，被検査体の要求精度等により定めればよ
い。

【００１４】径判定の結果は，マスク候補認定手段に送
られ，判定結果に基づいてその画素についてマスク候補
画素か否かの認定が行われる。この認定は，好ましくは
次のようにして行われる。すなわち，判定結果が良であ
る方角の数が計数される。そして，計数された方角の数
が所定のしきい値と比較され，しきい値以上であれば着
目している画素がマスク候補画素と認定される。しきい
値が方角の総数である場合には，マスク候補画素と認定
される画素は，暗画素が，上限値に対応する直径の中に
のみ存在する領域の画素である。ビアホール内の暗画素
がその例である。配線パターン上の画素は，明画素であ
るためマスク候補画素とはならない。また，パターン間
の画素は，暗画素であるが，通常，長い距離にわたって
連続しており上限値に対応する直径の中に収まらないの
でマスク候補画素とはならない。なお，ピンホール欠陥
は，この時点ではマスク候補画素となるが，後に排除さ
れる。

【００１５】上記の作業がパターン画像に含まれるすべ
ての暗画素について行われる。これにより，暗画素のう
ち，ビアホール等の検査対象外領域に属するものと，ピ
ンホール等の欠陥に起因するもの等とが，マスク候補画
素となる。

【００１６】ここで，計数された方角の数と比較される
所定のしきい値は，通常は方角の総数（４方，８方，１
２方，１６方など）と同じである。その理由は次の通り
である。ビアホールのような検査対象外領域は，通常，
配線パターンのランドに囲まれているので，着目画素か
らいかなる方角にカウントしても，必ずランドの明画素
に突き当たって上限値以内でカウントが終了するはずだ
からである。もし，上限値を超えてしまうような長い距
離にわたって暗画素が続くならば，通常それはビアホー
ル等ではなくパターン間部分などであると考えられる。

【００１７】しかしながら常にそうとは限らない。被検
査体の要求精度によっては，ビアホール等の回りのラン
ドにある程度の座切れが許容される場合がある。その場
合には，座切れ部分をよぎった方角についての計数値が
上限値を超えてしまうことがある。これをマスク候補画
素として認定するためには，しきい値を方角の総数より
少ない値にする必要がある。好ましくは，しきい値を可
変とするとともにその可変範囲に方角の総数を含め，両
方の場合に対応できるようにするとよい。

【００１８】ただし，座切れは普通，１つのビアホール
の周囲に１カ所だけであり残りはランドが連続している
はずである。座切れの原因はビアホールとランドとの中
心位置の合わせ精度にあるからである。したがって，し
きい値を方角の総数より少ない値にするにしても，計数
値が上限値以内である方角が連続してしきい値以上の数
存在している場合に限り着目画素をマスク候補画素とし
て認定することが望ましい。

【００１９】マスク候補画素とマスク認識有効信号とが
そろったら，マスク作成手段によりそれらが対比され，
マスク画像が作成される。すなわち，マスク候補画素で
あってかつマスク認識有効信号に該当するものが抽出さ
れてマスクとされる。これにより，マスク候補画素のう
ちビアホール等の検査対象外領域に属するもの以外は排
除される。ピンホール等の欠陥に起因するものはここで
はねられ，マスクにはならない。ここで，マスク認識有
効信号に一致するマスク候補画素が抽出されたときに，
その画素そのもののみをマスクとしてもよいし，若干の
倍率を掛けてマスクとしてもよい。かくして作成された
マスクは，２値化されたパターン画像の暗画素部分に沿
ってこれを最小限に網羅するものである。

【００２０】こうしてマスクが作成されると，検査手段
での最終検査が行われる。すなわち，パターン画像のう
ちマスク画像以外の部分から欠陥形状が抽出される。マ
スク画像の部分は，たとえ欠陥形状が存在しても，それ
はビアホール等に起因するものと考えられるので無視さ
れる。ここで，マスク作成手段により作成されたマスク
が最小限のものであることから，ビアホール等の検査対
象外領域の近辺における検査の信頼性を損なわずに，虚
報の発生が防止されている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下，本発明の配線パターン検査
装置を具体化した実施の形態について，図面を参照しつ
つ詳細に説明する。本実施の形態に係る配線パターン検
査装置は，プリント配線板上に形成された配線パターン
の良否検査を行うものである。この配線パターン検査装
置は，図２のブロック構成図に示すように，撮像系２
と，検査部３１と，それらの間のマスク処理部４とを有
している。そしてさらに，全体の統括制御を行うマスタ
ＣＰＵ３２と，オペレータによる操作や検査結果の表示
等のための端末３３とが設けられている。検査部３１と
マスタＣＰＵ３２とは，通信バス５３により接続されて
いる。

【００２２】まず，撮像系２について説明する。撮像系
２は，プリント配線板１０上に銅などの金属で形成され
た配線パターン１１を読み取ってパターン画像を取得す
る機能を有している。このため，配線パターン１１を撮
像するＣＣＤカメラ２１と，そのアナログ画像をデジタ
ルに変換するＡ／Ｄ変換部２２と，そのデジタル信号を
２値化する２値化回路２３とを有している。すなわち，
２値化回路２３から出力されるパターン画像ＰＩは，暗
画素と明画素とからなる２値画像である。このパターン
画像ＰＩは，おおむね，配線パターン１１のある場所の
画素が明画素であり，それ以外の場所の画素が暗画素で
ある。それ以外の場所とは，パターン間の隙間部分や，
ビアホールの中の部分，ピンホール等の欠陥などであ
る。

【００２３】次に，マスク処理部４について説明する。
マスク処理部４は，パターン画像のうち検査対象から除
外する部分を示すマスク画像を作成し，パターン画像と
ともに検査部３１に供給する機能を有している。この機
能のためマスク処理部４は，以下の各ブロックを有して
いる。すなわち，撮像系２の２値化回路２３からパター
ン画像ＰＩの入力を受けてその中に含まれる各画素につ
いて暗画素の径判定を行う径判定部４１，プリント配線
板１０のビアホールのデータを格納する穴情報メモリ部
４２，そのビアホールのデータＤＨに基づいて穴認識有
効信号ＭＥを作成する穴認識領域作成部４３，径判定部
４１の判定結果ＭＣと穴認識有効信号ＭＥとを対比する
穴判定部４４，その判定結果に基づいてマスク画像ＭＩ
を作成するマスク作成部４５，各ブロックに駆動クロッ
クを供給するタイミング発生部４６，マスク処理部４を
統括制御するマスク処理ＣＰＵ部４９，パターン画像Ｐ
Ｉをマスク画像ＭＩの作成に要する時間の分遅延させて
検査部３１へ供給する遅延回路４７，の各ブロックであ
る。これらの各ブロックは，ローカルバス５１により相
互に接続されている。また，マスク処理ＣＰＵ部４９
は，通信バス５２によりマスタＣＰＵ３２に接続されて
いる。

【００２４】マスク処理部４の各ブロックのうち主なも
のについて簡単に説明する。まず径判定部４１は，前述
のように，暗画素についての径判定を行うブロックであ
る。径判定とは，簡単にいえば，パターン画像ＰＩに含
まれる暗画素から，パターン間の隙間部分に起因するも
のを除いた画素である。パターン間の隙間部分は，虚報
の原因となるようなものでないのでマスクとする必要が
なく，また配線パターン１１に沿って長い距離にわたっ
ている点でビアホール等と明確に区別できるからであ
る。判定結果ＭＣは，穴判定部４４へ送られる。

【００２５】次に穴情報メモリ部４２は，前述のよう
に，プリント配線板１０のビアホールのデータＤＨを格
納するブロックである。ビアホールは，プリント配線板
１０の良否検査に当たって虚報の発生原因となりやすい
ものである一方，その存在しうる位置はプリント配線板
１０の品種ごとに決まっているからである。このデータ
を用意する方法としては，例えば，プリント配線板１０
の設計データから持ってくる方法がある。あるいは，測
定の基準板を用意してこれについてのパターン画像ＰＩ
から作成する方法がある。いずれの方法でもよいが，こ
こでは設計データから持ってくる方法を採用している。
基準板を用いる場合，その基準板としては，ビアホール
のみをプリント配線板１０と同一の仕様で形成した基板
を用いることができる。あるいは，同一の製造ロットで
製造された多数の同一品種のプリント配線板１０のうち
の最初のものを基準板としてもよい。データＤＨは，穴
認識領域作成部４３へ送られる。

【００２６】次に穴認識領域作成部４３は，前述のよう
に，穴認識有効信号ＭＥを作成するブロックである。こ
のブロックでは，穴情報メモリ部４２から供給されたデ
ータＤＨをそのまま穴認識有効信号ＭＥとしてもよい
が，ここではそのホール部分を所定の幅（画素数または
倍率）で拡大して穴認識有効信号ＭＥとする。プリント
配線板１０において実際にビアホールがある位置は，正
確にデータＤＨの通りであるとは限らず，加工精度によ
り若干のばらつきがあるからである。したがってその拡
大幅は，プリント配線板１０の加工精度のグレード（品
種ごとに決まっている）に応じて可変としておくとよ
い。これより穴認識有効信号ＭＥは，プリント配線板１
０においてビアホールが存在しうる範囲内の画素を被覆
している。この範囲内にマスク候補たる暗画素があれ
ば，それは実際のビアホールを現していると考えられ
る。逆に，この範囲外にマスク候補たる暗画素があって
も，それはプリント配線板１０のビアホールとは関係が
ないので，これを基準にマスクを生成すべきではないの
である。作成された穴認識有効信号ＭＥは，穴判定部４
４へ送られる。

【００２７】次に穴判定部４４は，前述のように，径判
定部の判定結果ＭＣと穴認識有効信号ＭＥとを対比する
ブロックである。その目的は，パターン画像ＰＩに含ま
れる暗画素から，真にプリント配線板１０のビアホール
に起因するもののみを選び出すことにある。このためこ
のブロックは，判定結果ＭＣに基づいてマスク候補たる
暗画素を選び出し，さらにこれを穴認識有効信号ＭＥと
対比する。すなわち，穴認識有効信号ＭＥの範囲内の暗
画素は，真にビアホールに起因する信号であると判定す
る。一方，穴認識有効信号ＭＥの範囲外のものは，真に
ビアホールに起因する信号ではないと判定する。真にビ
アホールに起因すると判定された画素の信号ＭＲがマス
ク作成部４５へ送られる。

【００２８】次にマスク作成部４５は，前述のように，
穴判定部４４の判定結果に基づいてマスク画像ＭＩを作
成するブロックである。このブロックでは基本的には，
マスク判定部４４から送られた穴認識信号ＭＲに含まれ
る各画素に対し当該１画素をマスク画像ＭＩとする。こ
れにより，ビアホールをぎりぎりカバーするマスクが得
られる。その後，要求される検査精度に応じて信号ＭＲ
に含まれる各画素に対しある程度の倍率（９倍等）を掛
けてもよい。その場合には少し大きめ（９倍なら１画素
幅分大きい）のマスクが得られる。作成されたマスク画
像ＭＩは，検査部３１へ送られる。

【００２９】続いて，検査部３１について説明する。検
査部３１は，パターン画像ＰＩから最終的にパターンの
欠陥であると考えられる形状を検出して，その検出信号
ＤＤをマスタＣＰＵ３２に向けて出力するものである。
このため検査部３１には，マスク作成部４５からマスク
画像ＭＩが入力され，また，マスク画像ＭＩの入力とタ
イミングを合わせるために遅延回路４７を介してパター
ン画像ＰＩが入力されるようになっている。そして検査
部３１では，パターン画像ＰＩのうち，マスク画像ＭＩ
により検査対象外とされる範囲以外の範囲について，断
線，短絡，欠け等の欠陥形状を抽出する。そのための欠
陥形状データは，検査部３１の中にあらかじめ格納して
おいてもよいし，マスタＣＰＵ３２から供給されるよう
にしてもよい。

【００３０】次に，この配線パターン検査装置によるプ
リント配線板１０の良否検査の動作について説明する。
ここでは，検査対象たるプリント配線板１０について，
その品種の設計データから得られたビアホールのデータ
ＤＨが，穴情報メモリ部４２にあらかじめ格納されてい
るものとする。

【００３１】まず，検査するプリント配線板１０をＣＣ
Ｄカメラ２１の下に置き，その配線パターン１１を撮像
する。すると，そのアナログ画像がＡ／Ｄ変換部２２で
デジタルに変換され，さらに２値化回路２３で２値化さ
れる。これにより，暗画素と明画素とからなる２値画像
のパターン画像ＰＩが得られる。得られたパターン画像
ＰＩは，マスク処理部４に送られ，径判定部４１に入力
される。パターン画像ＰＩには，スルーホール（図
３），フォトビアホール（図４），ピンホール欠陥（図
５），線間（図６）のような，暗画素により構成される
形状が含まれている。このうち図４のフォトビアホール
は，従来技術の項で説明した理由によりいびつな形状を
呈している。

【００３２】径判定部４１では，パターン画像ＰＩに含
まれる暗画素について，次の作業を行う。すなわち図７
に示すように，ある暗画素Ａに着目し，その暗画素Ａか
らＮ，ＮＥ，Ｅ，ＳＥ，Ｓ，ＳＷ，Ｗ，ＮＷの８つの方
角ごとに暗画素がいくつ続いているかをカウントする。
このとき着目画素Ａを１としてカウントする。図７で
は，各方角記号の右の括弧内の数字に示すように，方角
Ｅについてはカウント値が「２」であり，方角Ｗについ
てはカウント値が「４」である。これら以外の方角のカ
ウント値はいずれも「１」である。

【００３３】各方角についてのカウント値が得られた
ら，それらのカウント値が，プリント配線板１０に含ま
れるスルーホールやフォトビアホールの直径の設計値に
対応する画素数と比較され，ＯＫかＮＧかの判定がなさ
れる。図４に示すフォトビアホールの直径は，画素数
「１１」（図中横方向）と読み取ることができる。以
下，これを用いて説明する。この比較のため径判定部４
１には，表１のようなルックアップテーブルが用意され
ている。なお，表１における「カウント値」は，実際の
ルックアップテーブルでは２進数で表現されている。

【００３４】

【表１】

【００３５】すなわち，カウント値の「０」と「１２」
以上に対しては出力値「０」が割り付けられており，
「１」〜「１１」のカウント値に対しては出力値「１」
が割り付けられている。出力値の「０」はその方角のカ
ウント結果がＮＧであることを意味し，出力値の「１」
はカウント結果がＯＫであることを意味している。ま
た，出力値「１」が割り付けられる最大のカウント数
「１１」は，ビアホールの直径の設計値に対応する画素
数である。これより，カウント値が最大径である「１
１」以下の正の数であった場合にその方角についてＯＫ
と判定され，カウント値がこれを超えていた場合にはそ
の方角についてＮＧと判定される。こういったルックア
ップテーブルが，ビアホールの各サイズに応じて複数種
用意されている。

【００３６】ここで，カウント値が「０」であるときに
判定結果がＮＧであることは，着目画素が明画素であっ
た場合にはマスク候補として認定され得ないことを意味
している。また，カウント値が「１２」以上である場合
に判定結果がＮＧであることは，暗画素が長い距離にわ
たって続いているので，ビアホールではないと考えられ
ることを意味している。この結果，着目画素が図７のＡ
であった場合には，すべての方角についてＯＫと判定さ
れることとなる。同様に，着目画素がスルーホール（図
３）やピンホール欠陥（図５）に属するものであった場
合にも，すべての方角についてＯＫと判定される。これ
に対し，着目画素が線間（図６）に属するものであった
場合には，方角Ｎと方角ＳとについてはＮＧと判定され
ることとなる。

【００３７】径判定部４１では，図８に示すように，Ｓ
ＲＡＭを用いてこの判定を行うようにしている。すなわ
ち図８のシステムでは，カウント値がマルチプレクサを
介してＳＲＡＭのアドレス線（Ａ０〜Ａ３）に入力さ
れ，その入力に応じて表１のルックアップテーブルに示
される出力値（０（ＮＧ）または１（ＯＫ））がＳＲＡ
Ｍのデータ線（^I/_O０〜^I/_O３）に出力される。カウント
値は図７に示す方角の数，すなわち８個あるから，これ
ら方角数分の図８の回路が用意されており，並列してこ
の処理がなされる。図８ではＳＲＡＭのデータ線が４ビ
ットであるから，ＯＫかＮＧかの判定基準を４通り設定
することが可能である。ただしここでは１通りのみ設定
している。あるいは，４ビットを，穴径の異なる４種類
の径判定を同時に行うルックアップテーブルとして使用
することも可能である。出力された各方角の出力値（以
下，「径判定値ＭＣ」という）は，穴判定部４４へ送ら
れる。この処理は，パターン画像ＰＩの各画素について
なされる。なお，図８のＳＲＡＭに表１のルックアップ
テーブルを書き込むときには，ＣＰＵアドレスとＣＰＵ
データバスとが接続されて指定のデータが入力される。
以上が径判定部４１での処理である。

【００３８】以上の径判定部４１での処理と並列して，
穴情報メモリ部４２および穴認識領域作成部４３で，穴
認識有効信号ＭＥの作成が行われる。このため穴情報メ
モリ部４２には，検査するプリント配線板１０における
ビアホールの位置や大きさに関するデータＤＨが，あら
かじめ設計データから抽出されて用意されている。デー
タＤＨは，ビアホール内の画素については値が「１」で
あり，それ以外の画素については値が「０」である。ビ
アホールが最大８種類あるとすれば，穴情報メモリ部４
２のデータ幅は８ビットあればよいことになる。そして
穴認識領域作成部４３では，そのデータＤＨを所定の画
素幅で拡大してマスク認識有効信号ＭＥを作成してもよ
い。実際のプリント配線板１０では，ビアホールの位置
が，所定の公差内で設計値からずれていることがあるか
らである。すなわち，穴認識有効信号ＭＥは，ビアホー
ルが設計値からずれうる最大範囲を考慮したものであ
る。作成された穴認識有効信号ＭＥは，穴判定部４４へ
送られる。

【００３９】次に，穴判定部４４における処理について
説明する。穴判定部４４には，径判定部４１から，パタ
ーン画像ＰＩの各暗画素についての各方角の径判定値Ｍ
Ｃが入力される。また，穴認識領域作成部４３から，穴
認識有効信号ＭＥが入力される。さらに，マスク処理Ｃ
ＰＵ部４９から，連続ＯＫ本数という信号が入力され
る。連続ＯＫ本数についての詳細な説明は後に譲るが，
原則的にはその値は，径判定部４１で行われる径判定の
際の方角の数，すなわち「８」と同じである。これらに
より穴判定部４４では，パターン画像ＰＩの各暗画素に
ついて穴判定が行われる。

【００４０】この穴判定は，図９に示すようにＳＲＡＭ
を用いて行われる。すなわち図９のシステムでは，パタ
ーン画像ＰＩのある暗画素についての各方角の径判定値
ＭＣがＳＲＡＭのアドレス線に入力されている。また，
連続ＯＫ本数の信号および穴認識有効信号ＭＥも入力さ
れている。これにより次のようにして，穴認識信号ＭＲ
が作成され，データ線から出力される。まず，各径判定
値ＭＣのうち値が「１」，すなわちＯＫである方角が何
本連続しているかがカウントされる。例えば着目画素が
図７に示すＡであった場合には，すべての方角について
判定がＯＫであるからカウント値は「８」となる。同様
に着目画素がスルーホール（図３）やピンホール欠陥
（図５）に属するものであった場合にも，カウント値は
「８」となる。これに対し，着目画素が線間（図６）に
属するものであった場合には，方角Ｎと方角Ｓとについ
ては判定がＮＧであるから，連続して判定がＯＫである
方角は，「ＮＥ，Ｅ，ＳＥ」および「ＳＷ，Ｗ，ＮＷ」
であり，カウント値は「３」となる。

【００４１】そして，このカウント値と連続ＯＫ本数と
が比較される。カウント値が連続ＯＫ本数以上であった
場合には着目画素はマスク候補であるとされる。カウン
ト値が連続ＯＫ本数を下回っていた場合には着目画素は
マスク候補でないとされる。例えば着目画素が図７に示
すＡであった場合には，カウント値が「８」であるか
ら，マスク候補とされる。同様に着目画素がスルーホー
ル（図３）やピンホール欠陥（図５）に属するものであ
った場合にも，マスク候補とされる。これに対し，着目
画素が線間（図６）に属するものであった場合には，カ
ウント値が「３」であり，連続ＯＫ本数を下回っている
ので，マスク候補ではないとされる。

【００４２】なお，連続ＯＫ本数を方角の総数と同じと
したのは，通常のプリント配線板１０ではビアホールの
周囲のランドに座切れがないはずだからである。ただし
プリント配線板１０の仕様により加工精度のグレードが
低い場合には，多少の座切れが許容されることがある。
その場合には図１０に示すように，ランドがどこか一箇
所で切れており，そこを通る方角の判定がＮＧとなるこ
とがある。この場合にこのような画素がマスク候補では
ないとされてしまうのは不適当である。連続ＯＫ本数を
方角の総数より少し小さくしておけば，これを回避する
ことができる。このため連続ＯＫ本数は，方角の総数を
含む範囲内で可変とし，その可変範囲内で設定できるよ
うにされている。

【００４３】着目画素がマスク候補であったばあいに
は，さらに穴認識有効信号ＭＥによる選別に供される。
すなわち，マスク候補と認定された画素であってかつ穴
認識有効信号ＭＥの範囲内の画素のみが選別され真の穴
認識信号と判定される。この選別により，穴認識有効信
号ＭＥの範囲外のマスク候補画素が排除される。穴認識
有効信号ＭＥの範囲外のマスク候補画素は，ビアホール
に基づくものではあり得ず，ピンホール等の欠陥に基づ
くと考えられる。したがってこのような画素をマスクと
するのは不適当だからである。

【００４４】以上の，マスク候補の認定および穴認識有
効信号ＭＥによる選別が，パターン画像ＰＩに含まれる
各暗画素について行われる。穴判定部４４からマスク作
成部４５へと送られる穴認識信号ＭＲは，このように最
終的に真にマスク作成の基準となるべきものとして選別
された画素に関する情報である。

【００４５】続いて，穴認識信号ＭＲの入力を受けたマ
スク作成部４５では，マスク画像ＭＩの作成が行われ
る。すなわち，穴認識信号ＭＲに含まれる各画素に対し
当該１画素をマスク画素とする。これにより，ビアホー
ルをぎりぎりカバーするマスク画像ＭＩが得られる。た
だし，穴認識信号ＭＲに含まれる各画素に対しある程度
の倍率（９倍等）を掛けてもよい。その場合には少し大
きめ（９倍なら１画素幅分大きい）のマスクが得られ
る。このようにマスク作成部４５は，任意のマスクサイ
ズを得るための拡大フィルターといえる。作成されたマ
スク画像ＭＩは，パターン画像ＰＩのうち，良否検査の
対象外とされる部分を表している。

【００４６】かくしてマスク画像ＭＩが作成されると，
検査部３１での検査処理が行われる。このため検査部３
１には，マスク画像ＭＩとパターン画像ＰＩとが入力さ
れる。ちなみに，検査部３１に入力されるパターン画像
ＰＩは，マスク画像ＭＩとの位置合わせのため，マスク
処理時間分の遅延処理を遅延回路４７で受けている。ま
た，検査部３１には，断線，短絡，欠け等の欠陥形状の
データが，あらかじめマスタＣＰＵ３２から供給されて
格納されている。これにより検査部３１は，パターン画
像ＰＩのうちマスク画像ＭＩ以外の範囲について，欠陥
形状もしくはこれに類似する形状を抽出する処理を行
う。抽出された欠陥形状等のデータＤＤは，マスタＣＰ
Ｕ３２へ送られ，集計される。ここで，プリント配線板
１０の仕様によっては，正しい配線パターンの中に上記
の欠陥に類似する形状が含まれている場合がある。その
ような場合には，あらかじめこれを検査対象から除外す
るデータを検査部３１に用意しておくことが好ましい。
マスタＣＰＵ３２に集計された欠陥データは，端末３３
を通じて表示したり出力したりすることができる。

【００４７】以上のようにして，プリント配線板１０に
ついての検査がなされる。そして，同一の製造ロットに
属する同一品種のプリント配線板１０について続けて良
否検査を行う場合でも，１枚目と同様に当該プリント配
線板１０のパターン画像ＰＩから穴認識信号ＭＲを抽出
し，改めてマスク画像ＭＩを作成することとなる。当該
プリント配線板１０の穴形状にマッチングした高精度な
マスク画像ＭＩにて良否検査を行うためである。

【００４８】以上詳細に説明したように本実施の形態の
配線パターン検査装置では，プリント配線板１０の撮像
データを２値化して得られたパターン画像ＰＩに含まれ
る各暗画素について，径判定部４１にて，その暗画素か
ら８つの方角ごとに暗画素がいくつ続いているかをカウ
ントし径判定値ＭＣを出力することとしている。ここ
で，各方角とも着目している画素のカウント値を「１」
としてカウントすることとしているので，暗画素が１画
素の部分も見逃すことなく抽出できる。このため，ビア
ホールのようないびつな形状の暗画素群を形成するもの
であっても，もれなく抽出して穴認識信号ＭＲとするこ
とができる。もちろん，従来のように半径基準判定によ
るスルーホール抽出もできる。したがって，フォトビア
ホールを含むプリント配線板１０であっても，マスク作
成部４５で，穴形状をぎりぎり被覆する適切なマスクを
作成できる。これにより，ビアホール等に起因する虚報
の発生を排除しつつ，かつ検査漏れの発生しにくい配線
パターン検査装置が実現されている。

【００４９】また，径判定値ＭＣと穴認識有効信号ＭＥ
とに基づいて穴判定部４４で穴認識信号ＭＲを抽出する
に際し，連続ＯＫ本数の値を抽出の判断基準として用い
ている。そしてその値を，方角の総数を含む範囲内で可
変とし，その可変範囲内で設定できるようにしたので，
プリント配線板１０の仕様が，加工精度のグレードが低
くある程度の座切れが許容されるものであったとして
も，座切れのためにビアホール等の抽出漏れが起こるこ
とを防止できるものである。

【００５０】なお，本実施の形態は単なる例示にすぎ
ず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本
発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良，変形が可能である。例えば，穴認識有効信号ＭＥを
基にパターン画像ＰＩを径判定することにより，より高
速にマスク画像を作成するようにしてもよい。また，２
値化データに限らず３値化以上のデータでも利用でき
る。また，径判定部４１における径判定の方角の数は，
「８」に限らない。例えば，「４」，「１２」，「１
６」等も考えられるし，４の倍数でなくてもよい。

【００５１】また，穴情報メモリ部４２から穴認識領域
作成部４３へ供給するビアホールのデータＤＨは，プリ
ント配線板１０の設計データから持ってくる代わりに別
の手段で用意してもよい。例えば，検査するプリント配
線板１０と同じ穴形成を行った基準板についてパターン
画像ＰＩを作成するとともに，それについての穴判定部
４４での処理（図９）において，穴認識有効信号ＭＥを
用いず，径判定値ＭＣおよび連続ＯＫ本数のみで穴認識
信号ＭＲを作成し，これを穴情報メモリ部４２へフィー
ドバックしてデータＤＨとすることが考えられる。さら
にこの場合には，各プリント配線板１０の検査をするた
びに穴認識信号ＭＲを穴情報メモリ部４２へフィードバ
ックして学習効果を持たせることも考えられる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，底面が鈍く光るフォトビアホールのような非貫
通穴についても適切に暗画素部分を認識し，高精度に最
小限の穴マスクを生成することができ，これににより非
貫通穴の周辺における検査の信頼性を確保しつつ，非貫
通穴に起因する虚報の発生を抑えた配線パターン検査装
置が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線パターン検査装置での各方角の画
素数のカウント方法を示す図である。

【図２】実施の形態に係る配線パターン検査装置のブロ
ック構成を示す図である。

【図３】スルーホールの２値化画像を示す図である。

【図４】フォトビアホールの２値化画像を示す図であ
る。

【図５】ピンホールの２値化画像を示す図である。

【図６】配線と配線との間の絶縁部分の２値化画像を示
す図である。

【図７】実施の形態の配線パターン検査装置での各方角
の暗画素数のカウントを説明する図である。

【図８】ＳＲＡＭを用いた径判定処理を説明する図であ
る。

【図９】ＳＲＡＭを用いたマスク判定処理を説明する図
である。

【図１０】座切れを説明する図である。

【図１１】従来の配線パターン検査装置での各方角の暗
画素数のカウント方法を示す図である。

【図１２】従来の配線パターン検査装置でのフォトビア
ホールの測定を示す図である。

【図１３】従来の配線パターン検査装置での線間絶縁部
分の測定を示す図である。

【符号の説明】

２撮像系３１検査部４１径判定部４３マスク認識領域作成部４４マスク判定部４５マスク作成部ＰＩパターン画像（２値画像）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体の配線パターンを読み取って得
た画素データからなるパターン画像を作成するパターン
画像作成手段と，前記パターン画像に含まれる各画素に
ついて，その画素から同種の画素が続いている個数を複
数の方角について計数するとともに，各方角ごとにその
計数値と所定の値との大小を判定する径判定手段と，前
記被検査体において検査対象外領域が存在しうる範囲を
示すマスク認識有効信号を作成するマスク認識領域作成
手段と，前記径判定手段の判定結果に基づいてその画素
がマスク候補画素か否かを認定するマスク候補認定手段
と，前記マスク候補画素と前記マスク認識有効信号とを
対比してマスク画像を作成するマスク作成手段と，前記
パターン画像のうち前記マスク画像以外の部分から，欠
陥形状を抽出する検査手段とを有することを特徴とする
配線パターン検査装置。
【請求項２】請求項１に記載する配線パターン検査装
置において，前記マスク候補認定手段は，前記計数値が
前記所定の値以内である方角の数が所定のしきい値以上
である場合にその画素をマスク候補画素と認定すること
を特徴とする配線パターン検査装置。
【請求項３】請求項２に記載する配線パターン検査装
置において，前記マスク候補認定手段は，前記計数値が
前記所定の値以内である方角が連続して所定のしきい値
以上の数存在している場合にその画素をマスク候補画素
と認定することを特徴とする配線パターン検査装置。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載する配線
パターン検査装置において，前記マスク候補認定手段に
おける方角の数のしきい値が可変であることを特徴とす
る配線パターン検査装置。
【請求項５】請求項４に記載する配線パターン検査装
置において，前記しきい値の可変範囲に，前記方角の総
数が含まれることを特徴とする配線パターン検査装置。